保水劑與微生物菌肥配施對(duì)黃土高原旱作燕麥生長(zhǎng)及水分利用的影響

田 露, 劉景輝, 趙寶平, 米俊珍, 李英浩, 費(fèi) 楠

(內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)/內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)雜糧產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新中心, 內(nèi)蒙古 呼和浩特 010019)

黃土高原內(nèi)蒙古段是中國(guó)北方典型旱作農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)域。該區(qū)域降雨量少且分布不均勻，土壤水分虧缺是制約其農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要因素[1]。如何提高該區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中對(duì)有限降水的利用顯得尤為重要。保水劑是近年來研究發(fā)現(xiàn)在旱作農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有較好保水效果的高分子材料，它不溶于水、具有高膨脹性和吸水力，被稱為土壤“微型水庫”，具有蓄水保墑作用[2]。大量研究表明，保水劑在保持旱作農(nóng)田土壤水分，促進(jìn)作物生長(zhǎng)以及增產(chǎn)上具有明顯效果[3-6]。目前，保水劑在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用還集中在單施及其與化肥、有機(jī)肥等配施方面[7-8]。然而，保水劑單施存在功能單一問題，配施化肥、有機(jī)肥又存在投入高和利用率低的問題[9]。微生物菌肥是一種以添加有效微生物菌來改善土壤環(huán)境的有機(jī)肥料[10]，能夠增加土壤肥力，改善土壤結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)作物抗逆性，改善作物品質(zhì)等[11-12]，具有培肥地力，提高化肥利用率的效果[13]。但微生物菌肥施用受環(huán)境條件限制，在不同水分條件、不同肥力條件、不同土壤類型等影響下，效果均表現(xiàn)不一致[14]。目前關(guān)于微生物菌肥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用多集中在單施及其與化肥的配施方面[15-18]。關(guān)于將保水劑與微生物菌肥配施的研究?jī)H見其應(yīng)用于半干旱區(qū)造林中[19-21]，未見相關(guān)應(yīng)用于農(nóng)作物的研究。本研究針對(duì)黃土高原旱作區(qū)土壤缺水、肥力低的現(xiàn)狀，將保水劑與微生物菌肥配施，分析其對(duì)旱作燕麥生長(zhǎng)、土壤水分保持以及利用的影響，以期為黃土高原旱作區(qū)農(nóng)田生產(chǎn)提供一種有效的保水培肥措施，為指導(dǎo)該區(qū)域旱作農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于內(nèi)蒙古自治區(qū)清水河縣(111°39′E，40°6′N)，海拔高度為1 374 m，年平均溫度7.1 ℃，有效積溫2 370 ℃，無霜期140 d，年均降雨量365 mm，年蒸發(fā)量2 577 mm，屬典型的中溫帶半干旱大陸性季風(fēng)氣候。試驗(yàn)地0—20 cm土層土壤為黃綿土，總孔隙度43.65%，有機(jī)質(zhì)含量為10.96 g/kg，堿解氮含量為37.1 g/kg，速效磷含量為6.55 mg/kg，速效鉀含量為118.9 mg/kg。

1.2 試驗(yàn)材料與試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.2.1 試驗(yàn)材料 保水劑選用農(nóng)林保水劑(鉀鹽型)，選購(gòu)于任丘市鵬宇化工有限公司。微生物菌肥選購(gòu)于內(nèi)蒙古阜豐生物科技有限公司，其有效活菌數(shù)≥1.0×108 cfu/g，總養(yǎng)分≥15%，總N≥12.0%，有機(jī)質(zhì)≥20%，水分≤3.0%。燕麥品種為壩莜18號(hào)。

1.2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)于2019年6—10月進(jìn)行，設(shè)不施保水劑和微生物菌肥(CK)、單施保水劑(A) 、單施微生物菌肥(M)、保水劑和生物菌肥配施(AM)4個(gè)處理。其中，保水劑施用量為22.5 kg/hm2，微生物菌肥施用量為1 500 kg/hm2。試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，重復(fù)3次，共計(jì)12個(gè)小區(qū)，小區(qū)面積5 m×8 m。保水劑和生物菌肥均在播種前與種肥進(jìn)行混合，種肥采用磷酸二銨，施用量為150 kg/hm2。燕麥采用機(jī)械條播，播種量150 kg/hm2。種植行距25 cm。肥料均通過分層播種機(jī)隨播種施入土壤。2019年6月17日進(jìn)行播種，10月11日收獲。

