保水劑代替地膜在玉米上的試驗研究

李赟博

（甘肅省靖遠縣烏蘭鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)服務(wù)中心，甘肅靖遠730699）

近年來，隨著農(nóng)民對地膜增溫保墑和增產(chǎn)增效等認(rèn)識的提升，加上高效農(nóng)田節(jié)水和旱作農(nóng)業(yè)項目的實施以及壟膜溝灌技術(shù)的推廣應(yīng)用，靖遠縣地膜覆蓋面積每年達2.67 萬～2.87 萬hm2，主要用于大田玉米、馬鈴薯、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，造成農(nóng)田環(huán)境和土壤污染逐年加重，解決“白色污染”成為靖遠縣農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中面臨的一項新課題。靖遠縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心引進甘肅海瑞達生態(tài)環(huán)境科技有限公司生產(chǎn)的保水劑，進行了玉米作物施用保水劑代替地膜試驗，為保護凈化農(nóng)田生態(tài)環(huán)境、實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展尋求有效途徑。

1 材料與方法

1.1 試驗地基本情況

試驗設(shè)在靖遠縣大蘆鄉(xiāng)莊口村馬愛榮的承包田中。試驗地屬靖會灌區(qū)水澆地，當(dāng)?shù)睾０?450 m，年均氣溫8.5℃，1—10月降水量為175 mm，無霜期157 d。≥10℃有效積溫平均3224℃，光熱資源豐富。土壤為綿白土，土層深厚，土壤類型為耕灌淡灰鈣土，土壤pH 值8.31。地塊平整，肥力中等均勻一致。寬窄行種植，帶幅110 cm，株距28 cm，密度為64935 株/hm2，月平均氣溫12.7℃，土壤墑情10 cm處為15.6%，保證了玉米的正常發(fā)芽，出苗率為100%。該地前茬作物為小麥，試驗田周圍作物為玉米。

1.2 供試材料

保水劑由甘肅海瑞達生態(tài)環(huán)境科技有限公司提供；供試作物為玉米，品種為M751，由中國種子集團有限責(zé)任公司生產(chǎn)。

1.3 試驗方法

試驗采用大區(qū)簡單對比設(shè)計，隨機區(qū)組排列，不設(shè)重復(fù)。小區(qū)面積為36 m×6 m=216 m2，設(shè)5 個處理，處理1：不覆膜+當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施肥（CK）；處理2：不覆膜+保水劑+當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施肥70%；處理3：不覆膜+保水劑+當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施肥80%；處理4：不覆膜+保水劑+ 當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施肥；處理5：覆膜+ 當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施肥。4月15日整地施肥及保水劑，底肥施農(nóng)家肥15000 kg/hm2、硫酸鉀復(fù)合肥250.5 kg/hm2、硫酸鎂鉀250.5 kg/hm2、磷酸一銨250.5 kg/hm2、磷酸二銨312 kg/hm2，使用保水劑45 kg/hm2，使用地膜90 kg/hm2。4月20日播種，5月10—20日查苗定苗，生育期中耕除草2 次，病蟲害防治2 次，灌水4次，平均灌水1500 m3/hm2。10月25日收獲，各處理小區(qū)單打單收，計算產(chǎn)量。各供試材料價格及施用量如表1 所示，各處理小區(qū)供試材料用量及成本如表2 所示。

表1 各供試材料價格及施用量

表2 各處理小區(qū)供試材料用量及成本

2 結(jié)果與分析

2.1 當(dāng)年降雨情況

從2019年的降雨情況來看，表現(xiàn)出兩大特點：一是作物生長期，即4—10月份降雨量為317 mm，年均降雨量為240 mm，2019年降雨量高出年均降雨量67 mm；二是降雨集中時期主要分布在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，其降雨量較往年同期分別偏多104%、208%、40%，而8—10月降雨量較往年同期分別減少24%、13%、12%，雨水前移，對靖遠縣農(nóng)作物特別是玉米生長非常有利，原因是靖遠縣屬高揚程灌區(qū)，在5—7月份正是灌水高峰期，夏田秋作都需要水，因此往往表現(xiàn)出供不應(yīng)求的局面，而5—7月份的降雨正好解決了這個矛盾。盡管后期8—10月份雨水偏少，但灌溉有保障，不影響玉米正常生長（見表3）。

