“耕农抗旱宝”在青海省农业生产中的应用效果研究----以湟水河乐都为例

邢永军，王霞玲，郭凯先

(1.青海省水利技术评审中心，西宁 810001；2.青海省水利水电科学研究院有限公司，西宁 810001；3.青海省流域水循环与生态重点实验室，西宁 810001；4.青海省水资源高效利用工程技术研究中心，西宁 810001)

保水剂是利用强吸水性树脂制成的一种超高吸水保水能力的高分子聚合物，它能迅速吸收和保持比自身质量几百倍甚至上千倍的水分，而且具有反复吸水功能，吸水后膨胀为水凝胶，可缓慢释放水分供作物吸收利用。其溶于水后溶液呈弱碱性或弱酸性，无毒、无刺激性，使用安全，广泛应用于农林生产[1]。保水剂、液态地膜能够提高苗木的成活率、缩短缓苗期、增加苗木生物量、提高土壤含水量[2]。越来越多的研究发现，保水剂用于农业生产，不但可以保水保肥，还能促进植物生长[3]。吉林省汇泉农业科技有限公司研制的保水剂----“耕农抗旱宝”具有投资小、易操作、功能多、回报高等特点，并且近年来在多个干旱地区被推广应用，取得了良好的效果，得到了农民朋友的信赖和认可，特别是在东北地区，而其在青海省农业生产中的应用研究未见报道。因此，本文在青海省湟水河乐都开展“耕农抗旱宝”对典型作物的影响研究，为其在该地区推广应用提供一定的理论依据及数据支撑。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验区选在青海省海东农业生态试验站，位于湟水河乐都，该地区海拔2 010 m，试验区地理位置为东经102°19′，北纬36°28′，年降水量350 mm以上，年平均气温6 ℃以上，年日照时数2 600～2 800 h。土质以壤土为主，适宜种植，作物种植一年一熟，属于灌溉农业区。0～100 cm土壤平均容重为1.47 g/cm3，田间持水量为36.76%，平均养分含量：铵态氮为15.34×10-6，速效磷为43.64 mg/kg，速效钾为189.85 mg/kg，有机质19.09(%)，pH值为7.86，电导率为632。

1.2 试验材料

小麦、油菜、马铃薯种子分别选用当地常规品种“青麦1号”“青杂7号”“垫壶洋芋”，保水剂选用吉林省汇泉农业科技有限公司研制的“耕农抗旱宝”。

1.3 试验设计

每种作物试验设置有对照组和试验组，其中对照组不施用“耕农抗旱宝”，试验组设置施用22.5、30kg/hm2两个水平，共3个处理，分别以CK、A1、A2表示，每个处理3个重复，共12个小区，试验采用区组随机设计，3种作物共27个试验小区。

小麦、油菜、马铃薯分别于2018年3月20日、3月20日、3月22日种植，2018年7月31日、7月25日、9月3日收获，生长期分别为132、126、150 d。小区面积为3 m×4 m=12 m2，小麦、油菜行距分别为18、20 cm，马铃薯行株距分别为60、50 cm，每个小区在种植前1周施有机肥，种植时施二胺0.5 kg，“耕农抗旱宝”伴底肥一起施入种植小区，最佳施用深度10～15 cm。灌水量取青海省地方标准灌水定额的50%，其他外界因素均一致。

1.4 测定项目及方法

(1)土壤容重-环刀法。马铃薯收获期，在小区合适的位置挖深度为40 cm的剖面，环刀取土带回实验室测定。

(2)土壤含水率。在每次灌水前1 d、灌水后第1 d、第2 d、第4 d、第6 d、第9 d、第13 d，分别测定10、20、30、40 cm土层的土壤含水率。具体做法：在每个试验小区定点安装土壤水分探管，采用英国进口的PR2进行读数并记录。

(3)作物形态指标。在作物苗期，从每个小区随机选取3～5株长势均匀的植株挂牌标记，并分别在其苗期、拔节期、孕穗期、抽穗期、开花期、灌浆期、成熟期(小麦)，苗期、蕾苔期、开花期、成熟期(油菜)，苗期、块茎形成期、块茎膨大期和淀粉积累期(马铃薯)测定其株高、径粗、株幅。株高利用0.1cm的卷尺测量从土壤表面到作物生长点的拉伸高度；径粗用0.01 mm的电子游标卡尺测量固定位置径粗；株幅利用米尺测量马铃薯地上部分所能形成的最大宽度。