1.3 測(cè)定指標(biāo)及方法

1.3.1 試驗(yàn)地降雨量 試驗(yàn)地降雨量數(shù)據(jù)來源于試驗(yàn)地農(nóng)田氣候監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。數(shù)據(jù)由當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)氣象部門提供。

1.3.2 土壤質(zhì)量含水率 于播種前、燕麥苗期、拔節(jié)期、抽穗期、灌漿期、成熟期采用土鉆分層(0—20，20—40，40—60，60—80，80—100 cm)采集0—100 cm土壤樣品。將采集的土壤樣品置于鋁盒中，稱取鮮重后，置于恒溫烘箱中105 ℃烘干至恒重后稱重。利用下式計(jì)算土壤質(zhì)量含水率。

土壤質(zhì)量含水率=(土壤鮮質(zhì)量-土壤干質(zhì)量)/土壤干質(zhì)量×100%

(1)

1.3.3 生育期耗水及水分利用效率計(jì)算 參照馮福學(xué)[22]等人研究中計(jì)算方法進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算公式為：

ET1—2=Si+M+P0+K

(2)

CD=ET1-2/D

(3)

CP=ET1—2/ETa×100

(4)

A=Y1/ETa

(5)

WUE=Y2/ETa

(6)

式中：ET1—2為階段耗水量(mm)；M為階段內(nèi)灌水量(mm)；P0為階段內(nèi)降水量(mm)；K為階段內(nèi)地下水補(bǔ)給量(mm)；Si為階段土壤貯水消耗量，即階段初和階段末土壤貯水量之差。本試驗(yàn)中試驗(yàn)期間無灌水(M=0)，地下水埋深在10 m 以下。地下水埋深大于2.5 m時(shí)K值可以忽略不計(jì)(K=0)； CD為階段耗水強(qiáng)度(mm/d)； CP為階段耗水模系數(shù)(%)；D為該階段持續(xù)天數(shù)(d)； ETa為全生育期總耗水量(mm)；A為水分產(chǎn)出率〔kg/(mm·hm2)〕； WUE為水分利用效率〔kg/(mm·hm2)〕；Y1為籽粒產(chǎn)量(kg/hm2)；Y2為生物產(chǎn)量(kg/hm2)。

1.3.4 燕麥株高、單株葉面積、干物質(zhì) 株高于燕麥出苗穩(wěn)定后在田間采取定位標(biāo)記方法，每小區(qū)定株標(biāo)記燕麥植株15株，待燕麥拔節(jié)期、抽穗期、灌漿期分別用卷尺自地面向上至植株最高部位進(jìn)行測(cè)量。單株葉面積采用長(zhǎng)寬系數(shù)法。于燕麥拔節(jié)期、抽穗期、灌漿期在每小區(qū)取生長(zhǎng)均勻的燕麥15株進(jìn)行測(cè)定，測(cè)量單株燕麥所有葉片的長(zhǎng)和寬。

單株葉面積=葉長(zhǎng)×葉寬×0.73[23]

(7)

于燕麥拔節(jié)期、抽穗期、灌漿期在每小區(qū)取30 cm長(zhǎng)樣段，自根部去除，將地上部分帶回實(shí)驗(yàn)室用烘干法測(cè)定干物質(zhì)，105 ℃殺青30 min后，80 ℃烘干至質(zhì)量恒定。

1.3.5 燕麥產(chǎn)量指標(biāo) 燕麥成熟后，于每小區(qū)選取生育期內(nèi)未取樣的1 m2樣點(diǎn)3個(gè)，曬干，帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行測(cè)產(chǎn)和考種(包括收獲期穗數(shù)、穗粒數(shù)、單穗粒重、千粒重)。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Ecxel進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算、處理，并制圖，采用SPASS 17.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采用LSD最小顯著性差異法進(jìn)行顯著性分析(p<0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 試驗(yàn)期間試驗(yàn)地降雨量分析

