金哲石

（承德市土壤肥料工作站，河北承德 067000）

0 引言

玉米是我國(guó)種植廣泛的谷類作物，在我國(guó)食品安全與國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占據(jù)著重要地位，因此，提高玉米總產(chǎn)量對(duì)保障國(guó)家糧食儲(chǔ)備具有重要意義。為了配合我國(guó)大力提倡的節(jié)水農(nóng)業(yè)措施，積極使用化學(xué)保水材料成為農(nóng)業(yè)種植中的熱門選擇。保水劑是近年來備受關(guān)注的一種化學(xué)抗旱性節(jié)水增產(chǎn)技術(shù)，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用勢(shì)頭越來越高。作為一種有強(qiáng)吸水能力的高分子聚合物，保水劑既能反復(fù)吸水、釋水，還能以此疏松土壤，減小土壤中水分的蒸發(fā)速度，起到抗旱保水、水土保持等功用，為農(nóng)作物提供適宜的水分環(huán)境，促進(jìn)作物生長(zhǎng)[1]。文章就土壤保水劑對(duì)提高玉米產(chǎn)量的作用進(jìn)行分析，為玉米種植中的抗旱增產(chǎn)技術(shù)提供一定理論借鑒。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2021年5～10月在承德市平泉市黃土梁子鎮(zhèn)龍王廟村進(jìn)行，該試驗(yàn)地土壤肥力中等。各參數(shù)：0～40 cm耕層土壤的pH值是7.21，有機(jī)質(zhì)含量為12.5 g/kg，速效磷含量為11.6 mg/kg，全氮含量為1.13 mg/kg，速效鉀含量為128.1 mg/kg。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

供試玉米品種為裕豐310，為高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、半緊湊型中晚熟玉米雜交種。供試保水劑為多功能保水劑，有機(jī)無機(jī)雜化保水劑，吸水倍率是500～600，0.18～2.0 mm粒徑≥95%，pH值是6.0～8.0，由某生態(tài)環(huán)境科技有限公司提供。試驗(yàn)采取單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)。并分成兩個(gè)處理組：不使用保水劑的對(duì)照組和使用保水劑的處理組，各處理3次重復(fù)。各處理小區(qū)面積為120 m2（12m×10m）。

試驗(yàn)布設(shè)之前，將前一年收獲的玉米秸稈利用秸稈還田機(jī)切碎成3～5 cm的小段，翻壓還田，還田深度為20 cm，還田量為9 000 kg/hm2，同時(shí)施用300 kg/hm2的尿素，輔助秸稈腐熟。玉米秸稈養(yǎng)分質(zhì)量包括：有機(jī)碳705.8 g/kg，全氮12.0 g/kg，全磷2.6 g/kg，全鉀12.7 g/kg。

保水劑施用方法：在玉米苗期（三葉期）時(shí)，取保水劑和小區(qū)內(nèi)的細(xì)土按照質(zhì)量比1：10混合均勻，結(jié)合小區(qū)植株密度對(duì)保水劑不同穴施量進(jìn)行計(jì)算，在玉米種植行的兩株玉米之間（株距為15 cm）、在距離玉米植株10 cm范圍內(nèi)使用收鏟挖穴，穴長(zhǎng)10 cm、穴寬5 cm、穴深10 cm，將保水劑施入穴中。另外，在玉米播種期，結(jié)合試驗(yàn)設(shè)計(jì)保水劑與基肥（磷酸二銨）的用量，計(jì)算得到試驗(yàn)小區(qū)用量，取不同用量的保水劑和磷酸二銨（N質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥18%，P2O5質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥46%）進(jìn)行混合，用氣吸式播種機(jī)施入15 cm的深土層里。

1.3 指標(biāo)測(cè)定

1.3.1 玉米生長(zhǎng)

于玉米主要生育期，各處理隨機(jī)選擇有代表性的玉米植株5株，對(duì)玉米植株的株高、莖粗與地上部生物量進(jìn)行測(cè)定。其中株高的測(cè)定：使用卷尺測(cè)量從玉米莖的基部到頂端（心葉）的高度（單位為cm）。莖粗的測(cè)定：使用游標(biāo)卡尺對(duì)玉米植株的莖基部直徑進(jìn)行測(cè)量（單位為mm）。

1.3.2 玉米產(chǎn)量構(gòu)成因子

玉米成熟后按照各小區(qū)單獨(dú)收獲，自然風(fēng)干后脫粒，計(jì)算產(chǎn)量。選擇代表該區(qū)長(zhǎng)勢(shì)的玉米20株，對(duì)果穗直徑、果穗長(zhǎng)度、穗粒數(shù)、單株穗粒重以及百粒重等指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定。

1.3.3 土壤儲(chǔ)水量

分別在玉米的播種、拔節(jié)、抽雄、吐絲、灌漿以及收獲期時(shí)，使用土鉆（直徑0.08 m）干燥法對(duì)0～40 cm層土壤質(zhì)量的含水率進(jìn)行測(cè)定（每20 cm取一個(gè)土樣）。土壤儲(chǔ)水量的計(jì)算公式為：W（mm）=10aγh。

