白廷堂畢建杰
(1.沂南縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心 山東沂南276300;2.山東農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院 泰安271018)
冬小麥?zhǔn)鞘澜缟系闹饕Z食作物之一,全世界有1/3以上人口以小麥為主糧[1]。穩(wěn)定面積、提高單產(chǎn)、改善品質(zhì)、提高效益,是世界小麥生產(chǎn)發(fā)展的趨勢(shì),山東省常年小麥播種面積7 800萬(wàn)畝,是山東省最重要的糧食作物。小麥生產(chǎn)過(guò)程中化肥和農(nóng)藥的過(guò)量使用,加上大水浸灌等導(dǎo)致小麥農(nóng)田污染、土壤鹽堿化程度逐年增加,壤土也有不同程度的堿化,表現(xiàn)為不下雨時(shí),土壤表層一層硬化蓋,下雨時(shí),土壤表層黏重;同時(shí)也制約著小麥生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。目前,我國(guó)土地平均施用化肥量超過(guò)400 kg/hm2,大大超過(guò)了美國(guó)和歐盟225 kg/hm2的標(biāo)準(zhǔn)[2]。據(jù)筆者實(shí)地到山東、河南等地調(diào)查發(fā)現(xiàn),農(nóng)田中化肥在土壤中的殘留相當(dāng)嚴(yán)重,酸雨、硫和重金屬對(duì)土壤、農(nóng)作物和水源形成污染,造成農(nóng)產(chǎn)品中的毒害生物超標(biāo),據(jù)山東省2012年統(tǒng)計(jì),化肥年施用量473.6萬(wàn)t,有效灌溉面積4 986.9萬(wàn)hm2,化肥施用量超過(guò)全國(guó)平均水平。要解決化肥對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的負(fù)面作用,就必須減少化肥的使用量。增施土壤保水調(diào)理劑、微生物肥、生物有機(jī)肥等新型環(huán)保型產(chǎn)品或肥料,從根本上解決化肥的污染,提高農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)。粉煤灰是以煤為燃料的火力發(fā)電廠排出的廢灰渣,粉煤灰既是一種污染廢棄物,又是一種有待開(kāi)發(fā)利用的潛在的資源,國(guó)內(nèi)外都很重視其綜合利用技術(shù)的研究[3];北京鴻蒙息壤科技發(fā)展有限公司研發(fā)的粉煤灰基土壤保水調(diào)理劑成品不僅能夠?qū)崿F(xiàn)吸水和釋水的雙向過(guò)程[4],而且可以顯著地改善試驗(yàn)地土壤的物理性狀,促使土壤耕作層中的水、氣、熱、肥達(dá)到良性平衡,活躍土壤中的微生物,加速有機(jī)質(zhì)分解和釋放養(yǎng)分的進(jìn)程,有利于作物根系生長(zhǎng)、吸收水分和養(yǎng)分;增加土壤營(yíng)養(yǎng)元素含量,粉煤灰本身含有一定量的氮、磷、鉀、硅;粉煤灰基土壤保水劑調(diào)理劑產(chǎn)品能把有害的重金屬鉻、鎘、鉛、砷等變成穩(wěn)定的化合物,另外還含有豐富的鐵、鈣、鎂、鋅、鋁、硫、鈉等中量元素、微量元素,添加一定數(shù)量的腐殖酸等物質(zhì),制成土壤保水改良劑,對(duì)農(nóng)作物的增產(chǎn)效果顯著[5]。粉煤灰基土壤保水調(diào)理劑兼有生物有機(jī)肥、硅肥的優(yōu)點(diǎn),具有增產(chǎn)、改善農(nóng)作物的品質(zhì)和提高經(jīng)濟(jì)效益的作用已成為肥料界的共識(shí)。我國(guó)幅員遼闊,各地的自然條件和栽培管理技術(shù)相差很大,對(duì)目前生物有機(jī)肥的種類、使用方法和技術(shù)存在很大的盲目性,迫切需要制定一個(gè)統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。