魯南地區保水劑、生根粉對玉米抗旱性能比較

吳榮華,張春艷,莊克章, 李 龍, 董西辰, 鞏俊花

(1.臨沂市農業科學院，山東 臨沂 276012；2.施可豐化工股份有限公司，山東 臨沂 276024)

魯南地區指位于山東南部的城市和地區，包括日照、臨沂、棗莊、濟寧和菏澤5個市。該地區在玉米生長期內干旱時常發生，嚴重影響玉米的生長發育，如何提高土壤水分利用率，已成為保障玉米生產的關鍵措施之一。保水劑是一種高效能吸水材料，施入土壤后，能夠保持土壤水分含量，減少水分蒸發和流失，同時改善土壤結構，有利于玉米根系發育，提高水肥利用率等性能，已成為一項重要的節水技術[1～8]，在小麥、大豆、花生、馬鈴薯、小白菜等多種作物和蔬菜中廣泛應用[9～13]。生根粉作為外源性植物生長調節劑，不僅可以誘導植物不定根的形成[14]，而且能夠促進幼根生長及提高幼苗根系活力[15]，增加根系吸水性能，從而提高植物抗旱性能，達到提高產量的目的[16]，也應用于園藝、林業、農業等各個領域。本研究通過研究市場上存在的3種保水劑、1種生根粉對玉米生育特性及產量的影響，探討它們對夏玉米生長過程中的影響，以期為玉米抗旱穩產提供一定的技術支撐和理論依據。

1 材料和方法

1.1 試驗地基本情況

試驗于2019年6月在臨沂市農業科學院試驗田進行，試驗田位于N118°26′92″，E35°10′83″，土壤為沙壤地，前茬為小麥。取土樣風干化驗分析，0～20 cm 耕層土壤基礎地力：堿解氮115.6 mg·kg-1，全氮121.6 mg·kg-1，速效磷17.9 mg·kg-1，速效鉀132 mg·kg-1，有機質113 mg·kg-1。

1.2 試驗方法

試驗共設4個處理：①鉀鹽型小顆粒保水劑(合成成分為聚丙烯酰胺和聚丙烯酸鉀交聯物，由勝利油田長安控股集團有限公司生產)②鉀鹽型大顆粒保水劑(合成成分為聚丙烯酰胺和聚丙烯酸鉀交聯物，由勝利油田長安控股集團有限公司生產)，③鈉鹽型保水劑，④生根粉，⑤空白(CK)。玉米品種為鄭單958，種植密度為6.75萬株·hm-2，開溝播種后撒施，施入量60 kg·hm-2，每個小區5行，行長6.67 m，采用隨機區組設計，3次重復。6月10日播種，10月5日收獲。

1.3 調查項目及方法

1.3.1 降水量測定 2019年6月10日至10月5日, 用自動氣象觀測器在試驗地對降水量進行連續觀測。

1.3.2 出苗率調查 出苗后，每隔2 d調查一次，至出苗數不變為止。出苗率(%)=實際株數/理論株數×100。

1.3.3 葉面積、干物質重 在拔節期、開花期、成熟期，從各小區取3株能代表群體長勢的植株測量葉面積和干物質重。

1.3.4 測產及考種 去除小區周圍邊行，每個小區選取有代表性的玉米3行進行晾曬， 脫粒后稱重，使用托普DSG-1G型水分測定儀測定子粒水分含量, 按14%折算成單位面積產量，同時，每個小區隨機選取10穗，用于室內考種，主要考察果穗穗長、穗行數、行粒數、穗粒數、千粒重。

1.4 數據分析

數據用Excel2003 進行處理，統計分析采用SPSS19.0 數據軟件進行方差分析。

2 結果與分析

2.1 玉米生育期內降水量

從表1可以看出，在玉米整個生育期內，6月、9月和10月的降水量較低，分別為29.4 cm、4.3 cm、0.8 cm，7月、8月的降水較為充沛，降水量分別為155.6 cm、348.4 cm，由此可見，玉米在生長前期和后期存在水分供應不足的狀況。

表1 2019年夏玉米生育期內降水量

2.2 保水劑、生根粉對玉米出苗率的影響

從表2可以看出，施用保水劑與不施用保水劑的出苗率存在顯著性差異，施用保水劑間的出苗率無顯著性差異，不同處理的出苗率分別為：98.1%、96.5%、95.4%、94.6%、88.3%，其中未撒施任何保水劑的玉米出苗率最低，其他處理差別不大。

