徐杰^1,2, 李从锋¹, 孟庆锋¹, 葛均筑³, 王璞², 赵明^1,*
1中国农业科学院作物科学研究所 / 农业部作物生理生态与栽培重点开放实验室, 北京 100081

²中国农业大学农业与生物技术学院, 北京 100193

³华中农业大学植物科技学院, 湖北武汉 430070

^* 通讯作者(Corresponding author): 赵明, E-mail: zhaomingcau@163.net, Tel: 010-82108752 收稿日期:2015-04-02 基金:本研究由国家“十二五”科技支撑计划项目(2013BAD07B04, 2011BAD16B14)和国家现代农业产业技术体系建设专项(NYCYTX-02)资助

摘要春旱是东北玉米产量增长的主要障碍因素之一, 滴灌可有效缓解其对玉米生产的不利影响, 不同滴灌方式的效果具有差异性。本文以常规雨养玉米为对照(CK), 研究了传统滴灌(采用内嵌迷宫式滴灌管)和新型滴灌(采用自流插入式滴灌管) 2种方式与不同埋管深度(0 cm、5 cm和10 cm)对玉米生长发育、产量和水分利用效率的影响。与对照相比, 滴灌显著增产, 增幅达9.5%~20.1%。传统滴灌不同埋管深度处理间产量差异不显著, 而新型滴灌埋深5 cm产量显著高于地表滴灌, 增幅为4.4%。同一埋深不同滴灌方式之间, 新型滴灌埋深5 cm比传统滴灌增产8.8%, 其他埋深差异不显著。与对照相比, 滴灌处理出苗率提高11.3%, 收获期穗数增加13.3%。新型滴灌埋深5 cm产量高于其他处理的原因是生殖生长期叶面积指数下降慢, 显著提高收获期干物质重。与对照相比, 滴灌处理水分利用效率提高8.1%~10.9%, 其中新型滴灌埋深5 cm处理水分利用效率最高。因此, 埋深5 cm新型滴灌是有效提高玉米产量和水分利用效率的灌溉方式。

关键词:春旱; 滴灌; 埋深; 产量; 水分利用效率
Effects of Different Drip-Irrigation Modes at the Seedling Stage on Yield and Water-Use Efficiency of Spring Maize in Northeast China
XU Jie^1,2, LI Cong-Feng¹, MENG Qing-Feng¹, GE Jun-Zhu³, WANG Pu², ZHAO Ming^1,*
1Institute of Crop Science, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100081, China

²College of Agronomy and Biotechnology, China Agricultural University, Beijing 100193, China

³College of Plant Science & Technology of Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070, China


AbstractThe seasonal drought especially in spring is one of the major obstacle factors for yield improvement in maize production in Northeast China. Drip irrigation could effectively alleviate drought while different drip irrigation strategies have different impacts. Using rainfed maize as a control (CK), we compared the effects of traditional drip irrigation (using the embedded labyrinth drip irrigation tube, TDI) and new drip irrigation (using the new drip irrigation tube, NDI) together with three depths of tube (0 cm, 5 cm, and 10 cm) on maize growth, yield, and water use. Compared with CK, irrigation treatments significantly increased grain yield by 9.5%-20.1%. For TDI, no significant yield difference was observed among three tube depths. For NDI, grain yield in treatment with 5 cm tube depth was 4.4% higher than that with 0 cm tube depth. At the same tube depth between TDI and NDI, no significant yield difference was observed with an exception of NDI with 5 cm tube depth, which increased yield by 8.8%. Compared with CK, yield increase with irrigation mainly resulted from the improvement of emergence rate, which was increased by 12%. The ear number per ha was improved by 13%. The higher yield in NDI with 5 cm tube depth was because of the delayed leaf senescence and higher total dry matter accumulation. Compared with CK, irrigation improved water use efficiency by 8.1%-10.9%, with the highest in NDI with 5 cm tube depth. Therefore, using NDI with 5 cm tube depth could be an effective strategy to increase both yield and water use efficiency of spring maize in Northeast China.