目前北京鴻蒙息壤科技發(fā)展有限公司已經(jīng)完成粉煤灰基土壤保水調(diào)理劑的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定、發(fā)布和實(shí)施,再此基礎(chǔ)上開(kāi)展粉煤灰基的土壤保水調(diào)理劑產(chǎn)品的大田的農(nóng)作物的種植試驗(yàn),確定不同在農(nóng)作物上的施用的量、施用時(shí)期和施用效果,為我國(guó)粉煤灰基土壤保水調(diào)理劑的規(guī)?;a(chǎn)、標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用、市場(chǎng)化營(yíng)銷建立一套規(guī)范的操作流程。在我國(guó),冬小麥從播種到成熟一般要經(jīng)歷230~250 d,而關(guān)鍵時(shí)期在播種期前后,北方在10月常常遭遇干旱[6],過(guò)去國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者針對(duì)冬小麥播種期的干旱問(wèn)題,研發(fā)過(guò)保水劑調(diào)理劑產(chǎn)品,但效果都不理想,停留在實(shí)驗(yàn)室階段的成果多,在生產(chǎn)中應(yīng)用效果不佳。好的保水調(diào)理劑產(chǎn)品還要配套研究不同作物的需肥規(guī)律和肥料試驗(yàn),需要3~5年的時(shí)間進(jìn)行大量的田間種植試驗(yàn)來(lái)進(jìn)行探索。本試驗(yàn)歷時(shí)3年,采用北京鴻蒙息壤科技發(fā)展有限生產(chǎn)的粉煤灰基土壤保水調(diào)理劑生物有機(jī)肥于土壤表層施用,研究該產(chǎn)品對(duì)冬小麥農(nóng)田的土壤水分、土壤理化特性、冬小麥的農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量的影響,探索小麥、玉米、馬鈴薯的節(jié)水、節(jié)肥的耕作栽培新模式、新技術(shù)、新方法,以便在國(guó)內(nèi)干旱少雨的農(nóng)區(qū)廣泛應(yīng)用和推廣。
試驗(yàn)分別于2018年10月至2019年6月、2019年10月至2020年6月進(jìn)行。試驗(yàn)地點(diǎn)在臨沂市沂南縣的冬小麥農(nóng)田。冬小麥品種選擇山東省大面積種植的濟(jì)麥22號(hào),濟(jì)麥22號(hào)由山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院作物研究所提供。濟(jì)麥22是山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所以自育品系935024為母本、935106為父本通過(guò)系譜法選育的超高產(chǎn)、廣適、抗病、優(yōu)質(zhì)小麥新品種。該品種于2006年通過(guò)山東省品種審定委員會(huì)審定,2007年通過(guò)國(guó)家審定,2010年在安徽省認(rèn)定,并于2009年獲國(guó)家植物新品種保護(hù)權(quán)。安徽皖墾種業(yè)有限公司獨(dú)家買(mǎi)斷該品種安徽生產(chǎn)與經(jīng)營(yíng)權(quán)。濟(jì)麥22屬半冬性,中晚熟品種。幼苗半匍匐,分蘗成穗率高。旗葉深綠、上舉,抽穗后莖葉有蠟質(zhì)層;株高75 cm左右,株型緊湊,莖稈韌性好、彈性強(qiáng),抗倒伏;穗長(zhǎng)方形,長(zhǎng)芒,白殼,白粒,角質(zhì),籽粒飽滿,商品性好;在黃淮北片水地組區(qū)試中,平均穗數(shù)600萬(wàn)穗/hm2,穗粒數(shù)39粒,千粒重45 g左右,單產(chǎn)578 kg/畝。供試的粉煤灰基土壤保水調(diào)理劑成品是由北京鴻蒙息壤科技發(fā)展有限公司提供。試驗(yàn)田土壤理化指標(biāo)見(jiàn)表1。
