楊恒山，薛新偉，張瑞富，李金琴，王宇飛，邰繼承，劉 晶

（1. 內(nèi)蒙古民族大學(xué)農(nóng)學(xué)院，內(nèi)蒙古自治區(qū)飼用作物工程技術(shù)研究中心，通遼028042； 2. 內(nèi)蒙古通遼市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，通遼028000）

0 引 言1

水資源緊缺與農(nóng)業(yè)用水需求之間的矛盾一直備受關(guān)注，已經(jīng)成為制約中國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展和農(nóng)民持續(xù)增收的重要因素。同時(shí)，中國(guó)農(nóng)業(yè)灌溉水利用效率十分低下，2016 年全國(guó)農(nóng)業(yè)灌溉水利用系數(shù)僅0.536，與農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的差距較大，這也進(jìn)一步加劇了農(nóng)業(yè)灌溉水需求與供給失衡的矛盾[1]。玉米是需水較多的作物，針對(duì)水資源嚴(yán)重緊缺和農(nóng)業(yè)灌溉水效率低下的雙重脅迫，積極推廣節(jié)水灌溉技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)灌溉水的高效利用是中國(guó)玉米生產(chǎn)的主要舉措[2-3]。滴灌具有顯著節(jié)水增效及環(huán)境友好等特點(diǎn)，被視為高效節(jié)水灌溉的典范[4-7]。劉洋等[8]研究了東北黑土區(qū)膜下滴灌對(duì)玉米生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響，結(jié)果表明，膜下滴灌在玉米生育后期有利于地上部分營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)，為生育后期的生殖生長(zhǎng)積累更多的干物質(zhì)，成熟期的地上部分干物質(zhì)量比地面灌溉高23.0%；曹玉軍等[9]研究半 干旱區(qū)不同地膜覆蓋滴灌對(duì)土壤水、溫變化及玉米生長(zhǎng) 的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，半干旱地區(qū)覆膜滴灌，能夠顯著提高土壤溫度、籽粒產(chǎn)量和灌溉水利用效率，其中膜下滴灌處理較常規(guī)灌溉處理0～25 cm 土層平均溫度提高2.8 ℃，籽粒產(chǎn)量提高21.6%，灌溉水利用效率提高20.9%。膜下滴灌將覆膜種植和滴灌節(jié)水技術(shù)有機(jī)結(jié)合，可以降低土壤蒸發(fā)[10-11]，提高土壤溫度和含水率[12-13]，促進(jìn)作物生長(zhǎng)、提高產(chǎn)量及水分利用效率[14-16]。自新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)在棉花上應(yīng)用成功后，膜下滴灌技術(shù)環(huán)節(jié)逐漸成熟，應(yīng)用面積不斷擴(kuò)大，是近10 a 中國(guó)北方地區(qū)主推的節(jié)水灌溉技術(shù)，但也出現(xiàn)了一些問(wèn)題，增產(chǎn)與殘膜污染的矛盾日益凸顯，機(jī)械化收獲、秸稈還田和深翻等技術(shù)受到影響，已嚴(yán)重影響到了土地的持續(xù)利用并造成了環(huán)境污染。同時(shí)，課題組調(diào)研發(fā)現(xiàn)，由于西遼河平原光熱充足，膜下滴灌玉米不同程度存在生育后期早衰現(xiàn)象，在偏砂型土壤上表現(xiàn)的更為明顯。淺埋滴灌是通遼市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站和本研究團(tuán)隊(duì)在膜下滴灌基礎(chǔ)上研發(fā)的節(jié)水灌溉新技術(shù)，滴管淺埋于地表(3～5 cm)，在發(fā)揮滴灌技術(shù)優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，具有較大的應(yīng)用價(jià)值，2017 年被列為通遼市玉米節(jié)水高產(chǎn)的主推技術(shù)之一，已累計(jì)推廣應(yīng)用20 萬(wàn)hm2。