土壤保水剂对提高玉米产量的作用

金哲石

（承德市土壤肥料工作站，河北承德 067000）

0 引言

玉米是我国种植广泛的谷类作物，在我国食品安全与国民经济发展中占据着重要地位，因此，提高玉米总产量对保障国家粮食储备具有重要意义。为了配合我国大力提倡的节水农业措施，积极使用化学保水材料成为农业种植中的热门选择。保水剂是近年来备受关注的一种化学抗旱性节水增产技术，在农业生产中的应用势头越来越高。作为一种有强吸水能力的高分子聚合物，保水剂既能反复吸水、释水，还能以此疏松土壤，减小土壤中水分的蒸发速度，起到抗旱保水、水土保持等功用，为农作物提供适宜的水分环境，促进作物生长[1]。文章就土壤保水剂对提高玉米产量的作用进行分析，为玉米种植中的抗旱增产技术提供一定理论借鉴。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2021年5～10月在承德市平泉市黄土梁子镇龙王庙村进行，该试验地土壤肥力中等。各参数：0～40 cm耕层土壤的pH值是7.21，有机质含量为12.5 g/kg，速效磷含量为11.6 mg/kg，全氮含量为1.13 mg/kg，速效钾含量为128.1 mg/kg。

1.2 试验设计

供试玉米品种为裕丰310，为高产、稳产、半紧凑型中晚熟玉米杂交种。供试保水剂为多功能保水剂，有机无机杂化保水剂，吸水倍率是500～600，0.18～2.0 mm粒径≥95%，pH值是6.0～8.0，由某生态环境科技有限公司提供。试验采取单因素随机区组设计。并分成两个处理组：不使用保水剂的对照组和使用保水剂的处理组，各处理3次重复。各处理小区面积为120 m2（12m×10m）。

试验布设之前，将前一年收获的玉米秸秆利用秸秆还田机切碎成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，同时施用300 kg/hm2的尿素，辅助秸秆腐熟。玉米秸秆养分质量包括：有机碳705.8 g/kg，全氮12.0 g/kg，全磷2.6 g/kg，全钾12.7 g/kg。

保水剂施用方法：在玉米苗期（三叶期）时，取保水剂和小区内的细土按照质量比1：10混合均匀，结合小区植株密度对保水剂不同穴施量进行计算，在玉米种植行的两株玉米之间（株距为15 cm）、在距离玉米植株10 cm范围内使用收铲挖穴，穴长10 cm、穴宽5 cm、穴深10 cm，将保水剂施入穴中。另外，在玉米播种期，结合试验设计保水剂与基肥（磷酸二铵）的用量，计算得到试验小区用量，取不同用量的保水剂和磷酸二铵（N质量分数≥18%，P2O5质量分数≥46%）进行混合，用气吸式播种机施入15 cm的深土层里。

1.3 指标测定

1.3.1 玉米生长

于玉米主要生育期，各处理随机选择有代表性的玉米植株5株，对玉米植株的株高、茎粗与地上部生物量进行测定。其中株高的测定：使用卷尺测量从玉米茎的基部到顶端（心叶）的高度（单位为cm）。茎粗的测定：使用游标卡尺对玉米植株的茎基部直径进行测量（单位为mm）。

1.3.2 玉米产量构成因子

玉米成熟后按照各小区单独收获，自然风干后脱粒，计算产量。选择代表该区长势的玉米20株，对果穗直径、果穗长度、穗粒数、单株穗粒重以及百粒重等指标进行测定。

1.3.3 土壤储水量

分别在玉米的播种、拔节、抽雄、吐丝、灌浆以及收获期时，使用土钻（直径0.08 m）干燥法对0～40 cm层土壤质量的含水率进行测定（每20 cm取一个土样）。土壤储水量的计算公式为：W（mm）=10aγh。

其中，W为土壤储水量；

a为土壤质量含水率（%）；

h为土层深度（cm）[2]。

1.4 数据分析

使用SPSS25.0统计学软件进行数据分析，将测得的指标数据表达为均数±标准差形式的计量数据，使用t方法检验，P＜0.05表示检验组间的数据差异有统计学意义。

2 结果

2.1 施用保水剂对玉米不同生育期的株高、茎粗的影响

施用保水剂与不施用保水剂相比有利于促进玉米的生长发育（表1）。对照组与处理组在玉米生育期的株高与茎粗皆呈先增高、后降低的变化趋势。玉米茎粗在抽雄期时达到最大，保水剂处理组在玉米生育期的株高和茎粗皆显著高于对照组（P＜0.05）。

表1 施用保水剂对玉米不同生育期的株高、茎粗影响（）

2.2 玉米产量构成因子

施用保水剂能显著提高玉米产量及相关构成因子指标，处理组果穗长度、果穗直径、穗重、穗粒重、穗行数、行粒数、百粒重及产量较对照组分别增长17.3%、7.3%、17.5%、20.4%、13.2%、32.6%、62.2%（表2）。

表2 土壤保水剂对玉米产量及构成因子的影响（）

2.3 土壤储水量

施用保水剂对玉米不同生育期的土壤储水量皆有积极影响。在整个玉米生育期，土壤储水量均为由高到低、再增高的态势，至收获期，土壤储水量达到最高；与对照组相比，施用保水剂可明显提高各生育期时土壤储水量，尤其是在灌浆期与收获期时，处理组土层土壤含水量明显高于对照组（P＜0.05）。其中，表层土层（0～20 cm）的土壤含水量易受外界环境影响，因此水分蒸发量较大，增幅较低（表3）。

表3 施用保水剂与玉米不同生育期的储水量影响（，mm）

3 结论

进行保水剂反复的吸水膨胀和释水收缩这一过程，可确切地改善土壤的容重与孔隙度[3]，适量的保水剂有利于改善土壤的物理性状，提高玉米作物不同生育期的土壤蓄水能力与持水能力，较长时间的抵御干旱。本文试验结果对施用与不施用保水剂促进玉米的生长发育进行了研究，结果表明对照组与处理组在玉米生育期的株高与茎粗皆呈现出先增高、后降低的变化趋势；玉米茎粗在抽雄期时达到最大，保水剂处理组在玉米生育期的株高和茎粗都显著高于对照组。

本试验是基于秸秆还田的基础施用保水剂，分析可能由于保水剂的施用更有利于改善土壤的肥力状况[4]，并在一定程度上缓解有机质矿化的分解和对土壤氮素的消耗，促使土壤进一步提高了保肥、供肥能力，因此促进秸秆向土壤有机质的转化[5]。在土壤养分转化供应后，有效保留并蓄积了土壤中的有效成分，加之保水剂对土壤水分、养分吸持能力的增强，保水剂层土层养分含量显著提高，缓解了土壤缺水状况，为玉米作物的正常生长发育提供保障，从而提高玉米株高与茎粗[6]，为提高玉米总产量提供良好基础。

施用土壤保水剂可以通过改善玉米生长土壤的水土环境，促进玉米根系活力与养分吸收速率的提高，继而促进玉米植株生长，达到增产的目的。分析原因可能在于：施用保水剂可满足玉米大量的耗水需求，虽然受到热环境及蒸发强度的影响，但在全生育期较之于不施用保水剂处理，有利于留住水分，避免水分亏缺而影响玉米植株的正常发育，通过有效、综合改善土壤水土环境，促进玉米作物产量的提高[7]。综上认为，施用土壤保水剂有利于提高耕作层土壤储水量，促进玉米的生长发育，提高玉米产量。