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第二章 不同保水剂制成凝胶对旱作土壤性状马铃薯产量及水分利用效率的影响（第2页）

在马铃薯播种后60d和80d采集马铃薯整株植株样（包括地下部根和地上茎、叶）5株；将地下部根、地上茎、叶分开后装入样品袋，立即带回实验室置入烘箱，在105℃杀青，30min后，在70℃条件下烘干至恒质量，称重。

（三）马铃薯植株氮磷钾含量的测定

在马铃薯播种后60d和80d采集植株地下部根、地上茎、叶（水平方向，以主茎为中心，整株取出，垂直方向30cm），每小区取样5株，分别测定作物不同器官NPK养分含量。测定方法：植株全氮（N）：H2SO4—H2O2消解—半微量蒸馏法；植株全磷（P）：H2SO4—H2O2消解—钒钼黄比色法测定；植株全钾（K）：H2SO4—H2O2消解—火焰光度计法（鲍士旦，2003）。养分积累量（g株）=根干重×根养分含量+茎干重×茎养分含量+叶干重×叶养分含量+块茎干重×块茎养分含量。肥料利用效率（%）=某养分干物质积累总量施肥纯养分量×100

（三）马铃薯产量

在马铃薯成熟期，每重复区以实产进行测产，分别记录大（＞150g）、中（75~150g）、小薯（＜75g）个数及重量，并计算大、中、小薯比重和商品薯率（谢奎忠等，2010）。商品薯率（%）=单薯75g以上的产量马铃薯总产×100%。

（四）统计分析

EXCEL2003作图，采用SAS8。0分析软件对数据进行统计分析。

第二节保水剂制成凝胶对土壤结构的影响

一、土壤容重和土壤孔隙性状

由图2-2A可知，收获期不施保水剂处理的土壤容重与播种前相比略有增加，增幅为1。69%~2。38%。2种保水剂施入土壤后，0~60cm的土壤容重与播种前相比明显降低，且30~60cm土层效果更好。例如，0~30cm土层2种保水剂处理降幅为2。9%~7。0%，其中M6处理的降幅最大（7。0%）；30~60cm土层，2种保水剂处理降幅为5。8%~8。9%。2种保水剂对不同土层土壤容重影响不同。0~30cm土层，沃特保水剂施用效果优于微生物保水剂，如M6和N6处理土壤容重分别高于CK处理9。0%和5。9%；30~60cm土层，微生物保水剂优于沃特保水剂，如M6和N6处理土壤容重分别比CK处理增加7。2%和8。9%。

注：1、播前为试验处理前，M2为沃特保水剂30kghm2，M4为沃特保水剂60kghm2，M6为沃特保水剂90kghm2，N2为微生物保水剂30kghm2，N4为微生物保水剂60kghm2，N6为微生物保水剂90kghm2，CK为不施用保水剂。2、同一层不同小写字母表示处理间差异显著（P

不施保水剂处理的土壤孔隙度比播种前略有下降。2种保水剂处理的土壤孔隙度均比处理前明显增加，且在30~60cm土层的施用效果优于0~30cm土层。例如，在0~30cm土层，M4和N4处理土壤孔隙度分别高于CK处理10。7%和4。5%，而在30~60cm土层，上述2处理分别比CK处理增加11。7%和13。4%。2种保水剂对不同土层土壤孔隙度影响不同。在0~30cm土层，沃特保水剂优于微生物保水剂，，如M6和N6处理土壤孔隙度分别高于CK处理13。7%和9。1%；在30~60cm土层，微生物保水剂优于沃特保水剂，如M6和N6处理土壤孔隙度分别比CK处理增加12。5%和15。5%。

二、耕层土壤团聚体数量及其分布

由表2-3可知，0~30cm土层，>5mm机械稳定性团聚体数量施用沃特保水剂效果优于微生物保水剂，例如，M4和N4处理分别高于CK处理2。7和2。4倍；而>0。25mm机械稳定性团聚体数量（DR0。25）施用微生物保水剂效果优于沃特保水剂，如M4和N4处理DR0。25值分别比CK处理增加21。5%和43。9%。大颗粒团聚体数量随土层的加深而明显增加，30~60cm土层>10mm机械稳定性团聚体数量均高于0~30cm土层（表2-3）。>5mm机械稳定性团聚体数量施用微生物效果优于沃特保水剂，M4和N4处理分别高于CK处理29。4%和68。8%；>0。25mm机械稳定性团聚体数量施用沃特保水剂效果优于微生物保水剂，M2处理比CK处理显著提高13。1%，而N6处理比CK处理提高7。8%。施用2种保水剂各处理0。5~0。25mm、