但在淺埋滴灌條件下，由于地表無(wú)膜，土壤水、熱變化規(guī)律與膜下滴灌具有較大差異，這也會(huì)進(jìn)一步影響到玉米籽粒產(chǎn)量的形成以及灌溉水利用效率。由于淺埋滴灌目前尚處于嘗試性推廣應(yīng)用階段，這方面還沒(méi)有太多定量的田間試驗(yàn)研究予以支撐。前人有關(guān)玉米灌溉方式的研究大多集中在膜下滴灌上，且以土壤的水熱效應(yīng)及玉米對(duì)肥料吸收利用效率等研究為主，而膜下滴灌條件下玉米產(chǎn)量形成機(jī)理以及灌溉水利用效率還缺乏系統(tǒng)深入的研究，尤其是與其他節(jié)水灌溉方式進(jìn)行比較研究的報(bào)道相對(duì)較少。因此，本研究選擇淺埋滴灌、膜下滴灌和當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)畦灌3 種灌溉方式，研究灌溉方式對(duì)玉米籽粒產(chǎn)量形成的影響，揭示灌溉方式下玉米干物質(zhì)積累與轉(zhuǎn)運(yùn)規(guī)律及灌溉水利用效率的差異，以期為西遼河平原鑒選玉米節(jié)水高產(chǎn)灌溉方式提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)于2017—2018 年在通遼市科爾沁區(qū)農(nóng)牧業(yè)高新科技示范園區(qū)進(jìn)行（43°37′N、122°19′E，海拔182 m），為連續(xù)2 a 定位試驗(yàn)。試驗(yàn)區(qū)近5 a 平均降雨量350～450 mm、平均氣溫6.5～7.1℃，其中2017年和2018年降雨量分別為399.7和453.3 mm、平均氣溫分別為6.7 和6.9 ℃；試驗(yàn)地土壤為灰色草甸中壤土，是當(dāng)?shù)刂饕耐寥李愋汀?017 年和2018年耕層土壤容重分別為1.28 和1.31 g/cm3，0～20 cm 土壤表層有機(jī)質(zhì)分別為20.47 和21.61 g/kg、堿解氮分別為50.05 和53.9 mg/kg、全氮分別為0.81 和0.76 g/kg、有效磷分別為6.47 和5.93 mg/kg、速效鉀分別為78.25 和80.25 mg/kg。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)淺埋滴灌（SBDI）、膜下滴灌（MDI）和傳統(tǒng)畦灌（TBI）3 種灌溉方式，各處理3 次重復(fù)。采用大區(qū)對(duì)比試驗(yàn)，小區(qū)面積為864 m2（7.2 m×120 m），供試品種為農(nóng)華101，各處理采用播種-施肥-鋪帶-覆膜一體機(jī)播種，大小壟（小壟行距40 cm，大壟行距80 cm）種植，種植密度為7.5 萬(wàn)株/hm2，淺埋滴灌和膜下滴灌處理均采用內(nèi)鑲片式滴灌管，滴頭相距30 cm，滴頭流量為2.7 L/h，其中膜下滴灌處理采用幅寬為1.2 m，厚度為0.08 mm 的聚乙烯吹塑農(nóng)用透明膜，滴灌管鋪于小壟中間，調(diào)整鋪管開溝器和覆土裝置高度，使滴灌管置于小壟中間膜下地上，淺埋滴灌處理抬起覆膜裝置，調(diào)整鋪管開溝器和覆土裝置至規(guī)定高度，使滴灌管淺埋于小壟中間地表3～5 cm 處，傳統(tǒng)畦灌處理抬起鋪管裝置和覆膜裝置，只進(jìn)行常規(guī)施肥、播種。各處理底施N 35 kg/hm2，P2O590 kg/hm2，K2O 45 kg/hm2，追施N 240 kg/hm2，分別在拔節(jié)期、大喇叭口期、吐絲期按3:6:1 比例結(jié)合灌溉進(jìn)行，膜下滴灌和淺埋滴灌處理單獨(dú)配18L 壓差式施肥罐和水表，每次施肥前先滴清水約60 min，然后打開施肥閥，施肥完畢后繼續(xù)滴清水至相應(yīng)灌水量，傳統(tǒng)畦灌處理采用人工開溝撒施。具體灌溉方案如表1。各處理2017 年5 月2 日播種，9月28 日收獲，2018 年5 月8 日播種，10 月1 日收獲。

