高麗娟

摘 要：在內(nèi)蒙古奈曼旗種植玉米與大葵花，以試驗(yàn)觀察的方式研究抗旱包衣劑對(duì)作物生長(zhǎng)發(fā)育的影響以及作物不同生長(zhǎng)期生物量的變化和土壤微生物量變化。結(jié)果顯示，該抗旱包衣劑對(duì)作物具有抗旱保水作用，但是同時(shí)也對(duì)生物生長(zhǎng)發(fā)育和土壤微生物生長(zhǎng)產(chǎn)生了一定的抑制作用。

關(guān)鍵詞：抗旱包衣劑；生育期；土壤微生物；生物量

中圖分類號(hào)：S351.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2017.09.017

Abstract： We planted corn and sunflower in Inner Mongolia， and researched the influence of macro-molecule to the growing of crop by examing and observing and different types of biomass crops changes and changes in the volume of soil microorganism. The results showed that the drought-resistant seed coating could retain water， but restrain the growth of crop and microorganism in soil.

Key words： drought-resistant seed coating； growth phase； soil microorganism； biomass

抗旱包衣劑是一種新型的高分子聚合物，對(duì)水有強(qiáng)烈的締合能力，其吸持水分的溶脹比在純水中可達(dá)數(shù)百倍甚至上千倍，提高幼苗成活率10%～30%。抗旱包衣劑能防治苗期病蟲害，緩解種子萌發(fā)出苗以及后期生長(zhǎng)干旱缺水問題，達(dá)到抗旱保苗的目的[1]。

本試驗(yàn)所用的是抗旱型復(fù)合包衣劑，由高吸水樹脂、植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑、微量元素、稀土微肥、農(nóng)藥等多種物質(zhì)合成，具有抗旱、提高出苗率、不污染環(huán)境、使用方便等特點(diǎn)，在旱地或水澆地上應(yīng)用都有顯著的增產(chǎn)效果。本研究通過在內(nèi)蒙古奈曼旗種植玉米與大葵花，研究抗旱復(fù)合包衣劑對(duì)作物生長(zhǎng)發(fā)育的影響，旨在揭示抗旱包衣劑與作物生長(zhǎng)發(fā)育的關(guān)系。

1 材料和方法

1.1 研究區(qū)概況

調(diào)查研究的地點(diǎn)位于內(nèi)蒙古奈曼旗的明仁蘇木。奈曼旗位于內(nèi)蒙古自治區(qū)通遼市西南部，地處我國(guó)北方干旱與半干旱農(nóng)牧交錯(cuò)帶東端的科爾沁沙地腹部，呈南北長(zhǎng)、東西窄的條狀分布，總面積8 159 km2；奈曼旗的地形地貌一般稱為“南山、中沙、北河川，兩山、六沙、二平原”，其南部為遼西山地；北緣多為海拔400～600 m的低山丘陵；中部屬?zèng)_積湖積物沙地，地域?qū)掗煟磺鹕尺B綿。土壤類型以風(fēng)沙土為主。屬于北溫帶大陸型半干旱季風(fēng)氣候，春季干旱多風(fēng)；夏季短而炎熱，雨量集中；秋季氣溫變化快，霜凍來臨早；冬季漫長(zhǎng)，寒冷少雪。全年風(fēng)沙大，日照長(zhǎng)，熱量足，雨量少，無霜期短[2]。

1.2 試驗(yàn)材料

供試作物為玉米、大葵花。

試驗(yàn)地分為3塊。七家子玉米地（土壤取樣深度分別為0～20，20～40 cm，各取2份，在根際土0～20 cm處取2份），大葵花地（土壤取樣深度分別為0～20，20～40 cm，各取2份在根際土0～20 cm處取2份）。七家子荒地（在20～40 cm處取2份）。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

將玉米和大葵花分別播種在七家子玉米地和大葵花地，并且分別采取施用和不施用抗旱包衣劑進(jìn)行作物栽種。在植株的不同生長(zhǎng)期，取植株樣本至實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析測(cè)量。

