不同直徑保水劑對土壤水分及燕麥生長的影響

皇甫紅芳，李蔭藩，李 剛，蘇占明

（山西省農(nóng)業(yè)科學院高寒區(qū)作物研究所，山西大同037008）

不同直徑保水劑對土壤水分及燕麥生長的影響

皇甫紅芳，李蔭藩，李 剛，蘇占明

（山西省農(nóng)業(yè)科學院高寒區(qū)作物研究所，山西大同037008）

以燕麥白燕2號為材料，初步探討不同直徑保水劑對土壤水分及燕麥生長的影響。結(jié)果表明，不同直徑保水劑都能提高0～105 cm土層土壤質(zhì)量含水量，其中，15～65 cm各土層處理差異明顯；施用保水劑能提高燕麥穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量，最終提高燕麥產(chǎn)量，大小直徑保水劑比對照分別增產(chǎn)12.66%和16.83%；大小直徑保水劑都能明顯提高燕麥水分利用率，分別比對照增加15.18%和23.67%。表明小直徑保水劑在提高土壤水分和影響燕麥生長方面比大直徑保水劑效果顯著。

不同直徑保水劑；土壤水分；燕麥生長

山西省是燕麥的故鄉(xiāng)，是全國燕麥的生產(chǎn)地之一。燕麥是一種喜歡低溫、涼爽氣候的長日照作物，具有耐寒、抗旱、適應性強、穩(wěn)產(chǎn)性好、糧草兼用等特點[1]，廣泛分布在我國西北、華北、西南等高寒干旱地區(qū)、半干旱地區(qū)，是栽培地區(qū)重要的糧飼兼用作物。其籽粒中含有豐富的蛋白質(zhì)、脂肪、亞油酸、粗纖維等營養(yǎng)物質(zhì)，是山西省北方地區(qū)人們喜愛的特色作物[2]。干旱缺水是制約農(nóng)業(yè)經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展的重要因素[3]，全球氣候變暖將使干旱化趨勢加劇，日益匱乏的水資源越來越明顯地限制著農(nóng)業(yè)的發(fā)展[4]。保水劑的出現(xiàn)為解決干旱缺水和水資源匱乏問題提供了新方法[5]。保水劑作為一種高分子化合物，可有效改善土壤結(jié)構(gòu)，改變土壤化學性質(zhì)[6-7]，增加土壤保水保肥性，降低土壤水分蒸發(fā)[8-9]，促進作物的生長發(fā)育[10-13]，提高作物產(chǎn)量[14-15]，改善作物品質(zhì)，達到提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益的目的。

本試驗研究2種不同直徑保水劑對土壤水分和燕麥生長的影響，針對燕麥產(chǎn)區(qū)燕麥土壤貧瘠、干旱低產(chǎn)等問題，為科學合理使用保水劑提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗地概況

試驗在山西省農(nóng)業(yè)科學院高寒區(qū)作物研究所大同市東王莊基地進行，試驗地海拔1 066.2 m，北緯40°02′37″，東經(jīng)113°23′10″，年平均氣溫6.7℃，年降水量400 mm，無霜期130 d。土質(zhì)沙壤，地勢平坦，灌溉方便，前茬作物為豆類。試驗地土壤的基本理化性質(zhì)如表1所示。

表1 供試土壤的基本理化性質(zhì)

1.2 試驗材料

供試燕麥品種為白燕2號，屬早熟品種，具有分蘗力強、抗倒伏、抗病性強等優(yōu)點，由吉林省白城市農(nóng)科院提供。供試保水劑為脫鈉處理的聚丙烯酸鈉型，分為直徑3～5 mm和直徑0.5～1 mm。

1.3 試驗設(shè)計

保水劑在播種時采用溝播的方式施用，設(shè)3個處理，分別為CK（不施保水劑），48 kg/hm2大直徑保水劑（Bb），48 kg/hm2小直徑保水劑（Bs）。隨機區(qū)組設(shè)計，3次重復，小區(qū)面積30 m2，小區(qū)播量150 kg/hm2，行距20 cm，施磷酸二銨150 kg/hm2。

