保水剂代替地膜在玉米上的试验研究

李赟博

（甘肃省靖远县乌兰镇农业服务中心，甘肃靖远730699）

近年来，随着农民对地膜增温保墒和增产增效等认识的提升，加上高效农田节水和旱作农业项目的实施以及垄膜沟灌技术的推广应用，靖远县地膜覆盖面积每年达2.67 万～2.87 万hm2，主要用于大田玉米、马铃薯、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，造成农田环境和土壤污染逐年加重，解决“白色污染”成为靖远县农业生产中面临的一项新课题。靖远县农业技术推广中心引进甘肃海瑞达生态环境科技有限公司生产的保水剂，进行了玉米作物施用保水剂代替地膜试验，为保护净化农田生态环境、实现农业可持续发展寻求有效途径。

1 材料与方法

1.1 试验地基本情况

试验设在靖远县大芦乡庄口村马爱荣的承包田中。试验地属靖会灌区水浇地，当地海拔1450 m，年均气温8.5℃，1—10月降水量为175 mm，无霜期157 d。≥10℃有效积温平均3224℃，光热资源丰富。土壤为绵白土，土层深厚，土壤类型为耕灌淡灰钙土，土壤pH 值8.31。地块平整，肥力中等均匀一致。宽窄行种植，带幅110 cm，株距28 cm，密度为64935 株/hm2，月平均气温12.7℃，土壤墒情10 cm处为15.6%，保证了玉米的正常发芽，出苗率为100%。该地前茬作物为小麦，试验田周围作物为玉米。

1.2 供试材料

保水剂由甘肃海瑞达生态环境科技有限公司提供；供试作物为玉米，品种为M751，由中国种子集团有限责任公司生产。

1.3 试验方法

试验采用大区简单对比设计，随机区组排列，不设重复。小区面积为36 m×6 m=216 m2，设5 个处理，处理1：不覆膜+当地常规施肥（CK）；处理2：不覆膜+保水剂+当地常规施肥70%；处理3：不覆膜+保水剂+当地常规施肥80%；处理4：不覆膜+保水剂+ 当地常规施肥；处理5：覆膜+ 当地常规施肥。4月15日整地施肥及保水剂，底肥施农家肥15000 kg/hm2、硫酸钾复合肥250.5 kg/hm2、硫酸镁钾250.5 kg/hm2、磷酸一铵250.5 kg/hm2、磷酸二铵312 kg/hm2，使用保水剂45 kg/hm2，使用地膜90 kg/hm2。4月20日播种，5月10—20日查苗定苗，生育期中耕除草2 次，病虫害防治2 次，灌水4次，平均灌水1500 m3/hm2。10月25日收获，各处理小区单打单收，计算产量。各供试材料价格及施用量如表1 所示，各处理小区供试材料用量及成本如表2 所示。

表1 各供试材料价格及施用量

表2 各处理小区供试材料用量及成本

2 结果与分析

2.1 当年降雨情况

从2019年的降雨情况来看，表现出两大特点：一是作物生长期，即4—10月份降雨量为317 mm，年均降雨量为240 mm，2019年降雨量高出年均降雨量67 mm；二是降雨集中时期主要分布在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，其降雨量较往年同期分别偏多104%、208%、40%，而8—10月降雨量较往年同期分别减少24%、13%、12%，雨水前移，对靖远县农作物特别是玉米生长非常有利，原因是靖远县属高扬程灌区，在5—7月份正是灌水高峰期，夏田秋作都需要水，因此往往表现出供不应求的局面，而5—7月份的降雨正好解决了这个矛盾。尽管后期8—10月份雨水偏少，但灌溉有保障，不影响玉米正常生长（见表3）。

表3 玉米生长期间降雨统计

2.2 土壤容重及含水量

播种前和收获后对试验田块分别取3 个样点的土样进行土壤容重和含水量测定，取平均值分析。测定结果显示：收获后土壤自然水分含量为21.2 g/kg，较播种前增加10.1 g/kg；容重为1.55 g/cm3，较播种前增加0.12 g/cm3（见表4）。

表4 试验前后土壤容量及含水量测定

2.3 玉米农艺性状

收获前试验地每个小区在中间位置取具有代表性的植株10 株，测定株高、穗位、穗长，取平均数；选取具有代表性的20 个果穗作为标准样本进行室内考种，测定穗行数、穗粒数、千粒重，取平均数进行分析。从表5、表6 可以看出，施肥量和施用保水剂对玉米各个生育期的影响甚微，但覆膜对作物农艺性状影响较大，处理5 较其他小区玉米各个生育期均提前7～13 d，其株高较其他小区高2～4 cm，收获期差距缩小。从千粒重方面来看，使用保水剂的小区其千粒重均高于处理1 和处理5。由此可见，保水剂对于节水保墒、提产增效明显。

表5 玉米田间生育期记载

表6 不同处理小区室内考种情况

2.4 产量统计与效益分析

收获前，各处理小区单打单收，称重计算产量（见表7）。测产结果表明：各个处理折合产量均高于处理1，处理4、处理3、处理2 增产幅度明显，较处理1分别高出3084 kg/hm2、2857.5 kg/hm2、2028 kg/hm2，较处理5 分别高出2250 kg/hm2、2023.5 kg/hm2、1446 kg/hm2，而处理4、处理3 两者产量差别较小，只有226.5 kg/hm2。由此可见，施用保水剂具有和地膜功能同样的节水保墒作用，且较覆盖地膜增产效果明显。

表7 产量统计与效益分析

从效益方面来看，扣除各个处理较处理1 多增加的成本，处理4、处理3、处理2 增收明显，分别较处理1 增加纯收益4445.88 元/hm2、4714.65 元/hm2、4002.6 元/hm2，处理5 增收幅度较小，较处理1 增加纯收益788.88 元/hm2，由于处理4 较处理3 增加成本较高，尽管处理4 产量最高，但增纯收益低于处理3。由此可见，施用保水剂较露地和地膜覆盖不仅增收效益显著，而且施用保水剂还可以达到节本增效的目的。

3 结论

玉米施用保水剂在各个生长时期与露地基本一致，较地膜种植生育期均延迟7～13 d。在高扬程灌区表现出保墒节水、改良土壤、提高肥效的作用，增产增效明显。与地膜覆盖相比，具有节省劳力、减少白色污染、节本增效的优势，表现出具有替代地膜功效的作用。由于2019年降雨量较往年明显偏多，降雨集中时期较常年前移3 个月，对试验结论具有一定的偏差，建议继续加大试验力度，扩大试验范围，综合评估保水剂在不同区域、不同作物上的增产效能，为施用保水剂替代地膜、减少土壤污染、实现绿色无公害生产提供技术支撑。