七家子荒地作為對(duì)照空白試驗(yàn)用地，不種植任何作物，與七家子玉米地和大葵花地作物種植同期，對(duì)該地塊分別進(jìn)行不施用和施用抗旱包衣劑處理，取該地塊土壤樣品到實(shí)驗(yàn)室做土壤微生物測(cè)定。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目及方法[3]

試驗(yàn)將玉米和大葵花分別播種在兩個(gè)地塊中。在不同生長(zhǎng)期到試驗(yàn)地中取樣，將植株按葉片、根、果進(jìn)行分類，將樣本放入干燥箱內(nèi)控制在105 ℃左右烘干0.5 h，以后維持在85 ℃恒溫下繼續(xù)烘干至恒質(zhì)量。待樣本完全烘干后稱其干物質(zhì)質(zhì)量。

土壤微生物的測(cè)定。細(xì)菌用牛肉汁蛋白瓊脂培養(yǎng)基平板混菌法培養(yǎng)測(cè)定；真菌用馬丁氏瓊脂培養(yǎng)基平板混菌法培養(yǎng)測(cè)定，放線菌用高氏1號(hào)瓊脂培養(yǎng)基平板混菌法培養(yǎng)測(cè)定。

混合平板計(jì)數(shù)法比較原始，但仍不失為最直接的土壤微生物量測(cè)定方法。將無菌平板編上號(hào)碼，每個(gè)號(hào)碼設(shè)置3個(gè)重復(fù)，吸取1×10-9稀釋液各1m L放入編號(hào)10-9的3個(gè)平板中，吸取1×10-8稀釋液各1 mL放入編號(hào)10-8的3個(gè)平板中，吸取1×10-7稀釋液各1mL放入編號(hào)10-7的3個(gè)平板中。然后在9個(gè)平板中分別倒入已熔化的培養(yǎng)基，待凝固后，輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)平板，平板放置于桌面上20～30 min，使菌液滲透入培養(yǎng)基內(nèi)，在30 ℃下培養(yǎng)，至菌落長(zhǎng)出后計(jì)數(shù)。用混合平板計(jì)數(shù)法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)[4]。

2 結(jié)果與分析

2.1 抗旱包衣劑對(duì)大葵花不同生育期生物量的影響

在苗期，凈質(zhì)量有明顯差異，使用了抗旱包衣劑后植物的鮮質(zhì)量、干質(zhì)量明顯高于未使用的；花序期無明顯變化；花盤形成期對(duì)株高影響最為突出，使用了抗旱包衣劑的比未使用的增加0.07 m，增高率約3.4%，干質(zhì)量也有差異；成熟期內(nèi)，株高明顯變化，使用了抗旱包衣劑的比未使用的株高下降了0.11 m，下降率5.4%，在凈質(zhì)量方面也不同于前幾個(gè)時(shí)期，鮮質(zhì)量下降19 g，下降率1.4%，干質(zhì)量下降33.15 g，下降率6.8%。說明使用抗旱包衣劑對(duì)作物在苗期和花盤形成期的凈質(zhì)量增長(zhǎng)有促進(jìn)作用，但是在最終的成熟時(shí)期，使用抗旱包衣劑反而抑制了大葵花的生長(zhǎng)，主要表現(xiàn)在株高降低的同時(shí)，凈質(zhì)量也明顯減少[5]。endprint

2.2 抗旱包衣劑對(duì)玉米不同生育期生物量的影響

在苗期、喇叭期、拔節(jié)孕穗期、灌漿成熟期、完全成熟期，使用抗旱包衣劑比不使用均增加了作物的質(zhì)量；鮮質(zhì)量分別增加0.1，41.8，38.6，40.0，

