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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1页）

宁夏扬黄灌区土壤沙化严重、保水保肥性能差，同时农业生产中仍存在用水效率不高、土壤肥力难以维持等突出问题（李小炜等，2016）。因此，抗旱保水和提高土壤肥力已成为该区农业可持续发展的重要选择。

近年来，利用高分子聚合物作为保水材料可达到抗旱节水增产的效果，已迅速发展成为一项农业新技术（侯冠男等，2012）。保水剂又称超强吸水树脂，是利用强吸水性树脂或淀粉等材料，制作成一种超高吸水、保水能力的高分子聚合物（Omidian，etal。，2005）。它能迅速吸收比自身重数百倍甚至上千倍的纯水，所吸收水分85%以上可被作物利用；同时，保水剂又能增强土壤保水性、改良土壤结构，同时还能起到保持土壤养分的作用，减少土壤水分养分流失，提高水肥利用率（Musil，etal。，2005；崔娜等，2011；杨红善等，2005），在干旱半干旱地区，被称作农作物干旱时的“微型水库”（黄占斌等，2004）。因其具有用途广、投资少、见效快且无环境污染、适用性高等特点，在农业生产等诸多方面具有较广泛的应用发展前景。农用保水剂一般施用于作物根系层。保水剂的三维交联网络结构很好地限制了水分子的运动，吸收的水在加压的条件下不会被挤出来，因此保水剂又使得释水过程长期有效（尤晶等，2012），能起到较好的水肥保蓄效果。

马焕成等（2004）研究表明，随保水剂用量增加，保水剂对森林土壤水肥的保蓄作用显著，以施用80g穴的效果最佳。张丽华等（2017）研究报道：施用保水剂可极显著提高玉米产量、土壤水分及水分利用效率，细粒型优于颗粒型，细粒型最佳施用量为45kghm2，颗粒型最佳施用量为60kghm2。吕美琴（2015）研究了沟施不同施用量的保水剂对大豆发育及产量影响后发现，随着施用量增加，大豆的增产增收效果效果更为明显，以沟施保水剂60kghm2用量最佳。李中阳等（2015）研究了5种不同类型保水剂及2个施用水平对冬小麦产量、水分利用效率的影响，结果表明丙烯酰胺无机矿物复合型保水剂对提高冬小麦产量和水分利用效率的效果最为明显。可见，不同种类、粒径的保水剂及保水剂的不同使用方式、施用量对土壤水肥、植物生长的影响效果不一。

目前，大多数研究主要关注在大田或盆栽条件保水剂的抗旱节水效应方面，但关于滴灌条件下施用保水剂对土壤保水保肥效果及对作物生长影响的研究较少。因此，针对宁夏扬黄灌区土壤沙化严重、保水保肥性能差等特点，采用沃特保水剂与细土按质量比1︰10混合进行穴施，研究保水剂不同施用量对土壤水分、养分及滴灌玉米生长的影响，以期为滴灌玉米合理施用保水剂提供理论参考。

第一节试验设计与测定方法

一、试验区概况

试验于2016年4—10月在宁夏盐池县冯记沟乡三墩子村天朗现代农业公司玉米试验田进行。试验区位于宁夏回族自治区东部（106°51′E，37°40′N），东与青山接壤，西与灵武市马家滩镇毗邻，北与王乐井乡搭界，南与惠安堡、大水坑乡相连；地处黄河上游，海拔1300m左右。该地属中温带干旱、半干旱气候区，平均气温为22。4℃，多年平均降水量为280mm左右，年内降水分布极不平衡，降雨主要集中在6—9月，而同期蒸发量高达2000~3000mm，无霜期为151d；≥10℃积温为2949。9℃，日照时数为2800h左右。2016年全年降雨量为365。6mm，玉米生育期降雨量为224。2mm。

该区属盐环定扬黄灌溉区，开垦多年，因周边过度放牧，原灰钙土表层被深厚风积沙土层覆盖，土壤砂性。试验地供试土壤上层为沙壤土，下层为淡灰钙土，偏碱性，耕层土壤颗粒组成中，