其中，W為土壤儲(chǔ)水量；

a為土壤質(zhì)量含水率（%）；

h為土層深度（cm）[2]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

使用SPSS25.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，將測(cè)得的指標(biāo)數(shù)據(jù)表達(dá)為均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差形式的計(jì)量數(shù)據(jù)，使用t方法檢驗(yàn)，P＜0.05表示檢驗(yàn)組間的數(shù)據(jù)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 施用保水劑對(duì)玉米不同生育期的株高、莖粗的影響

施用保水劑與不施用保水劑相比有利于促進(jìn)玉米的生長(zhǎng)發(fā)育（表1）。對(duì)照組與處理組在玉米生育期的株高與莖粗皆呈先增高、后降低的變化趨勢(shì)。玉米莖粗在抽雄期時(shí)達(dá)到最大，保水劑處理組在玉米生育期的株高和莖粗皆顯著高于對(duì)照組（P＜0.05）。

表1 施用保水劑對(duì)玉米不同生育期的株高、莖粗影響（）

2.2 玉米產(chǎn)量構(gòu)成因子

施用保水劑能顯著提高玉米產(chǎn)量及相關(guān)構(gòu)成因子指標(biāo)，處理組果穗長(zhǎng)度、果穗直徑、穗重、穗粒重、穗行數(shù)、行粒數(shù)、百粒重及產(chǎn)量較對(duì)照組分別增長(zhǎng)17.3%、7.3%、17.5%、20.4%、13.2%、32.6%、62.2%（表2）。

表2 土壤保水劑對(duì)玉米產(chǎn)量及構(gòu)成因子的影響（）

2.3 土壤儲(chǔ)水量

施用保水劑對(duì)玉米不同生育期的土壤儲(chǔ)水量皆有積極影響。在整個(gè)玉米生育期，土壤儲(chǔ)水量均為由高到低、再增高的態(tài)勢(shì)，至收獲期，土壤儲(chǔ)水量達(dá)到最高；與對(duì)照組相比，施用保水劑可明顯提高各生育期時(shí)土壤儲(chǔ)水量，尤其是在灌漿期與收獲期時(shí)，處理組土層土壤含水量明顯高于對(duì)照組（P＜0.05）。其中，表層土層（0～20 cm）的土壤含水量易受外界環(huán)境影響，因此水分蒸發(fā)量較大，增幅較低（表3）。

表3 施用保水劑與玉米不同生育期的儲(chǔ)水量影響（，mm）

3 結(jié)論

進(jìn)行保水劑反復(fù)的吸水膨脹和釋水收縮這一過程，可確切地改善土壤的容重與孔隙度[3]，適量的保水劑有利于改善土壤的物理性狀，提高玉米作物不同生育期的土壤蓄水能力與持水能力，較長(zhǎng)時(shí)間的抵御干旱。本文試驗(yàn)結(jié)果對(duì)施用與不施用保水劑促進(jìn)玉米的生長(zhǎng)發(fā)育進(jìn)行了研究，結(jié)果表明對(duì)照組與處理組在玉米生育期的株高與莖粗皆呈現(xiàn)出先增高、后降低的變化趨勢(shì)；玉米莖粗在抽雄期時(shí)達(dá)到最大，保水劑處理組在玉米生育期的株高和莖粗都顯著高于對(duì)照組。

本試驗(yàn)是基于秸稈還田的基礎(chǔ)施用保水劑，分析可能由于保水劑的施用更有利于改善土壤的肥力狀況[4]，并在一定程度上緩解有機(jī)質(zhì)礦化的分解和對(duì)土壤氮素的消耗，促使土壤進(jìn)一步提高了保肥、供肥能力，因此促進(jìn)秸稈向土壤有機(jī)質(zhì)的轉(zhuǎn)化[5]。在土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化供應(yīng)后，有效保留并蓄積了土壤中的有效成分，加之保水劑對(duì)土壤水分、養(yǎng)分吸持能力的增強(qiáng)，保水劑層土層養(yǎng)分含量顯著提高，緩解了土壤缺水狀況，為玉米作物的正常生長(zhǎng)發(fā)育提供保障，從而提高玉米株高與莖粗[6]，為提高玉米總產(chǎn)量提供良好基礎(chǔ)。

施用土壤保水劑可以通過改善玉米生長(zhǎng)土壤的水土環(huán)境，促進(jìn)玉米根系活力與養(yǎng)分吸收速率的提高，繼而促進(jìn)玉米植株生長(zhǎng)，達(dá)到增產(chǎn)的目的。分析原因可能在于：施用保水劑可滿足玉米大量的耗水需求，雖然受到熱環(huán)境及蒸發(fā)強(qiáng)度的影響，但在全生育期較之于不施用保水劑處理，有利于留住水分，避免水分虧缺而影響玉米植株的正常發(fā)育，通過有效、綜合改善土壤水土環(huán)境，促進(jìn)玉米作物產(chǎn)量的提高[7]。綜上認(rèn)為，施用土壤保水劑有利于提高耕作層土壤儲(chǔ)水量，促進(jìn)玉米的生長(zhǎng)發(fā)育，提高玉米產(chǎn)量。