(4)产量。待作物成熟后，首先收每个小区的标记株，测量其单株产量，然后每个小区单打单收、称重，最后换算成亩产量。

1.5 数据处理

采用Microsoft Office Excel 2013进行数据处理，DPS9.0进行相关数据方差分析，Origin9.0进行图表绘制。

2 结果与分析

2.1 “耕农抗旱宝”对土壤容重的影响

土壤容重与土壤孔隙结构有密切关系，“耕农抗旱宝”对土壤容重有一定的影响，施用“耕农抗旱宝”和未施用“耕农抗旱宝”在其收获期土壤容重结果见表1。由表1可知，小麦、油菜、马铃薯收获期的土壤容重均表现出试验组<对照组，差值分别为0.004、0.033、0.016 g/cm3，0～30 cm土层土壤容重分别降低0.30%、2.31%、1.01%。这表明，施用“耕农抗旱宝”可有效降低土壤容重，改善土壤孔隙结构。

表1 土壤容重结果表(收获期)

2.2 “耕农抗旱宝”对作物耕作层土壤水分的影响

土壤水分通过土壤含水率来表示。土壤含水率受当地降水、蒸发、作物生长及“耕农抗旱宝”的影响，观测其灌水后耕作层土壤含水率变化，不同“耕农抗旱宝”施用量状况下，土壤含水率变化不一致。

由图1可知，对于乐都小麦、油菜和马铃薯而言，“耕农抗旱宝”的施用对土壤水分有一定程度的影响。20和30 cm土层，随着灌水后时间的延长，土壤含水率呈下降趋势。小麦3个处理20 cm土层降幅分别为5.41%、7.54%、5.28%，30 cm土层降幅分别为6.31%、7.07%、5.23%，降幅表现均为A1>CK>A2；油菜3个处理20 cm降幅分别为5.06%、4.87%、4.16%，降幅表现为CK>A1>A2，30 cm降幅分别为5.43%、5.94%、5.38%，降幅表现为A1>CK>A2；马铃薯3个处理20 cm降幅分别为0.32%、1.58%、3.03%，降幅表现为CK>A2>A1，30 cm降幅分别为5.03%、5.63%、5.34%，降幅表现为A2>CK>A1。由此可见，“耕农抗旱宝”对土壤水分有一定的保持作用，有助于土壤保水、储水，同时受施用量、作物种类等的影响。

图1 土壤含水率变化

2.3 “耕农抗旱宝”对农作物生长形态特征的影响

株高、径粗、株幅等是反映小麦、油菜、马铃薯地上生物量生长状况的重要指标，一定程度上反映作物健康状况、影响作物产量。如图2所示，随着作物生育期的推进，各处理的株高、径粗、株幅都呈上升趋势。小麦在苗期，各处理间株高无显著差异，这可能是由于测量期靠前，“耕农抗旱宝”还未起作用，拔节期、抽穗期、灌浆期和成熟期株高表现为A1>A2>CK；油菜株高从苗期到开花期均表现为A1>A2>CK，但随着生育期的推进，处理间差异由小逐渐变大，到成熟期，株高表现为A2>A1>CK；马铃薯株高苗期表现为CK>A1>A2，块茎形成期株高表现为A1>CK>A2，从块茎膨大期开始到淀粉积累期表现为A1>CK>A2，这说明“耕农抗旱宝”的施用对作物株高的生长有一定的促进作用，施用量过大，也不利于株高的生长，但处理间差异不显著。油菜和马铃薯径粗在整个生育期均表现为对照组>试验组，这说明“耕农抗旱宝”的施用对油菜和马铃薯径粗的生长有一定的抑制作用，处理间差异不显著，这可能是与“耕农抗旱宝”会先从土壤中吸收一部分水分，然后再释水有关，同时，试验地属于灌溉区，灌水较晚也有可能造成径粗较小，其三，“耕农抗旱宝”会使根系附近通气不良抑制径粗生长。马铃薯株幅在块茎形成期表现为CK>A2>A1，块茎膨大期表现为A2>A1>CK，淀粉积累期表现为A1>A2>CK，这说明“耕农抗旱宝”的施用有利于马铃薯株幅的生长，但施用量过大，也不利于马铃薯最终株幅的生长，这同样可能是由于根系附近土壤通气不良导致的。

2.4 “耕农抗旱宝”对农作物产量构成因素及产量的影响

在乐都大田试验下，“耕农抗旱宝”不同处理对不同作物产量构成因素及产量有不同影响。如表2，小麦穗长、穗脖长、穗粒数和穗粒重均表现为A2>A1>CK，与对照组相比，A2、A1穗长分别高出10.8%、0.4%，穗脖长分别高出20.8%、11.4%，穗粒数分别高出18.0%、11.5%，穗粒重分别高出10.2%、6.1%；千粒重表现为A1>A2>CK，与对照组相比，A1、A2分别高出2.4%、1.5%；产量表现为A2>A1>CK，A2处理产量为7 761 kg/hm2，较对照组增产20.6%，A1处理产量为7 650 kg/hm2，较对照组增产18.9%。由此可见，“耕农抗旱宝”的施用有利于小麦产量构成因素及产量的生长及积累。

