李遠(yuǎn)超 許凌露 賀宇欣

摘要 ? ?為了研究不同濃度的聚丙烯酰胺（PAM）對(duì)新疆加工番茄產(chǎn)量及土壤環(huán)境的具體影響，2018年6—9月在新疆五家渠市（準(zhǔn)噶爾盆地東南部）進(jìn)行大田試驗(yàn)，在2種灌溉方式下，即100%灌溉水量（與當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)保持一致）和70%灌溉水量，設(shè)置了3個(gè)PAM濃度水平50、100、200 g/m2，考察了其對(duì)土壤體積含水率、土壤溫度、土壤鹽度及番茄株高、莖粗、葉片氣孔阻抗和番茄產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明，PAM可顯著提高土壤體積含水率，且在70%灌溉水量處理下，100 g/m2濃度的PAM保水效果最為顯著;PAM的施加顯著降低了土壤溫度，濃度為100 g/m2時(shí)最大降低4 ℃;PAM的增產(chǎn)效果顯著，同時(shí)進(jìn)行30%灌溉用水虧缺與施加PAM 100 g/m2，番茄產(chǎn)量提高296%。在該試驗(yàn)條件下，PAM提高加工番茄產(chǎn)量的最佳用量為100 g/m2左右。

關(guān)鍵詞 ? ?加工番茄;聚丙烯酰胺（PAM）;產(chǎn)量;土壤含水率;土壤溫度

中圖分類號(hào) ? ?S156.2;S641.2 ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 ? ?A

文章編號(hào) ? 1007-5739（2019）21-0070-05 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）

Abstract ? ?In order to study the specific effects of different concentrations of polyacrylamide（PAM）on processed tomato yield and soil environment in Xinjiang，the field experiment was conducted in Wujiaqu City of Xinjiang（southeast of the Junggar Basin） from June to September，2018. With two irrigation quotas，such as 100% irrigation water（full irrigation，consistent with local agricultural production management） and 70% irrigation water，three concentration of PAM（50 g/m2，100 g/m2 and 200 g/m2） was set in the test to analyze its effect on soil volumetric water content，soil temperature，soil salinity，and plant height，stem diameter，leaf stomatal resistance and yield of tomato. The results showed that PAM could effectively increase the volumetric water content of soil. Under the 70% irrigation water treatment，the water retention effect of PAM at a concentration of 100 g/m2 was the most significant. The application of PAM reduced the soil temperature，the maximum decrease reached 4 ℃ when the concentration was 100 g/m2.PAM had a significant yield-increasing effect. The yield of processed tomato increased by 296% with 70% irrigation water and application of 100 g/m2 PAM.To increase the yield of processed tomato，the optimum concentration of PAM is about 100 g/m2 under the conditions of this experiment.

Key words ? ?processed tomato;polyacrylamide（PAM）;yield;soil water content;soil temperature

新疆作為世界第三大的番茄生產(chǎn)和加工基地，其得天獨(dú)厚的條件成就了高品質(zhì)番茄的生長(zhǎng)，加工番茄更是遠(yuǎn)銷海外，得到廣泛認(rèn)可[1]。但是，該地區(qū)農(nóng)業(yè)用水虧缺，亟需尋求一種高效節(jié)水的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式[2]。聚丙烯酰胺（PAM）是一種長(zhǎng)鏈聚合物，廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)種植中，其具有改善土壤結(jié)構(gòu)的功能，可以有效增加土壤中水穩(wěn)定性團(tuán)聚體的含量，從而達(dá)到保水保肥的目的，進(jìn)一步提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的水分利用效率，且有一定的增產(chǎn)功效[3-5]。

有研究表明[6-11]，由于PAM的長(zhǎng)鏈結(jié)構(gòu)，PAM可顯著地改良土壤結(jié)構(gòu)，降低土壤分散系數(shù)，增加水穩(wěn)性大團(tuán)聚體的數(shù)目，使土壤總孔隙度得到提升，進(jìn)而增強(qiáng)土壤滲透性，提高土壤含水量，達(dá)到保水增產(chǎn)的效果。另外，PAM的水溶性強(qiáng)，能深度改善土壤，在維持土壤滲透性和改善土壤板結(jié)等方面的有效期較長(zhǎng)[12]。土壤性狀得到大幅度改良，其通氣透水和抗旱能力得到提升，PAM有效增強(qiáng)了土壤保水保肥能力，給作物的增產(chǎn)提供了有利條件[9，13-14]。土壤中的PAM主要由一系列機(jī)械活動(dòng)進(jìn)行降解，沒有毒害作用，其殘留的單體（丙烯酞胺，一種致癌物）也不在土壤中累積，可以通過生物進(jìn)行降解，進(jìn)入土壤的少量單體，在土壤中也只有不到1 d的半衰期[15-17]。