Keyword:Spring drought; Drip irrigation; Dripline depth; Yield; Water use efficiency
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东北地区作为我国重要的玉米生产基地, 玉米持续增产对保证国家粮食安全具有重要意义^[1]。然而, 东北玉米生长季季节性干旱频发, 特别是玉米播种至幼苗生长期间(4月下旬至6月上旬)降雨少, 易发生春旱^[2], 导致出苗率降低、幼苗长势差, 进而减产^[3]。已有研究表明, 东北地区总体气候呈暖干化趋势^[4], 春旱等季节性干旱还将进一步加剧, 这对东北玉米生产构成了严峻挑战^{[5, 6]}。而灌溉是获得玉米高产的重要技术手段。因此, 在东北地区水资源有限条件下, 研究合理的灌溉制度对提高玉米产量具有重要意义。
在当前诸多灌溉方式中, 滴灌是水分利用效率比较高、比较节水的灌溉技术^[7]。生产上应用较多的是地表滴灌^[8], 在提高产量的同时也提高了水分利用效率^[9]。与地表滴灌相比, 地下滴灌具有诸多优势^{[10, 11]}。有研究表明, 地下滴灌作物产量要高于地表滴灌^[12], 埋管滴灌(35.0 cm)时叶面积指数最大, 最终产量显著高于地表滴灌^[13]。Petel等^[14]在印度新德里研究表明, 在滴灌埋深10.0 cm时获得马铃薯最高产量和经济效益, 因为地下滴灌降低了土壤蒸发量, 并及时将水分直接补充到作物根系区^{[10, 11]}。Schwank等^[15]研究表明, 当西红柿播种于滴灌管正上方, 埋管深度在15~23 cm时出苗率较好, 而当滴灌管过深(≥ 30 cm)时会导致出苗率降低, 从而降低最终产量^[16]。因此, 研究适合我国东北地区玉米生产的滴灌方式, 如滴灌类型和埋管深度等, 保证出苗率, 最终协同提高产量和水分利用效率是生产上亟需解决的问题。
当前传统滴灌设备主要应用于地表滴灌, 具有很好的增产效果。然而, 当地下埋管滴灌时, 流速较地表滴灌低, 可能会出现负压堵塞等问题^{[10, 17]}。地下滴灌在国外通常被作为滴灌的不同铺设方式, 很少有专用滴头的研究和生产, 只是在材料或结构上稍微改进, 目前我国也尚未定型生产和推广^[18]。新型自流插入式滴灌管, 采用螺纹滴头, 可更换, 不易堵塞, 滴定流量可调节, 适合埋管滴灌^[19]。但目前这方面的研究相对薄弱。
本文研究传统滴灌和新型滴灌在不同埋深下对东北春玉米产量、生长发育及水分利用效率的影响, 探索适合当地的滴灌措施, 为区域玉米增产提供理论依据。
1 材料与方法1.1 试验地概况中国农业科学院作物科学研究所吉林公主岭试验站(43° 29′ ′ ′ 55′ ′ N, 124° 48′ 43′ ′ E, 海拔220 m)土壤类型为中层黑土, 成土母质为第四纪黄土状沉积物, 地势平坦。0~20 cm耕层土壤含有机质26.2 g kg^-1、全氮1.6 g kg^-1、碱解氮143.3 mg kg^-1、速效磷64.4 mg kg^-1、速效钾150.5 mg kg^-1。试验区年均温度6.4℃, 无霜期120~140 d, ≥ 10℃有效积温2900~3100℃, 年降水量562 mm。表1表明, 2012年玉米生长季(5月至9月)平均温度为20.3℃, 降雨量为482.3 mm, 与历史平均值基本一致, 但是播种后1个月的降雨量仅为历史平均值的51.7%, 蒸散量较历史平均值高18.7%, 春旱严重。
1.2 试验设计大田试验, 供试品种为中单909, 采用裂区设计, 主区为不同滴灌类型, 采用传统内嵌迷宫式滴灌(traditional embedded labyrinth drip irrigation, TDI)和新型自流插入式滴灌(new gravity flow insertion drip irrigation, NDI) 2种, 滴灌管具体规格见表2。裂区为滴灌管埋深, 即0 cm (地表)、5 cm和10 cm, 雨养处理为对照。共7个处理, 包括传统滴灌埋深0 cm (TDI-0)、5 cm (TDI-5)、10 cm (TDI-10), 新型滴灌埋深0 cm (NDI-0)、5 cm (NDI-5)、10 cm (NDI-10)和对照(CK)。
表1
Table 1
表1(Table 1)

