韓 波， 張 明， 丁永輝， 秦越華， 王 鋒， 強承魁， 李文紅， 尹兆坤

(1.徐州生物工程職業(yè)技術學院，江蘇徐州 221006； 2.江蘇省豐縣梁寨鎮(zhèn)農技推廣中心，江蘇豐縣 221006)

保水劑是一種高吸水和高保水的高分子有機聚合物，含有大量的強吸水基團，施入土壤后可以大量吸收土壤甚至空氣中的水分，吸水后在植物種子或根系周圍增加可利用土壤水，緩解水分脅迫對作物的不良影響，減少或推遲植物萎蔫，節(jié)約灌溉用水量[1]。合理使用保水劑是調節(jié)土壤水、熱、氣狀況，改善土壤結構，提高土壤肥力的有效手段，具有特殊的抗旱、保水、節(jié)水等作用[2]。本試驗研究了不同用量保水劑對田間土壤含水量和徐麥33分蘗數、根冠比、單株葉面積、產量構成因素和產量的影響，以期探索保水劑的合理施用范圍，為提高徐州地區(qū)小麥產量和保水劑的推廣應用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗區(qū)概況

試驗于2015年10月至2016年6月進行，試驗地點為徐州市豐縣梁寨鎮(zhèn)紅暗樓村，試驗地土壤均為潮土，有機質含量為9.8 g/kg，全氮含量為0.86 g/kg，水解氮含量為 49.17 mg/kg，速效磷含量為21.5 mg/kg，速效鉀含量為 71.2 mg/kg，前茬作物為夏玉米。該地區(qū)全年降水量 896.7 mm。播種前的土壤含水量為22.1%。

1.2 試驗材料

多功能保水劑由任丘市華北化工有限公司生產，主要成分為聚丙烯酰胺、有機物質和稀土，呈白色顆粒狀。

小麥品種為徐麥33，屬半冬性中晚熟品種，平均株高 76 cm 左右，莖稈粗壯，彈性較好，株型松緊適中，旗葉寬大上沖，葉黃綠色，穗下節(jié)間較短，穗層整齊，穗多穗勻，飽滿度較好，容重802 g/L，蛋白質含量15.04%[3]。

1.3 試驗設計

根據對保水劑的前期研究結果，從栽培成本、作物產量和水分利用率等方面出發(fā)，設置4個不同施用量保水劑處理，分別為0 kg/hm2(對照CK)、37.5 kg/hm2(T1)、75 kg/hm2(T2)、112.5 kg/hm2(T3)。試驗采用單因素完全隨機設計，設3次重復。每個小區(qū)寬5 m，長15 m。采用條播方式播種，行距20 cm，播種量為180 kg/hm2，保水劑的施用方法為前茬作物收獲后均勻撒施于地表，后旋耕入土，耕深20 cm。

1.4 栽培措施

2015年10月15日播種，肥料運籌為：450 kg/hm2尿素、525 kg/hm2磷酸二銨、120 kg/hm2氯化鉀作底肥；150 kg/hm2尿素、120 kg/hm2氯化鉀作壯蘗肥和拔節(jié)肥；在孕穗期和齊穗后分別噴施磷酸二氫鉀3.75 kg/hm2。雨后播種。2016年6月8日收獲。

1.5 氣象條件

小麥全生育期日平均氣溫9.2 ℃，平均日照時數 1 710.3 h，降水量見圖1。除2015年10月和11月、2016年5月這3個月降水量高于近10年平均值外，其余各月份均低于平均值，尤其以2015年12月至2016年3月比同期少55%以上。由于此時間內降水量較少，小麥生長會遭受干旱脅迫。

1.6 測定項目與方法

土壤含水量：采集0～30 cm深土層土壤，采用503DR型中子水分儀(美國產)測定。

葉面積：從分蘗期開始，每小區(qū)取代表性植株5株，剪下小麥所有葉片，用經驗公式(葉面積=葉長×葉寬×經驗系數0.75)計算葉面積。

根冠比：根干質量/地上部干質量。將小麥地上生物量用剪刀剪斷裝袋，然后采用鉆口直徑9 cm、鉆深20 cm的根鉆，分別在麥行和麥間各取一鉆，取樣深度為0～60 cm，用水沖洗干凈后放入烘箱在105 ℃下殺青0.5 h，75 ℃恒溫烘干至恒質量，計算根冠比。

