玉米栽培中采用土壤保水剂对促进其产量提高的作用分析

时间：2024-07-28

王俊霞

（东明县城关街道办事处，山东东明 274500）

0 引言

玉米是山东主要粮食栽培作物，种植面积大且单产增长速度快，促进玉米产量的提高对保障山东粮食安全具有重要意义。近些年来，受到干旱缺水情况的制约，全世界农林业的可持续发展都受到很大影响。迫于缺水形势愈来愈严峻，作物需水与耗水规律受到重视，相应的诸多研究随之开展。此外，农田的节水技术、保水措施等也受到广泛关注，旨在通过多管齐下的方法达到节水、高产的综合目标[1-2]。

土壤保水剂是一种使用强吸水性树脂制作而成的，具有超高吸水保水功能的高分子聚合物，可以速度极快地吸收相较于自身重数百倍、甚至上千倍的去离子水。这种吸水功能具有反复性，吸水后，土壤保水剂会通过膨胀成为水凝胶，并以较慢的速度释放开来，以供植物利用，以此达到强化土壤保水性、保证土壤养分、提高作物水肥利用率、促进产量提高等作用[3]。诸多试验研究表明，土壤保水剂的使用有利于促进作物出苗，增强其抗旱性，提高成活率，使作物的生长发育得到保障，从而提高作物产量[4-5]。本研究对土壤保水剂在玉米栽培中的应用进行研究，并进一步探讨不同保水剂用量对提高作物产量的作用。

1 材料和方法

1.1 试验材料

试验玉米品种为郑单958。试验设置在山东省某乡镇玉米种植地。玉米栽培时间为6～9月份，降水主要集中在7月下旬至8月中旬，玉米栽培前期与生长后期缺水突出问题。试验地土壤性质为壤土，种植土层为0～40 cm，含有碱解氮80.82 mg/kg、速效磷35.38 mg/kg、速效钾119.25 mg/kg、有机质14.21 g/kg。

供试保水剂是沃特多功能保水剂，由胜利油田东营华业新材料有限公司生产，是一种有机无机杂化保水剂，有着500～600的吸水倍率，粒径超过0.18～2.00 mm的在95%以上，pH值6.0～8.0。

1.2 试验设计

本试验设置4个处理：设计施用土壤保水剂的水平分别是30 kg/hm2（处理1组）、60 kg/hm2（处理2组）、90 kg/hm2（处理3组）和不施用土壤保水剂的对照组，采取随机区组设计方法，各组重复3次。各小区面积设计为4 m×5 m=20 m2，株行距30 cm×50 cm，种植密度设计6.5万株/hm2。基肥施用559 kg/hm2的磷酸二铵，于大喇叭口期时追施450 kg/hm2的尿素，其他管理同大田。

保水剂具体施用方法：处于玉米苗期，即3叶期时，结合试验设计保水剂的使用量，计算出各试验小区相应用量，把保水剂同小区内的细土按照1∶10的质量比进行均匀混合，再参考小区玉米栽培密度，计算得到保水剂的不同穴施量。在玉米种植行两株玉米的中间、相距玉米植株10 cm范围内，使用手铲挖长10 cm、宽5 cm、深10 cm的穴，再按照各处理组规定的施入不同用量。

试验地将前茬作物秸秆还田，切碎成3～5 cm的小段，翻压还田，还田深度为20 cm。还田量为9 000 kg/hm2，配施尿素量为300 kg/hm2，用以促进秸秆的腐解。供试玉米品种为郑单958，使用气吸式播种机进行精量播种，一体化完成播种、铺设滴灌带与覆土。滴灌带铺设在窄行间，干土播种，于播种之后滴灌。

1.3 测定指标

1）生长指标：于玉米主要生育期，在各个处理组随机选择出典型的5株植株，分别对其株高、茎粗、地上部生物量进行测定。株高测定：使用卷尺测量即可，测量范围自玉米茎的基部到顶端（心叶）这一高度，单位为cm。茎粗测定：使用游标卡尺进行测量，测量范围是玉米植株茎基部的直径数据，单位为mm。地上部生物量：选择那些长势基本一致的植株进行杀青干燥，对其地上部生物量进行测定，单位是g/株。

