全 文 ：收稿日期:2007-03-08基金项目:国家“863”项目(2002AA2Z4291);河南省重点科技攻关项目(0423102600)作者简介:武继承(1965-),男 ,河南通许人 ,研究员 ,博士 ,主要从事节水农业和土壤资源研究。
不同水分条件下保水剂对小麦产量和水分利用的影响
武继承1 ,郑惠玲2 ,史福刚1 ,杨占平1
(1.河南省农业科学院植物营养与资源环境研究所 ,河南 郑州　450002;
2.河南省土壤肥料站 ,河南郑州　450002)
　　摘要:研究了不同水分条件下保水剂对小麦增产的效应 ,结果表明 ,施用保水剂可以增加小麦穗长和穗粒数 、提高千
粒重 ,从而提高小麦产量。不灌水条件下施用保水剂可增产8.42%～ 22.75%, 以 60 kg/ hm2和 45 kg/ hm2处理较好;灌一
水条件下施用保水剂可增产 10.86%～ 19.86%, 以 45 kg/hm2 处理最好;灌二水条件下施用保水剂可增产 10.79%～
18.42%。水分利用率在不同处理间也有很大差异 , 不灌水条件下施用保水剂降水利用率分别提高 1.11 ～ 2.99
kg/(mm.hm2),以 60 kg/hm2 处理提高最多;灌一水条件下施用保水剂时灌水利用率分别增加 0.063 ～ 0.206 kg/m3 ,以 30
kg/ hm2 处理最高;灌二水条件下施用保水剂灌水利用率分别增加 0.029～ 0.192 kg/m3 ,以 90 kg/ hm2处理提高最多。说明
保水剂对旱地小麦产量和水分利用率的提高具有积极效果 , 并表现为水分匮乏时显著 ,充分时减弱的特点。
关键词:保水剂;小麦;增产效应;水分利用率
中图分类号:S512.101　　文献标识码:A　　文章编号:1000-7091(2007)05-0040-03
Effect of Water-retaining Agent on Wheat Production and Water
Utilization under Different Moisture Conditions in Dryland
WU Ji-cheng1 , ZHENG Hui-ling2 , SHI Fu-gang1 ,YANG Zhan-ping1
(1.Institute of Plant Nutrition and Resource Environment ,Henan Academy of Agriculture Sciences ,
Zhengzhou　450002 ,China;2.Henan Work Station of Soil and Fertilizer ,Zhengzhou　450002 ,China)
Abstract:On the study of nutrient water-retaining agent on wheat production and water utilization under different
moisture conditions , the results showed nutrient water-retaining agent could improve wheat spike length , spike grains ,1 000
grain weight and yield.The yield of nutrient water-retaining agent treatments could be increased 8.42%-22.75%under no
irrigated condition , the treatment of 60 kg/ha was the best one.The yield of nutrient water-retaining agent treatments could
be increased 10.86%-19.86%under once irrigated condition , the treatment of 45 kg/hawas the best one.The yield of nu-
trient water-retaining agent treatments could be increased 10.79%-18.42%under twice-irrigated condition , the difference
was reduced among the treatments of nutrient water-retaining agent.However , the efficiency of precipitation and irrigated wa-
ter utilization also had notable difference among different volume of treatment nutrient water-retaining agent treatments under
different moisture conditions ,which had the same tendency to the production increased.In aword , the application of nutrient
water-retaining agent had a positive role on wheat production and the efficiency of water utilization.