70.0 g，最小增長(zhǎng)0.1 g，最小增長(zhǎng)率4.6%，最大增長(zhǎng)41.8 g，最大增長(zhǎng)率18%；干質(zhì)量分別增加0.17，26.80，33.0，7.0，11.4 g，最小增長(zhǎng)0.17 g，最小增長(zhǎng)率1.6%，最大增長(zhǎng)33.0 g，最大增長(zhǎng)率42.6%。從上述數(shù)據(jù)可以看出，該抗旱包衣劑在玉米苗期的影響作用較小，而對(duì)拔節(jié)孕穗期影響較大。

2.3 抗旱包衣劑對(duì)不同生育期凈質(zhì)量的影響

由表4可知，在苗期時(shí)，使用該抗旱包衣劑比未使用的大葵花凈質(zhì)量明顯增加，鮮質(zhì)量增長(zhǎng)率為44%，干質(zhì)量增長(zhǎng)率為17%；花序期變化微??；花盤形成期使用了抗旱包衣劑的比未使用的鮮質(zhì)量略有下降，但干質(zhì)量呈上升趨勢(shì)；到了成熟期，使用抗旱包衣劑的比未使用的凈質(zhì)量要輕，鮮質(zhì)量下降1.5%，干質(zhì)量下降7.3%。

從表5可以看出，使用了抗旱包衣劑的比未使用的凈質(zhì)量都有明顯提高，鮮質(zhì)量最大的增長(zhǎng)率達(dá)18%，干質(zhì)量最大增長(zhǎng)率86%，最高增長(zhǎng)出現(xiàn)在喇叭期和拔節(jié)孕穗期。灌漿成熟期到完全成熟期有一定的增長(zhǎng)，但增速放緩。有研究發(fā)現(xiàn)[6]，拔節(jié)期到乳熟期，干物質(zhì)積累速度最快，干物質(zhì)總量隨時(shí)間增長(zhǎng)最多，積累的干物質(zhì)達(dá)到了全生育期干物質(zhì)總量的51.4%～78.7%。乳熟期到成熟期，干物質(zhì)積累速度逐漸下降，但是仍呈緩慢增長(zhǎng)趨勢(shì)，干物質(zhì)積累量占全生育期總量的5.5%～31.3%。

2.4 抗旱包衣劑對(duì)植株高度的影響

由表6可知，除花盤形成期使用了抗旱包衣劑的株高高于未使用的外，其他幾個(gè)時(shí)期使用抗旱包衣劑的均低于未使用的，株高反而有所降低，增加了抗倒伏性，并且有利于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的積累，可以提高收獲指數(shù)。

2.5 抗旱包衣劑對(duì)含水率的影響

水分是作物得以生存的主要因素之一，是作物進(jìn)行光合作用制造有機(jī)質(zhì)的原料，是向作物體內(nèi)輸送營(yíng)養(yǎng)的媒介，影響作物本身細(xì)胞一系列生物化學(xué)變化。

由表7可知，對(duì)于大葵花在苗期，使用了抗旱包衣劑的植株含水率要高于未使用的，作物苗期生長(zhǎng)需水量大，使用了抗旱包衣劑后能提高作物吸水保水作用。

由表8可知，玉米植株的含水率在苗期、喇叭期、拔節(jié)孕穗期3個(gè)時(shí)期中都是未使用抗旱包衣劑的明顯高于使用的，在灌漿成熟期和完熟期使用了抗旱包衣劑的比未使用的高出1.0～2.5個(gè)百分點(diǎn)。苗期、喇叭期和灌漿期連續(xù)干旱會(huì)使玉米嚴(yán)重減產(chǎn)，當(dāng)苗期、開花期干旱時(shí)，灌漿期必須大量灌水，此時(shí)使用抗旱包衣劑十分必要。灌漿期土壤水分多少對(duì)產(chǎn)量影響最大，灌漿期是玉米需水量最多的時(shí)期，充足的水分對(duì)籽粒飽滿、增加糧食產(chǎn)量具有重要作用[7]。