如表3，油菜第一次有效分支部位高度表现出A1>A2>CK，值分别为25.12、20.39、17.15 cm；主花序有效长度表现为A2>A1>CK，值分别为84.38、79.17、67.79 cm；主花序有效角果数表现为A2>A1>CK，值分别为66、56、49个；全株有效角果数A1>A2>CK，值分别为621、574、401个；角果长度表现为A2>CK>A1，值分别为9.21、8.55、8.20 cm；角果粒数也表现为A2>CK>A1，值分别为39、37、28个；产量表现为A2>CK>A1，A2处理产量为3 763.88 kg/hm2，较对照组增产11.4%，A1处理产量为3 691.65 kg/hm2，较对照组增产9.3%。A1处理角果数多，但其角果长度短、粒数少，从而影响整体产量。由此可见，“耕农抗旱宝”的施用有利于油菜产量构成因素及产量的生长及积累。

图2 “耕农抗旱宝”对作物生长形态的影响

如表4，马铃薯株结数各处理均相同，单株重量表现为A1>A2>CK，与对照组相比，A2、A1的单株产量分别高出39.2%、1.6%；产量表现为A1>CK>A2，A1处理产量为52 859.78 kg/hm2，较对照组增产9.3%，A2处理产量为45 537.08 kg/hm2，较对照组减产6.2%。由此可见，施用适量的“耕农抗旱宝”有助于乐都马铃薯产量的增产，施用太多，反而会引起减产。

表4 “耕农抗旱宝”对乐都马铃薯产量构成要素的影响

3 讨 论

施用保水剂有效提高田间土壤含水量和徐麦33的分蘖数、单株叶面积、穗数、穗粒数和产量，75 kg/hm2对徐麦33的生长发育和增产促进效果最佳[4]。凹凸棒石保水剂施用量为2.25 kg/hm2时，对旱地小麦(济麦22)的产量和品质效果最好,产量增加10.9%，出粉率提高4.8%，粗蛋白10.6%，软化度、沉降值、湿面筋值各提高7.3%、9.7%、13.9%[5]。沟施保水剂时，在土壤垂直剖面20～40 cm处形成阻水层，且该层含水率较高，但对深层土壤含水率影响不大；在灌水量适宜时保水剂沟施对玉米叶面积、根密度、产量等均有正效应，但灌水量较小时施用保水剂效果不显著甚至会造成减产[6]。沟施保水剂60 kg/hm2用量的增产增收效果最佳[7]。在宁夏中部半干旱偏旱区马铃薯种植中使用，穴施保水剂90 kg/hm2的增产效果最佳(44.1%)，穴施保水剂60kg/hm2的商品薯率最高(20.9%)[8]。在辣椒种植中施用保水剂对辣椒生长及水分利用效率有明显促进作用，辣椒叶面积、叶数、株高、生物量和水分利用效率均优于未施保水剂处理[9]。本文在前人研究的基础上，开展新型保水剂在青海省农业生产中的应用效果进行研究，是对前人研究的有效补充。

4 结 语

综合上述试验结果和分析，得出如下结论。

(1)“耕农抗旱宝”的施用可降低土壤容重，改善土壤孔隙结构。这一研究结果与侯贤清[10]等人的研究结果一致。

(2)对于土壤水分而言，随着灌水时间的延长，作物根系层土壤含水率不同程度下降。在“耕农抗旱宝”施用层，同层土壤含水率降幅表现为对照组>试验组，由此可见“耕农抗旱宝”有保水作用，这是由其具有吸水、保水、释水特性引起的，该研究结果与张朝伟、王慧娟等人的研究结果相一致[11-13]。

(3)对于株高、径粗、株幅而言，随着作物生育期的推进，作物株高、径粗、株幅呈不同程度增长。到作物成熟期，小麦株高在“耕农抗旱宝”施用量为22.5 kg/hm2时最高，30 kg/hm2次之；油菜株高在“耕农抗旱宝”施用量为30 kg/hm2时最高，22.5 kg/hm2次之；马铃薯株高在“耕农抗旱宝”施用量为22.5 kg/hm2时最高，不施用“耕农抗旱宝”次之。油菜和马铃薯径粗在不施用“耕农抗旱宝”时最粗，22.5 kg/hm2次之。马铃薯株幅在块茎膨大期当“耕农抗旱宝”施用量为30 kg/hm2最高，22.5 kg/hm2次之。

(4)因素水平对产量的影响表明：小麦产量在“耕农抗旱宝施用量”为30 kg/hm2最高，为7 761.08 kg/hm2，较对照组增产20.6%，在“耕农抗旱宝施用量”为22.5 kg/hm2次之，为7 650 kg/hm2，较对照组增产18.9%。油菜产量在“耕农抗旱宝施用量”为30 kg/hm2最高，为3 763.88 kg/hm2，较对照组增产11.4%；在“耕农抗旱宝施用量”为22.5 kg/hm2次之，为3 691.65 kg/hm2，较对照组增产9.3%。马铃薯产量在“耕农抗旱宝施用量”为30 kg/hm2最高，为52 859.78 kg/hm2，较对照组增产9.3%。