曹云娥，李建設(shè)，高艷明

（寧夏大學(xué)農(nóng)學(xué)院，寧夏銀川，750021）

近年來(lái)，人們開(kāi)發(fā)了一種新型高分子聚合物-保水劑（water retaining gel），又稱(chēng)保濕劑、持水劑。 它能夠迅速吸收和保持自身質(zhì)量幾百倍甚至上千倍的純水或鹽水。它與一般吸水材料的不同之處在于能夠?qū)⑽盏乃秩磕z化，而且水分不易離析，可緩慢釋放[1]。20世紀(jì)70年代以來(lái)，保水劑的研究與應(yīng)用日益普及，日本在沙漠綠化、英國(guó)在水土保持、法國(guó)在土壤改良、俄羅斯在節(jié)水農(nóng)業(yè)等方面保水劑的應(yīng)用都取得了明顯效果。中國(guó)從20世紀(jì)80年代開(kāi)始研制和應(yīng)用保水劑，現(xiàn)已在60多種作物上試驗(yàn)示范,應(yīng)用面積超過(guò)7萬(wàn)hm2[2]。

目前國(guó)內(nèi)保水劑的應(yīng)用研究大多只集中于保水劑濃度和不同保水劑之間的應(yīng)用差異上，而對(duì)保水劑與養(yǎng)分的交互作用上研究甚少。據(jù)楊磊等研究表明各種單一肥料在高濃度下均會(huì)降低保水劑的吸水能力[3]，但并未對(duì)保水劑與全營(yíng)養(yǎng)肥的交互作用進(jìn)行研究。而目前設(shè)施蔬菜生產(chǎn)中大多數(shù)施用的都是復(fù)合肥料，進(jìn)行保水劑與復(fù)合肥料的交互作用影響的研究甚為重要。本文通過(guò)番茄育苗試驗(yàn)，研究了不同的保水劑濃度與不同的全營(yíng)養(yǎng)肥濃度的交互作用對(duì)番茄幼苗生長(zhǎng)發(fā)育與生理的影響，以期為實(shí)際生產(chǎn)提供理論指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)處理

試驗(yàn)于2007年7月6日在寧夏銀川掌政鎮(zhèn)高科技蔬菜示范園區(qū)的育苗中心進(jìn)行。選用草炭土和蛭石作為基質(zhì)，1∶1配成，其中堿解氮含量為518 mg/kg，速效磷為 27 mg/kg，速效鉀為 90 mg/kg，pH值為5.94，EC值為0.716 mS/cm2。試驗(yàn)采用兩因素完全隨機(jī)設(shè)計(jì)，肥料設(shè)為 A 因素（Ai，i=3）：每 1 L 基質(zhì)加入1 g，2 g，3 g 3個(gè)水平；保水劑設(shè)為B因素（Bj，j=3） 每 1 L 基質(zhì)加入 0 g，2 g，4 g 3 個(gè)水平，則該試驗(yàn)共9個(gè)處理，每處理種植1盤(pán)，3次重復(fù)。番茄品種為R-144，種子催芽后播于育苗盤(pán)中。保水劑為sky gel保水劑，日本美比露株式會(huì)社研制，為聚丙烯酰胺型保水劑類(lèi)型，粒徑0.4 mm。全營(yíng)養(yǎng)肥為寧夏大學(xué)農(nóng)學(xué)院研制。穴盤(pán)規(guī)格為寬27.9 cm，長(zhǎng)54.4 cm，高5.5 cm，孔穴數(shù)128孔。各處理均采用清水澆灌基質(zhì)，相同管理，完全隨機(jī)排列。

1.2 試驗(yàn)方法

在幼苗生長(zhǎng)過(guò)程中（苗齡 16，19，22 d），測(cè)定基質(zhì)持水量，基質(zhì)取樣50 g，用烘干法測(cè)定，4次重復(fù)，試驗(yàn)結(jié)果用每1 g基質(zhì)飽和持水量多少克表示；充分澆水排出重力水后測(cè)定不同處理基質(zhì)EC值、pH值。在番茄幼苗生長(zhǎng)22 d時(shí)，對(duì)其各形態(tài)指標(biāo)進(jìn)行了測(cè)定，每個(gè)處理隨機(jī)取樣10株，用直尺、游標(biāo)卡尺分別測(cè)定幼苗的株高、莖粗；并計(jì)算壯苗指數(shù)，其中壯苗指數(shù)=（莖粗÷株高）×全株干質(zhì)量[4]。用烘干法測(cè)定地上部、根系干質(zhì)量，葉綠素含量用手持葉綠素計(jì)測(cè)定，根系活力的測(cè)定用氯化三苯基四氮唑（TTC）還原法測(cè)定[4]，基質(zhì)含水量用烘干法測(cè)定，基質(zhì)鹽分濃度用電導(dǎo)率儀測(cè)定。