2.6 抗旱包衣劑對(duì)微生物數(shù)量的影響

土壤微生物主要是指細(xì)菌、真菌和放線菌，土壤微生物數(shù)量變化能夠靈敏地反映出施用抗旱包衣劑對(duì)土壤作用效果的大小。

在七家子荒地試驗(yàn)地塊上，我們未種植作物，為了解抗旱包衣劑對(duì)土壤微生物的作用效果，我們?cè)谠摰貕K進(jìn)行了試驗(yàn)，使用了抗旱包衣劑的土壤，細(xì)菌和真菌數(shù)量均有明顯增多（分別增加6.18倍、1.17倍），但放線菌卻呈下降趨勢(shì)。

土壤微生物是土壤的重要組成部分，它對(duì)土壤肥力的形成和植物營(yíng)養(yǎng)的轉(zhuǎn)化起著積極的作用。土壤微生物種類、數(shù)量的變化及它們?cè)谕寥乐械哪承┥锘瘜W(xué)過程強(qiáng)度，在一定程度上反映了土壤有機(jī)質(zhì)礦化的速度及各種養(yǎng)分存在的狀態(tài)，直接影響土壤的供肥狀況 。

土壤微生物以細(xì)菌為最多，通常占土壤微生物總數(shù)量的70%～90%；細(xì)菌雖小，但由于數(shù)量多，所以生物量也高。它們個(gè)體小，數(shù)量大，與土壤接觸的表面積特別大，成為土壤中最大的生命活動(dòng)面，也是最活躍的生活因素，時(shí)刻不停地進(jìn)行著與周圍環(huán)境的物質(zhì)交換。

土壤中放線菌的數(shù)量也很大，僅次于細(xì)菌，每克土壤含有幾百萬到幾千萬的菌體和孢子，約占土壤中微生物總數(shù)的5%～30%；放線菌數(shù)量雖比細(xì)菌少，但由于體積大，比細(xì)菌大幾十倍到幾百倍，所以，在土壤中的生物量并不低于細(xì)菌，深層土壤中放線菌數(shù)量往往比其他微生物要多。

真菌主要分布在土壤的表層，由于它們喜酸性，因此，在酸性森林土壤中更多；霉菌在數(shù)量上要比細(xì)菌和放線菌少，每克土壤只含幾萬至幾十萬個(gè)，但由于其菌絲很粗，個(gè)體體積較細(xì)菌和放線菌大，所以它們的生物量也不少。

土壤微生物作用是分解土壤有機(jī)質(zhì)，使其成為植物可吸收利用的無機(jī)鹽；分解植物不能吸收的礦物質(zhì)，使其轉(zhuǎn)化成植物可以吸收的狀態(tài)，同化大氣中游離的氮素，供給植物氮素營(yíng)養(yǎng)；合成腐殖質(zhì)，增加土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)；微生物吸收養(yǎng)分，使養(yǎng)分免于流失，死亡后分解為植物利用。

許多學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，土壤微生物生物量與土壤肥力和土壤健康有十分緊密的關(guān)系[8]。

本研究結(jié)果也證實(shí)了這一點(diǎn)，使用了抗旱包衣劑后，土壤中細(xì)菌、真菌數(shù)量均有不同程度的上升，細(xì)菌增長(zhǎng)0.46～7.37倍，真菌增長(zhǎng)0.87～1.42倍。根據(jù)對(duì)兩種試驗(yàn)作物的生物量統(tǒng)計(jì)，在苗期和重要的生長(zhǎng)期間內(nèi)，作物的凈質(zhì)量都明顯增加。說明土壤微生物增長(zhǎng)有利于提高作物生物量，對(duì)土壤肥力的提高有一定作用。

筆者將栽種了作物地塊的土壤微生物量和未栽種作物地塊的土壤微生物量進(jìn)行了比較，發(fā)現(xiàn)使用了抗旱包衣劑后，栽種了作物地塊的土壤微生物量比未栽種作物地塊的土壤微生物量增長(zhǎng)明顯，說明抗旱包衣劑的使用對(duì)提高作物生長(zhǎng)地塊土壤微生物量的作用效果更加明顯，對(duì)作物生長(zhǎng)的有利程度更高?？购蛋聞┡c土壤微生物量、土壤肥力、作物生長(zhǎng)的關(guān)系密切，還有待進(jìn)一步研究[9]。

