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自2009年開始，寧夏中部干旱帶以固海、紅寺堡、固海擴灌、鹽環定四大揚水工程為水源，延伸揚黃灌區供水范圍，在揚黃灌區周邊規劃發展限額補充灌溉面積7．67萬hm2，其中設施農業0．76萬hm2，特色農業6．91萬hm2，限額灌溉定額控制在750m3/hm2，現工程建設已經完成70%。揚黃延伸區限額灌溉定額的實施，只能根據水資源狀況和作物需水規律，在充分利用自然降水的基礎上，在作物關鍵生育期實施有限補充灌溉。研究在限量供水條件下的作物限額灌溉制度，保障作物關鍵生育期最低需水要求，對提高限額灌溉區水資源利用效率具有重要意義。

1試驗區基本概況

試驗區位于2010年建成的寧夏中部干旱帶下馬關高效節水限額灌溉區內，該區總面積1萬hm2。區域設計供水流量1m3/s，設計灌溉定額750m3/hm2。試驗區選擇在下馬關限額灌溉區的以色列滴灌技術示范區西三單元，采用蓄水池調蓄，庫容80萬m3，年供水總量540萬m3，蓄水池正常水位與試驗區相對高差40～125m，實施自壓滴灌。試驗區主要土壤類型為黃綿土及灰鈣土，0～30cm土壤容重為1．43g/cm3，30～60cm土壤容重為1．56g/cm3，試驗區土壤田間最大持水量為16．3%、pH值8．36、土壤有機質5．23g/kg、速效氮35mg/kg、速效磷5．3mg/kg、速效鉀151mg/kg。試驗區多年平均降水量257mm，其中7－9月降水量占全年的58%。試驗區種植的主要特色作物為紅棗，套種作物有馬鈴薯、玉米、向日葵、大蔥、西瓜。本研究選擇玉米作為主要研究對象，開展限額灌溉制度研究。

2試驗設計

(1)試驗設計。試驗玉米品種為寧原單1號，限額補灌方式采用滴灌、穴灌方式［1］。滴灌試驗采用3因素(覆膜、灌溉次數、灌溉定額)、3水平正交試驗設計，其中各因素試驗水平為:覆膜(雙壟溝全覆膜、平地起壟半覆膜);灌溉次數(3次、4次、5次);灌溉定額(225、450、675m3/hm2)，共有10個處理。穴灌試驗采用3因素(覆膜情況、灌溉次數、灌溉量)、3水平正交設計，各因素試驗水平為:覆膜(全覆膜、平地起壟半覆膜)、灌溉次數(3次、4次、5次)、灌溉定額(225、375、450m3/hm2)，共有7個處理。(2)試驗小區布設。玉米滴灌灌溉制度試驗共布置2種集成模式［2］［3］的試驗處理10個，其中半覆膜膜側種植小區5個，雙壟溝全覆膜種植小區5個，每個處理重復3次。玉米穴灌灌溉試驗共布置2種集成模式的試驗處理7個，其中半覆膜膜側種植小區4個，雙壟溝全覆膜種植小區3個。每個小區寬6m、長100m。雙壟溝全覆膜為機械覆膜，半覆膜均為人工覆膜，播前施復合肥300kg/hm2。在玉米生長過程中追施二銨1次、75kg/hm2，鋤草2次。全覆膜種植在寬6m的小區內覆膜3條，每條膜種植2行玉米，每行玉米配置1條毛管;半覆膜種植小區覆膜4條，每條膜種植2行玉米，每2行玉米配置1條毛管、玉米株距為35cm。