二、试验设计

试验采用单因素5水平随机区组设计，共设5个处理。前人研究（张丽华等，2017；吕美琴，2015；武继承等，2007）表明，不同作物保水剂施用量不同，特别是对小麦和玉米等旱地作物土壤保水剂施用量为30~90kghm2最为合适，并已取得明显效益。因此，设保水剂施用水平分别为0kghm2（CK），30kghm2（B2），60kghm2（B4），90kghm2（B6），120kghm2（B8）；3次重复，共15个小区，小区面积为12m×10m=120m2。在玉米苗期（三叶期），将保水剂按1︰10比例与细土混合穴施。

保水剂施用具体方法：根据试验设计保水剂用量计算出试验小区的用量，将保水剂与小区内的细土按质量比1︰10充分混合均匀后，根据小区植株密度计算出保水剂不同穴施量，在离玉米植株5~15cm范围内用手铲（长15cm、宽5cm）挖穴（穴长10cm、宽5cm、深10cm），按不同处理施用量施入穴底。保水剂为沃特多功能保水剂（有机无机杂化保水剂，吸水倍率为500~1000，粒度为0。18~2。00mm的≥95%，pH为6。0~8。0），由胜利油田长安集团生产。

供试玉米品种为陇单9号，于2016年4月20日采用气吸式播种机精量播种，播种、铺滴管带、覆土一体完成。采用宽窄行种植，宽行为70cm，窄行为30cm，株距为22cm。滴灌带铺设于窄行之间，干土播种，播种后滴水。于2016年9月28日收获。播种时基施有机肥2250kghm2、磷酸二铵（N18：P2O546）300kghm2，玉米生育期灌水及施肥方式采用滴灌施肥，具体灌水和施肥情况见表6-1玉米生育期总灌水量为2400m3hm2，生育期追施尿素和硫酸钾分别为780kghm2和165kghm2。

三、测定指标与方法

（一）土壤水分

在玉米关键生育期采用土钻（直径为0。08m）烘干法测定0~100cm土壤的质量含水量（每20cm取1个土样），并结合降雨量和灌水量，计算玉米的阶段耗水量。

土壤贮水量W计算式为　W=hγθ×10

式中：W为土壤贮水量，mm；h为土层深度，cm；γ为土壤容重（播种测定0~100cm土壤容重，平均容重为1。65gcm3），gcm3；θ为土壤质量含水量，%。

试验区因地下水位较深，多在50m以下，故地下水上移补给量、深层渗漏、地面径流均忽略不计。作物耗水量ET可计算为　ET=P+I+△W

式中：P为作物生育期降雨量，mm；I为生育期灌水量，m3hm2换算为mm；△W为玉米播种期和收获期土壤贮水量之差，mm。

作物水分利用效率以单位耗水量下作物经济产量的比值表示：WUE=YET

式中：WUE为水分利用效率；Y为经济产量；ET为玉米生育期的耗水量。

（二）土壤养分

参照鲍士旦编写的《土壤农化分析》（鲍士旦，2003），测定玉米收获后0~40cm土层土壤有机质、氮磷钾等化学指标，分析其对土壤养分的影响。

（三）玉米生长指标

在玉米生育期测定玉米出苗率、株高、茎粗及地上部生物量等生物学性状，分析其对玉米生长的影响。

（四）玉米产量

玉米收获时，分小区进行测产，选取10株玉米进行考种，并计算其经济效益。产量总收入=籽粒产量×市场价格，纯收益=产量总收入－总投入，其中总投入包括保水剂、滴灌材料、肥料投入、种子、农药及人工费等。

（五）数据统计分析

试验数据采用Excel2003制图，并应用SAS8。0软件进行数据处理分析。

第二节保水剂不同施用量对土壤水分和养分的影响

一、玉米生育期土壤水分