產量和產量構成因素：成熟后調查小區(qū)單位面積穗數、穗粒數和千粒質量，分析產量構成因子；每小區(qū)取2 m2小麥實收，脫粒晾干稱重，計算實際產量。

1.7 數據整理和分析

試驗采用單因素完全隨機設計，數據錄入和計算采用Microsoft Office Excel 2010進行，統(tǒng)計分析采用DPS7.05進行。

2 結果與分析

2.1 保水劑對麥田土壤含水量變化的影響

由圖2可知，由于雨后播種，小麥苗期各處理的土壤含水量基本相同。從小麥分蘗期開始，隨著降水量比往年同期減少，施用保水劑各處理之間的土壤水分變化差異顯著，保水劑用量越多，土壤含水量越高，且均高于對照，表明保水劑對土壤水分的保水效果明顯。小麥拔節(jié)后，施用保水劑處理的土壤含水量與對照差異不明顯，這可能與小麥拔節(jié)后生長速度加快，蒸騰耗水量大幅度增加，土壤水分迅速下降有關。在灌漿成熟期，雖然小麥生長量大，需水較多，但隨著5月份本地有效降水的增加，各處理土壤含水量均有一定的提高。從整個生育期看，小麥田間土壤含水量從分蘗期開始到灌漿成熟期隨降水量變化一致，都是先減后增，表明保水劑還應該與播種時的土壤墑情、關鍵時期補充灌溉配合施用，才能滿足小麥更高產量對水分的需求。

2.2 保水劑對小麥植株生長發(fā)育特性的影響

2.2.1 分蘗數 由圖3可知，從出苗到拔節(jié)期小麥分蘗數顯著增加，并在拔節(jié)期達到峰值，孕穗期群體分蘗數降低，以后基本保持穩(wěn)定。各處理間相比，在分蘗期差異不大，但從越冬期開始，使用保水劑的處理的分蘗數顯著高于對照，且隨保水劑用量的增加而增加，以T3處理最多，越冬期、拔節(jié)期T3處理與T1、T2處理差異顯著，孕穗期T3、T2處理與T1、CK處理差異顯著。這表明，盡管2015年12月至2016年3月降水量較少，但保水劑固定了土壤中的水分，減少了水分漏失，為小麥持續(xù)生長提供了水分，有效地促進了小麥分蘗的發(fā)生，為有效穗數的形成奠定了良好的基礎。

2.2.2 根冠比 根冠比是指植物地下部分與地上部分鮮質量或干質量的比值，反映了植物地下部分與地上部分的相關性。根冠比必須保持在適宜的范圍內，生育前期根冠比過小和生育后期根冠比過大均不利于小麥生長[4]。由圖4可知，根冠比隨著生育進程均逐漸增大，拔節(jié)期達到峰值，而后下降。各處理間相比，分蘗期、越冬期根冠比T1>CK>T2、T3，表明少量保水劑可以提高小麥生長前期的根冠比，并產生一定的脅迫作用刺激根系生長，擴大根系的吸收面積。從拔節(jié)期開始，小麥地上部分的生長逐漸旺盛，CK均顯著高于各保水劑處理，且隨著保水劑用量的增加，根冠比呈明顯下降趨勢，表明施用保水劑可以降低小麥生育后期的根冠比，改善小麥地上部分的生長。

2.2.3 單株葉面積 植物綠葉面積關系到作物截取光能的多少和光合面積的大小，從而影響光合物質生產。單株葉面積是群體光合作用的基礎， 在一定程度上可以反映光合面積的大小[5]。由圖5可知，小麥生育前期單株葉面積增長緩慢，拔節(jié)期、孕穗期葉面積快速增長，到孕穗期達到峰值，灌漿期逐漸下降。 各處理間相比， 分蘗期T1、T2、CK單株葉面積顯著高于T3處理；從越冬期開始到灌漿期，對照處理的單株葉面積低于保水劑處理，這與其所受的水分脅迫有關，而保水劑施用后顯著提高了小麥的葉面積；從拔節(jié)期到灌漿期，T2處理單株葉面積均大于其他處理，且顯著高于對照，但是保水劑用量過大后，單株葉面積有所降低，表明75 kg/hm2保水劑用量更能有效提高小麥單株葉面積。

