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第六章 滴灌下施用保水剂对土壤水肥及玉米收益的影响（第2页）

为玉米关键生育期不同处理0~100cm层土壤层土壤贮水量W的变化。随着玉米生育期推进、降水量和灌水量增加、玉米不同生育期耗水强度不同，各处理下的土壤贮水量呈升高-降低-升高的变化趋势。在玉米苗期，植株较小，地面裸露面积大，各处理间无差异。在玉米拔节期，施用保水剂不同量时，土壤贮水量均显著高于对照的，其中处理B6、B8处理分别较CK显著提高18。4%、21。5%。

在生育中期（抽雄-吐丝期），随保水剂施用量增大，土壤水分含量升高，其保墒效果逐渐增强，其中在抽雄期，B6、B8处理分别较CK显著提高20。1%、22。4%；在玉米吐丝期，气温较高，土壤水分蒸发强烈，耗水增加，各处理土壤水分含量降至最低，而保水剂不同施用量下土壤贮水量相对于对照处理的，均有不同程度增加，处理B2、B4、B6、B8处理分别较CK显著提高6。1%、16。2%、19。9%、27。3%。

玉米生育后期（灌浆-收获期），不同处理0~100cm土层土壤水分有所恢复。施用保水剂各处理与对照相比，土壤保水效果明显提高，其中B8处理最佳，较CK处理显著提高17。7%。可见，施用保水剂120kghm2处理在玉米整个生长期土壤贮水量较高，保水效果最佳，其次为施用保水剂90kghm2处理，可有利于促进玉米的生长发育和籽粒产量的形成。

二、玉米收获期土壤养分

为玉米收获期各处理土壤有机质和速效氮磷钾含量变化。施用保水剂能有效增加土壤有机质和速效氮磷钾的质量比含量，提高土壤的保肥供肥效果。保水剂不同用量在0~40cm层土壤中有机质含量均较对照处理增加12。1%~42。2%，其中B4和B6处理增幅最高，均较CK处理显著提高42。2%。0~40cm层土壤碱解氮含量以B4和B6处理最高，分别较CK处理显著增加26。0%和18。6%。不同处理下土壤速效磷含量高低次序表现为B4、B6、B8、B2、CK，而各处理下土壤速效钾含量高低次序表现为B4、B6、B2、CK、B8，以处理B4和B6最为显著。可见，施用保水剂60~90kghm2能明显改善土壤中的养分状况，对土壤和作物可起到保肥和供肥作用。

第三节保水剂不同施用量对玉米生长和水分利用效率的影响

一、玉米生长

施用保水剂能改善玉米不同生育期的土壤水肥状况，从而促进玉米的生长发育。图6-2为保水剂施用量对玉米生育期植株株高和茎粗的影响。由图可知，在玉米关键生育期各处理植株株高变化呈逐渐升高，而其茎粗表现为先升高后下降的变化趋势。在玉米整个生育期，株高以灌浆期和收获期最高，B4和B6处理表现最佳，分别较CK显著增高16。0%、16。2%和11。9%、9。3%；而玉米茎粗于抽雄期B4和B6处理分别较CK提高21。2%和17。5%，吐丝期分别提高9。5%和9。0%。

在玉米主要生育期，不同处理下玉米地上部生物量呈逐渐上升的变化趋势，收获期达到最大。在整个生育期，B4处理的玉米地上部生物量均显著高于CK。拔节期，处理B4、B6和B8的玉米地上部生物量分别较CK的显著提高70。8%，54。2%，43。8%；抽雄期，B4处理的玉米地上部生物量显著高于处理CK76。8%；玉米吐丝期，处理B4和B6的分别较CK的显著提高41。3%、40。3%；灌浆期，B4和B6处理的地上部生物量分别较CK的显著提高71。5%、65。3%；收获期，B4、B6和B8处理分别较CK显著提高51。4%、48。2%、45。7%。

二、玉米产量性状

不同保水剂施用量下玉米产量性状。由表可知，施用沃特保水剂不同量均可显著改善玉米的产量性状，从而提高其产量。保水剂不同施用量下玉米产量性状（穗长、穗粗、穗粒数和百粒质量）差异有所不同。施用保水剂不同量处理下，玉米穗长较对照处理下增加0。2~1。2cm，较对照提高1。3%~7。8%；穗粗增加1。3~3。2cm，提高2。5%~6。3%。而穗粒数B4、B6、B8处理较CK显著增加42~57个，提高10。8%~14。7%。各处理玉米百粒质量高低次序依次为B6、B4、B2、B8、CK，较对照处理增加0。7~2。7g，提高了2。2%~7。8%。施用保水剂不同处理下，玉米产量均显著高于对照处理，其中，各处理玉米产量高低次序为B4、B6、B2、B8、CK。施用保水剂处理B、B4、B6和B8的玉米籽粒产量分别较CK处理显著提高26。5%、41。8%、39。8%、13。9%。通过以上分析可知，施用保水剂60~90kghm2对玉米的增产效果最佳。

三、玉米水分利用效率及经济效益

表6-3为不同保水剂施用量下玉米水分利用效率与经济效益。由表可知，施用土壤保水剂可通过改善土壤的水分状况、降低作物耗水，从而提高作物的水分利用效率。不同保水剂施用量下作物耗水量较对照降低1。0%~10。4%，其中B4、B6、B8处理的作物耗水量较CK显著降低6。5%，7。2%，10。4%。各处理玉米水分利用效率高低次序依次为B4、B6、B2、B8、CK，B4处理的水分利用效率最高为37。92kg（hm2·mm），与CK处理相比，其增幅最大，为51。7%；其次为B6处理，较CK显著提高50。5%；B2、B8处理的效果较差，其水分利用效率分别较CK提高27。7%，27。1%。

