随着人们生活水平的提高和膳食结构的改善，富含维生素及膳食纤维的甜玉米日益受到市场青睐。闽南地区地处南亚热带，光温资源丰富，非常适合甜玉米生长。加上食品加工、物流业和设施农业的快速发展，甜玉米种植面积不断扩大。但是闽南地区在秋季干旱少雨的气候条件下，甜玉米的生产受到一定程度的制约，因为甜玉米属旱地大田作物，虽有一定的抗旱能力，却又是需要充足水分的高光效作物^[1]。所以提高该地区田间水分利用率是甜玉米高产稳产的重要栽培措施之一。本试验拟通过闽南丘陵旱地不同灌溉方式对秋播玉米冠层温光特性的研究，探讨秋播甜玉米田间群体环境变化规律及农艺性状特性，为合理利用光势资源，促进水肥调控，制订合理的灌溉和栽培制度提供理论依据。

试验于2014年秋季在泉州市国家农业科技园进行，海拔85.6 m，地下水位3.6 m，年均气温20.8℃，年均降雨量770.4 mm，年均蒸发量1 540.1 mm，年均相对湿度55%以下，属亚热带海洋性季风气候。试验地土壤为沙壤土，0~30 cm土层土壤容重为1.29 g·cm^-3，田间持水量27.8%，土壤有机质0.75%，全氮0.565 mg·g^-1，碱解氮43,37 mg·g^-1，速效磷36.3 mg·g^-1，速效钾186.3 mg·g^-1。前作为花椰菜。

供试品种为‘闽甜4号’，8月8日穴盘育苗，8月18日移植。试验区总面积933 m²，布置在一长方形格田内，东西走向。畦带沟宽1.20 m，双行种植,株距为30 cm，行距为60 cm，种植密度5.25万株·hm^-2。为避免喷漫灌作业互相影响，3个处理中间种植6畦甘薯缓冲隔离，每个处理200 m²，滴灌区在畦中间铺设一条滴灌带，喷灌区在棚顶(裸棚)设10个喷头，漫灌区按传统习惯灌水。施肥情况是基肥：活性有机肥6 000 kg·hm^-2，复合肥600 kg·hm^-2，尿素225 kg·hm^-2；拔节期追肥：尿素300 kg·hm^-2，磷酸二氢铵90 kg·hm^-2，氯化钾100 kg·hm^-2；穗期追肥：尿素200 kg·hm^-2。

设滴灌(D)、喷灌(P)和漫灌(M)3个处理。玉米漫灌按习惯需水量6 000 m³·hm^-2供水，滴灌和喷灌通常为漫灌的60%左右，本试验设漫灌总需水量为6 000 m³·hm^-2，滴灌和喷灌为3 600 m³·hm^-2，滴灌和漫灌分6次于苗期、拔节期、小喇叭口期、大喇叭口期、吐丝期和灌浆期进行。喷灌则每5～7 d 1次，全生育期喷10次。试验期间如遇透雨次数超过3次则终止试验，透雨1次则减少滴灌1次，喷灌2次。

(1)农艺性状记载：株高、成穗率、穗长、秃尖长、鲜穗重、绿叶数、单株根重、全生育期等。

(2)生育进程记载：出苗后定期观察并记载拔节期、小喇叭口期、大喇叭口期、吐丝期(孕穗至扬花)、灌浆期、适采期，个体发生数量占30%即为各进程的标准期。

(3)群体温湿度测定：从拔节期开始每隔7 d在各生育期选择晴朗微风天气，于8：00~20：00，间隔2 h，应用TES-1360A手持便携式数字温湿度仪和DT-1308型照度计于株行间测定冠层底部、1/3株高、2/3株高和顶部3个部分温湿度和光照强度。