表1 不同灌溉方式灌溉方案 Table 1 Irrigation scheme of different irrigation methods

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1 干物質(zhì)累積及轉(zhuǎn)運(yùn)指標(biāo)計(jì)算

各小區(qū)均在吐絲期后開始取樣測(cè)定干物質(zhì)積累量，吐絲期后至收獲每隔10 d 取樣1 次，在同行內(nèi)取連續(xù)3株，3 次重復(fù)，所取樣品按器官分離，105 ℃下殺青30 min，于80 ℃烘干至恒質(zhì)量后測(cè)定干物質(zhì)積累量。

干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量（T）為吐絲期后10 d（8 月16 日）干物質(zhì)積累量與成熟期干物質(zhì)積累量的差值，kg/hm2；干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)效率（TE）為 T 占吐絲期后10 d 干物質(zhì)積累量的比例，%；干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率（TP）為干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量占籽粒質(zhì)量的比例，%。

1.3.2 籽粒灌漿速率計(jì)算與模擬

各小區(qū)均在吐絲期開始取樣，每隔10 d 取樣1 次至收獲，在同行內(nèi)取連續(xù)3 株，3 次重復(fù)。將果穗分為上、中、下3部分，去除邊際籽粒，將中、下部籽?；旌献鳛閺?qiáng)勢(shì)粒，上部籽粒為弱勢(shì)粒，強(qiáng)勢(shì)粒、弱勢(shì)粒取均勻100 粒，105 ℃下殺青30 min，于80 ℃烘干至恒質(zhì)量。

以吐絲后天數(shù)（t）為自變量，吐絲后每次所得百粒質(zhì)量為因變量（Y），參照朱慶森等[17-18]的方法，用Richards方程（Y = A/(1 + Be-kt)m，A、B、k、m 均為模型參數(shù)）對(duì)籽粒灌漿速率過(guò)程進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬。通過(guò)Curve Expert 3.0進(jìn)行擬合，基于獲得的Richards 方程參數(shù)，計(jì)算灌漿特征參數(shù)：達(dá)最大灌漿速率時(shí)的天數(shù)Tmax= ( lnB－lnD)/C；灌漿速率最大時(shí)的生長(zhǎng)量Wmax= A(D +1)-1/D；最大灌漿速率Gmax= (C·Wmax/D［1-(Wmax/A)D］；積累起始勢(shì)R0= C/D；灌漿活躍期（約完成總積累量的90%）Pt=6/C。參數(shù)A、B、C、D 分別為終極生長(zhǎng)量、初級(jí)參數(shù)、生長(zhǎng)速率參數(shù)、形狀參數(shù)，當(dāng)D = 1 時(shí)即為L(zhǎng)ogistic 方程。

1.3.3 土壤水分及水分平衡

分別在播種期和收獲期采用土鉆取樣，烘干法測(cè)定 0～100 cm 土層（每20 cm 1 層）的土壤含水率，每小區(qū)取樣點(diǎn)位于種植行上、種植行左側(cè)、右側(cè)各10 cm，取3 點(diǎn)平均值，3 次重復(fù)。

玉米生育期耗水總量ET（m3/hm2）為

式中P0為生育期內(nèi)降水量，m3/hm2；W1播種前土壤含水率，m3/hm2；W0為收獲后土壤含水率，m3/hm2；R 為地表徑流，由于試驗(yàn)地地勢(shì)平坦，故R=0；r 為土壤容重，g/cm3；H 為土壤水分的計(jì)算深度，本試驗(yàn)取100 cm；F為計(jì)算土體與下界面處的水分交換量（m3/hm2）。由于試驗(yàn)地地下水埋深度較深，地下水上升對(duì)玉米生長(zhǎng)的影響不大，玉米生長(zhǎng)所需要的水分由自然降水和灌溉水供給，進(jìn)入作物根系層下邊界的滲漏量可忽略不計(jì)，故D=0；

1.3.4 產(chǎn)量及水分平衡

產(chǎn)量及其構(gòu)成因素收獲時(shí)每小區(qū)取18 m2樣方，3 次重復(fù)，調(diào)查樣方內(nèi)有效穗數(shù)，測(cè)定籽粒產(chǎn)量，并取樣測(cè)定籽粒含水率，按含水率為14%折算成產(chǎn)量。同時(shí)，各小區(qū)均取樣10 穗，調(diào)查穗粒數(shù)、測(cè)定千粒質(zhì)量。

