土壤保水劑對提高玉米產量的作用

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濟發展中占據著重要地位，因此，提高玉米總產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水農業措施，積極使用化學保水材料成為農業種植中的熱門選擇。保水劑是近年來備受關注的一種化學抗旱性節水增產技術，在農業生產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速度，起到抗旱保水、水土保持等功用，為農作物提供適宜的水分環境，促進作物生長[1]。文章就土壤保水劑對提高玉米產量的作用進行分析，為玉米種植中的抗旱增產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龍王廟村進行，該試驗地土壤肥力中等。各參數：0～40 cm耕層土壤的pH值是7.21，有機質含量為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、穩產、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，由某生態環境科技有限公司提供。試驗采取單因素隨機區組設計。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。玉米秸稈養分質量包括：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，取保水劑和小區內的細土按照質量比1：10混合均勻，結合小區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，計算得到試驗小區用量，取不同用量的保水劑和磷酸二銨（N質量分數≥18%，P2O5質量分數≥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 玉米產量構成因子

玉米成熟后按照各小區單獨收獲，自然風干后脫粒，計算產量。選擇代表該區長勢的玉米20株，對果穗直徑、果穗長度、穗粒數、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、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為土壤質量含水率（%）；

h為土層深度（cm）[2]。

1.4 數據分析

使用SPSS25.0統計學軟件進行數據分析，將測得的指標數據表達為均數±標準差形式的計量數據，使用t方法檢驗，P＜0.05表示檢驗組間的數據差異有統計學意義。

2 結果

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 玉米產量構成因子

施用保水劑能顯著提高玉米產量及相關構成因子指標，處理組果穗長度、果穗直徑、穗重、穗粒重、穗行數、行粒數、百粒重及產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量及構成因子的影響（）

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境影響，因此水分蒸發量較大，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。本文試驗結果對施用與不施用保水劑促進玉米的生長發育進行了研究，結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的轉化[5]。在土壤養分轉化供應后，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、養分吸持能力的增強，保水劑層土層養分含量顯著提高，緩解了土壤缺水狀況，為玉米作物的正常生長發育提供保障，從而提高玉米株高與莖粗[6]，為提高玉米總產量提供良好基礎。

施用土壤保水劑可以通過改善玉米生長土壤的水土環境，促進玉米根系活力與養分吸收速率的提高，繼而促進玉米植株生長，達到增產的目的。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，雖然受到熱環境及蒸發強度的影響，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育，通過有效、綜合改善土壤水土環境，促進玉米作物產量的提高[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，促進玉米的生長發育，提高玉米產量。