清水縣不同海拔高度玉米施用保水劑效果試驗研究

紀粉霞 王曉軍

（清水縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站 甘肅清水741400）

地膜覆蓋栽培技術(shù)作為一項旱作農(nóng)業(yè)主推技術(shù)已在旱農(nóng)地區(qū)應用多年，其增產(chǎn)效果顯著，為農(nóng)業(yè)增效發(fā)揮了非常重要的作用。但隨著地膜使用量的增加，土壤中殘膜積累量越來越多，據(jù)實測，0～30 cm土層中地膜殘留量高達2.04 g/m2，每公傾殘留量達20.4 kg。而農(nóng)膜很難在自然條件下降解，在土壤中殘存將會造成土壤結(jié)構(gòu)被破壞，水肥輸導受阻，導致作物減產(chǎn)。因此，地膜殘留問題已成為影響農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的隱患之一。近年來，保水劑作為一種吸水保水材料已在生產(chǎn)中投入使用，2020年，筆者在清水縣玉米適種區(qū)以100 m左右的海拔梯度分別在5個試驗點進行了玉米施用保水劑替代地膜試驗，旨在確定清水縣玉米施用保水劑能替代地膜的海拔上限，為大田生產(chǎn)提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地基本情況

清水縣位于甘肅省東南部的天水市東北部，屬隴山西南麓渭河支流牛頭河流域，為干旱半干旱地區(qū)，海拔在1 122～2 201 m之間，全年平均氣溫9.8℃，年平均降雨量580 mm，海拔高度1 300～1 800 m為清水縣玉米適種區(qū)域。試驗按海拔高度分別在永清鎮(zhèn)馬溝村、紅堡鎮(zhèn)安坪村、白駝鎮(zhèn)姚黃村、金集鎮(zhèn)水清村、王河鎮(zhèn)成寺村設置5個試驗點，各試驗點基本情況見表1。

表1 各試驗點基本情況

1.2 供試材料

供試玉米為中熟品種西蒙6號，保水劑為海瑞達牌保水劑，地膜為天水五豐塑化有限公司生產(chǎn)的寬120 cm、厚0.01 mm的白色農(nóng)用薄膜。

1.3 試驗處理設計

不同海拔高度各點均采用隨機區(qū)組設計，設3個處理，處理①：保水劑（露地+施保水劑45 kg/hm2）；處理②：露地（未施保水劑）；處理③：全膜（未施保水劑），3次重復，共9個小區(qū)，小區(qū)面積均44 m2（5.5 m×8.0 m），分別以露地和全膜處理為對照。

1.4 種植過程

各試驗點在前茬作物收獲后及時深耕滅茬，播種時結(jié)合整地畝基施尿素10 kg、磷肥60 kg，拔節(jié)期每畝追施尿素20 kg。為避免因種植方式所產(chǎn)生的差異，各處理均按照小壟寬40 cm、壟高15～20 cm和大壟寬70 cm、壟高10～15 cm起壟。其中，處理①起壟時要按保水劑施用量3 kg/hm2施入小區(qū)，處理③要將起好的壟用地膜全地面覆蓋。試驗按海拔高度由高到低分別于2020年4月13日、4月14日、4月16日、4月18日、4月20日播種，按株距0.36～0.39 cm在小壟兩側(cè)點種,畝密度分別為3 100株、3 200株、3 200株、3 280株、3 370株。9月28日起依照玉米成熟期分小區(qū)單收計產(chǎn)，同時每小區(qū)按五點采樣法采集15個果穗進行室內(nèi)考種。

1.5 測定方法

1.5.1 土壤水分測定方法 分別對各試驗點在玉米出苗期、拔節(jié)期、抽雄期對每小區(qū)進行測定，各處理取平均值。測定深度為0～20 cm，測定位置沿行向在2株玉米中間位置測定，測定時采用烘干法。計算公式：土壤含水量（%）=（濕土質(zhì)量-干土質(zhì)量）/干土質(zhì)量×100。

1.5.2 土壤容重測定方法 土壤容重測定采用環(huán)刀法。在玉米成熟期取各處理0～20 cm耕作層土壤進行容重測定。在2株玉米苗的中間用小鏟鏟去浮土修平地面后，將環(huán)刀刃口向下垂直壓入土中，直至環(huán)刀筒中充滿樣品。同時在同層采樣處用鋁盒采樣，測定自然含水量（W），測定方法同上。把裝有樣品的環(huán)刀兩端立即加蓋，以免水分蒸發(fā)，隨即稱量并記錄為G。計算公式：rs=G×100/V×（100+W）

式中,rs——土壤容重（g/cm3），G——環(huán)刀內(nèi)濕樣重（g），V——環(huán)刀容積（cm3），W——樣品含水量（%）。

1.5.3 植株農(nóng)藝性狀測定方法 玉米乳熟期在各小區(qū)隨機選取10株，各處理共30株測定株高、莖粗、穗位葉長、葉寬及果穗穗長、穗粗。

1.5.4 產(chǎn)量測定 玉米成熟后對每小區(qū)單收計產(chǎn)，同時按五點采樣法在每小區(qū)選取10株，各處理共30株進行室內(nèi)考種，測定穗粒數(shù)、百粒重等。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對玉米物候期的影響

