一年两熟区夏玉米免耕施水播种机施水量试验研究

何俊达，马洪亮，魏淑艳，田艳博，黄聪慧

(河北农业大学 机电工程学院，河北 保定　071000)



一年两熟区夏玉米免耕施水播种机施水量试验研究

何俊达，马洪亮，魏淑艳，田艳博，黄聪慧

(河北农业大学 机电工程学院，河北 保定071000)

摘要：针对一年两熟地区夏季玉米免耕施水播种机施水量的问题，通过试验对种植土壤设定了不同的含水量及不同的秸秆覆盖量，在保证玉米出苗率和生长高度下的条件下，测定了其条沟施水量，为夏玉米施水播种机具的关键部件及其相关研究提供了设计依据。

关键词：玉米；免耕播种；小麦秸秆覆盖；施水量；条播

0引言

一年两熟区夏玉米免耕施水播种与用于我国东北、西北春季玉米播种施水播种比较有以下特点：①夏玉米免耕播种的地表覆盖大量粉碎的小麦秸秆，且土壤坚实度较高；②天气晴热，地表蒸发量大；③夏玉米是在小麦收割后播种，播种期短，施水播种主要为了及时播种。一年两熟区夏玉米免耕施水播种技术是玉米免耕播种和施水播种两种节水抗旱技术的结合，旨在减少玉米种植过程灌溉次数，是河北省一年两熟地区玉米种植有效的节水抗旱措施。

1995以后,我国许多研究者对行走式节水灌溉技术的节水机理、机具开发及施水量等进行了大量研究工作。孙骊和吕新民、陈礼德和鄂卓茂、张淑敏等对坐水播种载水量、水箱容积与条灌施水量进行了研究，并给出了机组载水量与施水量的估算公式[1-3]。游彩虹试验研究了施水播种机的开沟部件[4]。尹光华等认为：施水量应使种子出苗后25～35天内能够保证幼苗正常生长，当试验地为壤土、0～200mm土层内质量含水率若为8%～10%时，玉米的适宜施水量为45～75m3/hm2[5]。陈礼德等针对2BSL-1型垄作施水播种机提出最大施水量为30～60m3/hm2[6]。孙彦君等针对2BFS-2暗式注水灌溉点播机的研制得出最大施水量31.5m3/hm2的结论[7]。高仲弟等针对2BFS-2型下注式施水播种机提出的灌水量范围为20～75m3/hm2[8]。内蒙古韩世祥得出保证出苗的施水量应该是9～22.5 m3/hm2的研究结果[9]。黑龙江省农业机械工程科学研究院孙仕明等针对2BMS-1(2)型施水覆膜精播机提出的施水量也为15～30m3/hm2[10]。王利强对穴播穴灌播种需要的灌水量进行了系统的试验研究，确定每穴100mL为施水播种的设计穴灌水量[11]。但目前针对一年两熟区夏玉米免耕施水播种的施水技术理论和试验研究未见报道，机具研制工作还未展开。

1试验材料和方法

1.1　试验材料

玉米选用河北众信种业科技有限公司所出品的众信338，生育期103天左右，适宜密度6 000～6 750株/hm2，平均质量0.27g，含水量不低于13.0%。粉碎后的小麦秸秆和小麦根茬。试验设备为电子秤1台，电热鼓风干燥箱1台，土槽9个，烧杯若干，盛土器皿若干。试验时间为2014年6月-2014年7月，试验地点为河北农业大学。

1.2　试验方案

1.2.1试验因素

1)初始含水量：正常土壤含水量(二类墒)取10%，取干旱(失墒)和多雨(一类墒)时的土壤含水量作为对比，分别为5%和15%。

2)秸秆覆盖量：在耕地中秸秆覆盖情况主要分为3种：①小麦秸秆粉碎全部还田覆盖并在沟槽两侧埋有秸秆根茬；②只有沟槽两侧的秸秆根茬而表面没有秸秆覆盖；③未有覆盖的秸秆。在本次试验中，模拟为3个水平，分别为全覆盖、半覆盖、无覆盖。

条沟施水量取6个水平160、240、320、400、480、560mL/m。

1.2.2试验指标

在不同初始土壤湿度、施水量和秸秆覆盖量的情况下，玉米种子的出苗率和苗的生长高度。

1.2.3试验设计

取100g试验土壤在自然状态下风干、称重，然后放入电热鼓风干燥箱中干燥，再次称重，计算出其在自然状态下风干后的含水量为3.1%；再取54kg风干后的土壤，将其平均分成9份，平铺在托盘上，将水均匀地喷在试验土壤上后放入干燥的土槽中用保鲜膜密封，待其充分渗透，并对土槽做好标号，代用。土槽的标号及其含水量、试验土质量、加水量、土槽数量如表1所示。

