沟灌条件下不同灌水量对盐碱地玉米生长的影响

沟灌条件下不同灌水量对盐碱地玉米生长的影响杨云甘肃农业大学工学院，甘肃兰州（730070）摘要：在盐碱地上种植地膜玉米，设三个水分梯度进行沟灌，分别测定了不同灌水量对玉米的出苗率、植株高度和叶面面积等因素的影响，试验结果显示：播种前灌水量为2145 m3/hm2，苗期、拔节期灌水量分别为825 m3/hm2、1425m3/hm2，能促进玉米的良好生长发育。

关键词：沟灌，盐碱地，地膜玉米，灌水量玉米是世界上重要的谷类作物之一，种植面积和总产量仅次于小麦和水稻，居世界第三，而单位面积产量居谷类作物的首位。

我国是世界上种植玉米最多的国家之一，种植面积和总产量仅次于美国，居第二位。

我国东起沿海地区，西迄新疆和青藏高原，南至北纬18º的海南岛，北至北纬50º的黑龙江的黑河附近，几乎都有玉米种植。

但由于我国降雨的特点，玉米的生长时期的需水量往往得不到满足，产量很大程度上受到限制.同时我国也是世界上盐碱地较多的国家,盐碱地面积在我国土地面积中占有较大的比重,这种土地对玉米种植不利,严重影响玉米的正常生长,因此，研究作物的需水规律，选择合理的灌水方法，对发展我国玉米种植和节约水资源有着重要的意义。

沟灌在我国各玉米产区中普遍采用,这种方法是在玉米行间开挖灌水沟,将水引入沟中,水在流动过程中,通过毛细管作用湿润沟的两侧,同时以重力作用湿润作物沟底部土壤。

采用沟灌,不会破坏作物根部附近的土壤结构，缩小了水流与地表的接触面,减轻了土壤颗粒受水力破坏的程度，不导致田面板结，能减少土壤的蒸发损失[11]。

因而玉米根部的土壤疏松,通气良好,不但有利于保墒抗旱,而且有利于玉米的生长发育。

沟灌可以按不同的地形,地面坡度,土壤透水性,采用相应的沟长与沟形,灌水时还可以根据玉米的需要，控制水量．因此易于实现定额灌水，保证灌水均匀。

从而可以减少灌溉水的下渗和由此引起的地下水位的上升和肥料的流失，节约了水资源和肥料。

开沟时，将行间的土壤翻盖于玉米的根部，形成了高垄，有利于根系的发育和防止倒伏。

根据玉米的需水规律,本实验研究沟灌条件下，盐碱地玉米合理的灌水区间，以提高玉米产量和水分利用效率[6]。

1.试验材料与方法1.1试验设计试验在甘肃农业大学农学院试验田进行，试验区面积为40m 2,分为三个小区，分别为A区、B区、C区，每区设3个重复。

播种前亩施27kg磷酸二铵作为底肥[9]。

1.2供试品种供试品种为春玉米中单2 号。

4月22日播种，5月3日出苗。

1.3灌水处理受时间限制，该试验主要在玉米苗期和拔节期进行。

苗期进行适量的灌水，让植株正常生长，每次灌水尽可能保持在作物的需水范围内，以达到灌水经济合理，充分节约水资源，同时测量植株在一定时期耗水量。

试验过程中降雨三次，均为无效降雨[2]。

表1：春玉米的需水规律生育期播种—拔节拔节—抽穗抽穗—灌浆灌浆—收获合计需水量（m3/hm2） 474—1116 600—1560 806—1890 670—1575 2550—6000 占总需水量（%） 18.61 23.5 31.62 26.28 100.00生育期天数（天） 54 27 27 41 1491.4观测指标1.4.1观测播种后3个小区灌水量不一致时，作物的出苗整齐度（即出苗率），确定灌水量对种子萌发至出苗的影响，并绘制出灌水量与出苗的关系曲线图，如图1所示。