試驗(yàn)期間試驗(yàn)地降雨量如圖1所示。燕麥全生育時(shí)期(播種期—收獲期)，降雨量為255.3 mm。燕麥播種期—收獲期降雨量呈現(xiàn)先增加后降低趨勢(shì)，播種前7 d降雨量?jī)H為17.1 mm。播種期—苗期，歷時(shí)24 d，降雨量為30 mm，日平均降雨量為1.25 mm，嚴(yán)重影響出苗。苗期—拔節(jié)期，歷時(shí)20 d，降雨量為47.2 mm，日平均降雨量2.36 mm。拔節(jié)期后，降雨量增加，到拔節(jié)期—抽穗期，歷時(shí)27 d，降雨量為72.9 mm，日平均降雨量為1.97 mm。抽穗期后，降雨量減少。抽穗期—灌漿期歷時(shí)16 d，降雨量為53.5 mm，日平均降雨量3.34 mm。灌漿期后，由于進(jìn)入秋季，降雨量增加。灌漿期—收獲期歷時(shí)31 d，降雨量為51.7 mm，日平均降雨量為1.67 mm。燕麥全生育時(shí)期試驗(yàn)地日平均降雨量均較低，影響燕麥生長(zhǎng)及產(chǎn)量形成，如何在有限降水下實(shí)現(xiàn)保水蓄水顯得尤為重要。

圖1 試驗(yàn)期間試驗(yàn)地降雨量

2.2 不同處理對(duì)燕麥生長(zhǎng)的影響

隨著生育時(shí)期的推進(jìn)，燕麥株高、單株葉面積以及地上部干物質(zhì)均呈增長(zhǎng)趨勢(shì)。施用保水劑、微生物菌肥以及配施均能不同程度改善燕麥生長(zhǎng)，促進(jìn)其株高、單株葉面積以及地上部分干物質(zhì)積累(見表1)。拔節(jié)期各處理表現(xiàn)為：AM>A>M>CK，抽穗期和灌漿期表現(xiàn)為：AM>M>A>CK。與CK和A，M處理相比，AM處理在3個(gè)時(shí)期均能顯著提高燕麥株高、單株葉面積和地上部干物質(zhì)積累；處理A在促進(jìn)燕麥株高和單株葉面積形成上具有顯著效果，但其對(duì)于地上部干物質(zhì)積累僅在抽穗期表現(xiàn)顯著；處理M生育前期(拔節(jié)期)在各指標(biāo)上均表現(xiàn)不顯著，隨著生育期推進(jìn)，其促進(jìn)生長(zhǎng)效果逐漸發(fā)揮。到灌漿期其在燕麥株高、單株葉面積和地上部干物質(zhì)積累上均表現(xiàn)顯著，但2個(gè)單施處理之間(A，M)差異不顯著。以灌漿期為例，處理A，M，AM分別較CK株高提高了16.45%，22.26%，25.96%；單株葉面積分別提高了10.72%，13.95%，23.06%；地上部干物質(zhì)分別提高了6.35%，9.33%，21.88%；處理AM較處理A和M株高提高8.17%和3.02%；單株葉面積提高11.15%和7.99%；地上部干物質(zhì)提高14.60%和11.48%。可見，單施保水劑利于燕麥前期生長(zhǎng)，但后期作用不及單施微生物菌肥，這與試驗(yàn)地降雨以及土壤條件有一定關(guān)系，結(jié)合對(duì)試驗(yàn)期間降雨量分析得知，試驗(yàn)前期降雨量較少，土壤水分有限，保水劑能夠?qū)⒂邢匏诌M(jìn)行固持，供燕麥生長(zhǎng)，且燕麥生長(zhǎng)前期水分對(duì)其影響遠(yuǎn)大于肥料[24]，而微生物菌肥施用后在有限水分條件下具有適應(yīng)過程。隨著生育期推進(jìn)，自拔節(jié)期以后，試驗(yàn)地降雨增多，土壤水分條件得到改善，微生物菌肥適應(yīng)土壤環(huán)境，同時(shí)燕麥生長(zhǎng)后期需肥量增多，單施微生物菌肥的作用逐漸發(fā)揮。但將其配施后，在燕麥全生育時(shí)期均表現(xiàn)較好，能夠較好地克服兩者在該區(qū)域的作用局限。

