一、讨论

一、讨论

(一)土壤结构

Bai,et al.,(2010)发现,与CK处理相比,施用保水剂土壤容重可减少5.5%~9.4%,特别是当相对土壤水分含量40%~50%适度水分亏缺时。杨永辉(2011)研究表明,保水剂与氮肥配施后,土壤大孔隙数及孔隙度均显著提高,显著提高了土壤的结构稳定性,降低了土壤容重。高超等(2005)将聚丙烯酸钾盐型保水剂施用在红壤上发现,保水剂吸水膨胀,使土壤变得疏松,孔隙度增加容重降低,土壤容重随保水剂施用量的增加,降低的程度增大。本研究也表明,施用两种保水剂均能降低土壤容重,使耕层土壤孔隙度升高,其效果随施用量的增加而增强,有效改善了耕层土壤的孔隙结构。这是由于保水剂中的干燥颗粒吸水膨胀后粒径可达30~40 mm,在吸水过程可形成大量孔隙,改善土壤的孔隙结构(El-Amir,et al.,1993;韩玉国等,2012)。本研究还发现,施用沃特保水剂可有效降低0~30 cm层土壤容重,微生物保水剂对30~60 cm层土壤容重最显著。这可能与保水剂的成分有关,沃特保水剂(有机-无机杂化保水剂)具有较高的吸水率和体积膨胀率,能显著降低表层土壤容重,而微生物保水剂(微生物多功能菌株)可加强微生物活性,从而改善耕层土壤孔隙结构(侯贤清等,2015a)。

(二)土壤水分

杨永辉等(2010)研究表明,施用保水剂显著提高作物生育期0~100 cm土层的土壤水分含量,且到收获期仍具有保水性,施用60 kg/hm2和90 kg/hm2处理的土壤水分含量较高。本研究发现,与其他处理相比,施用60 kg/hm2和90 kg/hm2保水剂处理各生育期土壤水分和贮水量的较高,而水分消耗量减少。杜社妮等(2007b)研究认为,沃特保水剂可吸收降水,提高土壤含水量,且土壤水分随施用量的增大而提高。张蕊等(2013a)也发现,施用保水剂显著提高土壤水分、番茄产量及水分利用效率。本研究结果表明,不同保水剂施用量,相对于不施保水剂处理,明显提高了0~100 cm土层土壤贮水量,其中沃特保水剂不同施用量的保水效果最佳。这主要由于沃特保水剂的保水、释水性能与自身的吸水倍率高和膨胀性能强密切相关(Bai,et al.,2010;Liu,et al.,2013),沃特保水剂的吸水倍率和膨胀性能高于微生物保水剂,土壤水分的保蓄效果较好(Hou,et al.,2018)。

(三)马铃薯生长

黄占斌等(2007)盆栽试验证明,复合型保水剂对作物生长有促进作用,要明显好于单纯的聚丙烯酸钠型保水剂。吴继成等(2011)研究表明,地面覆盖和保水剂利于改善小麦生长环境,将两者相结合可发挥其叠加效应,能进一步改善土壤的水分状况,促进小麦生长发育。本研究结果表明,施用保水剂能有效促进马铃薯植株的生长,尤其沃特保水剂在马铃薯生育后期效果更为突出。主要由于沃特保水剂为复合型保水剂,结构中含有利于植物生长的营养成分(如腐殖酸、稀土元素和凹凸棒等),保水剂与土壤混合后,使土壤中形成较好的团粒结构,为植物生长发育提供了优良的环境(黄占斌等,2007;Li,et al.,2013b)。

(四)马铃薯产量及经济效益

李倩等(2013)研究表明,覆盖措施结合保水剂可缓和土壤旱情,降低马铃薯小薯率,显著增加了马铃薯产量和商品薯率。张朝巍等(2011a)研究也发现,不同保水剂施用量均能不同程度地提高马铃薯的产量和商品薯率。本研究结果表明,施用不同保水剂的马铃薯产量和商品薯率均显著高于对照,其中施用沃特保水剂60~90 kg/hm2时,马铃薯的商品薯率最高,增产效果最好,这与前人研究结果一致。刘殿红等(2008)指出,在考虑保水剂的增产效果时,还必须考虑其经济效益。本研究发现,旱作马铃薯推荐施用沃特保水剂60~90 kg/hm2,能显著提高马铃薯产量与经济效益。究其原因主要由于保水剂的施用能改善马铃薯生长的土壤水分状况,促进作物生长和产量的形成(刘殿红等,2008;李倩等,2013)。

(五)马铃薯水分利用效率

杜社妮等(2007b)发现,从播种到收获阶段,保水剂和对照马铃薯耗水没有差异。在开花期和收获期,沃特保水剂和聚丙乙酰胺(作为改良剂的聚合物)的水分利用效率及水分生产效率均显著高于对照。张朝巍等(2011b)研究报道,施用保水剂处理群体水平水分利用效率和产量水平水分利用效率均最高。Woodhouse and Johnson(1991)和秦舒浩等(2013)研究发现,施用不同类型的保水剂均能显著提高马铃薯田的水分利用效率,这种改善效果因保水剂的种类不同而异。本研究也表明,施用沃特保水剂和微生物保水剂能显著增加作物水分利用效率,随着保水剂施用量的增加作物的水分利用效率而提高,以沃特保水剂获得的效果最佳。这是由于保水剂的施用可改善作物生长的土壤环境,显著提高马铃薯的产量和水分利用效率(Varennes and Queda,2005;杨永辉,2010;秦舒浩等,2013)