表1 供試土壤的理化性狀
田間種植試驗(yàn)設(shè)置2個(gè)處理,即施用粉煤灰土壤保水調(diào)理劑和不施用對(duì)照,3次重復(fù)。粉煤灰土壤保水調(diào)理劑的施量為50 kg/畝,加施62 kg復(fù)合肥,比常規(guī)施肥減施38 kg復(fù)合肥。肥料均勻撒在土壤表面,前茬作物為玉米,玉米收獲后用農(nóng)機(jī)將粉煤灰基保水調(diào)理劑成品耕翻至30~40 cm的土壤表層,再作畦、播種;對(duì)照不施用粉煤灰基土壤保水調(diào)理劑,只施用100 kg復(fù)合肥,兩者田間管理措施完全一致。試驗(yàn)地5畝,在5畝試驗(yàn)區(qū)里劃分出定期取樣的區(qū)點(diǎn),每畝3~5個(gè);測(cè)定項(xiàng)目包括土壤水分、土壤容重、土壤pH、植株高度、莖稈粗度。土壤水分和理化特性測(cè)定分別在播種前、播種后的第1周、第2周、第3周、第4周、第5周,選擇晴天上午,采取打土鉆的方法,取得0~30 cm土壤層的土壤,裝到保鮮袋中進(jìn)室內(nèi)試驗(yàn),計(jì)算土壤含水量;試驗(yàn)時(shí)期,完全是自然條件下的狀態(tài),記錄天氣狀況;同時(shí)在田間進(jìn)行測(cè)定土壤容重、土壤pH的取樣,于室內(nèi)測(cè)定。農(nóng)藝性狀測(cè)定是在冬小麥的生長(zhǎng)發(fā)育期間,定期測(cè)定株高、干物質(zhì),成熟時(shí)劃出一定數(shù)量的小區(qū)面積,測(cè)定冬小麥的穗部性狀和產(chǎn)量。
(1)土壤水分測(cè)定,采取土鉆法,取0~30 cm深度的土壤樣品,將取出的土壤樣品混合均勻用鋁盒裝好后,馬上蓋好蓋子,做好標(biāo)記裝到保鮮袋中,盡快運(yùn)到室內(nèi),用電子天平稱量,在105℃鼓風(fēng)電烘箱烘8 h后取出,降至室溫稱量,計(jì)算土壤質(zhì)量及含水量。
(2)土壤容重采用環(huán)刀法測(cè)定,用環(huán)刀取地表0~30 cm土壤,蓋上蓋子,用保鮮膜包好,送到室內(nèi)稱量,得出土壤的容重(g/cm3),容重高,說(shuō)明土壤密實(shí)、透氣性差。
(3)土壤pH采用上海精科公司生產(chǎn)的pHS-3C數(shù)字式電導(dǎo)率儀測(cè)定。
(4)小麥的干物質(zhì)積累量按常規(guī)方法稱量;小麥莖稈粗細(xì)度用游標(biāo)卡尺測(cè)量。
(5)小麥籽粒的容量(g/L),采用國(guó)產(chǎn)61-71容重儀測(cè)定。
(6)粉煤灰基土壤保水調(diào)理劑肥料的農(nóng)學(xué)效率=(施肥區(qū)產(chǎn)量-對(duì)照區(qū)產(chǎn)量)/施肥量×100。施肥的農(nóng)學(xué)效率(kg/kg)是指特定施肥條件下,單位施肥量所增加的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量。
試驗(yàn)數(shù)據(jù)為連續(xù)2年試驗(yàn)結(jié)果的平均值。
2.1.1 對(duì)耕作層土壤水分含量的影響 由表2可以看出,在冬小麥播種前麥田土壤水分含量為16.2%,小麥播種后,每周取一次土壤進(jìn)行水分測(cè)定,第1周施用處理土壤水分為15.79%,下降了0.14%,而對(duì)照下降了4.5%;第2周,施用處理下降為14.51%,對(duì)照下降為13.26%;第3周施用處理下降為12.50%,對(duì)照下降為11.28%;第4周施用處理下降為10.86%,對(duì)照下降為8.89%;第5周施用處理下降為9.98%,對(duì)照下降為7.56%。