表1　试验参数表

将小麦根茬埋在沟槽两侧，并把试验用土夯实。

条播开沟尺寸为宽6cm、深4cm，每个土槽中放置3个种子作为对比试验，开沟和种子在土槽的位置如图1所示。

图1　沟槽尺寸和种子的位置

试验在2014年6月-7月之间完成，共做了6组，每组为期8天，共48天。试验期间的平均温度如图2所示。

图2　试验期间的温度

2试验结果与数据

2.1　试验数据

初始含水量为5%和10%时，在不同含水量、秸秆覆盖量的情况下，出苗率和时间的关系如表2所示。

表2　出苗率和时间的关系

续表2　出苗率和时间的关系

由于初始含水量为15%的情况只为参照试验，具体情况不做赘述。

玉米种子在种植后第4天开始出芽，每个土槽中每有1个芽高超过5cm计1分[12]。种植初始条件、施水量和得分情况如表3所示。

表3　种子出苗得分表

续表3

2.2　试验分析

分析表2和表3可知：

1)出苗率随着时间的增加而增加，到第6天时达到最高，在第7天之后的出苗率基本保持不变。这说明，播种第6天起出苗率趋于稳定。

2)在施水量和秸秆覆盖量一定的情况下，出苗率随着初始含水量的增高而增高。土壤初始含水量为5%时，种子只有在施水量高于560mL/m时才能出苗，低于560mL/m均不能出苗。土壤初始含水量为15%时，施水量160mL/m以上均可出苗。

3)当施水量和土壤初始含水量一定时，无秸秆覆盖时的出苗率略高于半秸秆覆盖的出苗率；但因出苗后的生长高度不足5cm，并考虑到实际的种植情况，所以半覆盖和无覆盖的施水量相同。然而，在秸秆全覆盖的情况下，相对于前两种的覆盖方式，其施水量明显减少。这说明，秸秆全覆盖可以减少水分的消耗，使灌溉水量既能满足玉米发芽出苗所需要的水分，又能达到节约用水的目的。

3结论

全覆盖时，初始含水量为5%和10%所测定的临界施水量分别为560mL/m和320mL/m。在玉米播种作业中，行距一般在0.3～0.6m之间，则施水量的范围如表4所示。

表4　施水量的范围

由表4可知：本试验的条灌施水量应在5.32～10.66m3/hm2之间。

通过本次试验可以看出：在全覆盖、正常墒情的条件下当施水量达到320mL/m时，玉米的出苗率及生长情况均可满足基本的播种施水所需要求；但考虑到工作时的机械消耗、环境等实际情况，为保险起见，播种施水量定为400mL/m，既6.64～13.32m3/hm2。

参考文献：

[1]孙骊,吕新民.早地节水型播种机施水问题研究[J].干早地区农业研究，1997，15(2): 94-98.

[2]陈礼德,鄂卓茂,王继成,等.2BSL-1型垄作施水播种机的开发研究[J].中国农业大学学报，2000，5(6): 43-46.

[3]张淑敏,尹丽娟，鄂卓茂.施水沟播机的试验研究与机构设计[J].中国农业大学学报，2001，6(6):48-52.

[4]游彩虹.抗旱坐水覆膜播种机坐水部件的试验研究[D].呼和浩特：内蒙古农业大学，2002.

[5]尹光华，陈温福，刘作新,等.中国北方半干旱区机械化坐水种技术研究[J].农业现代化研究,2007，28(2)：238-240.

[6]陈礼德,鄂卓茂.2BSL-1型垄作施水播种机的开发研究[J].中国农业大学学报，2000，5(6): 43-46.

[7]孙彦君，陶延怀，周宙,等. 2BFS—2暗式注水灌溉点播机的研制[J] .林业机械与木工设备，2000，28(12)：10-11.

[8]高仲弟，高媛，朱万海. 2BFS-2 型下注式施水播种机的研究[J] .粮油加工与食品机械，1999，264(6)：15-17.

[9]韩世祥.内蒙古乌盟干旱区发展节水灌溉技术的探讨[J].农机与食品机械，1999(6)：30-31.

[10]孙仕明，刘国平.张凯.黑龙江省旱区补墒播种技术及配套机具研究[J] .农机化研究，1999(2):32-35.

[11]吴崇友，金诚谦，涂安富,等.我国坐水播种机需重点解决的几个技术问题[J].中国农机化，2006(6)：23-25.

[12]王利强.穴灌坐水播种机水路系统的设计与试验研究[D].沈阳：沈阳农业大学，2006.

Experimental Investigation on Water Supply of the No-tillage Summer Maize Sowing Machine in Annual Double Cropping Areas

He Junda， Ma Hongliang， Wei Shuyan， Tian Yanbo, Huang Conghui

(College of Mechanical and Electrical Engineering, Agricultural University of Hebei, Baoding 071000,China)

Abstract：To determine the water supply of the summer corn no-tillage irrigating- sowing machine in double cropping area, in this test, we set up different planting soil moisture, and different straw coverage, determination of the water supply under the corn germination rate and growth height. In order to provide design basis for the key components of water system the of the summer corn irrigating- sowing machine and the related research.

Key words：corn; no-tillage seeding；wheat stalk mulch；water supply；seeding in drill

中图分类号：S223.2+6

文献标识码：A

文章编号：1003-188X(2016)12-0188-05

作者简介：何俊达(1988-),男，乌鲁木齐人，硕士研究生，(E-mail) hjd1221@126.com。通讯作者：马洪亮(1965-)，男，河北青县人，教授，硕士生导师，(E-mail) mahongliang0312@126.com。

基金项目：河北省自然科学基金项目(E2014204069)

收稿日期：2015-11-11