表1 玉米生长季气象条件 Table 1 Weather data during maize growth season 月份 Month 平均温度Average temperature (℃) 降雨量Precipitation (mm) 潜在蒸散量Potential evapotrspiration (mm) 历史平均值 Long-term average 2012 历史平均值 Long-term average 2012 历史平均值 Long-term average 2012 May 16.6 18.0 50.5 26.1 95.7 113.6 June 21.6 20.7 92.0 110.9 106.3 100.2 July 23.8 23.7 166.0 114.3 100.5 107.8 August 22.7 22.0 146.3 165.8 98.7 106.3 September 16.5 17.1 44.0 65.2 81.0 82.6 Average or total 20.2 20.3 498.8 482.3 482.2 510.5 The long-term average was calculated by using the data from the Chinese Meteorological Administration archives from 1981 to 2011. The weather data in 2012 was from an automatic weather station of Jilin Academy of Province Agricultural, which was 800 m of distance to the field plots. Reference crop evapotranspiration was calculated by using Penman-Monreith’ s semi-empircal formula [20]. 采用1981-2011年的国家气象局统计数据计算, 2012年试验数据来自距试验田800 m的吉林省农业科学院自动气象监测站, 采用FAO (1998)推荐的Penman-Monteith公式基于月值计算作物参考蒸散量[20]。

表1 玉米生长季气象条件 Table 1 Weather data during maize growth season

表2
Table 2
表2(Table 2)

表2 滴灌管参数 Table 2 The parameters of drip irrigation tube 滴头类型 Emitter type 滴灌管外径 Drip irrigation tube diameter (mm) 管壁厚度 Pipe wall thickness (mm) 滴头间距 Emitter space (mm) 单孔出水流量 Single emitter output flux (L h-1) 工作压力 Working pressure (MPa) 内嵌迷宫式Embedded labyrinth 16 0.2 400 0.45 0.01 自流插入式Gravity flow insertion 14 0.2 400 0.78 0.01

表2 滴灌管参数 Table 2 The parameters of drip irrigation tube

田间每小区12行, 行长10 m, 采用大小行(40 cm + 80 cm)种植, 重复3次。2012年5月1日播种, 人工3粒点播, 种植密度75 000株 hm^-2, 于2012年5月9日至11日滴灌, 三叶期间苗。滴灌管铺于小行(40 cm)中间, 共9个滴灌系统, 每个系统12根滴灌管(每个小区6根管), 利用距地面高度1 m水桶(1000 L)供水, 田间试验布局见图1。
图1
Fig. 1

	Figure OptionViewDownloadNew Window
	图1 春玉米田间小区滴灌试验布置示意图Fig. 1 Arrangement schematic diagram of spring maize field plot for the drip irrigation experiment