其中,第1周測(cè)定之后,試驗(yàn)地塊降水量為1.5 mm,是第2周測(cè)定土壤水分上升的原因。從總的土壤水分測(cè)定結(jié)果可以看出,使用粉煤灰基土壤保水調(diào)理劑對(duì)土壤0~30 cm耕作層的土壤起到了明顯的保水效果,從播種前到播種后的第5周,在長(zhǎng)達(dá)40多天的時(shí)間里,在試驗(yàn)田沒(méi)有有效降水的嚴(yán)重干旱情況下,施用粉煤灰土壤保水調(diào)理劑的地塊,仍然保持接近10%的土壤水分,可以保持冬小麥在冬季的正常生長(zhǎng),處理比對(duì)照土壤水分高32.01%。如果再持續(xù)2周,土壤水分下降到5%以下,且未來(lái)2周無(wú)有效降水,冬小麥可能會(huì)發(fā)生重度干旱。
2.1.2 對(duì)土壤容重的影響 由表3可以看出,施用粉煤灰基土壤保水調(diào)理劑,明顯改善了土壤的物理性質(zhì),和對(duì)照相比,第1周土壤容重下降了0.112 g/cm3;第2周土壤容重下降了0.094 g/cm3;第3周土壤容重下降了0.090 g/cm3;第4周土壤容重下降了0.180 g/cm3;第5周土壤容重下降了0.200 g/cm3。說(shuō)明粉煤灰基土壤保水調(diào)理劑不僅可以明顯起到保持耕作層土壤水分的作用,而且還起到改善土壤理化性質(zhì),降低土壤容重,增加土壤的透氣性的作用。
2.1.3 對(duì)土壤酸堿性的影響 由表4可以看出,施用粉煤灰基土壤保水調(diào)理劑的地塊土壤化學(xué)性質(zhì)和對(duì)照相比,第1周土壤pH升高0.08;第2周土壤pH由5.30上升為5.75,提高了7.48%;第3周土壤pH由最初的5.30上升為5.90,提高了11.31%;第4周土壤pH由最初的5.30上升為6.20,提高 了15.89%;第5周土壤容重下降了0.20 g/cm3,土壤pH由最初的5.30上升為6.49,比對(duì)照高1.14,提高了33.86%。可見(jiàn),原來(lái)酸性的土壤逐步得到了改良,酸化土壤pH逐步升高,施用處理在5周后,土壤的pH比對(duì)照提高了33.86%。粉煤灰基土壤保水調(diào)理劑是通過(guò)土壤化學(xué)變化改善土壤酸堿性的。
表2 不同處理對(duì)小麥土壤水分的影響(單位:%)
表3 不同處理對(duì)小麥土壤容重的影響(單位:g/cm3)
表4 不同處理對(duì)小麥土壤pH的影響
2.2.1 對(duì)小麥干物質(zhì)的影響 由圖1可以看出,從小麥拔節(jié)期4月12日開(kāi)始到小麥成熟收獲結(jié)束,粉煤灰基土壤保水調(diào)理劑可顯著提高小麥濟(jì)麥22號(hào)的干物質(zhì)積累量。處理4月22日的干物質(zhì)量為20.40 g,比對(duì)照高13.78%;5月4日的干物質(zhì)積累為30.17 g,比對(duì)照的25.39 g高18.83%,6月8日的干物質(zhì)積累量為35.90 g,比對(duì)照的31.06 g高15.58%;尤其是在5月14日的開(kāi)花期,施用處理比對(duì)照提高了18.83%,這時(shí)期是小麥生長(zhǎng)發(fā)育最旺盛的時(shí)期,這時(shí)的干物質(zhì)積累量越多,越有利于小麥葉片的光合作用和光合產(chǎn)物的積累,為后面的產(chǎn)量增加奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。
圖1 施用粉煤灰基土壤保水調(diào)理劑對(duì)小麥干物質(zhì)量的影響