2）产量：在玉米收获期，于各个处理组分别选择3个点，在各点收获3 m双行果穗，进行脱粒、干燥处理，并称量，籽粒的产量以14%含水量计算。

1.4 数据分析

测定数值使用Excel整理后，以SPSS25.0软件做出分析。P＜0.05代表数据之间的差异显著。

2 结果分析

2.1 采用土壤保水剂对玉米生长的影响

采用土壤保水剂对玉米生长发育的影响数据（表1）。处理2组、处理3组中玉米生育期株高和茎粗，皆较对照组有显著差异（P＜0.05），玉米茎粗在抽雄期达到最大，处理1组、2组、3组抽雄期时茎粗分别较对照组提高了9.23%、15.73%、15.19%。尤其处理2组、处理3组的玉米生长发育更为显著。

表1 采用土壤保水剂对玉米不同生育期时株高、茎粗的影响（）

注：同列数据后不同小写字母之间表示数据差异显著，P＜0.05。下同。

2.2 采用土壤保水剂对地上部生物量的影响

土壤保水剂对玉米地上部生物量的数据影响（表2）。分析可见在不同处理下，玉米主要生育期地上部生物量呈现出不断上升的变化趋势，并于收获期时到达最大，且处理2组整个生育期玉米地上部生物量皆显著高于对照组（P＜0.05）。

表2 采用土壤保水剂对地上部生物量的影响（）

2.3 采用土壤保水剂对玉米产量的影响

采用土壤保水剂对于促进玉米栽培产量提高的影响（表3）。各处理组玉米产量从高到低依次是处理2组、处理3组、处理1组、对照组，采用土壤保水剂的各处理组玉米产量显著高于对照组（P＜0.05），处理1组、处理2组、处理3组较对照组分别提高24.96%、36.16%、30.30%，且处理2组玉米籽粒产量更高于处理1组和处理3组（P＜0.05）。

表3 采用土壤保水剂对玉米产量的影响（，kg/hm2）

3 试验结论

3.1 土壤保水剂可以促进玉米生长发育

据研究报道，土壤保水剂在进行反复吸水膨胀和释水收缩的过程中，对土壤容重与孔隙度具有明显改善作用[6]。这样有利于提高作物在不同生育期的土壤蓄水能力与持水能力，因此可以有效抵御干旱，在很大程度上缓解土壤的缺水情况，确保作物在此条件下得以正常生长发育。

本次研究发现，采用秸秆还田技术，采用土壤保水剂相较于对照组，玉米生长更为良好，尤其是采用保水剂用量在60～90 kg/hm2时，可以使玉米获得最佳的生长发育效果。阿斗我其原因，可能是适量土壤保水剂的施用辅助秸秆还田改善了土壤的孔隙结构，同时又进一步强化了土壤保水剂的保水和保肥效果，为作物生长发育提供了根本保障。在土壤保水剂使用量较低时，这种促进玉米生长发育的效果并不显著[7]。

3.2 土壤保水剂可以提高玉米产量

从本质上而言，农作物秸秆是极其重要的肥料资源。近些年，秸秆还田技术也使土壤中有机质显著增加，减少田间水分的蒸发，使田间耗水量减小，相应的土壤提高了其保水性能，提高了水分利用效率，作物产量也得到提高[8]。

本次研究表明，采用土壤保水剂的各处理玉米产量，均显著高于对照组，尤其是处理2组玉米籽粒产量更高于处理1组和处理3组，且采用60 kg/hm2的保水剂效果最好。分析其原因，是由保水剂强大的稀释水与保肥功能，改善了土壤水肥环境，以此使玉米产量得到提高。需注意的是，过量采用土壤保水剂可能影响作物产量。因为采用了过多的土壤保水剂之后，其易于和作物争夺一部分的水分，加重作物受到的干旱胁迫，损伤其膜透性，继而影响到产量[9]。