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一種玉米高產節水灌溉方法.pdf

關 鍵 詞:
一種 玉米 高產 節水 灌溉 方法
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摘要
申請專利號:

CN201310285376.7

申請日:

20130705

公開號:

CN103329778A

公開日:

20131002

當前法律狀態:

有效性:

有效

法律詳情:
IPC分類號: A01G25/00,A01G1/00 主分類號: A01G25/00,A01G1/00
申請人: 揚州大學
發明人: 楊建昌,張耗,王志琴
地址: 225009 江蘇省揚州市大學南路88號
優先權: CN201310285376A
專利代理機構: 南京知識律師事務所 代理人: 盧亞麗
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201310285376.7

授權公告號:

法律狀態公告日:

法律狀態類型:

摘要

本發明提供了一種控制土壤低限水勢的高產節水灌溉方法。該方法是分生育期確定灌溉的低限土壤水勢指標,按土壤類型確定供水量,使水分供應與玉米生長發育的水分需求相一致。本發明克服了灌溉指標因土壤類型不同而土壤含水量不同的局限性,實現產量與水分利用效率的協同提高。

權利要求書

1.一種玉米高產節水灌溉方法,其特征在于:測定土壤15-20cm耕層的土壤水勢以此作為灌溉指標,分生育期按土壤類型確定灌溉水量,具體如下:(1)出苗期,土壤水勢達-10kPa時,粘土灌水40mm或400m/ha,壤土灌水45mm或450m/ha,砂土灌水50mm或500m/ha,土壤水勢高于-10kPa,不灌水;(2)苗期,土壤水勢達-25kPa時,粘土灌水40mm或400m/ha,壤土灌水45mm或450m/ha,砂土灌水50mm或500m/ha,土壤水勢高于-25kPa,不灌水;(3)穂期,土壤水勢達-30kPa時,粘土灌水40mm或400m/ha,壤土灌水45mm或450m/ha,砂土灌水50mm或500m/ha,土壤水勢高于-30kPa,不灌水;(4)抽雄開花期,土壤水勢達-20kPa時,粘土灌水40mm或400m/ha,壤土灌水45mm或450m/ha,砂土灌水50mm或500m/ha,土壤水勢高于-20kPa,不灌水;(5)灌漿期,土壤水勢達-30kPa時,粘土灌水40mm或400m/ha,壤土灌水45mm或450m/ha,砂土灌水50mm或500m/ha,土壤水勢高于-30kPa,不灌水。

說明書

技術領域

本發明屬于農業技術領域,用于玉米高產節水灌溉,具體涉及一種玉米通過控制低限土壤水勢進行灌溉的方法。

背景技術

玉米是世界上主要糧食作物,在我國是種植面積最大、總產量最高的糧食作物。我國北方是玉米的主產區。在南方,玉米大多種植在缺水地區或灌溉條件較差的農田。水資源緊缺是限制玉米產量提高的最重要因素(張喜英,2002,彭世彰等,2004;劉戰東等,2011)。為節約水資源,科學工作者們研究并應用了噴灌、滴灌、分區交替灌溉、調虧灌溉等玉米節水灌溉技術(徐建等,2002;王密俠等,2004;孟兆江等,2006;張歲岐等,2009;王勇等,2012;郭步慶等,2013)。在確定灌溉時間和灌溉水等方法上,一些學者提出根據蒸騰水量或用模型模擬等方法(彭世彰等,2004;劉戰東等,2011;朱麗等,2012);有些學者用土壤含水量或田間持水量作為玉米灌溉的指標(韓艷麗等,2001;馮瑞云等,2007;原麗娜等,2010;劉玉濤等,2011;潘德峰,2012)。根據蒸騰水量或用模型模擬等方法指導灌溉,需要系統的專門知識,方法復雜,難以在生產上應用。用土壤含水量、田間持水量的百分率等來衡量土壤水分并作為灌溉的指標,這些方法至少有兩點不足之處:一是這些指標測定速度慢或精度差(如酒精燃土法等),難以監測瞬時的土壤水分狀況;二是土壤含水量指標受土壤類型局限,一種類型的土壤含水量指標不能用于其它類型的土壤。難以在生產上推廣應用。張英普等(2001)曾用葉片水勢和土水勢作為玉米不同生育期水分脅迫指標,他們提出玉米水分脅迫的土水勢指標(-238kPa~-657kPa),均超過了玉米凋萎系數的土壤水勢指標,不能作為灌溉指標。