2.2.2 對(duì)小麥各器官的干物質(zhì)積累量的影響 為了進(jìn)一步分析處理和對(duì)照如何影響的小麥的干物質(zhì)積累過(guò)程,對(duì)小麥的各器官的干物質(zhì)量進(jìn)行分別統(tǒng)計(jì)。由表5可以看出,11月15日處理的根干重比對(duì)照的高0.29 g,莖干重比對(duì)照的高0.15 g,葉干重比對(duì)照的高0.08 g;4月12日處理的各器官的干物質(zhì)量也都比對(duì)照的高。施用粉煤灰基土壤保水調(diào)理劑對(duì)冬小麥各器官的干物質(zhì)積累的動(dòng)態(tài)變化,處理的根系4月22日為2.40 g,比對(duì)照高0.4 g,提高了20%;5月4日提高了0.46 g,提高了20.81%;6月8日,處理的提高了0.39 g,提高了13.18%;對(duì)莖稈的影響,4月22日,處理的比對(duì)照的多1.3 g,高16.46%,5月4日,處理的比對(duì)照的多1.8 g,高17.65%;6月8日處理的比對(duì)照多1.6 g,高13.11%;對(duì)葉片的影響,4月22日,處理的比對(duì)照的多1.0 g,高22.99%;5月4日處理比對(duì)照的多0.22 g,高4.91%;6月8日,處理比對(duì)照的多0.36 g,高7.35%;對(duì)穗的影響,4月22日,處理的比對(duì)照多0.67 g,高18.21%;5月4日,處理的比對(duì)照的多2.3 g,高27.06%;6月8日,處理的比對(duì)照的多2.5 g,高22.73%。處理對(duì)小麥濟(jì)麥22號(hào)的各個(gè)器官的根、莖、葉、穗的干物質(zhì)積累都有明顯的促進(jìn)作用;其中,處理相比對(duì)照根系、莖稈和葉片在前期的干物質(zhì)量增加非常顯著,穗在中后期增加非常顯著。
2.3.1 對(duì)冬小麥莖稈高度的影響 由表6可以看出,施用粉煤灰基土壤保水調(diào)理劑對(duì)冬小麥濟(jì)麥22號(hào)的株高有一定影響,特別是在生育前期由于明顯地促進(jìn)冬小麥的根系生長(zhǎng),吸收更多的營(yíng)養(yǎng),因而植株的高度增加迅速。4月22日調(diào)查,株高68.7 cm,高于對(duì)照(64.8 cm),增加了3.9 cm,處理促進(jìn)根冠協(xié)同生長(zhǎng)的效果顯著。
表5 不同處理對(duì)冬小麥各器官干物質(zhì)積累的影響(單位:g)
表6 不同處理對(duì)小麥不同時(shí)期株高的影響(單位:cm)
開(kāi)花期以后處理對(duì)株高的影響正好相反,處理的株高增加量反而小于對(duì)照,這說(shuō)明冬小麥在生育中后期,粉煤灰基土壤保水調(diào)理劑含有豐富的微量元素,可明顯促進(jìn)小麥的生殖生長(zhǎng);小麥成熟前后,處理株高75.3 cm,對(duì)照株高77.8 cm,比對(duì)照降低了2.5 cm,減少了倒伏的發(fā)生。粉煤灰基土壤保水調(diào)理劑中的活性物質(zhì)有助于冬小麥的智慧生長(zhǎng),許多小麥品種在開(kāi)花期后遭遇下雨伴隨大風(fēng),出現(xiàn)不同程度的倒伏,而施用了粉煤灰基保水調(diào)理劑的沒(méi)有倒伏;沂南縣2019年5月3日、2020年5月6日,試驗(yàn)田都發(fā)生大風(fēng)和降雨,導(dǎo)致對(duì)照田小麥出現(xiàn)不同程度的倒伏,而使用粉煤灰基土壤保水調(diào)理劑的處理田小麥植株莖稈粗壯,是沒(méi)有發(fā)生倒伏的原因。
2.3.2 對(duì)小麥各節(jié)間長(zhǎng)度的影響 由表7可以看出,處理對(duì)小麥濟(jì)麥22號(hào)莖稈的各節(jié)間長(zhǎng)度產(chǎn)生了一定程度的影響。L1為地面上第1節(jié)、L2為地面向上第2節(jié),依次類推,L6為地面向上第6節(jié),即穗下節(jié)間。其中L2、L3和L4的差異不大或相同,L1、L5、L6差異較大,L1處理比對(duì)照高1.9 cm,L5處理比對(duì)照短0.8 cm,L6處理比對(duì)照短3.6 cm;這說(shuō)明粉煤灰基土壤保水調(diào)理劑對(duì)冬小麥莖稈的上部和下部長(zhǎng)度產(chǎn)生了影響。施用粉煤灰基土壤保水調(diào)理劑有利于增加小麥莖稈L1的長(zhǎng)度,有利于降低L5和L6的長(zhǎng)度,特別是對(duì)L6,也就是對(duì)穗下節(jié)間的長(zhǎng)度的影響十分明顯;使用粉煤灰基土壤保水調(diào)理劑可降低小麥L6長(zhǎng)度19.35%,從而避免了冬小麥在極端天氣條件下發(fā)生倒伏,保證了小麥的產(chǎn)量和品質(zhì)。