1.4.2在玉米拔节期开始后，每隔5天测量株高和叶面面积一次，确定不同灌水条件下植株的生长（即株高和叶面面积）情况，并绘制不同灌水量与株高和叶面面积随时间关系曲线图，如图2所示，图3所示。

2. 试验结果与分析2.1灌水量对作物出苗率的影响种子的萌发对水分的要求虽然比较低，但却起着极为重要的作用。

玉米种子从萌发到出苗，大体要经历吸胀、萌动、发芽、出苗四个连续阶段。

由于在玉米种子中，胚和胚乳中含有大量的蛋白质、淀粉等亲水胶体，风干后具有很强的吸水能力，整个种子表面水分都可以进入，尤其在靠近胚的部分。

种子在湿润的土壤环境中，从播种到吸胀，是一个先呈直线上升趋势后呈缓慢吸收的物理过程。

这一过程中，种皮软化，氧气极易进入，为加快种子的生活力提供了条件，随着吸胀作用的进行，种子内自由水含量增加，胶体状态发生变化，酶活性增强，代谢旺盛，这时胚乳内进行着分解代谢，贮藏的大分子营养物质被分解成其它可溶性小分子物质运往胚，并释放能量，胚开始进行旺盛的合成代谢活动，把简单的小分子物质合成为蛋白质等细胞结构成份，使细胞分裂扩大。

在一般情况下（即玉米适宜的生长条件），玉米种子侵入24小时左右，即可看到萌动现象。

在水分适宜的情况下，胚根露出1-2天后，胚芽突破种皮，长出幼芽，一般胚根长度约与种子长度相等，种子发芽后，初生胚根扎入土中，同时长出3-7条初生不定根，由于中胚轴和胚芽鞘的伸长，幼芽向上升起，其形状呈锥形，着力点集中，顶土能力强，在一般情况下，我们把幼苗高约3cm作为出苗标准，在种子从吸胀到出苗这一连续过程中，同时受到种子的生活力与成熟度、湿度、水分、氧气等因素的影响，以上各因素一定的条件下，水分的影响对出苗起到决定性的作用[4][5]。

表2：水分对玉米出苗率的影响区域实播种数出苗灌水量土壤含水率出苗率A区54粒45株5100m3/hm2 0.34 83％B区52粒34株3300m3/hm2 0.23 65％C区44粒21株1800m3/hm2 0.12 47％从表2中数据可以看出，在土壤水分含量保持在发芽所要求的范围之内时，灌水量与出苗率具有一定的关系。

图1：玉米出苗率与灌水量的关系从图中可以看出，水分是种子发芽的首要条件，种子发芽与灌水量存在一定的关系，在土壤干燥（即灌水量为零）时种子不能发芽。

其出苗率存在一个上限值，当灌水量达到一定数值时，其出苗率不再随灌水量的增加而增加，而是呈一定的下降趋势，我们把此时土壤含水量称为最大田间持水量，在灌水量小于最大田间持水量之前，作物的出苗率随着灌水量的增加而增大，当灌水量大于最大田间持水量时，出苗率反而随灌水量的增加而减小[1]。

2.2水分对玉米株高的影响水分在玉米的生育过程中之所以重要，是因为水是玉米进行正常生理活动必不可少的物质。

我们在研究水分对玉米株高的影响时，不妨从以下几个方面着手：首先，水是植物体的组成部分，参与植物体的各项生理活动，玉米植株内细胞原生质是一个水的胶体系统，一般含水80％以上。

原生质水分含量的多少，在很大程度上决定着细胞生命活动的状态，水分含量高，原生质呈溶胶状态，细胞代谢旺盛；水分亏缺，原生质向凝胶转变，代谢减弱或被抑制，若原生质失水过多，则引起原生质胶体破坏，导致细胞死亡。