式中WUE 為水分利用效率，kg/m3；IWUE 為灌溉水利用效率，kg/m3；I 為玉米生育期灌水量，m3/hm2。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Microsoft Excel 2016、Curve Expert3.0、CAXA2007進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和作圖，DPSV10.0 軟件進(jìn)行處理間的差異顯著性法（least significance difference，LSD）分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同灌溉方式對(duì)玉米干物質(zhì)積累的影響

由表2 中2018 年結(jié)果分析可知，對(duì)于玉米莖、葉干物質(zhì)積累量而言，所有處理均在吐絲后10 d（8 月16 日）達(dá)到最大，且淺埋滴灌和傳統(tǒng)畦灌最大，膜下滴灌最小。對(duì)于莖+葉+籽粒的干物質(zhì)積累總量而言，吐絲期（7 月26日）處理間差異不顯著，吐絲10～40 d（7 月26 日—8 月16 日），表現(xiàn)為膜下滴灌和淺埋滴灌最大，傳統(tǒng)畦灌最小，吐絲50 d（9 月6 日）以膜下滴灌最高（P＜0.05），9 月26 日以淺埋滴灌最高，膜下滴灌最低，二者之間差異達(dá)到了顯著水平（P＜0.05），但二者均與傳統(tǒng)畦灌之間的差異均不顯著，這也說(shuō)明與膜下滴灌以及傳統(tǒng)畦灌處理相比，淺埋滴灌處理玉米的碳水化合物的同化作用更強(qiáng)。

表2 灌溉方式對(duì)玉米干物質(zhì)積累量的影響 Table 2 Effects of irrigation methods on dry matter accumulation of maize

2.2 灌溉方式對(duì)玉米干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)的影響

由表3 可見(jiàn)，玉米莖鞘干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量以淺埋滴灌最高，膜下滴灌最低（P＜0.05），但二者與傳統(tǒng)畦灌之間的差異均不顯著。葉及干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)總量各處理均表現(xiàn)為淺埋滴灌＞傳統(tǒng)畦灌＞膜下滴灌（P＜0.05）；從干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)率及干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率來(lái)看，干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)率淺埋滴灌分別較膜下滴灌和傳統(tǒng)畦灌高16.7%和5.6%，而干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率淺埋滴灌分別較膜下滴灌和傳統(tǒng)畦灌高12.8%和3.5%，說(shuō)明淺埋滴灌方式玉米干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量更大，轉(zhuǎn)運(yùn)效率更高，對(duì)于提高玉米籽粒產(chǎn)量更為有利。

表3 2018 年灌溉方式對(duì)玉米干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)的影響 Table 3 Effects of irrigation methods on dry matter transportation of maize in 2018

2.3 灌溉方式對(duì)玉米籽粒灌漿的影響

2.3.1 灌溉方式對(duì)籽粒干質(zhì)量的影響

由圖1 可見(jiàn)，隨著生育進(jìn)程的推移，各處理籽粒干質(zhì)量逐漸增加，其中強(qiáng)勢(shì)粒和弱勢(shì)粒在吐絲30 d 前處理間差異較小，而吐絲30 d 后均以淺埋滴灌最高，膜下滴灌最低，且隨著生育進(jìn)程的推移，處理間差異逐漸增加。

2.3.2 灌溉方式對(duì)籽粒灌漿速率的影響

由圖2 可見(jiàn)，各處理玉米籽粒灌漿速率隨著生育進(jìn)程的推移呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)，強(qiáng)勢(shì)粒和弱勢(shì)粒均在吐絲20 d 達(dá)到最高。不同處理間強(qiáng)勢(shì)粒在各生育階段均以淺埋滴灌最高，膜下滴灌最低，其中吐絲10～30 d 處理間差異較小；弱勢(shì)粒不同處理間變化規(guī)律與強(qiáng)勢(shì)粒不同，吐絲10～20 d 表現(xiàn)以膜下滴灌最高，淺埋滴灌次之，傳統(tǒng)畦灌最低，而吐絲30～50 d 后均以膜下滴灌最低，淺埋滴灌和傳統(tǒng)畦灌之間的差異較小。這也說(shuō)明淺埋滴灌處理有利于提高強(qiáng)勢(shì)粒灌漿速率，膜下滴灌處理有利于提高弱勢(shì)粒吐絲20 d 前的灌漿速率，而吐絲30～50 d 淺埋滴灌和傳統(tǒng)畦灌處理更具優(yōu)勢(shì)。

