秸秆覆盖下的夏玉米蒸散、水分利用效率和作物系数的变化

摘要

农业用水占华北水资源的70%以上,提高农业用水的效率对华北水资源安全具有重要意义.在节水农业研究中,利用农艺节水提高农田水分利用效率是节水农业的重要组成部分,其中减少农田无效棵间蒸发耗水和优化供水制度是主要的农艺节水措施.夏玉米是华北太行山山前平原的主要作物之一,一般在冬小麦收获前的5～7天套种在其中,以延长夏玉米的生育期.随着联合收割机的广泛应用,冬小麦收获后的秸秆直接覆盖夏玉米,对夏玉米的农田蒸散特别是苗期的蒸散产生影响;夏玉米生长在6～9月的雨季,一般年份降水能够满足夏玉米的需水要求,但夏季降水的分布变异较大,再加上近6年来的夏季干旱,使灌水对夏玉米的高产至关重要.为了提高夏玉米的农田水分利用效率,本研究的目的是建立秸秆覆盖下的夏玉米优化供水制度和研究秸秆覆盖对减少棵间无效耗水的影响及秸秆覆盖下的夏玉米作物系数的变化,为制定秸秆覆盖下的夏玉米优化供水制度提供依据.2年的实验结果显示,秸秆覆盖下的夏玉米产量在8 000 kg/ha,总蒸散量在390 mm,水分利用效率在2.2 kg/m3.干旱年份,夏玉米在灌四水的条件下产量最高,再增加灌水量,产量减少.水分利用效率随着灌水量的增加有所递减.用微型蒸发器测得的秸秆覆盖和不覆盖的棵间蒸发量显示秸秆覆盖可以减少夏玉米整个生长期间的棵间蒸发量近50 mm.因而秸秆覆盖下的夏玉米水分利用效率比不覆盖的水分利用效率提高了将近12%.秸秆覆盖下的夏玉米作物系数变化范围从苗期的0.3到最盛期的1.5,整个生长期间的平均值在1左右.比不覆盖的作物系数有所降低,特别是苗期,降低幅度在40%左右.研究结果表明,秸秆覆盖和优化农田供水制度可以明显提高农田水分利用效率.