另外，原生质中水分存在的状态也和生命活力有关，当自由水含量过多，代谢较强，被原生质胶体吸附的束缚水较多时，能提高其抗性。

其次，水是许多代谢过程中的原料，在光合、呼吸、有机物质的合成与分解、运转等过程中，都有水分的参与，没有水，这些生理生化过程就不可以进行。

下面我们仅以光合作用为例来说明水分的重要性。

水是玉米光合作用的重要原料和生化反应介质，水分亏缺，首先引起玉米叶片水势下降，继而影响气孔开闭，增加气孔阻力，阻碍二氧化碳交换，光合作用明显受到抑制。

干旱缺水引起光合作用降低产生的废气可加剧叶肉细胞内叶绿体的破坏，叶绿素明显降低。

此外，叶绿蛋白复合体对水分亏缺反应敏感，水分不足导致叶绿蛋白降解。

水分亏缺不仅使绿叶面积减少，光合持续时间缩短，光合能力降低，而且光合产物的运输受到抑制，体内的物质积累变慢，植株的正常生长受到影响。

第三，水分影响细胞膨压并制约某些器官的状态,水分充足时,细胞膨压高,保持组织的紧张度.从而使植株保持固有姿态正常生长.例如:使叶片挺立生长，便于接受阳光和进行气体交换，保证光合作用的正常进行。

水具有较高的汽化热和导热性，叶片依靠蒸腾作用，以汽化潜热方式消耗所吸收的大部分能量，有效避免了植物体温度过渡升高，维持正常的温度范围，以利于植物的生长。

水分主要通过根系吸收水分，吸收的水分少部分用于各种代谢活动，大部分则通过叶片蒸腾作用排到空气中，水分在植物体内通过根毛→根的皮层→根的中柱鞘→根的导管→茎的导管→叶鞘的导管→叶脉的导管→叶肉细胞→叶肉细胞间隙→气室→气孔传入空气中，水分在整个运输途径中，一部分是在活细胞中短距离径向运输，另一部分是通过导管和管胞长距离运输。

水分通过这一代谢过程，参与植株物体的正常生理活动，促进植株生长[3][10]。

下面是在影响玉米正常生长的因素如：温度、光照、土壤等条件一致的情况下，不同水分对植株进行处理后，玉米株高的数据表。

表3：不同灌水量对玉米株高的影响项目灌水量（m3/hm2）第一次测平均株高（cm）第二次测平均株高（cm）第三次测平均株高（cm）第四次测平均株高（cm）A区2100 10.1 15.5 20.6 29.0 B区 1725 9.4 14.1 17.8 24.6C区 1275 8.2 13.5 16.8 21.8图2：不同灌水量对玉米株高的影响从图2可以看出：在不同灌水条件下，A区的玉米平均株高最高，C区的玉米平均株高最低，此种情况说明，在玉米灌水定额范围内，A区的灌水量最适合玉米的生长，此灌水量最有可能促进玉米增产。

2.3灌水量对叶面面积的影响玉米植株的叶片在整个植株中发挥着重要的作用，它是植株进行气体交换、水分散失、农药和肥料吸收的主要通道口[7]。

在光照、肥料、土壤等条件一致的情况下，水分与叶面面积的关系，下面是在不同灌水量条件下，叶面面积数据表。

表4：不同灌水量对玉米叶面积的影响项目 灌水量（m 3/hm 2） 第一次平均面积（m ²） 第二次平均面积（m ²） 第三次平均面积（m ²） 第四次平均面积（m ²）A 区2100 0.02341 0.03115 0.04187 0.09714 B 区1725 0.01718 0.02869 0.04097 0.08910 C 区 1275 0.01432 0.02120 0.03262 0.08012）图3：不同灌水量对玉米叶面积的影响从图3可以看出高、中水分处理的叶面积明显大于低水分处理。

如5月14日高水分处理的玉米的平均叶面面积0.02341m ²，比低水分处理的平均叶面面积0.01432m ²高出0.00909m ².5月19日平均叶面面积比低水分处理的平均叶面面积高出0.00865m ²。

5月24日、5月29日测量时，高水分处理的平均叶面面积与低水分处理的平均叶面面积又有了较大的差别，叶面面积分别高出0.00925m ²。

因此可以认为：灌水量从1275 m 3/hm 2（低水分）提高到1725 m 3/hm 2（高水分）处理时，平均叶面面积有明显的提高趋势。