在國外，PAM已在美國等國得到大面積的普及和使用，截至1996年，僅在3年內(nèi)其在美國的使用面積從最初的2萬hm2增長(zhǎng)至100萬hm2，并有著顯著地增產(chǎn)作用[18-19]。在國內(nèi)，自20世紀(jì)80年代從國外引進(jìn)PAM以來，無論是試驗(yàn)研究，還是小范圍內(nèi)的大田生產(chǎn)都取得了巨大的成果，但由于我國幅員遼闊，還沒有得到大面積推廣。

雖然對(duì)于PAM的研究已經(jīng)取得了一定的成果，但針對(duì)新疆地區(qū)大田種植的加工番茄，PAM的實(shí)際應(yīng)用范圍較小，本試驗(yàn)著眼于研究PAM的施加對(duì)于新疆地區(qū)加工番茄生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響，即PAM在新疆滴灌模式下的節(jié)水效應(yīng)、PAM對(duì)于新疆加工番茄生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響。現(xiàn)將試驗(yàn)結(jié)果總結(jié)如下。

1 ? ?材料與方法

1.1 ? ?試驗(yàn)地概況

該試驗(yàn)于2018年6—9月在新疆維吾爾自治區(qū)五家渠市農(nóng)六師101團(tuán)一般農(nóng)用地（準(zhǔn)噶爾盆地東南部，北緯44°27′、東經(jīng)87°49′，海拔高度為634 m，屬中溫帶大陸性干旱氣候帶，年均降水量150～200 mm，年均蒸發(fā)量2 000 mm，年均氣溫6～7 ℃，7—8月平均氣溫25.7 ℃，平均年日照時(shí)長(zhǎng)2 800～3 200 h）進(jìn)行。試驗(yàn)田原始物理化學(xué)性質(zhì)：土壤類型為黏壤土，土壤pH值8.14，全氮含量0.164%，全磷含量9.49%，全鉀含量1.93%。

1.2 ? ?試驗(yàn)材料

選用新疆農(nóng)六師加工番茄的早熟品種聯(lián)創(chuàng)新育2009作為本試驗(yàn)的試驗(yàn)對(duì)象。PAM選用陽離子型（GB 17514—2008/GB 120005），1 kg有2 000萬分子量，pH值7～9，按照試驗(yàn)設(shè)計(jì)先均勻撒在地表，再采用表層10 cm深度范圍的旋耕機(jī)拌施。

1.3 ? ?試驗(yàn)設(shè)計(jì)

該試驗(yàn)同時(shí)對(duì)灌水量與PAM用量進(jìn)行控制，其中灌水量分為100%灌溉（灌水量和灌水次數(shù)與當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)保持一致，用HW表示）、70%灌溉（灌水量取HW的70%，用LW表示）2種處理，PAM用量分為50、100、200 g/m2（分別用LP、MP、HP表示）3個(gè)處理，共組合6個(gè)處理，具體各處理設(shè)計(jì)如表1所示。為方便田間管理及灌水控制，先按照灌水量分為HW和LW組，再采用隨機(jī)完全區(qū)組設(shè)計(jì)方法，每個(gè)處理設(shè)置3個(gè)重復(fù)，并設(shè)置不加PAM的對(duì)照組（CK，即100%灌溉、無PAM）。

每試驗(yàn)小區(qū)大小為10 m×3 m（CK為21 m×6 m），為保證不同濃度PAM處理之間相互不受影響，縱向相鄰的試驗(yàn)地塊之間間隔15 m。