农艺性状数据取10株平均值，鲜产比较采用t测验法，每个处理取7个点平均值估算，各个点连续取15株测产，其他数据列表比较分析。

孕穗扬花期(孕穗至吐丝)是夏玉米(福建秋播玉米)冠层生长量最大，群体覆盖率最高，内部器官生长竞争最突出的时期，也是群体产量形成与冠层小环境变化紧密相关的时期^{[1, 4]}。选择9月27日(晴天)对3个处理进行群体冠层温、湿度及光截获率日变化测定(表 1)，时值3个处理均处在孕穗扬花高峰期。结果表明，3个处理的群体温度(冠层上、中、下平均值)，上午8:00为24.7~26.7℃，中午12:00~14:00达到峰值(32.3~35.6℃)，晚上20:00为23.5~24.4℃，温度变化趋势较为一致。从不同处理温度变化看出，喷灌处理最低，滴灌次之，漫灌最高。峰值分别为33.1℃、33.2℃和35.6℃,滴灌和喷灌差异仅0.1℃，但低于漫灌2.5℃和2.4℃，说明滴灌和喷灌处理群体内温热条件较为平稳，有利于甜玉米的光合作用和生物合成，并减少水分蒸发^{[4, 6]}。

表 1(Table 1)

表 1 温度、湿度与光截获率的日变化 Table 1 Daily changes on temperature, humidity, and sunlight exposure 灌溉方式 平均温度/℃ 平均相对湿度/% 平均光截获率/% 8:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 平均 8:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 平均 8:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 平均 滴灌D 26.1 29.1 32.3 33.1 30.0 28.0 24.0 28.9 50.1 49.2 45.8 38.0 40.3 42.3 48.8 44.9 28.1 48.7 48.6 55.7 36.2 17.6 9.6 34.9 喷灌P 24.7 28.5 32.0 33.2 29.7 27.5 23.5 28.4 52.0 51.8 47.0 40.1 39.7 42.7 46.5 45.6 30.0 41.2 50.5 54.6 34.5 18.6 9.5 34.1 漫灌M 26.6 30.6 33.3 35.6 30.4 27.8 24.4 29.8 49.6 47.6 43.9 37.2 38.6 40.0 44.2 43.0 28.2 37.6 46.9 52.8 36.3 15.5 9.0 32.3

表 1 温度、湿度与光截获率的日变化 Table 1 Daily changes on temperature, humidity, and sunlight exposure

3个处理的群体平均相对湿度上午(8:00-12:00)最高，达43.9%～52.0%，随后迅速下降，14:00～16:00时间段最低，仅37.2%～40.3%，以后缓慢回升，20:00为44.2%～48.8%，说明上午的群体相对湿度最有利于甜玉米的光合作用及光物质积累。从不同处理的各个时间段变化来看，喷灌的相对湿度最高，滴灌其次，漫灌最低，田间群体相对湿度越低，光合效率越低，出现叶片萎蔫可能性越大，说明喷灌与滴灌不同程度增加了甜玉米的生长高峰期的抗旱能力。

光截获率是指作物群体不同层次光照量占冠层顶部光照量的比例^[4]。采用冠层上、中、下部光截获率的平均值代表冠层平均光截获率。表 1可以看出，孕穗扬花期群体内光截获率的变化呈抛物线分布，上午8:00即迅速进入高截获率时间段，12:00~14:00最高，达46.9%~55.7%，16；00以后快速下降。滴灌和喷灌均高于漫灌，而滴灌在上午略低于喷灌，而下午则相反。说明滴灌和喷灌对光能的吸收能力均强于漫灌。前述滴灌的群体冠层相对湿度较低于喷灌，因而滴灌光截获率上午较低于喷灌，下午由于滴灌的土壤相对湿度较大，植株体内水分代谢增强，有利于光能吸收，所以光截获率较高^[5]。

通过对秋播甜玉米不同生育阶段群体温度变化分析(表 2)，随着生育期的推进，3种不同灌溉方式的温度变化均呈下降趋势(拔节期25.8~26.1℃,采收期降为21.5~22.0℃)。从全生育期平均温度看，滴灌、喷灌和漫灌依次为24.1、23.8和24.4；比较3种灌溉方式变化规律，大喇叭口期之前的温度变化相对一致，至吐丝期，滴灌和喷灌下降较快，漫灌变化较平稳，至采收期，漫灌温度也最高。从甜玉米代谢生理分析，吐丝至灌浆期是甜玉米开花授粉和物质同化转运的关键时期，群体冠层的温度在20~25℃范围有利于授粉和干物质同化，而滴灌和喷灌的温度变化趋势更适合这一生理需求^{[2, 3, 7, 9]}。