1.4 測定項目及方法

在苗期、拔節(jié)期、抽穗期、灌漿期和成熟期分別用土鉆取不同土層土，采用烘干法測定土壤質(zhì)量含水量。燕麥成熟時選取10株測定穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量等指標。選取有代表性的3個點，每點取1 m2測定實際產(chǎn)量。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel和SPSS 13.0統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)處理和分析

2 結(jié)果與分析

2.1 保水劑對土壤質(zhì)量含水量的影響

由表2可知，保水劑在土壤中起到蓄水保水作用，大小直徑保水劑處理在各土層的土壤質(zhì)量含水量都比CK處理高，表現(xiàn)為Bs＞Bb＞CK，但是0～15 cm土層各處理沒有明顯差異；15～65 cm土層各處理有明顯差異；65～105 cm土層質(zhì)量含水量變化不大，沒有明顯差異。但是小直徑保水劑處理在各生育期土壤質(zhì)量含水量都較高。表明保水劑具有反復吸水功能，可緩慢釋放水分供植物吸收利用，從而增強土壤保水性能、改良土壤結(jié)構(gòu)、減少土壤水分流失，使用小直徑保水劑的效果較好。

表2 不同直徑保水劑對土壤質(zhì)量含水量的影響 %

2.2 保水劑對燕麥產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

表3 不同直徑保水劑下燕麥的產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素

由表3可知，施用保水劑后，燕麥穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量和產(chǎn)量都比不用保水劑提高。在穗數(shù)方面，Bs明顯高于CK，Bb和CK間沒有顯著差異；在穗粒數(shù)方面，Bb和Bs都高于CK，但是Bb與CK間有極顯著差異；在千粒質(zhì)量方面，Bs和Bb間差異不顯著，而二者都與CK間有極顯著差異；在產(chǎn)量方面，Bb和Bs都高于CK，而且存在極顯著差異，Bb比CK增產(chǎn)12.66%，Bs比CK增產(chǎn)16.83%，而且存在極顯著差異，Bs對產(chǎn)量的影響明顯高于Bb，說明保水劑對燕麥產(chǎn)量構(gòu)成因素都有提高，進而影響燕麥產(chǎn)量。

2.3 保水劑對燕麥水分利用效率的影響

由表4可知，燕麥生育期的耗水量在使用保水劑后明顯降低，耗水量表現(xiàn)為CK＞Bb＞Bs；Bb處理的水分利用效率比CK提高15.18%，Bs處理水分利用效率比CK提高23.67%，二者都達到極顯著差異水平，但是Bs顯著高于Bb。綜上所述，保水劑不僅減少了燕麥對水分的消耗，而且提高了燕麥的水分利用效率，小直徑保水劑效果比較好。

表4 不同直徑保水劑下燕麥水分利用效率的變化

3 討論與結(jié)論

本試驗結(jié)果表明，不同直徑保水劑都能不同程度地減少土壤水分散失和蒸發(fā)，起到蓄水保墑的作用，從而提高0～105 cm土壤質(zhì)量含水量，其中，15～65 cm各土層處理差異比較明顯，總體上表現(xiàn)為小直徑保水劑＞大直徑保水劑＞對照。使用保水劑不僅能吸收儲存降水，而且在土壤干旱缺水時，把原來儲存水分供給作物吸收。

本試驗結(jié)果表明，不同直徑保水劑都能顯著提高燕麥產(chǎn)量，大直徑保水劑比對照增產(chǎn)12.66%，小直徑保水劑比對照增產(chǎn)16.83%。從本試驗可以看出，保水劑主要通過影響其穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量來影響燕麥產(chǎn)量。

本試驗結(jié)果表明，大小直徑保水劑均可顯著提高燕麥水分利用效率，分別比對照增加15.18%和23.67%。從試驗中可以證明，保水劑能降低土壤的無效蒸發(fā)，提高水分利用效率。可以得知，作物水分利用效率的提高，可通過降低土壤無效蒸發(fā)和作物的無效蒸騰來實現(xiàn)。

［1］趙寶平，龐云，曾昭海，等.有限灌溉對燕麥產(chǎn)量和水分利用效率的影響[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2007，25（1）：105-108.