1.4 ? ?試驗(yàn)實(shí)施

番茄于6月21日播種，采用壟溝栽培，壟臺(tái)高15 cm，壟寬100 cm，溝寬50 cm，壟上定植2行番茄，平均每1 m長(zhǎng)的支管種植3株番茄（2行交替），株距為66 cm，行距50 cm。試驗(yàn)田的4條壟臺(tái)處共布置4根縱向滴灌支管，間距1.5 m，支管由2個(gè)橫向主管控制，采用壟上滴灌模式，滴頭間距為30 cm，滴頭流量為3.8 L/h，故本次試驗(yàn)中通過控制滴灌時(shí)間進(jìn)一步控制灌溉總量。8月6日進(jìn)行定苗（一次性剔除不需要的幼苗，保留苗數(shù)達(dá)到要求苗數(shù)，此過程對(duì)作物根區(qū)土壤擾動(dòng)劇烈），8月19日開始坐果。其他農(nóng)藝措施同當(dāng)?shù)卮筇锕芾肀３忠恢隆?/p>

1.5 ? ?測(cè)量?jī)?nèi)容及方法

1.5.1 ? ?土壤物理性質(zhì)測(cè)定。在種植作物天數(shù)（DAP）為41、45、49、55、60、65、68 d時(shí)，使用TDR350（美國Spectrum公司）隨機(jī)重復(fù)取樣（所有取樣均遵循該原則），對(duì)土壤體積含水率（VWC）、土壤溫度、土壤電導(dǎo)率（EC）進(jìn)行測(cè)量，得到離作物根部15 cm（背離壟向）處，0～20 cm的土壤深度范圍內(nèi)各項(xiàng)物理性狀指標(biāo)的平均值。本試驗(yàn)采用TDR350的20 cm金屬桿直接測(cè)量表層土壤的土壤體電導(dǎo)率ECa和土壤體積含水率θw，再計(jì)算飽和土壤的電導(dǎo)率，即土壤溶液電導(dǎo)率ECw。有研究表明，ECw在P=0.01置信水平下隨土壤水溶性全鹽量增加而上升，適度范圍內(nèi)的土壤水溶性全鹽是作物存活以及正常生長(zhǎng)發(fā)育的關(guān)鍵[20]。

根據(jù)孫玉龍等[21]、Rhoades等[22]人研究表明，ECa與ECa·θw成線性關(guān)系。因此，本試驗(yàn)定義鹽分指數(shù)SI（salinity index）作為番茄用水效率和土壤肥力的一個(gè)定量指標(biāo)，以滿足土壤非飽和狀態(tài)的試驗(yàn)條件。公式如下：

SI=

式中：ECa為土壤體電導(dǎo)率（mS/cm）;θw為土壤體積含水率（%）。

1.5.2 ? ?作物生長(zhǎng)指標(biāo)測(cè)定。在DAP為33（作物過小，未測(cè)莖粗）、40、46（定苗第2天）、50、59、68 d時(shí)，采用米尺和電子游標(biāo)卡尺對(duì)各處理組番茄株高與莖粗進(jìn)行取樣測(cè)量。

在DAP為43、46、49 d（均處于坐果前）時(shí)，采用AP4植物氣孔計(jì)（英國Delta-t公司）對(duì)各處理組番茄葉表面氣孔阻抗（stomatal resistance，SR）進(jìn)行取樣測(cè)量。

最后根據(jù)新疆農(nóng)六師加工番茄收益現(xiàn)狀，統(tǒng)計(jì)各處理組的單株平均果實(shí)數(shù)量，反推得到單位面積產(chǎn)量[23]。

1.6 ? ?數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

利用Microsoft Excel 2016對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并繪制相關(guān)圖表，用SAS 9.3軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，根據(jù)混合效應(yīng)線性模型，采用約束最大似然估計(jì)法原理計(jì)算協(xié)方差矩陣獲得本試驗(yàn)各組統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的差異性。

2 ? ?結(jié)果與分析

2.1 ? ?不同灌水量下PAM對(duì)表層土壤含水率的影響

在DAP為41、55、68 d時(shí)，表層土壤（0～20 mm深度范圍）的平均體積含水率（VWC）測(cè)定結(jié)果如圖1所示。為得到水分虧缺和PAM施加的協(xié)同效應(yīng)對(duì)番茄產(chǎn)量及生長(zhǎng)的影響，將HW和LW分別同CK組設(shè)為同一組進(jìn)行分析。

