土壤保水劑對提高玉米產(chǎn)量的作用

金哲石

（承德市土壤肥料工作站，河北承德 067000）

0 引言

玉米是我國種植廣泛的谷類作物，在我國食品安全與國民經(jīng)濟發(fā)展中占據(jù)著重要地位，因此，提高玉米總產(chǎn)量對保障國家糧食儲備具有重要意義。為了配合我國大力提倡的節(jié)水農(nóng)業(yè)措施，積極使用化學保水材料成為農(nóng)業(yè)種植中的熱門選擇。保水劑是近年來備受關注的一種化學抗旱性節(jié)水增產(chǎn)技術，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用勢頭越來越高。作為一種有強吸水能力的高分子聚合物，保水劑既能反復吸水、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，促進作物生長[1]。文章就土壤保水劑對提高玉米產(chǎn)量的作用進行分析，為玉米種植中的抗旱增產(chǎn)技術提供一定理論借鑒。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2021年5～10月在承德市平泉市黃土梁子鎮(zhèn)龍王廟村進行，該試驗地土壤肥力中等。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 試驗設計

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，有機無機雜化保水劑，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。試驗采取單因素隨機區(qū)組設計。并分成兩個處理組：不使用保水劑的對照組和使用保水劑的處理組，各處理3次重復。各處理小區(qū)面積為120 m2（12m×10m）。

試驗布設之前，將前一年收獲的玉米秸稈利用秸稈還田機切碎成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，取保水劑和小區(qū)內(nèi)的細土按照質(zhì)量比1：10混合均勻，結(jié)合小區(qū)植株密度對保水劑不同穴施量進行計算，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)合試驗設計保水劑與基肥（磷酸二銨）的用量，計算得到試驗小區(qū)用量，取不同用量的保水劑和磷酸二銨（N質(zhì)量分數(shù)≥18%，P2O5質(zhì)量分數(shù)≥46%）進行混合，用氣吸式播種機施入15 cm的深土層里。

1.3 指標測定

1.3.1 玉米生長

于玉米主要生育期，各處理隨機選擇有代表性的玉米植株5株，對玉米植株的株高、莖粗與地上部生物量進行測定。其中株高的測定：使用卷尺測量從玉米莖的基部到頂端（心葉）的高度（單位為cm）。莖粗的測定：使用游標卡尺對玉米植株的莖基部直徑進行測量（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)單獨收獲，自然風干后脫粒，計算產(chǎn)量。選擇代表該區(qū)長勢的玉米20株，對果穗直徑、果穗長度、穗粒數(shù)、單株穗粒重以及百粒重等指標進行測定。

1.3.3 土壤儲水量

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

其中，W為土壤儲水量；

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)計學軟件進行數(shù)據(jù)分析，將測得的指標數(shù)據(jù)表達為均數(shù)±標準差形式的計量數(shù)據(jù)，使用t方法檢驗，P＜0.05表示檢驗組間的數(shù)據(jù)差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 施用保水劑對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玉米的生長發(fā)育（表1）。對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。玉米莖粗在抽雄期時達到最大，保水劑處理組在玉米生育期的株高和莖粗皆顯著高于對照組（P＜0.05）。

表1 施用保水劑對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)量及相關構(gòu)成因子指標，處理組果穗長度、果穗直徑、穗重、穗粒重、穗行數(shù)、行粒數(shù)、百粒重及產(chǎn)量較對照組分別增長17.3%、7.3%、17.5%、20.4%、13.2%、32.6%、62.2%（表2）。

表2 土壤保水劑對玉米產(chǎn)量及構(gòu)成因子的影響（）

2.3 土壤儲水量

施用保水劑對玉米不同生育期的土壤儲水量皆有積極影響。在整個玉米生育期，土壤儲水量均為由高到低、再增高的態(tài)勢，至收獲期，土壤儲水量達到最高；與對照組相比，施用保水劑可明顯提高各生育期時土壤儲水量，尤其是在灌漿期與收獲期時，處理組土層土壤含水量明顯高于對照組（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水量影響（，mm）

3 結(jié)論

進行保水劑反復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，較長時間的抵御干旱。本文試驗結(jié)果對施用與不施用保水劑促進玉米的生長發(fā)育進行了研究，結(jié)果表明對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；玉米莖粗在抽雄期時達到最大，保水劑處理組在玉米生育期的株高和莖粗都顯著高于對照組。

本試驗是基于秸稈還田的基礎施用保水劑，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質(zhì)礦化的分解和對土壤氮素的消耗，促使土壤進一步提高了保肥、供肥能力，因此促進秸稈向土壤有機質(zhì)的轉(zhuǎn)化[5]。在土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化供應后，有效保留并蓄積了土壤中的有效成分，加之保水劑對土壤水分、養(yǎng)分吸持能力的增強，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。

施用土壤保水劑可以通過改善玉米生長土壤的水土環(huán)境，促進玉米根系活力與養(yǎng)分吸收速率的提高，繼而促進玉米植株生長，達到增產(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，促進玉米作物產(chǎn)量的提高[7]。綜上認為，施用土壤保水劑有利于提高耕作層土壤儲水量，促進玉米的生長發(fā)育，提高玉米產(chǎn)量。