3种埋深处理的施肥量和灌水量均相同。施纯氮250 kg hm^-2(N 46%, 尿素), 磷肥(P₂O₅) 120 kg hm^-2(P₂O₅16%, 过磷酸钙), 钾肥(K₂O) 105 kg hm^-2(K₂O 48%, 氯化钾)。磷钾肥作为底肥, 氮肥按照3∶ 4∶ 3比例作为底肥、拔节肥和吐丝肥分次施用。于播种后滴灌45 mm, 对照处理全生育期无灌溉。所有小区及时除草和防治病虫害, 于播种后148 d人工收获测产。
1.3 测定项目与方法1.3.1 产量及产量构成 生理成熟后, 选取小区中间无破坏行4行, 连续3 m长, 收获全部果穗, 折算成公顷穗数; 称全部果穗总重量, 按平均穗鲜重, 选取接近于平均穗鲜重的样穗20穗, 室内考种。收获全部果穗经自然风干后脱粒, 称量, 折合成含水量为14%的公顷产量。
1.3.2 出苗率 用以下公式计算^[21]:
(1)
式(1)中, η 为出苗率, N_s为出苗数, N为播种种子数。
1.3.3 叶面积指数 在玉米九叶展期(V9)、十二叶展期(V12)、吐丝期(R1)、灌浆中期(R3)和收获期(R6), 从每小区取代表性样株3株, 测定绿叶长和宽。
单叶叶面积LA(cm²) = 长(cm)× 宽(cm)× k (2)
式(2)中, k为系数, 展开叶系数k=0.75, 未展开叶系数k=0.50。
叶面积指数(LAI)=单位土地面积上的总叶面积/土地面积。
1.3.4 干物质积累 与测定叶面积同期, 测完叶面积后, 将样株分为茎、叶、鞘、苞叶、穗(或籽粒、轴), 于105℃下杀青30 min, 80℃下烘干至恒重后称重。
1.3.5 土壤含水量 于播前和收获期取样, 利用土钻取0~100 cm土壤, 按照每20 cm一层, 共分5层, 分别测定含水量。
1.3.6 耗水量 WC = SWS - SWH + P + I (3)
式(3)中, WC为耗水量(mm), SWS为播前土壤贮水量, SWH为收获期土壤贮水量, P为作物生育期总降水量, I为作物生育期总灌水量。
1.3.7 水分利用效率 WUE=Y/WC (4)
式(4)中, WUE为籽粒产量水分利用效率(kg m^-3), Y为干籽粒产量(kg hm^-2)。
1.4 数据处理与分析采用Microsoft Excel 2007处理数据、作图, 采用SAS 8.0进行方差分析。

2 结果与分析2.1 产量、产量构成及出苗率由表3可知, 与对照相比, 传统滴灌和新型滴灌均显著提高产量, 增幅为9.5%~20.1%, 其中新型滴灌埋深5 cm (NDI-5)处理的产量最高。除传统滴灌埋深10 cm (TDI-10)处理, 滴灌处理出苗率平均提高11.9%, 差异达显著水平。除TDI-10处理外, 滴灌各处理穗数增加13% (P< 0.05), 但滴灌对穗粒数的影响未达显著水平, 在传统滴灌埋深0 cm (TDI-0)和NDI-5处理下千粒重显著提高, 增幅分别为11.3%和7.8%。
滴灌管类型和埋管深度及其互作对产量影响显著, 对穗数和穗粒数无显著影响; 埋管深度和滴灌管类型分别显著影响千粒重和出苗率(表3)。传统滴灌TDI-0产量显著高于TDI-5和TDI-10, 因为传统滴灌TDI-0千粒重较TDI-5和TDI-10显著增加13.2%和15.6%; 而新型滴灌NDI-5处理产量显著高于地表滴灌, 因为新型滴灌NDI-5千粒重最高, 较地表滴灌增加7.8%。在埋深5 cm时新型滴灌管比传统滴灌管增产8.8%, 主要是显著提高了千粒重, 较传统滴灌增加8.7%。
表3
Table 3
表3(Table 3)