由圖1可知，在滿足當(dāng)?shù)胤颜Ｉa(chǎn)的灌溉用水下（HW），DAP為41 d和68 d時(shí)，施加PAM后，表層土壤平均體積含水率均顯著高于對(duì)照組，41 d時(shí)處理HP、MP、LP含水率分別較CK增加了42%、43%、34%，68 d時(shí)處理HP、MP、LP含水率分別增加了79%、56%、71%。DAP為55 d時(shí)，雖然施加PAM后，土壤含水率相對(duì)于對(duì)照組無顯著性差異，但也均高于對(duì)照組。PAM由強(qiáng)吸水性樹脂制成，在灌溉或者降雨時(shí)迅速吸收較自身重?cái)?shù)十倍土壤水分形成凝膠，在干旱缺水條件下緩慢釋放水分供作物吸收，如此反復(fù)從而有效提高土壤含水率[24]。

同時(shí)由HW組可知，施加不同濃度的PAM后，處理HP、MP和LP之間的平均體積含水率無顯著性差異，也不隨PAM的用量改變而呈現(xiàn)一定的規(guī)律。這與耿桂俊[25]得出的在0～30 mm范圍內(nèi)的表層土壤，PAM施用量在30.0～37.5 kg/hm2范圍內(nèi)時(shí)，土壤含水率隨PAM施用量的增加而加大;超過該濃度范圍后，隨其施用量的增加土壤含水量降低的規(guī)律不符。分析其原因可能有3個(gè)：一是本試驗(yàn)PAM的用量過多，最小濃度50 g/m2的PAM都遠(yuǎn)超過上述試驗(yàn)的PAM用量，對(duì)土壤含水率的提高作用將不再隨PAM濃度的變化而變化;二是本組處理均為正常灌溉處理，灌溉水量充分的情況下，難以顯示出濃度變化的優(yōu)劣勢(shì);三是本試驗(yàn)施用PAM方式以及試驗(yàn)地土壤質(zhì)地同該試驗(yàn)不同，使得PAM發(fā)揮的作用效應(yīng)不一樣。由此可見，針對(duì)在不同土壤條件下的PAM最佳施用量，應(yīng)進(jìn)行不同的試驗(yàn)探討。

LW組經(jīng)過水分虧缺灌溉處理之后，在不同時(shí)期測(cè)定的土壤平均體積含水率，均隨PAM用量的增加較正常灌溉的對(duì)照組有很大提高，并且隨著PAM用量的增加，土壤體積含水率呈現(xiàn)出先上升后下降的變化趨勢(shì)。在PAM用量為100 g/m2（MP）時(shí)達(dá)到最高值，并認(rèn)為本試驗(yàn)條件下，得到最大土壤體積含水率下的最佳PAM用量在100 g/m2左右。當(dāng)PAM用量達(dá)到200 g/m2（HP）時(shí)，土壤體積含水率均與CK無顯著差異。其中值得注意的是，DAP為41 d和68 d時(shí)，在PAM濃度為100 g/m2（MP）下，土壤體積含水率較CK分別增加了45%和68%;即使在55 d時(shí)，處理MP較CK土壤含水率提高不太顯著，但也可以推得PAM的施用提高了土壤含水率，達(dá)到節(jié)水灌溉的目的。

2.2 ? ?不同灌水量下PAM對(duì)表層土壤溫度的影響

DAP為41、55、68 d時(shí)，表層土壤（0～20 mm深度范圍）的平均土壤溫度如圖2所示。

由圖2可知，不論是正常灌溉水量的HW組，還是水分虧缺灌溉的LW組，施加PAM后均能不同程度地降低土壤溫度，在同一土層內(nèi)，溫度最多降低了4 ℃，且隨著PAM用量的增加，土壤溫度呈現(xiàn)出先下降后上升的趨勢(shì)，在PAM用量為100 g/m2時(shí)達(dá)到最低值，這一變化與LW組的土壤體積含水率的變化趨勢(shì)恰好相反。