第三节保水剂制成凝胶对土壤水分的影响

一、生育期土壤蓄水保墒效果

由图2-3可知，与不施保水剂处理相比，施用2种保水剂均能有效改善马铃薯初花期0~100cm土层土壤水分状况。施用微生物保水剂能显著提高0~40cm土层土壤贮水量，例如N6处理较CK处理提高68。1%，而施用沃特保水剂能明显提高40~100cm土层土壤贮水量，如M4处理较CK处理提高11。1%。块茎膨大期，各处理土壤水分含量有所降低。2种保水剂各处理，相对于不施保水剂处理，能明显提高0~100cm土层土壤贮水量。0~40cm土层，施用沃特保水剂能显著提高土壤水分含量，如M6处理土壤贮水量较CK处理提高31。4%，而微生物保水剂各处理0~40cm土层的土壤贮水量明显降低，如N2处理较CK处理降低9。9%。在60~100cm土层，施用沃特保水剂各处理土壤贮水量均较对照显著，如M6处理较CK处理增加36。1%，而施用微生物保水剂对深层土层的保水效果并不显著。9月底，马铃薯进入成熟期，各处理土壤水分含量有所恢复。施沃特保水剂各处理，与不施保水剂处理相比，显著提高了0~80cm土层土壤贮水量，而微生物保水剂各处理与对照无显著差异。例如，沃特保水剂M2、M4和M6处理0~80cm土层土壤贮水量较对照处理提高17。7%、29。4%和45。4%，而施微生物保水剂各处与对照无显著差异。

二、马铃薯关键时期土壤贮水量变化

在马铃薯初花期，施用保水剂各处理0~100cm土层土壤贮水量均高于对照，以施用微生物保水剂各处理增幅最为显著。N2、N4和N6处理土壤贮水量较对照分别显著增加12。4%、20。1%和27。8%。

8月中旬，马铃薯进入块茎膨大期，气温逐渐升高，土壤水分蒸发日益增多，耗水增加，降水相对偏少，各处理土壤贮水量有所降低。不同保水剂施用量，相对于不施保水剂处理能明显提高0~100cm土层土壤贮水量。施用沃特保水剂M2、M4和M6处理土壤贮水量分别较CK处理显著提高17。1%、26。4%和34。4%。施用微生物保水剂N2、N4和N6处理土壤贮水量较CK处理分别提高8。9%、12。3%和18。1%。施用沃特保水剂N6处理和微生物保水剂M6处理对提高0~100cm土层土壤贮水量效果最为显著。

马铃薯成熟期，不同处理土壤水分状况有所恢复。沃特保水剂不同施用量各处理，相对于不施保水剂处理，显著提高了0~100cm土层土壤贮水量。M2、M4、M6处理分别较CK处理提高12。0%、20。8%和31。2%，以M6处理提高幅度最大。可见，施用微生物保水剂改善了马铃薯生育前期土壤贮水量，沃特保水剂改善了生育中后期0~100cm土层土壤水分状况，且随保水剂施用量增加而增加，以施用沃特保水剂90kghm2保水保墒效果最为显著。

三、马铃薯关键时期土壤含水量垂直变化特征

马铃薯初花期，两种保水剂耕层（0~40cm）土壤含水量差异与对照差异较大，40~100cm土层土壤含水量与其他各处理的差异随土层的加深逐渐减小（如图2-5A）。0~40cm土层平均土壤含水量N2、N4、N6处理分别较CK处理显著增加43。5%、46。2%和57。6%，而沃特保水剂各处理与对照无明显差异。40~100cm土层土壤含水量两种保水剂高于对照，但与对照无显著差异。

8月20日测定马铃薯块茎膨大期不同处理下0~100cm土层土壤水分垂直变化，各处理0~100cm土层土壤含水量随土层的加深呈先降低后升高的趋势。沃特保水剂各处理0~100cm土层土壤含水量显著高于CK处理，而微生物保水剂各处理0~40cm土层含水量明显降低，60~100cm土层含水量与对照无差异。M2、M4、M6处理60~100cm土层平均土壤含水量分别较CK处理显著增加57。5%、60。8%和72。9%。马铃薯成熟期，不同处理0~60cm土层土壤水分含量随土层的加深而降低，60~100cm土层土壤含水量有所回升。其中，沃特保水剂各处理0~100cm土层平均土壤含水量均显著高于对照，而微生物保水剂各处理与对照无显著差异。M2、M4和M6处理0~100cm土层平均土壤含水量分别较CK处理显著增加48。4%、50。6%和58。3%。

