“耕農抗旱寶”在青海省農業生產中的應用效果研究
----以湟水河樂都為例

邢永軍，王霞玲，郭凱先

(1.青海省水利技術評審中心，西寧 810001；2.青海省水利水電科學研究院有限公司，西寧 810001；3.青海省流域水循環與生態重點實驗室，西寧 810001；4.青海省水資源高效利用工程技術研究中心，西寧 810001)

保水劑是利用強吸水性樹脂制成的一種超高吸水保水能力的高分子聚合物，它能迅速吸收和保持比自身質量幾百倍甚至上千倍的水分，而且具有反復吸水功能，吸水后膨脹為水凝膠，可緩慢釋放水分供作物吸收利用。其溶于水后溶液呈弱堿性或弱酸性，無毒、無刺激性，使用安全，廣泛應用于農林生產[1]。保水劑、液態地膜能夠提高苗木的成活率、縮短緩苗期、增加苗木生物量、提高土壤含水量[2]。越來越多的研究發現，保水劑用于農業生產，不但可以保水保肥，還能促進植物生長[3]。吉林省匯泉農業科技有限公司研制的保水劑----“耕農抗旱寶”具有投資小、易操作、功能多、回報高等特點，并且近年來在多個干旱地區被推廣應用，取得了良好的效果，得到了農民朋友的信賴和認可，特別是在東北地區，而其在青海省農業生產中的應用研究未見報道。因此，本文在青海省湟水河樂都開展“耕農抗旱寶”對典型作物的影響研究，為其在該地區推廣應用提供一定的理論依據及數據支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗區概況

試驗區選在青海省海東農業生態試驗站，位于湟水河樂都，該地區海拔2 010 m，試驗區地理位置為東經102°19′，北緯36°28′，年降水量350 mm以上，年平均氣溫6 ℃以上，年日照時數2 600～2 800 h。土質以壤土為主，適宜種植，作物種植一年一熟，屬于灌溉農業區。0～100 cm土壤平均容重為1.47 g/cm3，田間持水量為36.76%，平均養分含量：銨態氮為15.34×10-6，速效磷為43.64 mg/kg，速效鉀為189.85 mg/kg，有機質19.09(%)，pH值為7.86，電導率為632。

1.2 試驗材料

小麥、油菜、馬鈴薯種子分別選用當地常規品種“青麥1號”“青雜7號”“墊壺洋芋”，保水劑選用吉林省匯泉農業科技有限公司研制的“耕農抗旱寶”。

1.3 試驗設計

每種作物試驗設置有對照組和試驗組，其中對照組不施用“耕農抗旱寶”，試驗組設置施用22.5、30kg/hm2兩個水平，共3個處理，分別以CK、A1、A2表示，每個處理3個重復，共12個小區，試驗采用區組隨機設計，3種作物共27個試驗小區。

小麥、油菜、馬鈴薯分別于2018年3月20日、3月20日、3月22日種植，2018年7月31日、7月25日、9月3日收獲，生長期分別為132、126、150 d。小區面積為3 m×4 m=12 m2，小麥、油菜行距分別為18、20 cm，馬鈴薯行株距分別為60、50 cm，每個小區在種植前1周施有機肥，種植時施二胺0.5 kg，“耕農抗旱寶”伴底肥一起施入種植小區，最佳施用深度10～15 cm。灌水量取青海省地方標準灌水定額的50%，其他外界因素均一致。

1.4 測定項目及方法

(1)土壤容重-環刀法。馬鈴薯收獲期，在小區合適的位置挖深度為40 cm的剖面，環刀取土帶回實驗室測定。

(2)土壤含水率。在每次灌水前1 d、灌水后第1 d、第2 d、第4 d、第6 d、第9 d、第13 d，分別測定10、20、30、40 cm土層的土壤含水率。具體做法：在每個試驗小區定點安裝土壤水分探管，采用英國進口的PR2進行讀數并記錄。

(3)作物形態指標。在作物苗期，從每個小區隨機選取3～5株長勢均勻的植株掛牌標記，并分別在其苗期、拔節期、孕穗期、抽穗期、開花期、灌漿期、成熟期(小麥)，苗期、蕾苔期、開花期、成熟期(油菜)，苗期、塊莖形成期、塊莖膨大期和淀粉積累期(馬鈴薯)測定其株高、徑粗、株幅。株高利用0.1cm的卷尺測量從土壤表面到作物生長點的拉伸高度；徑粗用0.01 mm的電子游標卡尺測量固定位置徑粗；株幅利用米尺測量馬鈴薯地上部分所能形成的最大寬度。

