保水劑代替地膜在玉米上的試驗研究

李赟博

（甘肅省靖遠縣烏蘭鎮農業服務中心，甘肅靖遠730699）

近年來，隨著農民對地膜增溫保墑和增產增效等認識的提升，加上高效農田節水和旱作農業項目的實施以及壟膜溝灌技術的推廣應用，靖遠縣地膜覆蓋面積每年達2.67 萬～2.87 萬hm2，主要用于大田玉米、馬鈴薯、瓜果、蔬菜等作物，年地膜使用量1800～1940 t。大量塑料地膜的使用，造成農田環境和土壤污染逐年加重，解決“白色污染”成為靖遠縣農業生產中面臨的一項新課題。靖遠縣農業技術推廣中心引進甘肅海瑞達生態環境科技有限公司生產的保水劑，進行了玉米作物施用保水劑代替地膜試驗，為保護凈化農田生態環境、實現農業可持續發展尋求有效途徑。

1 材料與方法

1.1 試驗地基本情況

試驗設在靖遠縣大蘆鄉莊口村馬愛榮的承包田中。試驗地屬靖會灌區水澆地，當地海拔1450 m，年均氣溫8.5℃，1—10月降水量為175 mm，無霜期157 d。≥10℃有效積溫平均3224℃，光熱資源豐富。土壤為綿白土，土層深厚，土壤類型為耕灌淡灰鈣土，土壤pH 值8.31。地塊平整，肥力中等均勻一致。寬窄行種植，帶幅110 cm，株距28 cm，密度為64935 株/hm2，月平均氣溫12.7℃，土壤墑情10 cm處為15.6%，保證了玉米的正常發芽，出苗率為100%。該地前茬作物為小麥，試驗田周圍作物為玉米。

1.2 供試材料

保水劑由甘肅海瑞達生態環境科技有限公司提供；供試作物為玉米，品種為M751，由中國種子集團有限責任公司生產。

1.3 試驗方法

試驗采用大區簡單對比設計，隨機區組排列，不設重復。小區面積為36 m×6 m=216 m2，設5 個處理，處理1：不覆膜+當地常規施肥（CK）；處理2：不覆膜+保水劑+當地常規施肥70%；處理3：不覆膜+保水劑+當地常規施肥80%；處理4：不覆膜+保水劑+ 當地常規施肥；處理5：覆膜+ 當地常規施肥。4月15日整地施肥及保水劑，底肥施農家肥15000 kg/hm2、硫酸鉀復合肥250.5 kg/hm2、硫酸鎂鉀250.5 kg/hm2、磷酸一銨250.5 kg/hm2、磷酸二銨312 kg/hm2，使用保水劑45 kg/hm2，使用地膜90 kg/hm2。4月20日播種，5月10—20日查苗定苗，生育期中耕除草2 次，病蟲害防治2 次，灌水4次，平均灌水1500 m3/hm2。10月25日收獲，各處理小區單打單收，計算產量。各供試材料價格及施用量如表1 所示，各處理小區供試材料用量及成本如表2 所示。

表1 各供試材料價格及施用量

表2 各處理小區供試材料用量及成本

2 結果與分析

2.1 當年降雨情況

從2019年的降雨情況來看，表現出兩大特點：一是作物生長期，即4—10月份降雨量為317 mm，年均降雨量為240 mm，2019年降雨量高出年均降雨量67 mm；二是降雨集中時期主要分布在7—9月，占全年降雨量的70%，而2019年降雨高峰期主要集中在5—7月，其降雨量較往年同期分別偏多104%、208%、40%，而8—10月降雨量較往年同期分別減少24%、13%、12%，雨水前移，對靖遠縣農作物特別是玉米生長非常有利，原因是靖遠縣屬高揚程灌區，在5—7月份正是灌水高峰期，夏田秋作都需要水，因此往往表現出供不應求的局面，而5—7月份的降雨正好解決了這個矛盾。盡管后期8—10月份雨水偏少，但灌溉有保障，不影響玉米正常生長（見表3）。

表3 玉米生長期間降雨統計

2.2 土壤容重及含水量

播種前和收獲后對試驗田塊分別取3 個樣點的土樣進行土壤容重和含水量測定，取平均值分析。測定結果顯示：收獲后土壤自然水分含量為21.2 g/kg，較播種前增加10.1 g/kg；容重為1.55 g/cm3，較播種前增加0.12 g/cm3（見表4）。

表4 試驗前后土壤容量及含水量測定

2.3 玉米農藝性狀

收獲前試驗地每個小區在中間位置取具有代表性的植株10 株，測定株高、穗位、穗長，取平均數；選取具有代表性的20 個果穗作為標準樣本進行室內考種，測定穗行數、穗粒數、千粒重，取平均數進行分析。從表5、表6 可以看出，施肥量和施用保水劑對玉米各個生育期的影響甚微，但覆膜對作物農藝性狀影響較大，處理5 較其他小區玉米各個生育期均提前7～13 d，其株高較其他小區高2～4 cm，收獲期差距縮小。從千粒重方面來看，使用保水劑的小區其千粒重均高于處理1 和處理5。由此可見，保水劑對于節水保墑、提產增效明顯。

表5 玉米田間生育期記載

表6 不同處理小區室內考種情況

2.4 產量統計與效益分析

收獲前，各處理小區單打單收，稱重計算產量（見表7）。測產結果表明：各個處理折合產量均高于處理1，處理4、處理3、處理2 增產幅度明顯，較處理1分別高出3084 kg/hm2、2857.5 kg/hm2、2028 kg/hm2，較處理5 分別高出2250 kg/hm2、2023.5 kg/hm2、1446 kg/hm2，而處理4、處理3 兩者產量差別較小，只有226.5 kg/hm2。由此可見，施用保水劑具有和地膜功能同樣的節水保墑作用，且較覆蓋地膜增產效果明顯。

表7 產量統計與效益分析

從效益方面來看，扣除各個處理較處理1 多增加的成本，處理4、處理3、處理2 增收明顯，分別較處理1 增加純收益4445.88 元/hm2、4714.65 元/hm2、4002.6 元/hm2，處理5 增收幅度較小，較處理1 增加純收益788.88 元/hm2，由于處理4 較處理3 增加成本較高，盡管處理4 產量最高，但增純收益低于處理3。由此可見，施用保水劑較露地和地膜覆蓋不僅增收效益顯著，而且施用保水劑還可以達到節本增效的目的。

3 結論

玉米施用保水劑在各個生長時期與露地基本一致，較地膜種植生育期均延遲7～13 d。在高揚程灌區表現出保墑節水、改良土壤、提高肥效的作用，增產增效明顯。與地膜覆蓋相比，具有節省勞力、減少白色污染、節本增效的優勢，表現出具有替代地膜功效的作用。由于2019年降雨量較往年明顯偏多，降雨集中時期較常年前移3 個月，對試驗結論具有一定的偏差，建議繼續加大試驗力度，擴大試驗范圍，綜合評估保水劑在不同區域、不同作物上的增產效能，為施用保水劑替代地膜、減少土壤污染、實現綠色無公害生產提供技術支撐。