2.3 保水劑對小麥產量構成因素和產量的影響

施用保水劑的處理對小麥產量及產量構成因素的影響不同，各處理之間產量構成因素有一定區(qū)別。在小麥生長前期，株高伸長，功能葉片抽出，地上部快速生長，小麥植株體為生殖生長進行準備，在拔節(jié)期結束后，小麥開始抽出麥穗，充足的水分供應能促進小麥在抽穗期更好地生長，提高小麥成穗率，從而保證后期產量的形成[6]。由表1可知，各保水劑處理單位面積總穗數表現為T3>T2>T1>CK，T3、T2處理顯著高于T1和CK處理，其中T3處理的總穗數達678.21萬/hm2，這與T3處理小麥分蘗能力強、分蘗數最大有關，表明隨著保水劑用量的增加，可以有效地提高小麥單位面積總穗數。對比穗粒數，各保水劑處理均高于對照，以T2處理最高，并顯著高于對照。各處理小麥千粒質量的大小順序為T1>T2>CK>T3，T1、T2、CK處理顯著高于T3處理，表明保水劑用量過大會抑制小麥籽粒干物質的積累。各保水劑處理的小麥產量均高于對照，順序依次為T2>T1>T3>CK，各處理間差異顯著， 最高的T2處理實收產量為9 186.27 kg/hm2， 較CK、T1、T3處理分別高25.23%、9.21%和18.34%。

表1 保水劑用量和產量構成的影響

3 結論與討論

徐州地區(qū)小麥生長季降水量偏少、水資源利用率低、土壤水分流失等問題日益突出，嚴重影響了該地區(qū)小麥的高產、高效生產。保水劑的使用在一定程度上可緩解這一難題，但據筆者調查，徐州地區(qū)廣大農戶甚至很多農技干部對保水劑的了解相對較少。因此，如何合理施用和推廣保水劑，更有效提高小麥的抗旱能力，保障干旱條件下小麥持續(xù)高產，已成為亟需解決的問題。本試驗結果表明，與CK相比，保水劑處理能有效提高田間土壤含水量，增加徐麥33的分蘗數、單株葉面積、穗數、穗粒數和產量。在各處理中，以保水劑用量 112.5 kg/hm2的處理(T3)對土壤含水量、分蘗數、總穗數效果最為顯著；保水劑用量75 kg/hm2的處理(T2)對單株葉面積、穗粒數、產量效果最為顯著；保水劑用量37.5 kg/hm2的處理(T1)對小麥生育前期的根冠比和千粒質量的提高作用明顯。保水劑用量過大千粒質量下降，這與楊永輝等的研究結果有所不同[7]，這可能因為小麥品種和地區(qū)間氣候條件差異所致。綜合徐麥33生育和產量指標，施用保水劑能明顯提高麥田土壤水分含量，促進小麥的營養(yǎng)生長和生殖生長，有效增加小麥的分蘗數、單株葉面積、總穗數、穗粒數和產量，尤其以保水劑用量75 kg/hm2處理(T2)效果最佳。

需要說明的是，保水劑不是造水劑，使用效果受保水劑特性、氣候條件、土壤質地和土壤水分條件等多種因素的影響[8-9]，必須對這些因素進行更為細致、系統(tǒng)的研究，才能獲得適合地區(qū)特點的使用方法，保障使用效果。

[1]董曉霞，韓廣津，王學君，等. 多功能保水劑對冬小麥生長和產量的影響[J]. 山東農業(yè)科學，2008(6)：61-62.

[2]杜太生，康紹忠，魏 華. 保水劑在節(jié)水農業(yè)中的應用研究現狀與展望[J]. 農業(yè)現代化研究，2000，21(5)：317-320.

[3]馮國華，陳榮振，劉東濤，等. 國審小麥新品種徐麥33選育與高產栽培技術[J]. 農業(yè)科技通訊，2015(1)：90-91.

[4]豐煥平. 不同灌溉條件下冬小麥根冠特性和產量的研究[D]. 濟南：山東農業(yè)大學，2014：46.

[5]高志英. 不同水分處理對冬小麥物質分配和可溶性碳水化合物含量的影響[D]. 鄭州：河南大學，2007：16.

[6]石 艷. 保水劑對旱地小麥生長發(fā)育及產量的影響[D]. 青島：青島農業(yè)大學，2014：27.

[7]楊永輝，武繼承，何 方，等. 保水劑用量對冬小麥光合特性及水分利用的影響[J]. 干旱地區(qū)農業(yè)研究，2009，27(4)：131-135.

[8]李 楊，王百田. 保水劑對土壤物理性狀和棉花生長的影響[J]. 江蘇農業(yè)科學，2015，43(10)：97-99

[9]虞利俊，徐 磊，唐玉邦. 功能型保水劑在江蘇丘陵山區(qū)生態(tài)修復中的應用展望[J]. 江蘇農業(yè)科學，2016，44(5)：473-474.

李靜靜，李建華，程 功，等. 基于蒸汽爆破技術的煙稈炭與氮肥配施對烤后煙中性致香成分的影響[J]. 江蘇農業(yè)科學，2017，45(24)：75-78.