表 2(Table 2)

表 2 不同生育阶段群体冠层温湿度与光截获率变化 Table 2 Changes on temperature, humidity, and sunlight exposure of population canopy at different stages of plant development 灌溉 方式 平均温度/℃ 平均相对湿度/% 平均光截获率/% 拔节 小喇 叭口 大喇 叭口 吐丝 灌浆 乳熟 (采收) 平均 拔节 小喇 叭口 大喇 叭口 吐丝 灌浆 乳熟 (采收) 平均 拔节 小喇 叭口 大喇 叭口 吐丝 灌浆 乳熟 (采收) 平均 注：表中拔节、小喇叭口、大喇叭口、吐丝、灌浆、乳熟(采收)日期分别为8月27日、9月4日、9月14日、9月23日、10月4日、10月17日。 滴灌D 26.1 25.5 24.7 23.8 23.0 21.8 24.1 42.3 45.6 48.1 52.0 52.0 50.1 48.3 30.0 36.2 40.3 49.9 44.2 37.2 39.6 喷灌P 25.8 25.3 24.7 23.3 22.6 21.5 23.8 43.7 46.7 50.2 52.3 53.5 50.1 49.4 31.2 36.8 38.8 50.3 45.1 38.4 40.1 漫灌M 25.8 25.4 24.9 24.3 23.7 22.0 24.4 40.6 45.0 46.7 50.6 48.6 47.9 46.6 28.6 34.3 35.5 45.6 40.3 33.3 36.2

表 2 不同生育阶段群体冠层温湿度与光截获率变化 Table 2 Changes on temperature, humidity, and sunlight exposure of population canopy at different stages of plant development

通过对秋播甜玉米不同生育阶段相对湿度变化分析(表 2)，随着生育期的推进，3种不同灌溉方式均呈上升趋势(拔节期40.6%～43.7%,吐丝-灌浆期的相对湿度达到峰值48.6%～53.5%),随后缓慢下降，吐丝至灌浆期是甜玉米群体生育量达到最高值阶段，与相对湿度高峰值基本吻合。这个阶段群体密闭，冠层蒸散量大，群体相对湿度快速增加，缺水极易造成蒸腾受阻，叶片萎蔫。滴灌和喷灌的各期群体相对湿度高低相互交替，但差距较小，又高于漫灌处理。吐丝之后，滴灌和喷灌与漫灌差距扩大(滴灌52.0%，喷灌52.3%，漫灌48.6%)。进一步说明滴灌和喷灌的较高的群体相对湿度及变化规律更有利于秋播甜玉米的水分代谢和生长发育^{[1, 8]}。

由于滴灌和喷灌发送了群体空间的温湿度，促进了秋播甜玉米群体早生快发。群体较早封行，后期功能叶持续时间长，叶面积系数大，两者各期的光截获率始终高于漫灌处理，并从大喇叭口期差异逐渐增大，峰值出现在吐丝期(滴灌49.6%,喷灌50.3%,漫灌仅45.6%)，而这个时期是秋播甜玉米生长的关键时期。