土壤溫度是土壤熱量的一項(xiàng)具體表現(xiàn)形式和強(qiáng)度指標(biāo)，不僅直接影響作物的生長(zhǎng)發(fā)育過程和最終產(chǎn)量，還與土壤空氣、土壤水分和土壤微生物之間相互作用、相互影響。LW組的土壤溫度變化與土壤體積含水率變化趨勢(shì)相反，土壤水分越多，0～20 cm范圍內(nèi)的表層土壤溫度越低?？梢哉J(rèn)為，PAM影響土壤溫度的主要原因是PAM增加了土壤含水率，而土壤水分的容積熱容量約為土壤空氣的3 000倍，土壤整體熱容量上升，當(dāng)吸收等量熱量時(shí)，施加PAM的土壤溫度更低，與土壤含水率成反相關(guān)。HW組的土壤溫度，雖然和LW組有相同的趨勢(shì)，但是HW組施加PAM后的土壤體積含水率，并未顯示出和PAM用量之間有顯著相關(guān)性或一定的變化規(guī)律，筆者認(rèn)為PAM影響土壤溫度可能還與土壤結(jié)構(gòu)和土壤微生物活動(dòng)有關(guān)，需要進(jìn)一步試驗(yàn)探究。

2.3 ? ?短期內(nèi)PAM對(duì)表層土壤鹽度的影響

由表2可知，除了HW組在番茄生長(zhǎng)DAP為41、45 d時(shí)，在施加PAM后的較短時(shí)間內(nèi)，土壤的SI顯著高于CK，其余各組施加PAM對(duì)土壤的SI無顯著影響。這與張雪辰等[26]得出的PAM能有效降低土壤電導(dǎo)率的結(jié)論不符。王效偉等[27]研究表明，短期時(shí)間（45 d）內(nèi)，PAM在土壤中最多僅被分解1.5%。故排除PAM在本試驗(yàn)短期時(shí)間內(nèi)被分解而產(chǎn)生額外離子，進(jìn)而影響土壤鹽分的因素。推測(cè)主要原因是本試驗(yàn)中選定的PAM濃度過高，部分聚合物分子將自身纏繞成團(tuán)，并在土粒表面上形成“雙層”吸附層，從而不利于鹽分的淋洗[28]。

2.4 ? ?PAM對(duì)番茄生長(zhǎng)狀況的影響

由表3可知，不同時(shí)間下測(cè)定各處理組的株高和莖粗，在HW和LW分組下幾乎不存在顯著性差異;而LW組的株高和莖粗較HW組整體略低，原因是水分虧缺灌溉而引起的差異。

前人研究[5，25]顯示，由于PAM的保水作用，減少了地面蒸發(fā)，減緩了作物的水分脅迫，作物的可利用水增加，故而促進(jìn)了作物的生長(zhǎng)，且隨著PAM施加濃度的增加呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，尤其在作物幼苗期生長(zhǎng)增長(zhǎng)較為明顯，但本試驗(yàn)結(jié)果并未體現(xiàn)該規(guī)律。

植物氣孔是植物細(xì)胞同大氣交換CO2、O2和水汽的主要通道，直接影響著植物各項(xiàng)生理活動(dòng)，而氣體在進(jìn)行交換時(shí)所遇到的阻力稱為氣孔阻抗（RS），主要受土壤條件、光照、溫度、濕度和風(fēng)速等因素影響，因而研究氣孔阻抗對(duì)深入了解作物生長(zhǎng)發(fā)育及坐果等過程有著重要的理論及實(shí)踐意義[29-30]。

由圖3可知，番茄坐果前，不同時(shí)間下測(cè)定各處理組的RS不存在顯著性差異，但其中施加PAM的處理組的氣孔阻抗大于CK組，而氣孔阻抗同蒸騰強(qiáng)度和光合強(qiáng)度呈負(fù)相關(guān)，施加PAM的處理組氣孔阻抗越大，蒸騰強(qiáng)度和光合強(qiáng)度越弱。分析猜測(cè)，施加PAM的處理組增大了土壤水的溶質(zhì)勢(shì)，盡管使土壤體積含水率得到提升，但水分的有效性反而降低，對(duì)作物產(chǎn)生水分脅迫作用，影響作物各項(xiàng)生理代謝反應(yīng)，并最終導(dǎo)致部分氣孔關(guān)閉，氣孔阻抗變大。程智慧等[31]、李英才等[32]研究結(jié)果也同樣表明，水分脅迫可顯著增大番茄葉片氣孔阻抗，影響作物光合速率。總之，PAM對(duì)作物內(nèi)部生理的具體影響還不明確，有待進(jìn)一步研究。