［2］劉效瑞，伍克俊，王景才，等.土壤保水劑對農(nóng)作物的增產(chǎn)增收效果[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，1993，11（2）：32-35.

［3］崔娜，張玉龍，白麗萍.不同粒徑保水劑對土壤物理性質(zhì)和番茄苗期生長的影響[J].核農(nóng)學報，2011，25（1）：127-130.

［4］陳海麗，吳震，劉明池.不同保水劑的吸水保水特性[J].西北農(nóng)業(yè)學報，2010，19（1）：201-206.

［5］吳娜，趙寶平，曾昭海，等.兩種灌溉方式下保水劑用量對裸燕麥產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J].作物學報，2009，35（8）：1552-1557.

［6］黃占斌，朱書全，張鈴春，等.保水劑在農(nóng)業(yè)改土節(jié)水中的效應研究[J].水土保持研究，2004，11（3）：57-60.

［7］李能英.節(jié)水農(nóng)業(yè)新技術(shù) [M].南昌：江西科學技術(shù)出版社，1998：8-13.

［8］宮辛玲，高軍俠，尹光華，等.四種不同類型土壤保水劑保水性能的比較[J].生態(tài)學雜志，2008，27（4）：652-656.

［9］隋華，董家行，李小剛，等.抗旱保水劑對小麥生長的作用研究[J].天津農(nóng)學院學報，2008，15（2）：11-13.

［10］杜社妮，耿桂俊，白崗栓，等.保水劑使用方式對土壤水分及向日葵生長的影響[J].水土保持學報，2011，25（4）：139-143.

［11］劉慧軍，劉景輝，徐勝濤，等.不同粒徑保水劑對土壤水分及燕麥生長的影響[J].西北農(nóng)業(yè)學報，2012（8）：89-93.

［12］何緒生，張夫道.保水劑包膜尿素肥料的特征與性能[J].植物營養(yǎng)與肥料學報，2005，11（3）：334-339.

［13］黃占斌，萬會娥，鄧西平，等.保水劑在改良土壤和作物抗旱節(jié)水中的效應[J].水土保持學報，1999，5（4）：52-55.

［14］蔡典雅，王小彬，Keith S.土壤保水劑對土壤持水特性及作物出苗的影響[J].土壤肥料，1999（1）：13-16.

［15］楊永輝，吳普特，武繼承，等.保水劑對冬小麥不同生育階段土壤水分及利用的影響[J].農(nóng)業(yè)工程學報，2010，26（12）：19-26.

Effects of Water Preserving Agent with Different Diameters on Soil Moisture and Growth of Oats

HUANGFUHongfang，LIYinfan，LIGang，SUZhanming

（Institute ofthe Crops in High Latitude&Cold Climate Area，ShanxiAcademy ofAgriculturalSciences，Datong 037008，China）

The effects ofdifferentdiameter water retaining agents on soilmoisture and oatgrowth were studied with oat Baiyan 2 as materials.The results showed thatthe differentdiameter water retaining agentcould improve soilmoisture contentin 0-105 cm soillayer, and the difference between 15-65 cm soillayers was obvious.The application ofwater retaining agentcould increase the spike number, grain number per panicle and 1 000-grain quality,and finally increase the yield of oats,the yield of big and small diameter water retaining agent increased by 12.66%and 16.83%,respectively,compared with control.Big and small diameter water retaining agent could improve obviously oats water use efficiency,increase 15.18%and 23.67%,respectively,compared with the controls.The result shows thatsmalldiameter water retaining agentin improving soilmoisture and oatgrowth than large diameter water retention agenteffect is remarkable.

water preserving agentwith differentdiameter;soilmoisture;oatgrowth

S512.6

：A

：1002-2481（2017）09-1480-03

10.3969/j.issn.1002-2481.2017.09.21

2017-04-20

國家燕麥蕎麥產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系大同綜合試驗站項目（CARS-08-E-7）

皇甫紅芳（1973-），女，山西大同人，助理研究員，主要從事燕麥育種與栽培研究工作。李蔭藩為通信作者。