表3 玉米生長期間降雨統(tǒng)計

2.2 土壤容重及含水量

播種前和收獲后對試驗田塊分別取3 個樣點的土樣進行土壤容重和含水量測定，取平均值分析。測定結(jié)果顯示：收獲后土壤自然水分含量為21.2 g/kg，較播種前增加10.1 g/kg；容重為1.55 g/cm3，較播種前增加0.12 g/cm3（見表4）。

表4 試驗前后土壤容量及含水量測定

2.3 玉米農(nóng)藝性狀

收獲前試驗地每個小區(qū)在中間位置取具有代表性的植株10 株，測定株高、穗位、穗長，取平均數(shù)；選取具有代表性的20 個果穗作為標(biāo)準(zhǔn)樣本進行室內(nèi)考種，測定穗行數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重，取平均數(shù)進行分析。從表5、表6 可以看出，施肥量和施用保水劑對玉米各個生育期的影響甚微，但覆膜對作物農(nóng)藝性狀影響較大，處理5 較其他小區(qū)玉米各個生育期均提前7～13 d，其株高較其他小區(qū)高2～4 cm，收獲期差距縮小。從千粒重方面來看，使用保水劑的小區(qū)其千粒重均高于處理1 和處理5。由此可見，保水劑對于節(jié)水保墑、提產(chǎn)增效明顯。

表5 玉米田間生育期記載

表6 不同處理小區(qū)室內(nèi)考種情況

2.4 產(chǎn)量統(tǒng)計與效益分析

收獲前，各處理小區(qū)單打單收，稱重計算產(chǎn)量（見表7）。測產(chǎn)結(jié)果表明：各個處理折合產(chǎn)量均高于處理1，處理4、處理3、處理2 增產(chǎn)幅度明顯，較處理1分別高出3084 kg/hm2、2857.5 kg/hm2、2028 kg/hm2，較處理5 分別高出2250 kg/hm2、2023.5 kg/hm2、1446 kg/hm2，而處理4、處理3 兩者產(chǎn)量差別較小，只有226.5 kg/hm2。由此可見，施用保水劑具有和地膜功能同樣的節(jié)水保墑作用，且較覆蓋地膜增產(chǎn)效果明顯。

表7 產(chǎn)量統(tǒng)計與效益分析

從效益方面來看，扣除各個處理較處理1 多增加的成本，處理4、處理3、處理2 增收明顯，分別較處理1 增加純收益4445.88 元/hm2、4714.65 元/hm2、4002.6 元/hm2，處理5 增收幅度較小，較處理1 增加純收益788.88 元/hm2，由于處理4 較處理3 增加成本較高，盡管處理4 產(chǎn)量最高，但增純收益低于處理3。由此可見，施用保水劑較露地和地膜覆蓋不僅增收效益顯著，而且施用保水劑還可以達到節(jié)本增效的目的。

3 結(jié)論

玉米施用保水劑在各個生長時期與露地基本一致，較地膜種植生育期均延遲7～13 d。在高揚程灌區(qū)表現(xiàn)出保墑節(jié)水、改良土壤、提高肥效的作用，增產(chǎn)增效明顯。與地膜覆蓋相比，具有節(jié)省勞力、減少白色污染、節(jié)本增效的優(yōu)勢，表現(xiàn)出具有替代地膜功效的作用。由于2019年降雨量較往年明顯偏多，降雨集中時期較常年前移3 個月，對試驗結(jié)論具有一定的偏差，建議繼續(xù)加大試驗力度，擴大試驗范圍，綜合評估保水劑在不同區(qū)域、不同作物上的增產(chǎn)效能，為施用保水劑替代地膜、減少土壤污染、實現(xiàn)綠色無公害生產(chǎn)提供技術(shù)支撐。