2.3.3 對(duì)小麥莖稈粗度的影響 由表8可以看出,處理可以明顯增加小麥濟(jì)麥22號(hào)莖稈L2、L3、L4的粗度,對(duì)L1和L5粗度影響較小,L2處理相比對(duì)照的莖稈粗度增加了0.48 mm,L3增加粗度0.71 mm,L4處理比對(duì)照的莖稈粗度增加0.56 mm,使用粉煤灰基土壤保水劑調(diào)理劑對(duì)小麥莖稈粗度的增加效果也十分顯著,是保證極端天氣條件下冬小麥不倒伏的另外一個(gè)因素。
由表9可以看出,處理相比對(duì)照顯著提高濟(jì)麥22號(hào)的生物量和產(chǎn)量。濟(jì)麥22號(hào)的生物量處理的為19.75 g,比對(duì)照高1.9 g,高10.61%;單株穗重方面,處理比對(duì)照高2.1 g,提高了19.44%;穗粒數(shù)方面,處理比對(duì)照增加2.3粒,提高了4.83%;千粒重方面,處理比對(duì)照增加了1.7 g,增加了3.64%;籽粒容量方面,處理比對(duì)照增加了22.5 g,增加了2.95%;小區(qū)產(chǎn)量方面,處理比對(duì)照增加1.104 kg,比對(duì)照增加產(chǎn)量13.65%;畝產(chǎn)量方面,處理比對(duì)照增加73.61 kg,比對(duì)照增產(chǎn)13.65%。由此可見(jiàn),施用粉煤灰基土壤保水調(diào)理劑對(duì)小麥濟(jì)麥22號(hào)的生物量、產(chǎn)量結(jié)構(gòu)和單株穗重的影響十分明顯,對(duì)千粒重、容重、穗粒數(shù)的增加也有一定程度的促進(jìn)作用,可以改善濟(jì)麥22號(hào)小麥的品質(zhì)。
表7 不同處理對(duì)小麥莖稈各節(jié)間的影響(單位:cm)
表8 不同處理對(duì)小麥莖稈各節(jié)間粗度的影響(單位:mm)
表9 不同處理對(duì)小麥產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響
粉煤灰基保水調(diào)理劑的農(nóng)學(xué)效率=粉煤灰基土壤保水調(diào)理劑施用區(qū)的小麥產(chǎn)量-對(duì)照區(qū)的小麥產(chǎn)量)/施肥量×100。2年試驗(yàn)平均結(jié)果為0.014 72 kg/kg,從理論上來(lái)講,施用1 kg粉煤灰基土壤保水調(diào)理劑,可實(shí)現(xiàn)增加小麥濟(jì)麥22號(hào)的產(chǎn)量0.014 72 kg/kg。農(nóng)學(xué)效率是施肥增產(chǎn)的綜合表現(xiàn),直接反映了粉煤灰基土壤保水調(diào)理劑的增產(chǎn)狀況。
綜 合2018年10月 至2019年6月、2019年10月至2020年6月連續(xù)兩年度在沂南縣冬小麥濟(jì)麥22號(hào)的各項(xiàng)田間種植試驗(yàn)結(jié)果,對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析可知,施用粉煤灰基土壤保水調(diào)理劑對(duì)冬小麥濟(jì)麥22號(hào)的農(nóng)田土壤水分、土壤理化性質(zhì)、農(nóng)藝性狀均產(chǎn)生了一定的影響,土壤保水和調(diào)理效果顯著。
