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东北地区(辽宁、吉林、黑龙江和内蒙东部)是我国最大的玉米商品稂基地,然而东北四省区2/3以上的耕作地区以雨养为主。随着气候变化影响的加剧,雨养区农业旱灾有增加的趋势,严重制约了当地玉米生产,以致丰富的土地资源优势未能有效发挥,故国家在东北大力发展节水灌溉技术。针对东北雨养区中心支轴式喷灌机的发展,和对与之配套的耕作与农艺管理措施的迫切需求,为更好发挥东北商品粮基地的优势,克服雨养区干旱少雨时玉米减产减收的难题,本文以玉米为研究对象,在东北西部内蒙古通辽地区开展了如下研究:(1)中心支轴式喷灌机喷灌条件下鱼鳞坑、深松及深松+鱼鳞坑耕作等配套耕作措施对土壤物理性质及玉米生长影响的田间试验研究;(2)喷灌条件下玉米耗水规律及灌溉制度制定方法。试验结果表明: 1)与对照相比,配套鱼鳞坑、深松、深松+鱼鳞坑等耕作措施可有效降低0-40cm土壤容重,提高土壤孔隙度,提高土壤饱和导水率,从而改善了土壤结构;尤其是在降雨集中且有大降雨的年份,鱼鳞坑、深松等耕作措施的效果更明显。 2)与对照相比,深松、深松+鱼鳞坑耕作措施下玉米的茎粗、株高等生长指标均较高,穗部干物质积累速率高、穗干重比例高,百粒重重,玉米增产16%以上,即深松、深松+鱼鳞坑等耕作措施可以为玉米生长提供良好的生长环境,玉米长势好,产量高。 3)2015年与2014年玉米齐苗至收获阶段(生育期),玉米耗水量分别为423.6 mm和409.4 mm,并呈两头小中间大的的规律,即玉米出苗及成熟阶段,耗水量低,玉米抽穗灌浆时期耗水量大。其中玉米生育期降雨量在290 mm左右,约占玉米耗水量的70%左右;灌水量分别为35.0和85.0mm,分别占玉米耗水的8%和21%;土壤水分分别消耗34.1和28.4 mm,分别占玉米耗水的8%和6%;地下水补给量分别为56.0、27.6 mm,分别占玉米耗水量的13.2%和6.5%。 4)不同生育期玉米耗水量与冠层20cm蒸发皿水面蒸发量之比αi与株高h存在如下关系:籽粒形成期之前,α1=0.5*(h/H)+0.4;籽粒形成期-乳熟期,α2=1.15;乳熟期之后,α3=0.5。 5)在玉米生育期,当土壤含水量大于田间持水量的60%时,喷灌条件下玉米耗水量与冠层20 cm蒸发皿水面蒸发量和株高的关系为:籽粒形成期之前,ET=α1*E20,α1=0.5*(h/H)+0.4;籽粒形成期-乳熟期,ET=α2*E20,即ET=1.15*E20;乳熟期之后,ET=α3*E20,即ET=0.5*E20。根据上述研究结果,本文提出了利用冠层20 cm蒸发皿制定喷灌玉米的灌溉计划。