(4)產量。待作物成熟后，首先收每個小區的標記株，測量其單株產量，然后每個小區單打單收、稱重，最后換算成畝產量。

1.5 數據處理

采用Microsoft Office Excel 2013進行數據處理，DPS9.0進行相關數據方差分析，Origin9.0進行圖表繪制。

2 結果與分析

2.1 “耕農抗旱寶”對土壤容重的影響

土壤容重與土壤孔隙結構有密切關系，“耕農抗旱寶”對土壤容重有一定的影響，施用“耕農抗旱寶”和未施用“耕農抗旱寶”在其收獲期土壤容重結果見表1。由表1可知，小麥、油菜、馬鈴薯收獲期的土壤容重均表現出試驗組<對照組，差值分別為0.004、0.033、0.016 g/cm3，0～30 cm土層土壤容重分別降低0.30%、2.31%、1.01%。這表明，施用“耕農抗旱寶”可有效降低土壤容重，改善土壤孔隙結構。

表1 土壤容重結果表(收獲期)

2.2 “耕農抗旱寶”對作物耕作層土壤水分的影響

土壤水分通過土壤含水率來表示。土壤含水率受當地降水、蒸發、作物生長及“耕農抗旱寶”的影響，觀測其灌水后耕作層土壤含水率變化，不同“耕農抗旱寶”施用量狀況下，土壤含水率變化不一致。

由圖1可知，對于樂都小麥、油菜和馬鈴薯而言，“耕農抗旱寶”的施用對土壤水分有一定程度的影響。20和30 cm土層，隨著灌水后時間的延長，土壤含水率呈下降趨勢。小麥3個處理20 cm土層降幅分別為5.41%、7.54%、5.28%，30 cm土層降幅分別為6.31%、7.07%、5.23%，降幅表現均為A1>CK>A2；油菜3個處理20 cm降幅分別為5.06%、4.87%、4.16%，降幅表現為CK>A1>A2，30 cm降幅分別為5.43%、5.94%、5.38%，降幅表現為A1>CK>A2；馬鈴薯3個處理20 cm降幅分別為0.32%、1.58%、3.03%，降幅表現為CK>A2>A1，30 cm降幅分別為5.03%、5.63%、5.34%，降幅表現為A2>CK>A1。由此可見，“耕農抗旱寶”對土壤水分有一定的保持作用，有助于土壤保水、儲水，同時受施用量、作物種類等的影響。

圖1 土壤含水率變化

2.3 “耕農抗旱寶”對農作物生長形態特征的影響

株高、徑粗、株幅等是反映小麥、油菜、馬鈴薯地上生物量生長狀況的重要指標，一定程度上反映作物健康狀況、影響作物產量。如圖2所示，隨著作物生育期的推進，各處理的株高、徑粗、株幅都呈上升趨勢。小麥在苗期，各處理間株高無顯著差異，這可能是由于測量期靠前，“耕農抗旱寶”還未起作用，拔節期、抽穗期、灌漿期和成熟期株高表現為A1>A2>CK；油菜株高從苗期到開花期均表現為A1>A2>CK，但隨著生育期的推進，處理間差異由小逐漸變大，到成熟期，株高表現為A2>A1>CK；馬鈴薯株高苗期表現為CK>A1>A2，塊莖形成期株高表現為A1>CK>A2，從塊莖膨大期開始到淀粉積累期表現為A1>CK>A2，這說明“耕農抗旱寶”的施用對作物株高的生長有一定的促進作用，施用量過大，也不利于株高的生長，但處理間差異不顯著。油菜和馬鈴薯徑粗在整個生育期均表現為對照組>試驗組，這說明“耕農抗旱寶”的施用對油菜和馬鈴薯徑粗的生長有一定的抑制作用，處理間差異不顯著，這可能是與“耕農抗旱寶”會先從土壤中吸收一部分水分，然后再釋水有關，同時，試驗地屬于灌溉區，灌水較晚也有可能造成徑粗較小，其三，“耕農抗旱寶”會使根系附近通氣不良抑制徑粗生長。馬鈴薯株幅在塊莖形成期表現為CK>A2>A1，塊莖膨大期表現為A2>A1>CK，淀粉積累期表現為A1>A2>CK，這說明“耕農抗旱寶”的施用有利于馬鈴薯株幅的生長，但施用量過大，也不利于馬鈴薯最終株幅的生長，這同樣可能是由于根系附近土壤通氣不良導致的。

2.4 “耕農抗旱寶”對農作物產量構成因素及產量的影響

在樂都大田試驗下，“耕農抗旱寶”不同處理對不同作物產量構成因素及產量有不同影響。如表2，小麥穗長、穗脖長、穗粒數和穗粒重均表現為A2>A1>CK，與對照組相比，A2、A1穗長分別高出10.8%、0.4%，穗脖長分別高出20.8%、11.4%，穗粒數分別高出18.0%、11.5%，穗粒重分別高出10.2%、6.1%；千粒重表現為A1>A2>CK，與對照組相比，A1、A2分別高出2.4%、1.5%；產量表現為A2>A1>CK，A2處理產量為7 761 kg/hm2，較對照組增產20.6%，A1處理產量為7 650 kg/hm2，較對照組增產18.9%。由此可見，“耕農抗旱寶”的施用有利于小麥產量構成因素及產量的生長及積累。