圖1 灌溉方式對(duì)玉米籽粒干質(zhì)量的影響（2018 年） Fig.1 Effects of irrigation methods on rate of grain dry matter of maize（2018）

圖2 灌溉方式對(duì)玉米籽粒灌漿速率的影響（2018 年） Fig.2 Effects of irrigation methods on rate of grain-filling per kernel of maize（2018）

2.3.3 灌溉方式下玉米籽粒灌漿參數(shù)

用Richards 方程對(duì)各處理籽粒干質(zhì)量與吐絲后天數(shù)進(jìn)行擬合，得到不同處理的灌漿速率等參數(shù)，從表4 可以看出，方程決定系數(shù)在0.992～0.999 間，說(shuō)明Richards方程較好地模擬了各處理籽粒灌漿過(guò)程。強(qiáng)勢(shì)粒和弱勢(shì)粒各灌漿參數(shù)不同處理間變化規(guī)律表現(xiàn)不同，強(qiáng)勢(shì)粒平均灌漿速率以膜下滴灌處理最高，淺埋滴灌處理次之，傳統(tǒng)畦灌處理最低，而活躍生長(zhǎng)期以淺埋滴灌最高，傳統(tǒng)畦灌次之，膜下滴灌最低，最大灌漿速率以及達(dá)到最大灌漿速率的時(shí)間均以淺埋滴灌處理最高；弱勢(shì)粒不同處理間變化規(guī)律與強(qiáng)勢(shì)粒不同，平均灌漿速率、活躍期生長(zhǎng)以及達(dá)到最大灌漿速率的時(shí)間均表現(xiàn)為淺埋滴灌最高，膜下滴灌最低，最大灌漿速率則以膜下滴灌處理最高，淺埋滴灌處理次之，傳統(tǒng)畦灌處理最低。

表4 籽粒灌漿模型與籽粒參數(shù)模型（2018 年） Table 4 Grain filling parameters and grain filling process model（2018）

2.4 不同灌溉方式下玉米產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

由表5 可見(jiàn)，各處理籽粒產(chǎn)量2017 年以淺埋滴灌顯著高于膜下滴灌（P＜0.05），但與傳統(tǒng)畦灌差異不顯著，其中淺埋滴灌較膜下滴灌和傳統(tǒng)畦灌分別高了6.1%和1.4%；2018 年以淺埋滴灌最高，傳統(tǒng)畦灌次之，膜下滴灌最低，處理間差異均達(dá)到了顯著水平（P＜0.05），其中淺埋滴灌較膜下滴灌和傳統(tǒng)畦灌分別高了13.9%和6.1%。；有效穗數(shù)2017 年以淺埋滴灌最高，傳統(tǒng)畦灌和膜下滴灌差異不顯著，2018 年各處理間差異不顯著；不同處理千粒質(zhì)量表現(xiàn)為淺埋滴灌＞傳統(tǒng)畦灌＞膜下滴灌，說(shuō)明淺埋滴灌有利于提高玉米千粒質(zhì)量，千粒質(zhì)量的提高可能是淺埋滴灌處理實(shí)測(cè)產(chǎn)量高于膜下滴灌和傳統(tǒng)畦灌的主要原因。

表5 灌溉方式對(duì)玉米產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響 Table 5 Effects of irrigation methods on yield and yield components of maize

