新疆滴灌条件下高产(≥15000kg hm-2) 玉米需水规律及其调控研究

Maize play an important role in national food security. In Xinjiang, there are plenty of solo energy and strong irrigation infrustructure for obtaining high yield in maize. However, lots of problems revealed in maize cultivation, such as irrigated water misused and weak management, which leading to low water use efficiency and low productivity stability. In this project, we aim at the yield of maize in 15000kg hm-2 and study the charictertic of maize population transpiration, soil evaporation , water use in different growth stage and its raltionship with soil water content. This project is trying to investigate the water requirement and regulation of high yield maize via the study of varities, plant densities and irrigation amount, meanwhile, reveal the regulation of water requirement in high yield maize population from the effect of varieties, plant density and irrigation amount. From this study, we trying to explore high water use efficiency technology of high yield maize, from which can improving maize yield production and saving water in the field.

玉米高产田在保障国家粮食安全方面具有重要作用。新疆具有丰富的光热资源和良好的灌溉设施，为玉米高产创造了必要条件，但目前存在高产创建灌溉用水量大，水分管理盲目、高产田水分利用效率低、高产重演性差等问题。本项目采用滴灌技术，定向培育15000kg hm-2产量水平的玉米田，从玉米高产群体蒸腾、蒸发的时空变化特征入手，研究不同生育阶段高产玉米群体蒸腾量、棵间蒸发、阶段耗水强度的变化特征及与土壤水分分布的关系；通过不同品种、不同种植密度及不同灌溉量对玉米需水量的调节研究，揭示品种、种植密度和灌溉量对高产群体需水特征的调控机制及节水技术途径；探索玉米高产田高效用水的技术，为大面积提高新疆玉米单产水平、实现节水高效生产提供理论依据。

在西北干旱地区玉米生产受到严重影响供水，节约灌溉用水和提高水分利用效率是农业可持续发展的有效途径。本研究的目标是优化灌溉用水、粮食产量、水分利用效率和经济回报。粮食产量经济回报率在灌溉水平下降10%的情况下没有显著变化，而蒸散量减少，水分利用效率增加4.61% - 6.66%。籽粒产量提高（15.7–19.1 Mgha−1）、水分利用效率（2.47–2.77 kg m−3）、经济收益（1691.6–2605.7 US$ ha−1）。滴灌、地膜覆盖、密度增加的组合技术提高了产量。灌溉水平与粮食产量、灌溉水平和经济效益之间存在二次关系。灌溉水平和蒸散量与水分利用效率呈负相关。最大经济效益和灌溉水平与水价格呈线性相关。当灌溉量降低10%时，吐丝期叶面积指数为6.72-8.03，穗位层透光率为3.46%-4.48%，底层透光率为0.50%-0.75%，群体消光系数在0.56-0.72时玉米群体有合理的群体结构。玉米自身整体功能对水分胁迫有一定的弹性，受旱时可通过一系列生理生化反应来减轻水分胁迫对细胞代谢过程的伤害。考虑到粮食产量、经济效益和生态效益，干旱地区滴灌地膜覆盖的灌溉量为540 mm。适宜的增加种植密度，降低灌溉量可以有效的提高水分利用效率。灌溉间隔6天处理的玉米叶面积、干物质、产量及产量构成以及水生产效率显著高于其它处理。在覆膜滴灌条件下，间隔6天是干旱区高产玉米最适宜的灌溉周期。