如表3，油菜第一次有效分支部位高度表現出A1>A2>CK，值分別為25.12、20.39、17.15 cm；主花序有效長度表現為A2>A1>CK，值分別為84.38、79.17、67.79 cm；主花序有效角果數表現為A2>A1>CK，值分別為66、56、49個；全株有效角果數A1>A2>CK，值分別為621、574、401個；角果長度表現為A2>CK>A1，值分別為9.21、8.55、8.20 cm；角果粒數也表現為A2>CK>A1，值分別為39、37、28個；產量表現為A2>CK>A1，A2處理產量為3 763.88 kg/hm2，較對照組增產11.4%，A1處理產量為3 691.65 kg/hm2，較對照組增產9.3%。A1處理角果數多，但其角果長度短、粒數少，從而影響整體產量。由此可見，“耕農抗旱寶”的施用有利于油菜產量構成因素及產量的生長及積累。

圖2 “耕農抗旱寶”對作物生長形態的影響

如表4，馬鈴薯株結數各處理均相同，單株重量表現為A1>A2>CK，與對照組相比，A2、A1的單株產量分別高出39.2%、1.6%；產量表現為A1>CK>A2，A1處理產量為52 859.78 kg/hm2，較對照組增產9.3%，A2處理產量為45 537.08 kg/hm2，較對照組減產6.2%。由此可見，施用適量的“耕農抗旱寶”有助于樂都馬鈴薯產量的增產，施用太多，反而會引起減產。

表4 “耕農抗旱寶”對樂都馬鈴薯產量構成要素的影響

3 討 論

施用保水劑有效提高田間土壤含水量和徐麥33的分蘗數、單株葉面積、穗數、穗粒數和產量，75 kg/hm2對徐麥33的生長發育和增產促進效果最佳[4]。凹凸棒石保水劑施用量為2.25 kg/hm2時，對旱地小麥(濟麥22)的產量和品質效果最好,產量增加10.9%，出粉率提高4.8%，粗蛋白10.6%，軟化度、沉降值、濕面筋值各提高7.3%、9.7%、13.9%[5]。溝施保水劑時，在土壤垂直剖面20～40 cm處形成阻水層，且該層含水率較高，但對深層土壤含水率影響不大；在灌水量適宜時保水劑溝施對玉米葉面積、根密度、產量等均有正效應，但灌水量較小時施用保水劑效果不顯著甚至會造成減產[6]。溝施保水劑60 kg/hm2用量的增產增收效果最佳[7]。在寧夏中部半干旱偏旱區馬鈴薯種植中使用，穴施保水劑90 kg/hm2的增產效果最佳(44.1%)，穴施保水劑60kg/hm2的商品薯率最高(20.9%)[8]。在辣椒種植中施用保水劑對辣椒生長及水分利用效率有明顯促進作用，辣椒葉面積、葉數、株高、生物量和水分利用效率均優于未施保水劑處理[9]。本文在前人研究的基礎上，開展新型保水劑在青海省農業生產中的應用效果進行研究，是對前人研究的有效補充。

4 結 語

綜合上述試驗結果和分析，得出如下結論。

(1)“耕農抗旱寶”的施用可降低土壤容重，改善土壤孔隙結構。這一研究結果與侯賢清[10]等人的研究結果一致。

(2)對于土壤水分而言，隨著灌水時間的延長，作物根系層土壤含水率不同程度下降。在“耕農抗旱寶”施用層，同層土壤含水率降幅表現為對照組>試驗組，由此可見“耕農抗旱寶”有保水作用，這是由其具有吸水、保水、釋水特性引起的，該研究結果與張朝偉、王慧娟等人的研究結果相一致[11-13]。

(3)對于株高、徑粗、株幅而言，隨著作物生育期的推進，作物株高、徑粗、株幅呈不同程度增長。到作物成熟期，小麥株高在“耕農抗旱寶”施用量為22.5 kg/hm2時最高，30 kg/hm2次之；油菜株高在“耕農抗旱寶”施用量為30 kg/hm2時最高，22.5 kg/hm2次之；馬鈴薯株高在“耕農抗旱寶”施用量為22.5 kg/hm2時最高，不施用“耕農抗旱寶”次之。油菜和馬鈴薯徑粗在不施用“耕農抗旱寶”時最粗，22.5 kg/hm2次之。馬鈴薯株幅在塊莖膨大期當“耕農抗旱寶”施用量為30 kg/hm2最高，22.5 kg/hm2次之。

(4)因素水平對產量的影響表明：小麥產量在“耕農抗旱寶施用量”為30 kg/hm2最高，為7 761.08 kg/hm2，較對照組增產20.6%，在“耕農抗旱寶施用量”為22.5 kg/hm2次之，為7 650 kg/hm2，較對照組增產18.9%。油菜產量在“耕農抗旱寶施用量”為30 kg/hm2最高，為3 763.88 kg/hm2，較對照組增產11.4%；在“耕農抗旱寶施用量”為22.5 kg/hm2次之，為3 691.65 kg/hm2，較對照組增產9.3%。馬鈴薯產量在“耕農抗旱寶施用量”為30 kg/hm2最高，為52 859.78 kg/hm2，較對照組增產9.3%。