2.5 灌溉方式對(duì)玉米水分利用效率的影響

由表6 可見(jiàn)，各處理耗水量不同處理間2 a 均以傳統(tǒng)畦灌最高，其與淺埋滴灌和膜下滴灌的差異均達(dá)到了顯著水平（P＜0.05），淺埋滴灌和膜下滴灌之間的差異不顯著；水分利用效率2017 年表現(xiàn)為淺埋滴灌＞膜下滴灌＞傳統(tǒng)畦灌，處理間差異均達(dá)到了顯著水平，2018 年淺埋滴灌和膜下滴灌差異不顯著，但均顯著高于傳統(tǒng)畦灌（P＜0.05）；灌溉水利用效率不同處理間2 a 變化規(guī)律一致，淺埋滴灌和膜下滴灌均顯著（P＜0.05）高于傳統(tǒng)畦灌，但二者之間的差異不顯著。

表6 灌溉方式對(duì)玉米耗水量及水分利用效率的影響 Table 6 Effects of irrigation methods on evapotranspiration and water use efficiency of maize

3 討 論

3.1 不同灌溉方式下玉米生育后期干物質(zhì)積累轉(zhuǎn)運(yùn)規(guī)律的差異性探討

作物籽粒產(chǎn)量高低是由干物質(zhì)積累和轉(zhuǎn)運(yùn)決定的[19]，因此，干物質(zhì)積累的多少和轉(zhuǎn)運(yùn)率的高低是影響玉米籽粒產(chǎn)量的2 個(gè)主要因素[20-23]。胡昌浩等[24]研究了中國(guó)不同年代玉米品種物質(zhì)生產(chǎn)特性演進(jìn)指出，當(dāng)代玉米品種籽粒灌漿物質(zhì)依賴于直接來(lái)源于花后較高的光合作用而獲得更高產(chǎn)量；馬赟花等[25]進(jìn)行了不同高產(chǎn)品種干物質(zhì)積累轉(zhuǎn)運(yùn)與產(chǎn)量形成的研究，結(jié)果表明，玉米花后干物質(zhì)積累量占總生物量的73.0%以上，是玉米的籽粒產(chǎn)量形成的主要光合產(chǎn)物來(lái)源；黃智鴻等[26]在研究超高產(chǎn)玉米品種干物質(zhì)積累與轉(zhuǎn)運(yùn)的分配特點(diǎn)時(shí)指出，玉米籽粒產(chǎn)量很大程度上決定于玉米生育后期的光合生產(chǎn)能力，生育后期的光合生產(chǎn)干物質(zhì)對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)78.0%～84.0%。從前人的研究可以看出，玉米花后干物質(zhì)積累量占總積累量的絕大部分，是籽粒產(chǎn)量形成的主要物質(zhì)來(lái)源，因此，維持玉米花后較強(qiáng)的碳水化合物的同化作用是提高產(chǎn)量的關(guān)鍵。從本研究結(jié)果來(lái)看，不同灌溉方式下玉米花后干物質(zhì)積累量存在差異，以淺埋滴灌方式處理最高，傳統(tǒng)畦灌處理次之，膜下滴灌處理最低，淺埋滴灌條件下，較高的干物質(zhì)積累量也為籽粒產(chǎn)量的形成奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。膜下滴灌由于地表覆膜，一方面使玉米生育前期和中期物質(zhì)積累強(qiáng)度增加，另一方面也使玉米生育進(jìn)程加快，因此，膜下滴灌處理玉米雖然吐絲40 d 前具有較高的干物質(zhì)積累量，但由于生育進(jìn)程加快，生育后期根冠衰老加劇，造成吐絲40 d 干物質(zhì)積累量明顯低于淺埋滴灌和傳統(tǒng)畦灌，這不但影響到干物質(zhì)的進(jìn)一步積累，根冠衰老也使干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)效率變低，從而籽粒產(chǎn)量低于淺埋滴灌和傳統(tǒng)畦灌處理。