表3 不同滴灌方式对春玉米产量、产量构成因素和出苗率的影响 Table 3 Effects of different drip irrigation treatments on grain yield, yield components and emergence of spring maize 处理 Treatment 埋深 Dripline depth 产量 Yield (Mg hm-2) 穗数 Ear hm-2 (× 103) 穗粒数 Kernel ear-1 千粒重 1000-kernel weight (g) 出苗率 Emergence (%) 对照 CK 10.8 c 62.9 b 542 a 295 b 80.3 b 传统滴灌Traditional drip irrigation (TDI) 0 cm 12.8 a 70.9 a 532 a 326 a 89.4 a 5 cm 11.9 b 71.2 a 561 a 288 b 87.2 a 10 cm 11.8 bc 70.5 ab 556 a 282 b 86.8 ab 对照 CK 10.8 c 62.9 b 542 a 295 b 80.3 b 新型滴灌 New drip irrigation (NDI) 0 cm 12.4 b 69.5 a 551 a 293 b 88.2 a 5 cm 13.0 a 72.6 a 542 a 316 a 92.8 a 10 cm 12.5 ab 72.6 a 545 a 302 ab 91.5 a 方差分析 ANOVA 滴灌管 Drip line (DL) * ns ns ns * 埋深 Dripline depth (DD) * ns ns * ns 滴灌管× 埋深 DL× DD * ns ns ns ns Values within a column followed by different letters are significantly different at the 0.05 probability level; ns: not significant; * : significant at the 0.05 probability level. 同一列内不同小写字母表示达到0.05显著水平; ns: 差异不显著; * 表示在0.05水平下显著。

表3 不同滴灌方式对春玉米产量、产量构成因素和出苗率的影响 Table 3 Effects of different drip irrigation treatments on grain yield, yield components and emergence of spring maize

2.2 玉米生长发育2.2.1 干物质积累 由图2及表4可知, 与CK相比, 传统滴灌TDI-0和新型滴灌NDI-5提高花前干物质积累, 分别增加28.6%和26.8%。花后干物质积累速率仅NDI-5处理具有显著影响, 提高18.9%。收获期TDI-0和TDI-5及NDI-5和NDI-10处理干物质积累总量显著高于CK。
由表4可知, 滴灌管类型对花前干物质积累量无显著影响, 但由于显著提高了花后干物质积累速率, 不同滴灌管处理间收获期干物质积累总量差异达显著水平。不同滴灌管埋深显著影响整个生育期干物质积累速率, 吐丝期和收获期干物质积累量在埋深处理间差异达显著水平。二者互作对花前干物质无影响, 但显著影响花后干物质积累量, 因此收获期干物质积累量差异达显著水平。
图2
Fig. 2

	Figure OptionViewDownloadNew Window
	图2 不同滴灌方式的春玉米干物质积累动态Fig. 2 Dynamic changes of dry matter accumulation under different drip irrigation strategies

在传统滴灌处理下, 埋管深度对花前花后干物质积累无显著影响, 但是TDI-0比TDI-10总干物质积累增加5.6%。而NDI-5显著提高花后干物质积累量, 较NDI-0和NDI-10分别增加18.1%和15.7%, 且NDI-5收获期总干物质积累量较NDI-0显著增加15.1%。在埋深0和10 cm时TDI和NDI对全生育期干物质积累无影响, 在埋深5 cm时NDI-5比TDI-5显著提高了花后干物质积累速率, 花后及收获期干物质积累量分别提高18.6%和13.3%。
2.2.2 叶面积指数(LAI)动态 由图3可知, 与CK相比, 滴灌显著提高东北春玉米吐丝期最高叶面积指数; 同时延缓吐丝后叶片衰老速率, 在灌浆中期TDI-0、NDI-5和NDI-10处理LAI显著高于CK, 而且NDI-5在收获期比CK高19.9%。传统滴灌管各埋深下, 九叶展时TDI-0和TDI-5处理LAI显著高于TDI-10; 同时与TDI-5和TDI-10相比, TDI-0处理延缓了玉米吐丝期至灌浆期叶片衰老速率。新型滴灌管各埋深下, NDI-5比NDI-0和NDI-10显著促进叶片的生长, 吐丝LAI最大(P< 0.05), 同时延缓叶片衰老速率, 收获期LAI最高(P< 0.05)。同一埋深下, 与TDI-0相比, NDI-0对叶片生长发育无显著影响, 但显著延缓叶片衰老速率, R3期LAI提高16.3%; NDI-5比TDI促进叶片生长发育, 同时延缓叶片衰老速率, 吐丝期LAI提高7.9%, 收获期提高42.7%。在埋深10 cm时TDI-10和NDI-10对LAI的影响无差异。
表4
Table 4
表4(Table 4)