發明內容

為了克服現有技術的不足,本發明提供了一種控制土壤低限水勢的高產節水灌溉方法。

本發明主要是克服灌溉指標因土壤類型不同而土壤含水量不同的局限性,實現產量與水分利用效率的協同提高,其原理是:(1)作物對土壤水分利用的有效性,決定于土壤水勢,用土壤水勢作為灌溉指標不受土壤類型的限制;(2)根據玉米產量形成的需水規律,分生育期確定灌溉的低限土壤水勢指標,按土壤類型確定供水量,使水分供應與玉米生長發育的水分需求相一致。

本發明所采用的技術方案是:一種玉米高產節水灌溉方法,是測定土壤15-20cm耕層的土壤水勢,以此作為灌溉指標,分生育期按土壤類型確定灌溉水量,具體如下:

(1)出苗期(播種-3葉期),土壤水勢達-10kPa時,粘土灌水40mm(400m3/ha),壤土灌水45mm(450m3/ha),砂土灌水50mm(500m3/ha),土壤水勢高于-10kPa,不灌水。

(2)苗期(3葉-拔節),土壤水勢達-25kPa時,粘土灌水40mm(400m3/ha),壤土灌水45mm(450m3/ha),砂土灌水50mm(500m3/ha),土壤水勢高于-25kPa,不灌水。

(3)穂期(拔節-抽雄),土壤水勢達-30kPa時,粘土灌水40mm(400m3/ha),壤土灌水45mm(450m3/ha),砂土灌水50mm(500m3/ha),土壤水勢高于-30kPa,不灌水。

(4)抽雄開花期(抽雄-灌漿),土壤水勢達-20kPa時,粘土灌水40mm(400m3/ha),壤土灌水45mm(450m3/ha),砂土灌水50mm(500m3/ha),土壤水勢高于-20kPa,不灌水。

(5)灌漿期(灌漿-成熟),土壤水勢達-30kPa時,粘土灌水40mm(400m3/ha),壤土灌水45mm(450m3/ha),砂土灌水50mm(500m3/ha),土壤水勢高于-30kPa,不灌水。

該方案可用表1表示:

表1玉米控制低限土壤水勢高產節水灌溉方法

土壤15-20cm耕層達到土壤水勢指標值即灌水,土壤水勢指標值大于上述值則不灌水。

本方法的優點是:①提供了便捷、精確的測定土壤水分的方法,提高了與土壤水分有關的農藝試驗研究的準確性和精度;②受土壤類型的局限性小,不論是砂土還是粘土,只要土壤水勢一樣,植物根對土壤水分的有效性就一樣。例如,當砂土、壤土和粘土3種土壤的水勢同為-20kPa時,盡管3種土壤的含水量差異很大,分別為7.2%、33%和47%,但玉米葉片的水勢基本相同,分別為0.92±0.07、0.94±0.07和0.95±0.08(表2)。表明當土壤水勢相同時,生長在不同類型土壤的玉米對土壤水分吸收的有效性相同,因而用土壤水勢作為灌溉指標,可克服因土壤類型不同而含水量不同的局限性,具有普遍的指導意義;③使灌溉技術數量化、指標化和實用化。

表2不同土壤質地的土壤水勢、土壤含水量和玉米葉片水勢

1)平均數±標準差(n=6)。

本發明中所說的土壤水勢可采用土壤水分張力計(或稱負壓式土壤濕度計)測定,土壤水分張力計國內有多家公司生產,如中國科學院南京土壤研究所,杭州匯爾儀器設備有限公司,等等,選擇一家公司產品即可。土壤水分張力計價格便宜,使用方法簡單,精確可靠。