3.2 不同灌溉方式下玉米灌溉水利用效率的差異性探討

不同灌溉方式由于灌溉設(shè)施及配置方式不同而具有不同的節(jié)水效應(yīng)。張彥群等[11]分析覆膜滴灌玉米節(jié)水增產(chǎn)機(jī)理時(shí)發(fā)現(xiàn)，膜下滴灌方式由于地表覆膜，可以顯著降低土壤蒸發(fā)量和提高作物蒸騰拉力，從而使水分消耗向增加作物產(chǎn)量的方向分配，與不覆膜滴灌方式相比，籽粒產(chǎn)量提高 5.9%～8.8%，水分利用效率提高12.0%～13.1%；姬景紅等[27]在研究膜下滴灌對(duì)玉米生長(zhǎng)發(fā)育及水分利用效率的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，覆膜滴灌在保證玉米產(chǎn)量的同時(shí)，水分利用率較地表滴灌提高了2.7 倍；申麗霞等[28]在研究地膜覆蓋對(duì)土壤水熱與玉米生長(zhǎng)的影響時(shí)指出，地膜覆蓋能使10 和20 cm 土層溫度高于不覆膜處理，使玉米生育期較不覆膜處理縮短8～12 d；杜社妮等[29]在研究玉米地膜覆蓋的土壤環(huán)境效應(yīng)時(shí)也發(fā)現(xiàn)，地膜可顯著提高玉米前期的土壤溫度，有利于壯苗，但在生育后期抑制了根系的生長(zhǎng)發(fā)育，降低了玉米的蒸散量和水分利用率。前人關(guān)于膜下滴灌對(duì)玉米籽粒產(chǎn)量和水分利用效率影響的結(jié)論不一，這可能和不同的研究地區(qū)水熱條件不同有關(guān)系。玉米籽粒產(chǎn)量與水分利用效率不具有同步性，較高的產(chǎn)量往往需要更多的水分消耗，干旱可以獲得較高的水分利用效率，但對(duì)產(chǎn)量提高不利[30]。從本試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，淺埋滴灌處理灌溉水利用效率明顯高于膜下滴灌處理，究其原因主要是，在相同灌溉定額條件下，淺埋滴灌由于地表無(wú)膜，滴灌管淺埋于地表，在發(fā)揮節(jié)水作用的同時(shí)，也避免了玉米生育后期根冠的早衰問(wèn)題，籽粒灌漿速率高，灌漿時(shí)間長(zhǎng)，籽粒產(chǎn)量高于膜下滴灌處理，較高的籽粒產(chǎn)量也是導(dǎo)致淺埋滴灌灌溉水利用效率明顯高于膜下滴灌的主要原因；另外，本試驗(yàn)苗期田間調(diào)查發(fā)現(xiàn)，淺埋滴灌由于地表無(wú)膜，玉米出苗更為整齊一致，成苗率要明顯高于膜下滴灌，從而也造成了二者有效穗數(shù)上的差異，雖然差異均未達(dá)到顯著水平，但在一定程度上也影響到二者的產(chǎn)量表現(xiàn)；另外，本試驗(yàn)淺埋滴灌和膜下滴灌灌溉定額相同，是依據(jù)淺埋滴灌所設(shè)計(jì)，由于膜下滴灌保水效果更好，灌溉水有所盈余，這在一定程度上也影響了膜下滴灌方式下灌溉水利用效率。

本研究?jī)H探討了淺埋滴灌與膜下滴灌、傳統(tǒng)畦灌條件下玉米產(chǎn)量形成及水分利用的差異，有關(guān)淺埋滴灌與膜下滴灌、傳統(tǒng)畦灌條件下玉米水分吸收利用規(guī)律及其差異目前尚不明確，淺埋滴灌方式下節(jié)水灌溉制度尤其是淺埋滴灌水肥一體化條件下的節(jié)水灌溉制度也需今后進(jìn)一步深入研究。

4 結(jié) 論

淺埋滴灌方式與膜下滴灌和傳統(tǒng)畦灌方式相比，淺埋滴灌花后維持了較高的物質(zhì)生產(chǎn)能力，從而使吐絲后干物質(zhì)積累量較高，且保持了較高的干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)效率，促進(jìn)了籽粒灌漿，提高了籽粒產(chǎn)量，分別較膜下滴灌和傳統(tǒng)畦灌高6.1%～13.9%和1.4%～6.2%；灌溉水利用效率淺埋滴灌也明顯高于膜下滴灌和傳統(tǒng)畦灌。淺埋滴灌既解決了節(jié)水增效問(wèn)題，也避免了殘膜的環(huán)境污染，是西遼河平原玉米節(jié)水高產(chǎn)栽培適宜的灌溉方式