表4 不同滴灌方式的春玉米花前、花后干物质积累 Table 4 Pre- and post-silking dry matter accumulation under different drip irrigation treatments 处理 Treatment 埋深 Dripline depth (cm) 花前干物质 Pre-silking dry matter (kg hm-2) 花后干物质 Post-silking dry matter (kg hm-2) 对照 CK 8.63 b 11.94 a 传统滴灌Traditional drip irrigation (TDI) 0 11.09 a 11.98 a 5 10.56 ab 11.97 a 10 9.16 ab 12.20 a 对照 CK 8.63 b 11.94 b 新型滴灌New drip irrigation (NDI) 0 10.06 ab 12.02 b 5 11.33 a 14.20 a 10 10.94 ab 12.27 b 方差分析 ANOVA 滴灌管 Drip line (D) ns * 埋深 Dripline depth (DD) * * 滴灌管× 埋深 D× DD ns * Values within a column followed by different letters are significantly different at the 0.05 probability level; ns: not significant; * Significant at the 0.05 probability level. 同一列内不同小写字母表示达到0.05显著水平; ns: 差异不显著; * 表示在0.05水平下显著。

表4 不同滴灌方式的春玉米花前、花后干物质积累 Table 4 Pre- and post-silking dry matter accumulation under different drip irrigation treatments

图3
Fig. 3

	Figure OptionViewDownloadNew Window
	图3 不同滴灌方式下春玉米叶面积指数动态变化Fig. 3 Changes of LAI under different drip irrigation treatments

2.3 土壤含水量、耗水量和土壤水分利用效率2.3.1 土壤含水量 由图4可知, 与CK相比, 除新型滴灌NDI-0处理, 滴灌处理可以提高深层土壤60~100 cm土层含水量, 并随滴灌管埋深增加而增加。同一滴灌设备不同埋深处理间, 传统滴灌和新型滴灌土壤水量均随滴灌管埋深的增加而增加, 埋管滴灌均较地表滴管增加深层土壤含水量。不同滴灌管同一埋深间, 传统滴灌TDI-0较NDI-0增加60~80 cm土层含水量。
2.3.2 耗水量和土壤水分利用效率 表5显示, 与CK相比, 滴灌处理显著增加耗水量7.7%, 同时显著提高籽粒产量, 最终滴灌处理TDI-0、NDI-5和NDI-10显著提高水分利用效率, 分别增加8.1%、10.9%和9.5%。
埋深对耗水量影响显著, 同一滴灌设备不同埋深间, 耗水量随管埋深的增加而降低, 传统滴灌TDI-10处理耗水最低, 新型滴灌NDI-5和NDI-10显著低于NDI-0处理。不同滴灌设备同一埋深下耗水量处理间无显著差异。滴灌管类型、埋深及其互作对水分利用效率影响显著。同一滴灌设备不同埋深间, 传统滴灌TDI-0处理水分利用效率最高, 新型滴灌NDI-5和NDI-10处理比NDI-0分别增加7.3%和6.0%。不同滴灌同一埋深下, 新型滴灌NDI-5时比传统滴灌TDI-5增加9.0%, 其他埋深处间差异不显著。
图4
Fig. 4

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图4 不同滴灌方式播前和成熟期0~100 cm土层水分变化 处理同图2。 A、B、C和D分别表示各处理播前土壤含水量均值及埋深0 cm、5 cm和10 cm收获期土壤水分。BS: 0~100 cm土层播前土壤含水量; R6: 0~100 cm土层收获期土壤含水量。Fig. 4 Changes of soil water content in 0-100 cm soil layer before sowing and at mature stage under different drip irrigation treatments Treatments are the same as those given in Figure 2. A, B, C, and D represent the average soil water content before sowing, and soil water content at the depth of 0, 5, and 10 cm respectively. BS: soil water content in 0-100 cm soil layer before sowing; R6: soil water content in 0-100 cm soil layer after harvest.