表1 不同處理燕麥生長(zhǎng)狀況

2.3 不同處理對(duì)燕麥生育期內(nèi)土壤水分的影響

隨著燕麥生育時(shí)期的推進(jìn)，0—60 cm土層土壤含水量均呈現(xiàn)先增高后降低的趨勢(shì)(見圖2)，這是由燕麥生長(zhǎng)以及降雨情況共同造成的。結(jié)合試驗(yàn)期間降雨量分析可知，在拔節(jié)期，試驗(yàn)地降雨較多，使得土壤含水量增加，到抽穗期達(dá)到最大，之后降雨減少，燕麥生長(zhǎng)需水增多，導(dǎo)致后期土壤含水量下降。60—100 cm土層土壤含水量在燕麥全生育時(shí)期變化幅度較小，且各處理在該范圍土層之間無明顯規(guī)律性變化。不同處理間，以0—20，20—40 cm土層土壤含水量差異較明顯，對(duì)40—60 cm土層土壤含水量影響較小，這可能是由于保水劑、微生物菌肥均施入15—20 cm土層，對(duì)近施入層的土壤含水量的影響較大。不同處理間0—20，20—40 cm土層土壤含水量在全生育時(shí)期整體表現(xiàn)為：AM>A>M>CK。苗期處理AM與其余處理差異較明顯，0—20 cm土層較CK土壤含水量提高5.89%，20—40 cm土層提高9.22%。處理A，M，CK間整體差異不大，說明單施保水劑和微生物菌肥，在土壤水分條件有限的條件下對(duì)土壤水分作用不明顯，而將2者配施能夠更好地促進(jìn)兩種材料作用在有限土壤水分條件下的發(fā)揮。隨著生育期的推進(jìn)以及降雨量的增加，拔節(jié)期、抽穗期，各處理土壤含水量均較苗期有所增加，且處理間差異也逐漸明顯。各處理差異最大表現(xiàn)在抽穗期，與CK相比，處理A，M，AM在0—20 cm和20—40 cm土層土壤含水量分別提高了5.85%和5.78%，3.01%和3.96%，11.50%和10.44%；全生育時(shí)期，處理AM 0—20 cm土層土壤含水量，與處理CK，A，M相比提高幅度分別為5.89%～11.50%，2.66%～5.62%，3.79%～8.24%；在20—40 cm土層分別為8.03%～10.44%，2.83%～4.40%，5.52%～6.97%。可見配施處理在全生育時(shí)期土壤水分保持效果優(yōu)于兩個(gè)單施處理，且單施保水劑的效果優(yōu)于單施微生物菌肥。