表2 保水劑、生根粉對玉米出苗率的影響

2.3 保水劑、生根粉對玉米葉面積系數及干物質的影響

由圖1、圖2可以看出，不同處理對玉米葉面積系數和干物質的影響趨勢是一樣的。在玉米拔節期，使用不同保水劑的玉米葉面積系數及干物質沒有顯著性差異，在開花期、成熟期均表現出顯著性差異，其中，鉀鹽型小顆粒保水劑、鉀鹽型大顆粒保水劑兩個處理的玉米葉面積系數和干物質的指標最高，其次為鈉鹽型保水劑、生根粉，空白對照的玉米葉面積系數和干物質指標最低。

由圖1、圖2可以看出，不同處理對玉米葉面積系數和干物質的影響趨勢是一樣的。在玉米拔節期，使用不同保水劑的玉米葉面積系數及干物質沒有顯著性差異，在開花期、成熟期均表現出顯著性差異，其中，鉀鹽型小顆粒保水劑、鉀鹽型大顆粒保水劑兩個處理的玉米葉面積系數和干物質的指標最高，其次為鈉鹽型保水劑、生根粉，空白對照的玉米葉面積系數和干物質指標最低。

圖1 不同保水劑對玉米葉面積系數的影響 圖2 不同保水劑對玉米干物質的影響

2.4 保水劑、生根粉對玉米產量及構成因素的影響

從表3可以看出，施用保水劑、生根粉均比空白提高了玉米產量，但不同處理間存在差異，其中，鉀鹽型小顆粒保水劑、鉀鹽型大顆粒保水劑提高玉米產量效果最為明顯，產量分別為11 683.2 kg·hm-2、11 614.4 kg·hm-2，增產率7.3%、6.7%。其次為生根粉、鈉鹽型保水劑，產量分別為11 328.8 kg·hm-2、11 257.6 kg·hm-2，增產率4.1%、3.4%。在玉米產量構成要素中，穗長范圍在17.2～18.2 cm之間，其中，鉀鹽型小顆粒保水劑處理的穗長最高，為18.2 cm，空白(CK)處理的穗長最低，為17.2cm，；穗行數范圍在15.1～15.5 cm之間，其中，鈉鹽型保水劑處理的穗行數最高，為15.5 cm，空白(CK)處理的穗行數最低，為15.1 cm；行粒數范圍在32.5～37.1粒之間，其中，鉀鹽型保水劑處理的行粒數最高，為37.1粒，空白(CK)處理的行粒數最低，為32.5粒；穗粒數范圍在490.8～567.6粒之間，其中，鉀鹽小顆粒保水劑處理的穗粒數最高，為567.6粒，空白(CK)處理的穗粒數最低，為542.1粒；千粒重范圍在325.6～346.1 g之間，其中，鹽小顆粒保水劑處理的千粒重最高，為346.1 g，空白CK)處理的千粒重最低，為325.6 g。

表3 保水劑、生根粉對玉米產量及構成因素的影響

3 討論與結論

玉米生長期間水分供應是影響玉米產量的最主要因子之一，施用保水劑和生根粉對玉米抗旱性作用原理不同，一個是提高玉米根系周圍土壤含水量，一個是激發玉米根系生長，但最終都是將土壤水分運輸到植物體內，參與植物體營養物質的吸收運輸，以及光合、呼吸、蒸騰、養分代謝等作用。吳陽生等[17～19]研究認為施用保水劑能提高玉米出苗率，改善水分虧缺期土壤含水量、提高干物質量和光合性狀，促進玉米生長發育，改善產量構成因素，進而提高玉米產量和籽粒品質，這與筆者研究的結論基本一致。生根粉對玉米生長發育及產量的影響，已有許多專家學者進行研究，一致的觀點認為生根粉能夠提高玉米的出苗率，增加玉米葉面積、干物質重及產量[20～23]。

綜上所述，在種植夏玉米的沙壤地，溝施保水劑、生根粉，均能不同程度的增加玉米的葉面積、干物質重以及產量，但施用鉀鹽小顆粒保水劑和鉀鹽型大顆粒保水劑增產效果最為明顯，增產率達到6.5%以上。因此在種植夏玉米時，溝施鉀鹽小顆粒保水劑和鉀鹽型大顆粒保水劑能達到玉米抗旱保苗、促產的作用。