但抗旱包衣劑等高分子農(nóng)藥物質(zhì)投入土壤，也會(huì)影響土壤微生物的生存和繁殖。當(dāng)抗旱包衣劑施入土壤后，土壤微生物發(fā)生中毒反應(yīng)，通過對(duì)土壤微生物生物量的測(cè)定就可以檢測(cè)到[10]。endprint

上述調(diào)查結(jié)果發(fā)現(xiàn)（表9），土壤微生物產(chǎn)生的中毒反應(yīng)表現(xiàn)明顯，使用了抗旱包衣劑的土壤其放線菌量明顯低于不使用的地塊，放線菌的數(shù)量降低15%～61%。由此可見，使用抗旱包衣劑導(dǎo)致了土壤微生物直接的響應(yīng)。

3 討 論

施用了抗旱包衣劑后作物主要在凈質(zhì)量、植株高度、含水率方面發(fā)生了明顯的改變，同時(shí)該抗旱包衣劑對(duì)作物不同生育期作用大小也是不同的。

苗期是指從播種到拔節(jié)所經(jīng)歷的時(shí)期，這一階段的特點(diǎn)是：地上部分生長(zhǎng)緩慢，根系生長(zhǎng)迅速，植株較小。由于出苗時(shí)的營(yíng)養(yǎng)完全由種子提供，所以從本研究亦可以看出，苗期抗旱包衣劑的使用對(duì)植株的影響很小，此時(shí)玉米鮮質(zhì)量只增加了4.6%。

而在拔節(jié)孕穗期，植株生長(zhǎng)迅速，莖、葉的增長(zhǎng)量很大，雌雄株不斷分化形成，干物質(zhì)累積增加，所以在這個(gè)時(shí)期外界因素的變化會(huì)對(duì)作物產(chǎn)生明顯的作用通過施用抗旱包衣劑，玉米干質(zhì)量增加了74%。

水分是植物得以生存的主要因素之一，有人研究過玉米的需水規(guī)律：玉米是需水較多的作物。從播種到苗期需水量少，墑情為60%～70%；出苗至拔節(jié)，需水量增加；拔節(jié)至灌漿期需水達(dá)到高峰，墑值要求達(dá)80%，灌漿成熟后逐漸減少[11]。這與本研究的玉米不同生育期植株含水率基本一致。本研究中，使用了抗旱包衣劑的玉米植株在苗期的含水率不高，隨著植株生長(zhǎng)至拔節(jié)期、灌漿成熟期，含水率達(dá)到高峰。施用了抗旱包衣劑的大葵花地的植株含水率比未使用的高出3.1%～5.7%。抗旱包衣劑的使用提高了植株的含水率，增加植株對(duì)水份的保持。

有研究記載，玉米水分與產(chǎn)量相互關(guān)聯(lián)，在拔節(jié)期灌水可增產(chǎn)22%左右，抽穗期灌水可增產(chǎn)70%左右[12]。本研究發(fā)現(xiàn)，在灌漿成熟期的玉米使用抗旱包衣劑后，玉米植株的含水率提高了1.4%，干質(zhì)量增加74%。在花盤形成期的大葵花使用抗旱包衣劑后，大葵花植株的干質(zhì)量增加3%?？购蛋聞┑氖褂锰岣吡酥仓甑暮剩M(jìn)而對(duì)作物增產(chǎn)也起到了一定的有利效果。

4 總 結(jié)

本研究結(jié)果表明，抗旱包衣劑的使用能提高植株含水率增加1.4%～5.8%，提高植物對(duì)水分的吸收利用，增加植物保水性、保護(hù)植物生長(zhǎng)的作用。同時(shí)，抗旱包衣劑的使用提高了土壤微生物量，增強(qiáng)土壤肥力，增加作物凈值量，有利于作物生長(zhǎng)。

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