Key words:Nutrient water-retaining agent;Wheat;Increase production effect;Efficiency of water utilization
　　保水剂在农业上应用的报道很多[ 1-5] ,但对于
不同水分条件下保水剂的增产效应及水分利用的研
究较少[ 6 , 7] 。河南省旱作面积 440万 hm2 ,占总耕地
面积的 63.9%,其中山丘旱地 180万 hm2。受年度
降水时空分配不均的影响 ,干旱发生频率达59.6%,
旱造成接经济损失达 10多亿甚至几十亿元 。为确
定抗旱保水剂的最佳用量和水分条件 ,实现高效利
用降水和提高旱作区经济效益的目的 ,2001-2003
年进行了不同水分条件下保水剂对小麦产量和水分
利用的影响研究。
1　材料和方法
试验安排在半湿润易旱区 、“863”节水农业项目
禹州试验基地的旱岗地 ,年降水量 646 mm ,其中 60%
华北农学报·2007 , 22(5):40-42
以上集中在夏季 ,存在较严重的春旱 、伏旱和秋旱;土
壤为褐土 ,土壤母质为黄土性物质 ,耕层土壤养分状
况为有机质 12.3 g/kg 、全氮 0.80 g/kg 、水解氮 47.82
mg/kg 、速效磷6.66 mg/kg 、速效钾 114.8 mg/kg 。
试验设不灌水 、补灌一水 、补灌二水 3种水分条
件 ,保水剂用量设置 7 个处理 ,即 0(对照), 15 , 30 ,
45 ,60 ,75 , 90 kg/hm2 ,分别以 1 , 2 , 3 , 4 ,5 , 6 , 7表示 。
3次重复 ,随机排列。补充灌水时间为拔节期和灌
浆期 ,补灌水量分别为 450 m3/(hm2·次)。
供试小麦品种为豫麦 18-64 , 播种量为 135
kg/hm2 ,播期为 10 月 20 日 ,统一播种 、统一管理 。
11月 15 日选定小麦定苗样段 ,分析小麦的生长发
育特征。试验用肥料采用过磷酸钙(含P2O5 ,12%)、
尿素(含N 46%)、硫酸钾(含 K2O 60%)。氮磷钾配
比为N180P120K120 ,磷肥和钾肥及 50%的氮肥作底肥
一次性施入 , 50%的氮肥作追肥在拔节期前追施 。
试验用保水剂为河南省农业科学院研制的营养型抗
旱保水剂(简称保水剂 ,下同),使用方法为条施。
2　结果与分析
2.1　不同处理对小麦产量的影响
由表 1可知 ,施用保水剂处理比对照有明显的
增产效果 。不灌水条件下 ,施用保水剂的处理分别
比对照增产 8.42%～ 22.75%,以施用 60 kg/hm2 处
理最好 ,其次为 45 kg/hm2 处理 ,二者增产幅度分别
达 19.75%和 22.75%(表 1);灌一水时 ,施用保水剂
处理分别比对照增产 10.86%～ 19.86%,以施用 45
kg/hm2 处理最好 ,增产幅度达 19.86%(表 1);其次
为30 , 60 和 75 kg/hm2 3 个处理 , 增产幅度分别为
16.11%,17.32%和 15.75%;与相应不灌水处理相
比 ,增产 2.21%～ 9.35%;灌二水时 ,施用保水剂处
理比对照增产 10.79%～ 18.42%,保水剂处理间差
异性减小(表 1);与不灌水相应处理相比 , 增产
12.62%～ 21.84%;与灌一水相应处理相比 ,增产
8.56%～ 17.65%。保水剂的增产效应在水分缺乏
时显著 ,而在水分充分时增幅降低 。
表 1　不同水分条件下保水剂对小麦产量的影响
Tab.1　Effect of water-retaining agent on wheat yield under different moisture conditions
处理
Treatments
不灌水
No irrigation
灌一水
Irrigated once
灌二水
Irrigated twice
产量/(kg/ hm2)
Yield
%＊ 产量/(kg/hm2)
Yield
%＊ %＊＊ 产量/(kg/ hm2)
Yield
%＊ %＊＊ %＊＊＊
1 2 583.0 2 761.5 6.94 3 058.5 18.43 10.74
2 2 800.5 8.42 3 061.5 10.86 9.35 3 388.5 10.79 21.01 10.67
3 2 935.5 13.65 3 207.0 16.11 9.26 3 544.5 15.9l 20.78 10.55
4 3 093.0 19.75 3 310.5 19.86 7.03 3 594.0 17.49 16.20 8.56
5 3 169.5 22.75 3 240.0 17.32 2.21 3 570.0 16.73 12.62 10.19
