纪粉霞 王晓军

（清水县农业技术推广站 甘肃清水741400）

地膜覆盖栽培技术作为一项旱作农业主推技术已在旱农地区应用多年，其增产效果显著，为农业增效发挥了非常重要的作用。但随着地膜使用量的增加，土壤中残膜积累量越来越多，据实测，0～30 cm土层中地膜残留量高达2.04 g/m2，每公倾残留量达20.4 kg。而农膜很难在自然条件下降解，在土壤中残存将会造成土壤结构被破坏，水肥输导受阻，导致作物减产。因此，地膜残留问题已成为影响农业可持续发展的隐患之一。近年来，保水剂作为一种吸水保水材料已在生产中投入使用，2020年，笔者在清水县玉米适种区以100 m左右的海拔梯度分别在5个试验点进行了玉米施用保水剂替代地膜试验，旨在确定清水县玉米施用保水剂能替代地膜的海拔上限，为大田生产提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地基本情况

清水县位于甘肃省东南部的天水市东北部，属陇山西南麓渭河支流牛头河流域，为干旱半干旱地区，海拔在1 122～2 201 m之间，全年平均气温9.8℃，年平均降雨量580 mm，海拔高度1 300～1 800 m为清水县玉米适种区域。试验按海拔高度分别在永清镇马沟村、红堡镇安坪村、白驼镇姚黄村、金集镇水清村、王河镇成寺村设置5个试验点，各试验点基本情况见表1。

表1 各试验点基本情况

1.2 供试材料

供试玉米为中熟品种西蒙6号，保水剂为海瑞达牌保水剂，地膜为天水五丰塑化有限公司生产的宽120 cm、厚0.01 mm的白色农用薄膜。

1.3 试验处理设计

不同海拔高度各点均采用随机区组设计，设3个处理，处理①：保水剂（露地+施保水剂45 kg/hm2）；处理②：露地（未施保水剂）；处理③：全膜（未施保水剂），3次重复，共9个小区，小区面积均44 m2（5.5 m×8.0 m），分别以露地和全膜处理为对照。

1.4 种植过程

各试验点在前茬作物收获后及时深耕灭茬，播种时结合整地亩基施尿素10 kg、磷肥60 kg，拔节期每亩追施尿素20 kg。为避免因种植方式所产生的差异，各处理均按照小垄宽40 cm、垄高15～20 cm和大垄宽70 cm、垄高10～15 cm起垄。其中，处理①起垄时要按保水剂施用量3 kg/hm2施入小区，处理③要将起好的垄用地膜全地面覆盖。试验按海拔高度由高到低分别于2020年4月13日、4月14日、4月16日、4月18日、4月20日播种，按株距0.36～0.39 cm在小垄两侧点种,亩密度分别为3 100株、3 200株、3 200株、3 280株、3 370株。9月28日起依照玉米成熟期分小区单收计产，同时每小区按五点采样法采集15个果穗进行室内考种。

1.5 测定方法

1.5.1 土壤水分测定方法 分别对各试验点在玉米出苗期、拔节期、抽雄期对每小区进行测定，各处理取平均值。测定深度为0～20 cm，测定位置沿行向在2株玉米中间位置测定，测定时采用烘干法。计算公式：土壤含水量（%）=（湿土质量-干土质量）/干土质量×100。

1.5.2 土壤容重测定方法 土壤容重测定采用环刀法。在玉米成熟期取各处理0～20 cm耕作层土壤进行容重测定。在2株玉米苗的中间用小铲铲去浮土修平地面后，将环刀刃口向下垂直压入土中，直至环刀筒中充满样品。同时在同层采样处用铝盒采样，测定自然含水量（W），测定方法同上。把装有样品的环刀两端立即加盖，以免水分蒸发，随即称量并记录为G。计算公式：rs=G×100/V×（100+W）