从表 3看出，滴灌处理对秋播甜玉米的农艺性状的影响以株高、穗长、穗重、单株根重居首，成穗率、秃尖长和绿叶数居次，各项指标均优于漫灌，全生育期推迟3 d，鲜产也最高，达17 628 kg·hm^-2，比喷灌增产1.5%(P > 0.05)，比漫灌增产7.1%(P < 0.01)。说明滴灌通过提高水分利用效率，改善群体冠层的温湿环境以及提高光截获率，延长生育期，促进甜玉米的营养生长、器官发育、光合物质的合成、运输和积累。其次由于灌溉次数较多，水流量少，水分效率高，土壤耕层环境较好，促进根系生长，根生长量最高，有利于生化物质运输的库源关系的协调。喷灌处理对秋播甜玉米的农艺性状的影响以成穗率、秃尖长和绿叶数居首，株高、穗长、穗重其次，除根重外，各项指标均优于漫灌，全生育期同样推迟3 d，鲜产达17 365 kg·hm^-2，比漫灌增产6.7%(P < 0.01)。可见喷灌同样可以通过改善田间群体冠层的温湿度和光吸收能力达到改善甜玉米农艺性状及增产的目的。值得注意的是喷灌改善了秋播甜玉米的孕穗扬花至灌浆期的田间温湿度效果最明显，授粉、灌浆效果最好，使穗秃尖长度最小，采收期绿叶数最多，保绿度最好。但由于喷灌使土壤深层吸水量始终处理最低状态，根系生长条件不如滴灌和漫灌，导致根生长量最低，这可能是增产效果略低于滴灌的主要原因^{[10, 11, 12]}。

表 3(Table 3)

表 3 不同灌溉方式对秋播甜玉米农艺性状及产量的影响 Table 3 Effects of irrigation methods on agronomic traits and yield of autumn sweet corns 灌溉方式 株高/cm 成穗率/% 穗长/cm 秃尖长/cm 鲜穗重/g 绿叶数/片 单株根重/g 全生育期/d 鲜产/(kg·hm-2) 增产/% 注：同列数据后不同大写字母表示差异达极显著水平(P < 0.01)。 滴灌D 221.0 94.1 20.1 0.21 373.5 13.4 223.5 73 17628 A 7.1 喷灌P 218.0 94.8 19.4 0.16 370.6 13.8 201.5 73 17365 A 6.7 漫灌M 215.0 91.3 18.3 0.24 358.0 12.8 215.6 70 16355 B

表 3 不同灌溉方式对秋播甜玉米农艺性状及产量的影响 Table 3 Effects of irrigation methods on agronomic traits and yield of autumn sweet corns

许多研究认为，采用滴灌和喷灌设施种植普通玉米和甜玉米，不仅能调节水肥，而且改善根层土壤理化特性，利于养分吸收，提高产量^{[4, 5, 7]}。也有报道认为在我国北方旱区采用滴喷灌对冠层的温湿度、光分布有改善作用^{[5, 7]}。闽南旱地气候生态条件与北方差异较大，玉米生长期内干燥少雨，生育期温度较高，不利于甜玉米营养和生殖生长协调进行。在闽南进行旱地不同灌溉方式对甜玉米冠层群体温湿度变化及农艺性状和产量的影响试验，结果表明滴灌和喷灌比漫灌平均降温分别达0.3℃和0.6℃，改善了甜玉米整个生育期的温度条件，缓解了孕穗期前的日温波动，尤其是滴灌和喷灌将孕穗扬花期的日均温调节28.9℃和28.4℃，比漫灌分别低0.9℃和1.4℃，更接近最适宜授粉温度的25~27℃范围^[13]。秋季田间气候干燥，田间自然相对湿度低，通过滴灌和喷灌，提高了整个生育期的田间相对湿度(1.7~2.8个百分点)，平抑了相对湿度的日变化，改善了群体冠层的温度环境，避免了植株萎蔫，促进蒸腾代谢，提高了抗旱能力。显而易见，滴灌、喷灌通过改善田间群体冠层的温湿度环境，促进植株早生快发，稳健生长，提高了各生育期的平均光截获率分别达到3.4和3.9个百分点，最终促进光合代谢和物质运输积累，实现甜玉米农艺、经济性状的改善和产量的提高^[13]。

试验表明，滴灌和喷灌处理比漫灌处理均取得显著增产，并较大程度改善了主要经济性状。滴灌通过改善耕层土壤环境促进根系生长发育，增加了根生长量，而喷灌通过改善冠层水分吸收利用保持较多的绿叶数，两者的生理效应对产量的不同影响有待进一步探讨。