注： CK為不施保水劑和微生物菌肥處理； A為單施保水劑處理；M為單施微生物菌肥處理；AM為保水劑和生物菌肥配施處理

2.4 不同處理對(duì)燕麥不同生育階段耗水特征的影響

隨著生育階段的推進(jìn)，燕麥耗水量、階段耗水強(qiáng)度、耗水模系數(shù)均呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)，但不同生育階段耗水量、耗水強(qiáng)度、耗水模系數(shù)處理間變化不一致(見表2)。從播種到苗期，燕麥生長(zhǎng)需水較少，該階段耗水量主要由田間蒸發(fā)造成，處理間表現(xiàn)為：CK>M>A>AM，且處理AM顯著低于CK和處理M，但與處理A間差異不顯著。可見在該時(shí)期保水劑和微生物菌肥單施、配施均具有一定保水作用，以配施效果最好，與不施用相比降低17.60%，與單施保水劑相比降低12.41%，與單施微生物菌肥相比降低16.78%。耗水強(qiáng)度、耗水模系數(shù)處理間表現(xiàn)與耗水量基本一致；苗期—拔節(jié)期溫度不斷升高，農(nóng)田蒸發(fā)增大，燕麥對(duì)水分的需求增大，耗水量、耗水強(qiáng)度、耗水模系數(shù)各處理均表現(xiàn)為：CK>AM>M>A，且各處理間差異不顯著。這說明該階段配施處理(AM)燕麥生長(zhǎng)較快，需水高于2個(gè)單施處理，但此階段農(nóng)田耗水主要決定因素仍為農(nóng)田蒸發(fā)，因此CK處理由于保水性差，耗水量仍最大。拔節(jié)期—抽穗期、抽穗期—灌漿期耗水量、耗水強(qiáng)度、耗水模系數(shù)處理間表現(xiàn)一致。這兩個(gè)階段耗水模系數(shù)達(dá)到50%左右，為燕麥生長(zhǎng)需水最大時(shí)期，各處理間差異最為明顯，其整體表現(xiàn)為：AM>M>A>CK。此階段燕麥生長(zhǎng)較快，燕麥冠層增大，光合蒸騰耗水增加，農(nóng)田耗水主要來源于燕麥生長(zhǎng)需水。與CK相比，在拔節(jié)期—抽穗期和抽穗期—灌漿期單施保水劑(A)、單施微生物菌肥(M)、配施(AM)耗水量分別增加0.95%和2.24%，2.46%和2.26%，3.52%和3.26%；階段耗水強(qiáng)度分別增加0.95%和2.22%，2.52%和2.00%，3.48%和3.11%；耗水模系數(shù)增加1.80%和3.38%，2.53%和2.44%，4.91%和4.92%。灌漿期—成熟期，隨著大氣溫度的降低，農(nóng)田蒸發(fā)減少，且燕麥生長(zhǎng)需水也較之前有所降低，使得各處理農(nóng)田耗水量、耗水強(qiáng)度、耗水模系數(shù)均降低，處理間差異均不顯著。各處理全生育時(shí)期耗水量表現(xiàn)為：CK>M>A>AM，且差異不顯著。配施與不施用相比，全生育時(shí)期耗水量降低1.26%，與單施保水劑相比降低0.46%，與單施微生物菌肥相比降低1.16%。可見，保水劑、微生物菌肥單施及配施均能一定程度影響燕麥生育期農(nóng)田耗水量，尤其表現(xiàn)在生育前期，在燕麥生長(zhǎng)需水較少時(shí)，能夠保持土壤水分，顯著降低農(nóng)田耗水量。隨著燕麥生長(zhǎng)發(fā)育，農(nóng)田耗水量提高，但全生育時(shí)期3個(gè)處理耗水量均低于CK，說明施用保水劑、微生物菌肥和配施均能實(shí)現(xiàn)用較少的水分促進(jìn)燕麥生長(zhǎng)，其中以配施效果最優(yōu)。

表2 不同處理下燕麥不同生育階段耗水量特征

2.5 不同處理對(duì)燕麥產(chǎn)量構(gòu)成的影響

產(chǎn)量構(gòu)成因素除千粒重外，收獲穗數(shù)、穗粒數(shù)、單穗粒重各處理均表現(xiàn)為：AM>A>M>CK，千粒重表現(xiàn)為：AM>M>A>CK。與CK相比，僅有處理AM可以同時(shí)顯著提高收獲穗數(shù)、穗粒數(shù)和單穗粒重。處理A，M僅能顯著提高穗粒數(shù)。與處理A相比，處理AM僅可以顯著提高收獲穗數(shù)。與處理M相比，處理AM可以顯著提高收獲穗數(shù)和穗粒數(shù)。以收獲穗數(shù)為例，處理AM較A，M和CK分別提高了11.53%，12.68%和18.27%。分析籽粒產(chǎn)量和生物產(chǎn)量可以發(fā)現(xiàn)，籽粒產(chǎn)量表現(xiàn)為：AM>A>M>CK，生物產(chǎn)量表現(xiàn)：AM>M>A>CK。處理AM可同時(shí)顯著提高燕麥籽粒產(chǎn)量和生物產(chǎn)量。處理A僅可顯著提高燕麥籽粒產(chǎn)量，處理M僅可顯著提高燕麥生物產(chǎn)量，且處理A和M在籽粒和生物產(chǎn)量間差異均不顯著。處理AM較A，M，CK在籽粒產(chǎn)量和生物產(chǎn)量上分別提高8.40%和15.81%，11.69%和10.80%，20.12%和25.09%。可見相對(duì)于其余3個(gè)處理，保水劑和微生物菌肥配施在顯著提高籽粒產(chǎn)量上主要是顯著提高了收獲穗數(shù)(詳見表3)。