3 讨论东北地区“ 十年九春旱” ^[22], 导致种子发芽出苗困难, 出苗率降低, 并影响出苗后的生长状况, 导致单位面积穗数减少, 产量降低^[3]。因此, 适宜的水分调控是农田管理的重要措施^[23]。对新疆南疆地区的滴灌春小麦产量和水分利用的研究表明^[24], 在拔节至开花期滴灌对春小麦新春22产量的提高极为重要, 平均增产45%, 水分利用效率提高35%。本研究中, 春玉米播种至幼苗期间春旱严重(表1), 滴灌显著增加了土壤水分含量, 提高玉米出苗率进而保证成熟期较高的穗数, 最终提高产量。与常规雨养玉米相比, 滴灌增产效果显著, 增加9.5%~20.1%。
滴灌管埋设深度显著影响粒重, 因其直接影响水分、养分在土壤中的运移, 而土壤中水分和养分的分布状况极大影响植物根系生长分布及其对水分养分的吸收, 从而影响植物整体生长发育, 最终影响产量^[25]。传统滴灌各处理间产量差异不显著, 是因为地表滴灌或者滴灌管埋深5 cm时主要是湿润土壤表层, 而当滴灌管埋深10 cm及10 cm以下时受毛细管作用的影响土壤水分不易上移^[14], 且滴灌管埋于两行玉米之间, 水分不易到达种子周围, 不利于种子出苗^[26]。
表5
Table 5
表5(Table 5)

表5 春玉米耗水量及水分利用效率 Table 5 Water consumption and water use efficiency under different drip irrigation systems 处理 Treatment 埋深 Dripline depth (cm) 耗水量 Water consumption (mm) 水分利用效率 Water use efficiency (kg m-3) 对照CK 441 c 2.11 b 传统滴灌Traditional drip irrigation (TDI) 0 481 a 2.28 a 5 479 a 2.14 b 10 461 b 2.20 b 对照CK 441 c 2.11 b 新型滴灌 New drip irrigation (NDI) 0 490 a 2.18 b 5 476 b 2.34 a 10 465 b 2.31 a 方差分析 ANOVA 滴灌管 Drip line (D) ns * 埋深 Dripline depth (DD) * * 滴灌管× 埋深 D× DD ns * Values within a column followed by different letters are significantly different at the 0.05 probability level; ns: not significant; * Significant at the 0.05 probability level. 同一列内不同小写字母表示达到0.05显著水平; ns: 差异不显著; * 表示在0.05水平下显著。

表5 春玉米耗水量及水分利用效率 Table 5 Water consumption and water use efficiency under different drip irrigation systems

不同滴灌管类型对作物生长发育及产量的影响鲜见报道, 本研究发现不同类型滴灌管显著影响出苗率, 2种滴灌管中以新型滴灌埋深5 cm处理产量最高, 较地表滴灌增产显著。这是因为新型滴灌出水速度高于传统滴灌, 且出水量大, 其湿润锋上移速度快^[18], 从而导致新型滴灌在合适埋深(5 cm)时出苗率较高。玉米出苗到拔节期间, 植株生长中心是根系, 为使根系发育良好, 并向纵深伸展, 需保持表土疏松干燥和下层土比较湿润的状况^[27]。NDI-5和NDI-10处理能够满足幼苗期玉米生长的水分需要, 通过控制土壤水分在垂直剖面上的分布, 有利于根系在中后期充分利用深层次土层的水分与养分^[28]。NDI-5吐丝后叶片衰老慢, 绿叶持续期长, 成熟期生物量高, 最终提高产量。
The authors have declared that no competing interests exist.

作者已声明无竞争性利益关系。


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被引期刊影响因子

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