施用粉煤灰基土壤保水調(diào)理劑可以明顯地保持0~30 cm耕作層的土壤水分含量,連續(xù)2年都是在長(zhǎng)達(dá)40多天無(wú)有效降水的極端天氣條件下,使用粉煤灰基土壤保水調(diào)理劑的土壤含水量保持在10.00%,而對(duì)照為7.50%左右,處理比對(duì)照高32.01%;與對(duì)照相比土壤容重下降,處理的第5周,土壤容重下降了0.16 g/cm3,土壤的pH升高1.14。
處理相比對(duì)照可明顯促進(jìn)小麥濟(jì)麥22號(hào)地下部的根系和地上部的莖稈、葉片等生長(zhǎng),增加小麥干物質(zhì)積累量。促進(jìn)小麥莖稈粗度增加,尤其對(duì)莖稈L2、L3、L4節(jié)間增粗作用明顯;促進(jìn)穗部干物質(zhì)積累量的顯著增加。粉煤灰基土壤保水調(diào)理劑可以明顯地促進(jìn)小麥的智能生長(zhǎng),降低株高、增加莖粗,避免大風(fēng)引起倒伏的發(fā)生,在冬小麥的中后期還能促進(jìn)小麥的生殖生長(zhǎng),比較好地協(xié)調(diào)了小麥由營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)向生殖生長(zhǎng)的過(guò)渡,避免營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)過(guò)旺引起后期貪青晚熟。
在處理比對(duì)照提高小麥濟(jì)麥22號(hào)的總的生物量為基礎(chǔ)的前提下,可增加穗粒數(shù)、單株穗重、千粒重,提高籽粒的容重及小麥的產(chǎn)量。施用粉煤灰基土壤保水調(diào)理劑可提高小麥產(chǎn)量13.65%,表明粉煤灰基土壤保水調(diào)理劑在小麥濟(jì)麥22號(hào)上應(yīng)用的增產(chǎn)效果非常顯著;施用粉煤灰基土壤保水調(diào)理劑可實(shí)現(xiàn)增產(chǎn),小麥農(nóng)學(xué)效率為0.014 72 kg/kg,粉煤灰基土壤保水調(diào)理劑在小麥上的增產(chǎn)效果明顯。
每畝化肥用量減少了38 kg,可節(jié)約現(xiàn)金支出124元;播種后冬前的農(nóng)田灌溉用水減少了40 m3/畝,可節(jié)約現(xiàn)金支出80元;小麥平均增產(chǎn)13.65%,增產(chǎn)73.61 kg/畝,可增加直接現(xiàn)金收入207.5元,合計(jì)每畝增加直接經(jīng)濟(jì)收入411.6元。試驗(yàn)示范面積2018-2019年度5畝,2019-2020年度5畝,2年試驗(yàn)示范面積10畝,增加直接經(jīng)濟(jì)效益4 116元。在生態(tài)效益方面,使用了粉煤灰土壤保水調(diào)理劑減少化肥使用量38%,減少地下水氨氮的積累,保護(hù)了地下水的安全和當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境,農(nóng)田的病蟲(chóng)草害發(fā)生減少了30%,減少農(nóng)藥的使用量30%,產(chǎn)生巨大的生態(tài)效益。而且對(duì)當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)田土壤起到了很好地改良作用,土壤變得疏松,團(tuán)粒結(jié)構(gòu)增加。
本試驗(yàn)研究的結(jié)論具有科學(xué)性、準(zhǔn)確性和推廣應(yīng)用價(jià)值,可為黃淮冬麥區(qū)乃至全國(guó)小麥種植地區(qū)的合理施用粉煤灰土壤保水調(diào)理劑提供理論支撐。但是粉煤灰基土壤保水調(diào)理劑的科學(xué)使用與土壤性質(zhì)、作物類型、氣候條件、田間管理措施等都有關(guān)系[7],可通過(guò)田間種植試驗(yàn)確定該地區(qū)的粉煤灰基土壤保水調(diào)理劑使用技術(shù)規(guī)程。