具體實施方式

玉米播種后,在田間安裝土壤水分張力計。在安裝時,以一直徑相當于陶土管的鉆孔器開孔到離地面17.5cm的深度(以陶土頭中心計算),倒入少許泥漿,垂直插入土壤水分張力計,使陶土管與土壤緊密接觸,然后將周圍填土搗實(可參照產品說明書使用)。每天11:00~12:00觀察土壤水分張力計一次。根據不同生育期和土壤類型,確定是否灌溉及灌溉水量:

1.出苗期(播種-3葉期),土壤水勢達-10kPa時,粘土灌水40mm(400m3/ha),壤土灌水45mm(450m3/ha),砂土灌水50mm(500m3/ha),土壤水勢高于-10kPa,不灌水。

2.苗期(3葉-拔節),土壤水勢達-25kPa時,粘土灌水40mm(400m3/ha),壤土灌水45mm(450m3/ha),砂土灌水50mm(500m3/ha),土壤水勢高于-25kPa,不灌水。

3.穂期(拔節-抽雄),土壤水勢達-30kPa時,粘土灌水40mm(400m3/ha),壤土灌水45mm(450m3/ha),砂土灌水50mm(500m3/ha),土壤水勢高于-30kPa,不灌水。

4.抽雄開花期(抽雄-灌漿),土壤水勢達-20kPa時,粘土灌水40mm(400m3/ha),壤土灌水45mm(450m3/ha),砂土灌水50mm(500m3/ha),土壤水勢高于-20kPa,不灌水。

5.灌漿期(灌漿-成熟),土壤水勢達-30kPa時,粘土灌水40mm(400m3/ha),壤土灌水45mm(450m3/ha),砂土灌水50mm(500m3/ha),土壤水勢高于-30kPa,不灌水。

本發明中所涉及的其它栽培技術為常規技術,例如:

1、適時播種

根據當地季節、土壤墑情和茬口情況,適時播種,播種密度每平方米5~7苗,具體密度可按照玉米品種特性(株高和穂型等確定)。

2、施肥技術

中等土壤肥力,玉米目標產量9.0~9.5t/ha,全生育期施用純氮360kg/ha,按基肥(播種前1d):拔節肥(大喇叭口期):穗肥(吐絲期)=5:1.5:3.5施用。播種前一次性施磷肥折合純磷120kg/ha和鉀肥折合純鉀210kg/ha。

3、病蟲害防治

根據玉米病蟲害區域性預測預報,使用低毒、低殘留、高效、安全、環保型化學農藥與生物農藥。

實施例:

分別于2011-2012年在揚州和連云港選擇粘土、壤土和砂土三種類型土壤,種植玉米品種登海11,進行玉米控制低限土壤水勢高產節水灌溉方法試驗(簡稱高產節水灌溉方法),以當地常規灌溉方法為對照。高產節水灌溉方法與對照除水分管理方法不同外,其余栽培措施,如播種密度、施肥時期和施肥量、病蟲害防治等完全一致。結果表明,與對照(常規灌溉方法)相比,高產節水灌溉方法的產量增加7.2~9.8%,灌溉水量降低38~50%%,水分利用效率[產量/(灌溉水+降水)]提高26~39%(表3)。

供試品種為登海11;在常規灌溉與高產節水灌溉方法二者間,除灌溉方法不同外,其余栽培措施相同。常規灌溉:2011年分別于出苗期、穂期、抽雄開花期和灌漿期灌水;2012年分別于出苗期、苗期、穂期和灌漿期灌水,每次灌水60mm。

§玉米控制低限土壤水勢高產節水灌溉方法(高產節水灌溉方法),根據土壤類型、土壤水勢進行灌溉,2011年分別于出苗期、穂期和抽穗開花期進行灌溉;2012年分別于出苗期、苗期和抽穗開花期進行灌溉。

WUE=產量/(生育期灌溉水量+同期降水量)

*表示與常規方法相比在P=0.0水平上差異顯著;同欄、同年、同土壤類型間比較。

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