3試驗監測結果

(1)玉米限額灌水監測。試驗區灌水用水表計量。實際各試驗區灌水與設計存在一定的差別。各試驗區設計灌溉定額、供水次數、灌水量與設計灌水情況的對比見表1。(2)生育期土壤含水率監測。對作物生育期土壤含水量的變化進行跟蹤監測。根據試驗監測成果，各試驗中，玉米種植期、孕穗期及收獲期土壤含水率比較充分，在10%～18%范圍內。但在玉米拔節期、抽雄期前期、乳熟期土壤含水率偏低，在7月中旬至8月中旬，土壤含水量在6%～12%，土壤含水率低于玉米灌溉關鍵期控制灌溉下限指標［4－5］:拔節期50%θf(8．2%)、抽雄前期60%θf(9．8%)的標準。只是在試驗灌溉定額大于35m3時缺水期稍短，灌溉定額小的缺水期稍長，總體上在7月上旬至8月中旬均缺水受旱，說明7－8月實際試驗灌水量仍不能滿足作物關鍵生育期最低下限含水率的指標要求，作物的產量受到影響。(3)產量監測結果。由于寧夏中部揚黃延伸限額灌溉區作物全部采用套種農業措施，下馬關試驗基地采取紅棗套種玉米農業生產模式。在套種前提下，種植的玉米單位面積留苗數量較正常單種有較大的差別，留苗數量在2．5～4．0萬株/hm2，其留苗數量為單種玉米留苗數量的47%～76%，為方便與單種作物作比較，同時將產量折算為正常種植留苗5．25萬株/hm2時的產量。測產結果見表2。由表2可見，根據折算單種產量，全覆膜膜上滴灌產量最高，其次為全覆膜穴灌，再次為半覆膜膜下滴灌，產量最低的是半覆膜穴灌。根據試驗測產結果分析，試驗設計的灌水量與產量之間的關系不顯著，但不同覆膜方式對作物的產量影響極顯著，主要的主要因素。結合試驗中作物生育期土壤含水率分析，實際灌水量和灌溉定額，均不能滿足作物關鍵生育期土壤含水率下限指標要求，各試驗均因關鍵期受旱，造成不同幅度的減產。(4)水分利用效率試驗結果分析各灌溉制度試驗小區水分利用效率分析見表3。由表3可見，在滴灌灌溉制度試驗中，全覆膜雙壟溝種植+膜上滴灌模式的平均產量為11040kg/hm2，灌溉水生產效率達到16．65kg/m3，考慮降水資源的利用，總體水分利用效率達到3．2kg/m3。半覆膜膜側種植+膜下滴灌模式的平均產量為9360kg/hm2，灌溉水生產效率達到33．3kg/m3，考慮降水資源的利用，總體水分利用效率達到3．42kg/m3。在穴灌灌溉制度試驗中，半覆膜膜側種植+膜下穴灌模式的平均產量為5700kg/hm2，灌溉水生產效率達到21．4kg/m3，考慮降水資源的利用，總體水分利用效率達到2．03kg/m3，全覆膜雙壟溝種植+膜下穴灌模式的平均產量為10800kg/hm2，灌溉水生產效率達到20．3kg/m3，考慮降水資源的利用，總體水分利用效率達到3．0kg/m3。根據試驗結果分析，不同覆膜種植時玉米滴灌灌溉制度試驗均達到了較高的水分利用率，其中半覆膜膜側種植+膜下滴灌模式的水資源利用效率較全覆膜雙壟溝種植+膜上滴灌模式的水資源利用效率提高了6．2%，是值得在揚黃延伸限額灌溉區推廣應用的玉米滴灌灌溉技術模式，能夠提高水資源的利用率和利用效率。玉米穴灌灌溉試驗模式也均達到了較高的水分利用率，其中全覆膜雙壟溝種植+穴灌模式的水資源利用效率較半覆膜膜側種植+膜下穴灌模式的水資源利用效率提高了47．8%，是值得在揚黃延伸限額灌溉區推廣應用的玉米穴灌灌溉技術模式，能夠提高降水資源的利用率和利用效率。

4玉米限額灌溉制度分析

玉米全覆膜雙壟膜上滴灌灌溉制度試驗產量11042kg/hm2，灌水4次、灌溉定額600m3/hm2，平均水分利用效率3．22kg/m3;玉米半覆膜平壟膜下滴灌灌溉試驗產量9360/hm2，灌水4次、灌溉定額600m3/hm2，平均水分利用效率3．42kg/m3;玉米半覆膜平壟穴灌灌溉試驗產量5704kg/hm2，灌水4次、灌溉定額300m3/hm2，平均水分利用效率2．03kg/m3;玉米全覆膜雙壟穴灌灌溉制度試驗產量10796kg/hm2，灌水4次、灌溉定額300m3/hm2，平均水分利用效率3．0kg/m3。不同補灌量時的產量均小于寧夏揚黃灌區12000～15000kg/hm2的最高產量。經過綜合分析試驗過程勝利特征，玉米滴灌和穴灌限額灌溉條件下，作物關鍵生育期補水量與最終產量呈正相關，補水量越大，產量越高;在玉米關鍵生育期保證最低下限土壤含水率的條件下，產量才能維持在正常水平，否則玉米產量會受到一定影響。根據各試驗結果，結合灌溉生產成本分析，以及灌水量對作物生長的影響，總結推薦玉米在限額灌溉定額下，不同栽培、灌溉模式下的限額灌溉制度:生育期補水灌溉4次，主要在玉米生長的種植、拔節、抽雄、大喇叭口其(5月上旬、6月中旬、7月中旬、8月中旬)灌水，灌水定額150m3/hm2，在套種情況下，產量5000～6000kg/hm2，單種情況下產量10000～11000kg/hm2，總水分利用效率可達3．0～3．4kg/m3，灌溉水利用效率可達20～30kg/m3。