表3 不同處理下燕麥產(chǎn)量構(gòu)成

2.6 不同處理對(duì)燕麥水分利用的影響

生育期內(nèi)總耗水量、土壤貯水消耗處理間整體表現(xiàn)為：CK>M>A>AM。保水劑、微生物菌肥單施(A，M)和配施(AM)對(duì)生育期內(nèi)耗水量無顯著影響，但單施保水劑(A)和配施(AM)可以顯著降低土壤貯水消耗，單施微生物菌肥(M)與不施用(CK)間差異不顯著，與處理A，M，CK相比，處理AM土壤貯水消耗量上分別降低了7.70%，17.51%，18.76%。水分利用效率各處理表現(xiàn)為：AM>M>A>CK，水分產(chǎn)出率表現(xiàn)為：AM>A>M>CK。處理AM可同時(shí)顯著提高水分利用效率和水分產(chǎn)出率，處理A僅可顯著提高水分產(chǎn)出率，處理M僅可顯著提高水分利用效率，且處理A和M在水分利用率和水分產(chǎn)出率之間差異不顯著。處理AM較處理A，M，CK在水分利用效率和水分產(chǎn)出率上分別提高了16.38%和8.94%，12.19%和13.08%，26.80%和21.77%(詳見表4)。

表4 不同處理下燕麥水分利用情況

3 討論與結(jié)論

前人研究表明，保水劑由于其特殊的分子結(jié)構(gòu)，能夠?qū)⑼寥乐杏行У乃诌M(jìn)行固持，施用當(dāng)年就具有提高土壤水分保持能力效果[25-26]；微生物菌肥在發(fā)揮功效過程中，其疏松多孔的結(jié)構(gòu)和較大的比表面積使其具有高吸附性能，能夠儲(chǔ)存大量水分，從而提高土壤含水量[27]。本研究表明保水劑、微生物菌肥單施和二者配施均能改善土壤水分狀況，尤其以配施表現(xiàn)較好，且不論單施、配施均對(duì)0—20，20—40 cm土層影響顯著，且隨著降雨的增多，土壤水分條件的改善，處理間差異較大。這與前人研究結(jié)果一致，同時(shí)二者配施后能在短時(shí)間滿足微生物菌肥生存環(huán)境要求，同時(shí)發(fā)揮保水劑和微生物菌肥功效，更好地促進(jìn)了土壤水分的保持。宋雙雙等[20]研究表明，保水劑和微生物菌肥混施改善了樟子松生長(zhǎng)土壤固持水分的能力，這與本研究結(jié)果一致。

關(guān)于保水劑對(duì)作物耗水量影響的研究結(jié)果不盡一致，楊永輝等[28]研究表明施用保水劑能夠顯著降低小麥各生育階段耗水量。杜社妮等[29]研究表明施用保水劑與不施用相比全生育時(shí)期玉米耗水量無顯著差異。本研究表明單施保水劑、單施微生物菌肥雖然能夠影響燕麥各生育階段耗水特征，但其與CK處理基本無顯著性差異，將保水劑和微生物菌肥配施后，對(duì)燕麥部分階段耗水量有顯著影響。在播種期—苗期，耗水量顯著降低，拔節(jié)期—抽穗期和抽穗期—灌漿期，耗水量顯著升高，說明在燕麥生長(zhǎng)需水不作為關(guān)鍵耗水因素時(shí)，配施能夠有效減少土壤水分無效散失，保水作用較好，但隨著燕麥生長(zhǎng)及農(nóng)田環(huán)境變化，生長(zhǎng)后期，作物生長(zhǎng)需水起到關(guān)鍵作用，使保水劑、微生物菌肥單施和配施耗水量均較高，全生育時(shí)期耗水量雖表現(xiàn)為：配施<單施保水劑<單施微生物菌肥<不施用，但差異不顯著。同時(shí)本研究得出，保水劑和微生物菌肥配施能夠顯著降低作物生長(zhǎng)對(duì)農(nóng)田土壤原貯水的消耗，說明它能充分利用有限降水，這與楊永輝等[28]關(guān)于保水劑作用研究結(jié)果不一致，與杜社妮等[29]關(guān)于保水劑研究結(jié)果一致，這可能是由于旱作區(qū)域影響階段耗水關(guān)鍵因素為降雨，研究區(qū)域降雨分布和土壤條件不一致造成的。