2 結(jié)果與分析

2.1 保水劑與養(yǎng)分交互作用對(duì)基質(zhì)持水性能的影響

①保水劑與養(yǎng)分交互作用對(duì)基質(zhì)持水性能的影響 以往大量的研究已證明基質(zhì)持水量與保水劑濃度呈顯著正相關(guān)，此文便不再贅述。本文研究了在幼苗生長(zhǎng)過(guò)程中 （苗齡16，19，22 d），澆水后不同處理基質(zhì)的含水量。由表1可知，保水劑濃度與基質(zhì)持水量在育苗期內(nèi)均達(dá)到了顯著正相關(guān)，保水劑與養(yǎng)分對(duì)基質(zhì)持水量存在顯著的交互效應(yīng)。表現(xiàn)為基質(zhì)持水量隨著保水劑濃度的增加而增加，但隨著養(yǎng)分供應(yīng)濃度的增加，基質(zhì)持水量并未隨著保水劑濃度的增加而呈直線(xiàn)上升。這可能是由于高吸水樹(shù)脂是一類(lèi)高分子電解質(zhì),受水中離子的破壞而改變吸附能力，其在肥料的存在下的吸水行為可用聚電解質(zhì)吸水膨脹的熱力學(xué)理論加以解釋?zhuān)珷I(yíng)養(yǎng)肥中存在的一些高電解質(zhì)肥料可能會(huì)在一定程度上降低樹(shù)脂的吸水性能。所以，在實(shí)際應(yīng)用中，可與尿素（非電解質(zhì)肥料）和低濃度的鉀氮肥料混用,盡量避免和電離性強(qiáng)的肥料高濃度混合使用[3]。由表1可以看出，整個(gè)育苗周期內(nèi)保水劑對(duì)基質(zhì)持水量的影響都無(wú)太大變化，反映了skygel保水劑在整個(gè)育苗期內(nèi)反復(fù)吸水、持水能力較強(qiáng)，對(duì)超過(guò)該時(shí)間段的反復(fù)吸水能力，數(shù)據(jù)當(dāng)中無(wú)任何信息，可繼續(xù)進(jìn)行研究。

表1 保水劑和養(yǎng)分交互對(duì)幼苗生長(zhǎng)過(guò)程中基質(zhì)持水量的影響

②保水劑與養(yǎng)分交互作用對(duì)基質(zhì)鹽分濃度和pH值的影響 由圖1可知，基質(zhì)EC值隨養(yǎng)分濃度增加而極顯著增加，隨保水劑濃度增加而顯著下降，這主要是由于養(yǎng)分供應(yīng)相同的情況下，保水劑濃度增大，基質(zhì)含水量極顯著增加，使得基質(zhì)EC值必然下降；在保水劑濃度一致而養(yǎng)分供應(yīng)增加的情況下，基質(zhì)EC值顯著升高。高吸水樹(shù)脂在吸附溶液中水分的同時(shí)，也對(duì)溶液中的肥料產(chǎn)生不同程度的吸附作用。基于此，可合成肥料復(fù)合型高吸水樹(shù)脂，所復(fù)合的肥料將具良好的緩釋功能。

表2 保水劑與養(yǎng)分交互作用對(duì)番茄單株幼苗形態(tài)指標(biāo)的影響

基質(zhì)pH值隨著養(yǎng)分濃度的變化范圍較小，隨著保水劑濃度的變化而發(fā)生極顯著變化，表現(xiàn)為隨著保水劑濃度的增加，基質(zhì)pH值降低（圖2）。在番茄幼苗生長(zhǎng)期內(nèi)基質(zhì)pH值逐漸上升，根據(jù)電荷平衡原理，植物吸收NO3--N時(shí)，放出HCO3-和OH-，導(dǎo)致基質(zhì)pH值升高，而吸收NH4+-N時(shí)放出H+，使環(huán)境pH值降低。所用全營(yíng)養(yǎng)肥中NO3--N較多，NH4+-N較少，所以隨著幼苗生長(zhǎng)，基質(zhì)pH值逐漸上升。