第四节保水剂制成凝胶对马铃薯生长及养分吸收的影响

一、马铃薯生物学性状

表2-4为不同保水剂施用量对马铃薯生物学性状的影响，不同处理下马铃薯关键生育期株高的变化呈先升高后降低的趋势。在马铃薯初花期，施用微生物保水剂各处理与对照差异显著，N4和N6处理株高分别较CK处理显著提高34。5%和43。8%，而在马铃薯膨大后期施用沃特保水剂各处理与对照差异显著。M2、M4、M6处理在膨大后期植株平均株高分别较CK处理显著提高21。9%29。5%和28。1%。

在马铃薯关键生育期不同生长阶段其茎粗表现为下降的趋势。在初花期，施用微生物保水剂N2、N4、N6处理明显高于CK处理9。64%、10。2%和11。0%，在块茎膨大期和成熟期，施用沃特保水剂M2、M4、M6处理分别较CK处理增加14。1%、15。5%和17。6%。可见，施用微生物保水剂能明显促进马铃薯初花期植株的生长，施用沃特保水剂对马铃薯块茎膨大期的生长的作用效果显著。

在马铃薯初花至成熟期，不同处理下马铃薯生物量（干物质积累量）的变化均呈逐渐上升的趋势，在马铃薯成熟期达到最大。马铃薯初花期，施用微生物保水剂各处理均显著高于对照，而在马铃薯生育后期施用沃特保水剂对提高马铃薯干物质积累量效果显著。在初花期，N2、N4、N6处理干物质积累量分别较CK处理提高28。0%、28。9%和39。9%；马铃薯成熟期，M2、M4、M6处理分别较CK处理干物质积累量提高39。9%、43。1%和46。3%。这表明，施用保水剂能显著提高作物干物质积累，有利于马铃薯薯块产量的提高。

二、马铃薯植株干物质积累量

在马铃薯播后60d至播后80d，马铃薯植株不同器官干物质积累量呈增加趋势（如表2-5），保水剂各处理不同器官干物质积累量均显著高于不施保水剂处理，以施用微生物保水剂最高。播后60d，地下部根干质量施用沃特保水剂各处理间无显著差异，N4和N6处理显著高于N2处理，N4和N6处理无差异，其中以N6处理最高；地上茎M4和M6处理显著高于M2处理，N4和N6处理显著高于M2处理，M4和M6处理、N4和N6处理间无差异；N6处理对促进马铃薯叶片生长发育效果最好。播后80d，地下部根施用保水剂各处理间显著高于对照，以N4和N6处理的地下部根干质量最高；地上茎M2、M4和M6处理间差异显著，N2和N4、N6处理存在显著差异，M4、N4和N6处理茎干质量最高（8。31g株~8。56g株）；地上叶片施用两种保水剂均显著高于对照，各处理间差异显著，N6处理的叶片干物质量最高（25。6g株）。

三、马铃薯植株养分吸收

（一）植株不同器官氮素吸收

干物质积累是作物产量形成的基础，而植物所需的氮、磷、钾养分对干物质的形成有重要影响。在马铃薯生育前期，植株地下部根、地上茎和叶片氮素含量动态变化随生长发育进程推进而降低，马铃薯各器官氮素含量高低表现为叶片>地上茎>地下部根。施用保水剂各处理地下部根全氮含量均显著高于不施保水剂处理，施用微生物保水剂对作物吸氮效果好于沃特保水剂，以N4和N6处理地上部根全氮含量最高。播种后60d地上茎氮含量，N4和N6处理的含氮量均显著高于其他各处理，分别较CK处理高23。2%、27。3%；播种后80d，N4和N6处理地上茎氮含量比CK处理提高30。2%和34。4%。播后60d和播后80d微生物保水剂各处理叶片氮含量高于沃特保水剂各处理，保水剂各处理钾素浓度均随施用量的增加而增加，同一保水剂不同施用量间差异显著，以N6处理叶片全氮含量最高，其次为M6处理。