由表2可知，各試驗點施用保水劑的玉米生育期為160～176 d，較全膜玉米生育期的153～164 d推遲7～13 d，和露地玉米出苗期相同,但隨著生育進程的推進，除王河試驗點外，施用保水劑的玉米較露地玉米各生育期提前3～7 d，提早成熟5～7 d。王河試驗點露地和施用保水劑的玉米成熟度不佳。

表2 各試驗點各處理物候期記載

2.2 不同處理對土壤水分含量的影響

從不同時期0～20 cm土壤水分測定來看（表3），各試驗點施用保水劑的玉米出苗期土壤含水量均低于全膜玉米，但均高于露地玉米0.17～0.84個百分點，而在玉米拔節(jié)期、抽雄期土壤含水量均高于全膜和露地的處理。其中，較全膜玉米拔節(jié)期高0.16～0.89個百分點、抽雄期高0.54～1.34個百分點；較露地玉米拔節(jié)期高2.59～3.43個百分點、抽雄期高2.10～3.71個百分點，說明保水劑能夠較好地保蓄土壤水分，保墑作用明顯。

表3 各試驗點不同時期0～20 cm土壤含水量測定（單位：%）

2.3 不同處理對土壤容重的影響

施用保水劑后在玉米抽雄期各試驗點土壤容重較露地降低0.04～0.10 g/cm3，較全膜覆蓋降低0.03～0.08 g/cm3，說明施用保水劑能夠增加土壤孔隙度，有利于根系生長發(fā)育，促進玉米的生長，為豐產(chǎn)奠定基礎（表4）。

表4 不同處理土壤容重測定

2.4 不同處理對玉米農(nóng)藝性狀的影響

不同海拔高度玉米在乳熟期施用保水劑玉米株高及穗位葉長、葉寬均比全膜玉米增加，穗長、穗粗和地膜相差不大，但葉色濃綠，生長旺盛，使生物產(chǎn)量增加，如生產(chǎn)青貯飼料效果更好（表5）。

表5 各試驗點田間農(nóng)藝性狀觀察記載（單位:cm）

2.5 不同處理對玉米產(chǎn)量及經(jīng)濟效益的影響

2.5.1 對產(chǎn)量的影響 海拔1 616 m以下的永清、紅堡、白駝、金集4個試驗點施用保水劑玉米穗粒數(shù)、百粒重和全膜玉米相差不大，產(chǎn)量結(jié)果表現(xiàn)為永清、紅堡試驗點平均產(chǎn)量較全膜玉米分別高106.81 kg/hm2、29.54 kg/hm2，白駝、金集2個試驗點分別較全膜玉米平均產(chǎn)量低197.73 kg/hm2、104.55 kg/hm2；海拔1 770 m的王河試驗點和全膜相比，百粒重低10.29 g，玉米成熟度不好，產(chǎn)量較全膜低3 854.55 kg/hm2，但較露地百粒重高1.78 g、產(chǎn)量高425 kg/hm2。各試驗點露地不施保水劑的玉米平均產(chǎn)量均位居第三。說明施用保水劑能夠提高玉米產(chǎn)量，并且海拔越低效果越好。

經(jīng)對不同海拔高度各處理進行經(jīng)濟效益分析，海拔1 616 m及以下各試驗點施用保水劑處理和露地、全膜相比，扣除多投入成本分別能增收794.55～2 348.64元/hm2、1 030.91～1 822.73元/hm2；在海拔為1 770 m時，經(jīng)濟效益不如露地和全膜的處理，說明海拔1 616 m以下施用保水劑完全能夠替代地膜，而海拔高度1 770 m左右時不能替代地膜（表6）。

表6 各試驗點玉米產(chǎn)量及經(jīng)濟效益計算

3 結(jié)論及建議

（1）施用保水劑能夠有效保蓄土壤水分，增加土壤含水量，提高水分利用率，其保墑作用和地膜覆蓋相當。在有效積溫能滿足玉米成熟的條件下，施用保水劑能使玉米成熟期較露地不施保水劑提前5～7 d。

（2）在清水縣海拔1 616 mm及以下區(qū)域，施用保水劑能夠獲得和地膜覆蓋基本相當?shù)漠a(chǎn)量。扣除多投入成本還可增加經(jīng)濟效益1 030.91～1 822.73元/hm2，完全可以替代地膜。

（3）在海拔1 770 m及以上區(qū)域可探索保水劑+半膜覆蓋的形式種植，以減少地膜的使用量，穩(wěn)定玉米產(chǎn)量。

（4）施用保水劑能使玉米植株生長期延長，乳熟期株高增加、莖稈粗壯，生物產(chǎn)量增加，在不追求籽粒成熟度的飼用玉米種植中保水劑可以替代地膜。