2.5 ? ?PAM對(duì)番茄產(chǎn)量的影響

圖4為正常灌溉（HW，100%水量）和水分虧缺灌溉（LW，70%灌溉水量）條件下施加不同濃度PAM對(duì)番茄產(chǎn)量的影響結(jié)果。

由圖4可知，無論在番茄灌水量充足情況下或是虧水30%情況下，施加PAM均能提高產(chǎn)量?？梢钥闯觯琀W組中處理HP、MP、LP產(chǎn)量較CK分別提升了225%、281%和49%，其中處理HP、MP產(chǎn)量較CK有顯著提高。LW組中處理HP、MP、LP產(chǎn)量較CK分別提升了42%、296%和128%，其中處理MP產(chǎn)量較CK有顯著提高。當(dāng)PAM濃度低于100 g/m2時(shí)，均表現(xiàn)出產(chǎn)量隨PAM濃度增加而呈現(xiàn)不斷提高的趨勢(shì)，當(dāng)PAM濃度高于100 g/m2時(shí)，產(chǎn)量反而有所下降，故初步認(rèn)為PAM提高番茄產(chǎn)量的最佳用量在100 g/m2左右。

武惠平等[33]研究表明，以田間持水量為基點(diǎn)降低土壤含水率，使番茄產(chǎn)量先增后減，當(dāng)土壤含水率達(dá)到70%～80%時(shí)，產(chǎn)量達(dá)到峰值。周嘯塵[34]研究表明，灌水量顯著影響番茄產(chǎn)量，過量灌水降低番茄產(chǎn)量，水分虧缺同樣顯著使其降低。對(duì)比HW組和LW組的土壤體積含水率和產(chǎn)量可以得出結(jié)論，PAM可以顯著提高土壤含水率，在水分虧缺情況下施用PAM，土壤含水率增加更明顯、產(chǎn)量更高，在維持產(chǎn)量不變的情況下，根據(jù)北疆加工番茄平均1 060 mm的總灌水量，施加100 g/m2的PAM可以平均節(jié)約水量3 150 t/hm2左右。因此，在干旱缺水地區(qū)農(nóng)業(yè)中進(jìn)行PAM的推廣使用，對(duì)節(jié)水增產(chǎn)具有巨大的研究和實(shí)用意義。

馮玉龍等[35]研究表明，番茄根系溫度在30 ℃時(shí)，有機(jī)物的生成和分配最有利于積累，隨著溫度上升，有機(jī)物的積累迅速降低。本試驗(yàn)種植時(shí)間偏晚，整體氣溫較高，CK土溫為33～37 ℃，而PAM的施加能將土壤溫度顯著降低至30 ℃左右，即番茄光合作用和干物質(zhì)積累的最佳溫度，這可能是PAM能達(dá)到增產(chǎn)作用的主要因素，這將為在干旱高溫地區(qū)和反季節(jié)種植作物提供很好的研究方向。

PAM對(duì)土壤鹽度指數(shù)、番茄株高和莖粗影響并不顯著，初步認(rèn)為三者不是影響番茄產(chǎn)量的中間因素。本試驗(yàn)中的植物氣孔阻抗測(cè)定于作物生長(zhǎng)前期，分析認(rèn)為該測(cè)量結(jié)果同作物最終產(chǎn)量影響較小，故不納入考慮。

3 ? ?結(jié)論與討論

試驗(yàn)結(jié)果表明，PAM的短期施加可有效提高0～20 cm表層土壤的平均體積含水率。本試驗(yàn)中，在滿灌條件下，PAM不同濃度設(shè)置組之間并未體現(xiàn)出顯著性差異;水分虧缺灌溉條件下，隨著PAM用量的增加，土壤體積含水率呈現(xiàn)出先上升后下降的變化趨勢(shì)，得到最大土壤體積含水率下的最佳PAM用量在100 g/m2左右。由此可以得出，PAM在水分虧缺條件下的節(jié)水效果更加顯著。PAM的施加能在不同程度上降低表層土壤的溫度，且無論在滿灌條件還是水分虧缺灌溉條件下，均體現(xiàn)出隨著PAM用量的增加，土壤溫度呈現(xiàn)出先下降后上升的趨勢(shì)，在濃度為100 g/m2時(shí)降至最低。PAM的短期施加對(duì)表層土壤鹽度指數(shù)、番茄株高和莖粗作用效果并不顯著;番茄生長(zhǎng)前期測(cè)得的葉片氣孔阻抗，由于PAM的施加并未產(chǎn)生顯著性差異，但處理組的氣孔阻抗均大于對(duì)照組，推測(cè)為水分脅迫作用導(dǎo)致[36-37]。因此，為找到PAM能提高產(chǎn)量的中間變量以研究其作用機(jī)理，應(yīng)進(jìn)行更深入長(zhǎng)期的試驗(yàn)。