各处理纯收益高低顺序依次为B4、B2、B6、CK、B8。因保水剂不同施用量投入成本存在差异，各处理总投入成本依次为B8、B6、B4、B2、CK，B4处理的净收入最高（6090。0元hm2）；B2处理（6069。6元hm2）次之。B2、B4处理净收入较CK显著提高21。7%、22。2%，而B8处理较CK显著降低47。5%。

第四节讨论与结论

一、讨论

（一）土壤水分

张丽华等（2016）研究认为苗期和拔节期深层（30~40cm）施用保水剂时土壤含水率均高于浅层（10~20cm）施用及不施保水剂的处理，这是由于保水剂深施既不影响上层水分向下入渗，又能抑制保水剂施用层水分向下运移。侯贤清等（2015b）研究结果表明，在马铃薯关键生育期，施用沃特保水剂后使土壤水分得到改善，0~100cm土层土壤贮水量均高于对照组，且施用量越大，土壤水分含量越高，这是由于保水剂施入土壤后，具有快速吸水、保水，并缓慢释水特性所决定。文中研究结果表明在玉米各生育期，随保水剂施用量增大，土壤水分含量升高，其保墒效果逐渐增强。分析其可能的原因：沃特保水剂具有较强的吸水和释水性能（白文波等，2010b），施用土壤后可将土壤有效水分储藏起来，供作物生育后期吸收利用，这与侯贤清等（2015b）的研究结果相似。

（二）土壤养分

马征等（2017）研究结果表明，有机肥型保水剂对提高土壤团聚体和促进养分吸收利用均具有显著效果。徐刚等（2012）研究发现保水剂和氮肥配施可大幅提高肥料利用率，降低肥料损失。杜建军等（2007）也报道：施用土壤保水剂能显著降低氮磷钾养分损失，并随保水剂用量增加而增强。文中研究结果表明，施用保水剂后，土壤有机质、全氮以及速效养分均明显提高，起到保肥的效果。这是由于沃特保水剂显著改善了土壤结构和水分状况，加速土壤有机质的分解与矿化，促进土壤养分的转化供应，保蓄土壤的有效养分（侯贤清等，2015d）。

（三）玉米产量与水分利用效率

程红胜等（2017）研究发现施用生物炭基保水剂可有效提高土壤的持水保水性能，提高油菜的地上生物量及水分利用效率。张蕊等（2013b）研究表明，在干旱半干旱区和干旱区，保水剂能显著提高作物产量及水分利用效率。文中研究也发现在宁夏干旱区施用保水剂可促进玉米生长，显著提高玉米籽粒产量和水分利用效率，以施用保水剂60~90kghm2为最优。这是由于保水剂能有效提高土壤水分，为作物生长提供良好的土壤水分环境，促进作物生长，提高产量和水分利用效率（秦舒浩等，2013）。

（四）玉米收益

李海金等（2011）研究表明，保水剂施用量为30kghm2时，其经济效益最佳，玉米产量最高。邹超煜等（2015）根据不同作物施用保水剂的产值情况，建议干旱半干旱区推广应用保水剂应优先选择马铃薯、西瓜，干旱区应优先选择向日葵、玉米。本研究结果表明，施用保水剂不同量能显著提高玉米纯收益，保水剂施用量为60kghm2时，经济效益最高；研究还发现施用沃特多功能保水剂，能表现出水分和养分间较好的协同效应，促进了玉米生长发育，从而使作物增产增收，建议推荐沃特保水剂施用量为60~90kghm2。这一结论将对宁夏扬黄灌区保水剂合理施用，实现土壤水肥同步，提高作物增产增收，具有重要的现实指导意义。

二、结论

1、玉米生育期土壤贮水量随保水剂施用量增加而增加，以90和120kghm2保水处理的效果最为显著。施用保水剂能有效增加土壤有机质和速效氮磷钾的含量，施用保水剂60~90kghm2对提高土壤的保肥供肥效果最佳。

2、保水剂不同施用量可明显提高植株株高、茎粗和地上部生物量，60和90kghm2保水处理对玉米生长的促进效果显著。与不施保水剂处理相比，施用保水剂60kghm2处理的玉米增产和提高水分利用效率效果最佳，其次是施用保水剂90kghm2处理。

结合经济效益分析，保水剂施用量为60~90kghm2时，经济效益最高。可见，穴施沃特保水剂可有效改善土壤保水保肥效果，促进玉米生长，实现作物的增产增收。在宁夏扬黄灌区推荐保水剂施用量为60~90kghm2。

三、建议

宁夏盐环定灌区主要以半干旱农业区为主，年降水量仅在250mm左右。前人研究发现，保水剂施用时必须具备一定的年降水量或灌水量才可以获得较好的效果（SilberbuSh，etal。，1993；汪亚峰等，2005）。而年降水量较低的区域，单一施用保水剂效果不理想，需进行其他灌溉设施的结合使用才能发挥效果。

本研究发现，滴灌施加保水剂后玉米不但产量提高更大，并且经济效益有所提高。说明滴灌可进一步发挥保水剂的保水效果，保水剂带来的收益更大。因此在半干旱区最适宜在滴灌的基础上施加保水剂，可提升玉米产量和经济效益。

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