6 2 989.5 15.78 3 196.5 15.75 6.9l 3 601.5 17.77 20.46 12.67
7 2 973.0 15.10 3 078.0 11.47 3.56 3 621.0 18.42 21.84 17.65
　注:＊.比对照增产;＊＊.比不灌水相应处理增产;＊＊＊.比灌一水相应处理增产
　Note:＊.Increase production compare to CK;＊＊.Increase production compare to no irrigation;＊＊＊.Increase production compare to i rrigated once
表 2　不同水分条件下保水剂对小麦性状的影响
Tab.2　Effect of water-retaining agent on wheat development under different moisture conditions
水分条件
Moisture conditions
项　　目
Items
处理 Treatments
1 2 3 4 5 6 7
不灌水 株高/ cm Hight 59.8 58.2 63.0 66.5 63.2 67.0 62.9
No irrigation 穗长/ cm Panicle length 6.46 8.46 8.56 8.22 7.80 8.43 8.14
穗粒数/个Volume of panicle grains 17.2 30.0 28.2 33.7 28.6 29.6 26.6
千粒重/g Weight of 1 000 grains 38.50 37.99 38.01 39.18 38.60 37.74 37.30
灌一水 株高/ cm Hight 61.4 62.6 61.2 59.2 58.2 65.4 59.0
Irrigation once 穗长/ cm Panicle length 8.34 8.30 8.22 8.22 8.14 8.46 8.28
穗粒数/个Volume of panicle grains 26.8 28.6 27.2 28.5 25.2 35.6 31.6
千粒重/g Weight of 1 000 grains 42.31 39.83 39.32 42.65 40.63 39.15 42.30
灌二水 株高/ cm Hight 58.0 58.4 63.0 59.9 57.6 65.3 54.6
Irrigation twice 穗长/ cm Panicle length 8.56 7.76 8.24 8.00 7.78 8.58 7.72
穗粒数/个Volume of panicle grains 34.4 30.6 33.4 27.0 25.0 38.2 30.0
千粒重/g Weight of 1 000 grains 41.70 42.98 37.03 41.51 41.78 39.15 37.53
2.2　不同处理对小麦性状的影响
从表 2可以看出 ,不同水分条件下保水剂处理
对小麦性状的影响具有不同的表现特征 。在不灌水
时 ,施用保水剂的处理小麦穗长 、穗粒数均有显著提
高 ,其中穗长增加 1.34 ～ 2.10 cm ,以 30 kg/hm2处理
最长;穗粒数平均增加 9.4 ～ 16.5粒 ,以 45 kg/hm2
5期 武继承等:不同水分条件下保水剂对小麦产量和水分利用的影响 41　
处理增加最多;小麦株高除 15 kg/hm2 处理外 ,均明
显增高;千粒重除 45 ,60 kg/hm2 提高外 ,其他均有
所降低 。补灌一水情况下 ,施用保水剂的处理千粒
重除 60 kg/hm2 处理提高外 ,其他均有所降低;小麦
穗长除 75 kg/hm2处理增加外 ,其他均有所缩短;穗
粒数除 30 kg/hm2减少外 ,其他均有所增加;株高除
15 kg/hm2 处理外 ,均明显降低。补灌二水情况下 ,
施用保水剂处理株高除 60 kg/hm2 处理外 ,均明显
增高;千粒重除 30 ,75 kg/hm2处理提高外 ,均有所降
低;小麦穗长除 75 kg/hm2 处理增长外 ,其他均有所
缩短;穗粒数除 75 kg/hm2 处理增加外 ,均有所减
少。
使用保水剂可以增加小麦穗长和穗粒数 、提高
小麦籽粒千粒重 ,提高小麦的产量 ,但水分过多会影
响保水剂的使用效果 。
2.3　不同处理对水分利用率的影响
由表 3可知 ,不灌水条件下 ,施用保水剂处理的
降水利用效率比对照均有所提高 ,分别增加 1.11 ～
2.99 kg/(mm·hm2),并以60 kg/hm2 处理增幅最大。
补灌一水条件下 ,保水剂处理的灌水利用效率
较对照分别比对照增加 0.063 ～ 0.206 kg/m3(处理
5 , 7 除外), 并以 30 kg/hm2 处理最高 , 为 0.206
kg/m3;其次是 15 kg/hm2 处理 , 提高 0.183 kg/m3 。