新疆加工番茄的產(chǎn)量受PAM的影響，提升效果顯著。本試驗(yàn)認(rèn)為，PAM通過其保水持水功能，降低土壤溫度以達(dá)到增加產(chǎn)量作用，在水分虧缺30%的灌水量下，較晚種的對(duì)照組最高能增產(chǎn)296%，并初步認(rèn)為PAM提高番茄產(chǎn)量的最佳用量在100 g/m2左右。

本試驗(yàn)結(jié)果基于大田試驗(yàn)得到，高濃度范圍的PAM在新疆農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中能顯著減少加工番茄的產(chǎn)量損失，并節(jié)約用水，這為在干旱高溫地區(qū)解決農(nóng)業(yè)水資源短缺的問題而推廣使用PAM提供依據(jù)。

本次試驗(yàn)表明，在新疆滴灌種植模式下，加工番茄施用PAM能夠節(jié)水增產(chǎn)，且PAM增產(chǎn)效果結(jié)合水分虧缺灌溉時(shí)效果更顯著，但本試驗(yàn)并未探明PAM短期內(nèi)使得加工番茄產(chǎn)量大幅增加的機(jī)理以及長(zhǎng)期施加PAM對(duì)土壤理化性質(zhì)和加工番茄影響。因此，進(jìn)一步探尋PAM對(duì)作物的影響機(jī)制以及長(zhǎng)期使用PAM的最終結(jié)果是未來進(jìn)一步試驗(yàn)的研究方向。

4 ? ?參考文獻(xiàn)

[1] 劉超.新疆番茄加工產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展前景分析[J].現(xiàn)代食品，2018（13）：4-5.

[2] 鄭芳.新疆農(nóng)業(yè)水資源利用效率的研究[D].石河子：石河子大學(xué)，2013.

[3] 李晶晶，白崗栓.聚丙烯酰胺的水土保持機(jī)制及研究進(jìn)展[J].中國水土保持科學(xué)，2011，9（5）：115-120.

[4] 張蕊，于健，白崗栓.聚丙烯酰胺在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用及研究進(jìn)展[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，40（10）：6093-6095.

[5] 員學(xué)鋒.PAM的土壤保水、保肥及作物增產(chǎn)效應(yīng)研究[D].楊凌：西北農(nóng)林科技大學(xué)，2003.

[6] 員學(xué)鋒，吳普特，馮浩.聚丙烯酰胺（PAM）的改土及增產(chǎn)效應(yīng)[J].水土保持研究，2002（2）：55-58.

[7] 張淑芬.坡耕地施用聚丙烯酰胺防治水土流失試驗(yàn)研究[J].水土保持科技情報(bào)，2001（2）：18-19.

[8] TERRY R E，NELSON S D.Effects of polyacrylamide and irrigation method on soil physical properties[J].Soil Science，1986，141（5）：317-320.

[9] LENTZ R D，SOJKA R E.Field results using polyacrylamide to manage furrow erosion and infiltration[J].Soil Science，1994，158（4）：274-282.

[10] ALY SM，LETEY J.The effect of two polymers and water qualities on dry cohesive strength of three soils[J].Soil Science Society of America Journal，1989，53：255-259.

[11] 王維敏.中國北方旱地農(nóng)業(yè)技術(shù)[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，1994：155-156.

[12] 王小彬，蔡典雄.土壤調(diào)理劑PAM的農(nóng)用研究和應(yīng)用[J].植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2000（4）：457-463.

[13] 杜堯東，夏海江，劉作新，等.聚丙烯酰胺防治坡地水土流失田間試驗(yàn)研究[J].水土保持學(xué)報(bào)，2000（3）：10-13.

[14] 肇普興，夏海江.聚丙烯酰胺的保土保水保肥及改土增產(chǎn)作用[J].水土保持研究，1997（4）：98-104.

[15] SOJKA R E，LENTZ R D.Time for yet another look at soil conditioners[J].Soil Science，1994，158（4）：233-234.