關(guān)于保水劑、微生物菌肥單施對(duì)作物生長(zhǎng)及產(chǎn)量形成的研究均表明保水劑施用能夠?qū)崿F(xiàn)作物保苗[30]，促進(jìn)作物生長(zhǎng)發(fā)育[1,3]，最終實(shí)現(xiàn)作物增產(chǎn)[31]，提高水分利用效率[32]。微生物菌肥能夠改善土壤性狀[33-34]，促進(jìn)作物生長(zhǎng)發(fā)育，實(shí)現(xiàn)作物增產(chǎn)[16-17]。本研究得出單施保水劑和微生物菌肥具有促進(jìn)作物生長(zhǎng)以及提高水分利用的效果，這與前人研究結(jié)果一致。將二者配施后，能夠在全生育時(shí)期顯著促進(jìn)燕麥生長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)燕麥增產(chǎn)，提高水分利用效率，其作用效果顯著優(yōu)于單施保水劑和微生物菌肥，彌補(bǔ)了保水劑和微生物菌肥單施存在的問題[35-36]，這是由于微生物菌肥的作用需要良好的水分條件[14,37]，保水劑在生育前期將土壤中的水分進(jìn)行貯存，給微生物菌肥進(jìn)入土壤的適應(yīng)環(huán)境和菌種繁殖提供了良好的水分條件，同時(shí)微生物菌肥在菌種繁殖、肥力發(fā)揮作用的同時(shí)，其含有的功能微生物產(chǎn)生大量的代謝產(chǎn)物，這些代謝產(chǎn)物會(huì)使土壤結(jié)構(gòu)變松散，達(dá)到改善土壤結(jié)構(gòu)的效果[30,38]。良好的土壤結(jié)構(gòu)又為保水劑的長(zhǎng)效發(fā)揮提供了基礎(chǔ)。部分研究表明，保水劑在不同土壤結(jié)構(gòu)中效果表現(xiàn)不一致[39-40]，在良好的土壤結(jié)構(gòu)中能夠較好地發(fā)揮其保水蓄水功能[41-42]，同時(shí)微生物菌肥能夠增加土壤中養(yǎng)分含量。保水劑在鎖住水分的同時(shí)也可以鎖住養(yǎng)分，為旱作區(qū)作物生長(zhǎng)提供較好的水肥水平，從而促進(jìn)了旱作燕麥生長(zhǎng)及產(chǎn)量形成，提高了水分利用效率。

綜上所述，保水劑、微生物菌肥單施和配施均能在一定程度上改善燕麥生長(zhǎng)發(fā)育，促進(jìn)農(nóng)田蓄水保墑，促進(jìn)燕麥產(chǎn)量形成和水分利用率提高。其中，施用效果表現(xiàn)為:配施>保水劑單施>微生物菌肥單施。保水劑和微生物菌肥配施能夠顯著提高燕麥關(guān)鍵生育時(shí)期株高、單株葉面積和地上部干物質(zhì)積累量，提高幅度分別為3.27%～25.96%，7.94%～23.06%和11.48%～21.88%；能夠較好地實(shí)現(xiàn)農(nóng)田蓄水保墑，提高農(nóng)田土壤含水量(提高幅度為5.89%～11.50%)，降低燕麥對(duì)土壤貯水的消耗(降低幅度為7.70%～18.76%)；能夠?qū)崿F(xiàn)燕麥?zhǔn)斋@穗數(shù)、穗粒數(shù)的顯著增加，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)籽粒產(chǎn)量增加(提高幅度為8.40%～20.12%)，有效促進(jìn)生物產(chǎn)量形成(提高幅度為10.80%～25.09%)，提高水分利用效率(提高幅度為12.19%～26.80%)和水分產(chǎn)出率(提高幅度為8.94%～21.77%)。本研究針對(duì)黃土高原旱作區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)狀，結(jié)合當(dāng)前農(nóng)業(yè)措施存在的問題，提出保水劑和微生物菌肥配施應(yīng)用于作物生產(chǎn)；但本研究?jī)H選取兩種材料推薦用量進(jìn)行配施，未對(duì)用量進(jìn)行深入研究，因此下一步研究擬結(jié)合作物生產(chǎn)區(qū)域特點(diǎn)，進(jìn)行用量配比研究，以期為黃土高原旱作區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供有效的蓄水保墑栽培措施。