2.2 保水劑與養(yǎng)分交互作用對(duì)番茄幼苗形態(tài)指標(biāo)的影響

由表2可知，養(yǎng)分濃度與保水劑的交互作用對(duì)番茄幼苗的地上部干質(zhì)量達(dá)到了顯著水平 （p=0.05）、對(duì)全株干質(zhì)量、壯苗指數(shù)達(dá)到了極顯著水平（p=0.01），表明養(yǎng)分與保水劑對(duì)番茄幼苗生長(zhǎng)互為影響，協(xié)同作用，其中A2B2處理壯苗指數(shù)最高，表明該處理養(yǎng)分濃度與保水劑濃度適當(dāng)，兩者搭配協(xié)調(diào)、互相促進(jìn)，有利于番茄幼苗生長(zhǎng)。養(yǎng)分濃度對(duì)番茄幼苗株高、莖粗、地上部干質(zhì)量、地下部干質(zhì)量、全株干質(zhì)量、壯苗指數(shù)都有極顯著影響（p=0.01），且表現(xiàn)為株高、莖粗隨著養(yǎng)分濃度增加而增大，低上部干質(zhì)量、地下部干質(zhì)量、全株干質(zhì)量、壯苗指數(shù)均表現(xiàn)為A2B2處理最高，說(shuō)明該處理養(yǎng)分濃度較為適當(dāng)，說(shuō)明在每1 L基質(zhì)中加入2 g全營(yíng)養(yǎng)肥，番茄幼苗生長(zhǎng)較為茁壯；保水劑濃度對(duì)番茄幼苗的地上部干質(zhì)量、地下部干質(zhì)量、全株干質(zhì)量、壯苗指數(shù)有極顯著影響（p=0.01），對(duì)株高、莖粗無(wú)顯著影響（p＜0.05)，表明保水劑濃度在每升基質(zhì)中加入2 g較為適宜番茄幼苗生長(zhǎng)。

2.3 保水劑與養(yǎng)分交互作用對(duì)番茄幼苗生理指標(biāo)的影響

①保水劑與養(yǎng)分交互作用對(duì)番茄幼苗葉片葉綠素含量的影響 保水劑與養(yǎng)分交互作用對(duì)番茄幼苗葉片葉綠素含量的動(dòng)態(tài)影響見(jiàn)圖3。表現(xiàn)為低養(yǎng)分濃度番茄幼苗葉片葉綠素含量在育苗期內(nèi)顯著低于高養(yǎng)分濃度和中養(yǎng)分濃度。保水劑對(duì)番茄葉綠素含量影響不顯著。據(jù)已往研究表明在光飽和點(diǎn)以下，葉片葉綠素含量和光合速率呈正相關(guān)。葉綠素含量高低雖不能直接說(shuō)明保水劑與養(yǎng)分互作對(duì)番茄幼苗光合速率的關(guān)系，但可間接反映在養(yǎng)分濃度和保水劑濃度適中的條件下，兩者交互作用可提高番茄幼苗葉片的葉綠素含量，促進(jìn)葉片的光合速率。

②保水劑與養(yǎng)分交互作用對(duì)番茄幼苗根系活力的影響 在幼苗生長(zhǎng)至22 d時(shí)，測(cè)定其根系活力，結(jié)果見(jiàn)圖4。保水劑與養(yǎng)分交互作用對(duì)番茄幼苗根系活力的影響，表現(xiàn)為番茄幼苗根系活力在中養(yǎng)分濃度時(shí)數(shù)值最高，低養(yǎng)分濃度和高養(yǎng)分濃度處理根系活力數(shù)值較低。保水劑對(duì)番茄幼苗根系活力的影響同樣表現(xiàn)為保水劑濃度適中，根系活力最高。表明在養(yǎng)分濃度和保水劑濃度適中的條件下，兩者的交互作用可提高番茄幼苗的根系活力。

3 結(jié)論

①基質(zhì)持水量隨著保水劑濃度的增加而增加，但隨著養(yǎng)分供應(yīng)濃度的增加，并未隨著保水劑濃度的增加而呈直線(xiàn)上升。skygel保水劑在整個(gè)育苗期內(nèi)反復(fù)吸水、持水能力較強(qiáng)?；|(zhì)EC值隨養(yǎng)分濃度增加而極顯著增加，隨保水劑濃度增加而顯著下降?；|(zhì)pH值隨著養(yǎng)分濃度的變化范圍較小，隨著保水劑濃度的增加而增加。

②通過(guò)對(duì)番茄幼苗形態(tài)指標(biāo)的測(cè)定，表明在每升基質(zhì)中加入2 g全營(yíng)養(yǎng)肥，番茄幼苗生長(zhǎng)較為茁壯；保水劑濃度在每1 L基質(zhì)中加入2 g較為適宜番茄幼苗生長(zhǎng)。在養(yǎng)分濃度和保水劑濃度適中的條件下，兩者的交互作用可提高番茄幼苗的根系活力和葉片的葉綠素含量。綜合各因素認(rèn)為，A2B2處理為最優(yōu)處理，即全營(yíng)養(yǎng)肥2 g/L，保水劑濃度2 g/L時(shí)，較適合番茄幼苗生長(zhǎng)。

[1]劉曉紅，董明東，李剛，等，保水劑在草莓試管苗出瓶種植的應(yīng)用試驗(yàn)[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007，35（22）：6 749-6 750.

[2]黃占斌.農(nóng)用保水劑應(yīng)用原理與技術(shù)[M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版社，2005.

[3]楊磊，蘇文強(qiáng).化肥對(duì)保水劑吸水性能的影響 [J].東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2004，32（5）：37-38.

[4]葛曉光.蔬菜育苗大全[M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，1995.