[16] BARVENIK，F(xiàn)RANK W.Polyacrylamide characteristics related to soil applications[J].Soil Science，1994，158（4）：235.

[17] SEYBOLD C A.Polyacrylamide review：Soil conditioning and environm-ental fate[J].Communications in Soil Science and Plant Analysis，1994，25（11-12）：2171-2185.

[18] SOJKA R E，LENTZ R D，ROSS C W，et al.Polyacrylamide effects on infiltration in irrigated agriculture[J].Journal of Soil & Water Conservat-ion，1998，53（4）：325.

[19] JOHNSON M S.Effect of soluble salts on water absorption by gel-forming soil conditioners[J].Journal of the Science of Food & Agriculture，2010，35（10）：1063-1066.

[20] 張冬梅，高娃，張東旭，等.土壤水溶性全鹽含量與電導(dǎo)率之間的關(guān)系[J].長(zhǎng)江蔬菜，2017（20）：92-94.

[21] 孫玉龍，郝振純，陳啟慧，等.土壤電導(dǎo)率及土壤溶液電導(dǎo)率與土壤水分之間關(guān)系[J].河海大學(xué)學(xué)報(bào)，1997（6）：71-75.

[22] RHOADES J D，MANTEGHI N A，SHOUSE P J，et al.Soil electrical conductivity and soil salinity：new formulations and calibrations[J].Soil Sci Am J，1989，53：433-439.

[23] 吳聞，王吉奎.新疆加工番茄機(jī)械化收獲現(xiàn)狀與效益分析[J].新疆農(nóng)墾科技，2018，41（5）：28-31.

[24] 陳寶玉，黃選瑞，邢海褔，等.3種劑型保水劑的特性比較[J].東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2004（6）：99-100.

[25] 耿桂俊.地表覆蓋及保水劑與PAM對(duì)河套灌區(qū)土壤水熱鹽和番茄生長(zhǎng)的影響[D].北京：中國科學(xué)院研究生院（教育部水土保持與生態(tài)環(huán)境研究中心），2011.

[26] 張雪辰，陳誠，蘇里坦，等.聚丙烯酰胺改良鹽漬土壤的適宜用量研究[J].土壤，2017，49（6）：1216-1220.

[27] 王效偉.聚丙烯酰胺在污泥和土壤中降解及其對(duì)黑麥草和土壤酶的影響研究[D].泰安：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)，2013.

[28] 龍明杰，張宏偉，陳志泉，等.高聚物對(duì)土壤結(jié)構(gòu)改良的研究Ⅲ.聚丙烯酰胺對(duì)赤紅壤的改良研究[J].土壤通報(bào)，2002，33（1）：9-13.

[29] 蔣高明.植物氣孔阻力及其測(cè)定[J].植物雜志，1996（6）：27-28.

[30] 馮誠，張友賢，方小宇.滴灌條件下番茄需水規(guī)律研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，43（6）：49-50.

[31] 程智慧，孟煥文，STEPHEN A ROLFE，等.水分脅迫對(duì)番茄葉片氣孔傳導(dǎo)及光合色素的影響[J].西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2002（6）：93-96.

[32] 李英才，薛琳，孫福榮，等.加工番茄光合日變化及影響因子的研究[J].北方園藝，2009（4）：4-7.

[33] 武慧平，朱銘強(qiáng)，張盼盼，等.土壤含水量對(duì)溫室櫻桃番茄生長(zhǎng)發(fā)育及果實(shí)品質(zhì)的影響[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2012，30（4）：32-36.

[34] 周嘯塵.灌水量與追肥量對(duì)番茄產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[D].揚(yáng)州：揚(yáng)州大學(xué)，2014.

[35] 馮玉龍，劉恩舉，崔臻祥.根系溫度對(duì)番茄的影響（Ⅱ）：根系溫度對(duì)蕃茄光合作用和水分代謝的影響[J].植物研究，1996（2）：63-67.

[36] 郝舒雪.不同生育期水分脅迫及復(fù)水對(duì)番茄生理特性、品質(zhì)及產(chǎn)量的影響[D].楊凌：西北農(nóng)林科技大學(xué)，2019.

[37] 侯夢(mèng)媛，楊再強(qiáng)，張曼義.水分脅迫對(duì)設(shè)施番茄結(jié)果期葉片衰老特性和根系活力的影響[J].北方園藝，2017（1）：52-57.