式中,rs——土壤容重（g/cm3），G——环刀内湿样重（g），V——环刀容积（cm3），W——样品含水量（%）。

1.5.3 植株农艺性状测定方法 玉米乳熟期在各小区随机选取10株，各处理共30株测定株高、茎粗、穗位叶长、叶宽及果穗穗长、穗粗。

1.5.4 产量测定 玉米成熟后对每小区单收计产，同时按五点采样法在每小区选取10株，各处理共30株进行室内考种，测定穗粒数、百粒重等。

2 结果与分析

2.1 不同处理对玉米物候期的影响

由表2可知，各试验点施用保水剂的玉米生育期为160～176 d，较全膜玉米生育期的153～164 d推迟7～13 d，和露地玉米出苗期相同,但随着生育进程的推进，除王河试验点外，施用保水剂的玉米较露地玉米各生育期提前3～7 d，提早成熟5～7 d。王河试验点露地和施用保水剂的玉米成熟度不佳。

表2 各试验点各处理物候期记载

2.2 不同处理对土壤水分含量的影响

从不同时期0～20 cm土壤水分测定来看（表3），各试验点施用保水剂的玉米出苗期土壤含水量均低于全膜玉米，但均高于露地玉米0.17～0.84个百分点，而在玉米拔节期、抽雄期土壤含水量均高于全膜和露地的处理。其中，较全膜玉米拔节期高0.16～0.89个百分点、抽雄期高0.54～1.34个百分点；较露地玉米拔节期高2.59～3.43个百分点、抽雄期高2.10～3.71个百分点，说明保水剂能够较好地保蓄土壤水分，保墒作用明显。

表3 各试验点不同时期0～20 cm土壤含水量测定（单位：%）

2.3 不同处理对土壤容重的影响

施用保水剂后在玉米抽雄期各试验点土壤容重较露地降低0.04～0.10 g/cm3，较全膜覆盖降低0.03～0.08 g/cm3，说明施用保水剂能够增加土壤孔隙度，有利于根系生长发育，促进玉米的生长，为丰产奠定基础（表4）。

表4 不同处理土壤容重测定

2.4 不同处理对玉米农艺性状的影响

不同海拔高度玉米在乳熟期施用保水剂玉米株高及穗位叶长、叶宽均比全膜玉米增加，穗长、穗粗和地膜相差不大，但叶色浓绿，生长旺盛，使生物产量增加，如生产青贮饲料效果更好（表5）。

表5 各试验点田间农艺性状观察记载（单位:cm）

2.5 不同处理对玉米产量及经济效益的影响

2.5.1 对产量的影响 海拔1 616 m以下的永清、红堡、白驼、金集4个试验点施用保水剂玉米穗粒数、百粒重和全膜玉米相差不大，产量结果表现为永清、红堡试验点平均产量较全膜玉米分别高106.81 kg/hm2、29.54 kg/hm2，白驼、金集2个试验点分别较全膜玉米平均产量低197.73 kg/hm2、104.55 kg/hm2；海拔1 770 m的王河试验点和全膜相比，百粒重低10.29 g，玉米成熟度不好，产量较全膜低3 854.55 kg/hm2，但较露地百粒重高1.78 g、产量高425 kg/hm2。各试验点露地不施保水剂的玉米平均产量均位居第三。说明施用保水剂能够提高玉米产量，并且海拔越低效果越好。

经对不同海拔高度各处理进行经济效益分析，海拔1 616 m及以下各试验点施用保水剂处理和露地、全膜相比，扣除多投入成本分别能增收794.55～2 348.64元/hm2、1 030.91～1 822.73元/hm2；在海拔为1 770 m时，经济效益不如露地和全膜的处理，说明海拔1 616 m以下施用保水剂完全能够替代地膜，而海拔高度1 770 m左右时不能替代地膜（表6）。

表6 各试验点玉米产量及经济效益计算

3 结论及建议

（1）施用保水剂能够有效保蓄土壤水分，增加土壤含水量，提高水分利用率，其保墒作用和地膜覆盖相当。在有效积温能满足玉米成熟的条件下，施用保水剂能使玉米成熟期较露地不施保水剂提前5～7 d。

（2）在清水县海拔1 616 mm及以下区域，施用保水剂能够获得和地膜覆盖基本相当的产量。扣除多投入成本还可增加经济效益1 030.91～1 822.73元/hm2，完全可以替代地膜。

（3）在海拔1 770 m及以上区域可探索保水剂+半膜覆盖的形式种植，以减少地膜的使用量，稳定玉米产量。

（4）施用保水剂能使玉米植株生长期延长，乳熟期株高增加、茎秆粗壮，生物产量增加，在不追求籽粒成熟度的饲用玉米种植中保水剂可以替代地膜。