补灌二水条件下 ,保水剂处理的灌水利用效率较对
分别增加 0.029 ～ 0.192 kg/m3(处理 5 除外),并以
90 kg/hm2处理提高最多 ,增加 0.192 kg/m3;其次是5
kg/hm2处理 ,增加 0.152 kg/m3。较补灌一水相应处
理灌水利用效率分别增加 0.073 ～ 0.487 kg/m3 ,仍
然以 90 kg/hm2 处理提高幅度最大 , 其次是 60
kg/hm2处理 ,分别提高 0.487和 0.288 kg/m3;在水分
缺乏时保水剂对提高降水利用效率十分有效 ,而过
多的补充灌水利用效率增幅降低 。
表 3　不同水分条件保水剂对水分利用率的影响
Tab.3　Effect of water-retaining agent on efficiency of water use under different moisture conditions
水分条件
Moisture conditions
项　　目
Items
处理 Treatments
1 2 3 4 5 6 7
不灌水No irrigation 降水利用率/(kg/(mm·hm2))Use ration of rain 13.15 14.26 14.95 15.75 16.14 15.22 15.14
比 CK增减/(kg/(mm·hm2))Increase compare to CK - 1.11 1.80 2.60 2.99 2.07 1.99
灌一水 Irrigat ion once 灌水利用率/(kg/m3)Efficiency of water use 0.397 0.580 0.603 0.483 0.157 0.460 0.233
比 CK增减/(kg/m3)Increase compare to CK - 0.183 0.206 0.086 -0.240 0.063 -0.164
灌二水 Irrigat ion twice 灌水利用率/(kg/m3)Efficiency of water use 0.528 0.653 0.677 0.557 0.445 0.680 0.720
比 CK增减/(kg/m3)Compare to CK - 0.125 0.149 0.029 -0.083 0.152 0.192
比灌一水增减/(kg/m3)Compare to i rrigation once 0.132 0.073 0.073 0.073 0.288 0.220 0.487
3　结论与讨论
保水剂的使用可以增加小麦穗长和穗粒数 、提
高小麦籽粒千粒重 ,从而提高小麦的产量 ,但过多的
水分反而影响保水剂的使用效果。
施用保水剂处理均比不施保水剂处理有明显的
增产效应。不灌水条件下 ,以施 45 ～ 60 kg/hm2 最
好 ,增幅 19.75%～ 22.75%;补灌一水条件下 ,也以
施45 ～ 60 kg/hm2 最好 ,增幅 17.32%～ 19.86%;补
灌二水条件下 ,施 30 ～ 90 kg/hm2 之间差异性较小 ,
说明保水剂的增产效应在水分缺乏时显著 ,而在水
分充分时降低。
保水剂在水分缺乏时对提高降水水分利用效率
十分有效 ,并以 45 ～ 60 kg/hm2 处理最好 ,分别提高
2.60 ～ 2.99 kg/(mm·hm2);不同补充灌水次数试验
表明 ,合理补灌有利于提高灌溉水利用效率 。但保
水剂最佳的使用水分条件尚待进一步研究。
参考文献:
[ 1] 　武继承 ,王志和 ,何　方 , 等.不同技术措施对降水和土
壤养分的影响[ J] .华北农学报 , 2005 , 20(6):73-76.
[ 2] 　武继承 ,杨稚娟 ,何　方 , 等.试论河南省旱地节水农业
发展的有效途径[ J] .河南农业科学 , 2006(1):5-8.
[ 3] 　黄风球 ,杨立光 ,黄承武 , 等.化学节水技术在农业上的
应用效果研究[ J] .水土保持研究 , 1996 , 3(3):118-
124.
[ 4] 　杜晓东 ,王丽娟 , 刘作新.保水剂及其在节水农业上的
应用[ J] .河南农业大学学报 , 2000 , 34(3):255-259.
[ 5] 　贾朝霞 ,郑　焰.高吸水性树脂用于水土保持和节水农
业的新思路[ J] .农业环境与发展 , 1999 , 16(3):38-41.
[ 6] 　史福刚 ,杨稚娟 ,王志勇 , 等.水分条件对保水剂增产效
应的影响[ M] //梅旭荣 ,蔡典雄 , 逄焕成 ,等.节水高效
农业理论与技术.北京:中国农业科学技术出版社 ,
2004:226-228.
[ 7] 　汪立刚 ,武继承 , 王林娟.保水剂有效使用的土壤水分
条件及对小麦的增产效果[ J] .土壤 , 2003(1):80-82.
42　 华　北　农　学　报 22卷