纖維素保水劑對(duì)基質(zhì)特性和黃瓜幼苗生長(zhǎng)的影響 王越 王宇欣 時(shí)光營(yíng) 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)水利與土木工程學(xué)院 北京 100083 摘要 作為新型高分子節(jié)水材料 保水劑能夠改善土壤結(jié)構(gòu) 提高土壤儲(chǔ)水能力 促進(jìn)作物生長(zhǎng) 本文比 較了微晶纖維素保水劑和秸稈沼渣保水劑在穴盤育苗中對(duì)基質(zhì)理化性質(zhì)和黃瓜幼苗根系活力 壯苗指數(shù) 日均干 質(zhì)量增長(zhǎng)量等生長(zhǎng)生理指標(biāo)的影響 試驗(yàn)顯示 2 種保水劑的施用對(duì)改善土壤理化性質(zhì)和促進(jìn)黃瓜幼苗生長(zhǎng)都具 有顯著的效果 第 36 天時(shí) 加入保水劑的各處理黃瓜幼苗壯苗指數(shù)均高于對(duì)照組 施用微晶纖維素保水劑質(zhì)量 百分?jǐn)?shù)在 0 3 時(shí) 黃瓜幼苗日均干質(zhì)量增長(zhǎng)量可達(dá)到 0 0154 0 0009 壯苗指數(shù)達(dá)到 0 4892 0 0762 根系活 力達(dá)到 61 82 g g h 1 施用秸稈沼渣保水劑質(zhì)量百分?jǐn)?shù)在 0 3 時(shí) 黃瓜幼苗日均干質(zhì)量增長(zhǎng)量可達(dá)到 0 0156 0 0004 壯苗指數(shù)達(dá)到 0 5089 0 0985 根系活力達(dá)到 60 90 g g h 1 研究結(jié)果表明 秸稈沼渣保 水劑可作為一種新型土壤保水劑應(yīng)用到黃瓜育苗生產(chǎn)中 關(guān)鍵詞 纖維素保水劑 黃瓜幼苗 秸稈沼渣 中圖分類號(hào) 中圖分類號(hào) S626 5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A Effects of Cellulose Aquasorb on Properties of Substrate and Growth of Cucumber Seedling Wang Yue Wang Yuxin Shi Guangying College of Water Conservancy and Civil Engineering China Agricultural University Beijing 100083 China Abstract As a new type of water saving polymer materials aquasorb can ameliorate soil structure facilitate formation of soil aggregate enhance water holding capacity of soil adjust plant rhizosphere environment reduce the loss of soil nutrients and promote crop growth In the experiment microcrystalline cellulose aquasorb and straw residue aquasorb are synthesized in our laboratory by orthogonal optimization In the process acrylic acid is employed as graft monomer potassium persulfate KSP as initiator and N N methylene bisacrylamide NMBA as crosslinking agent The output of two aquasorbs microcrystalline cellulose aquasorb and straw residue aquasorb their max water absorbency are 401 20g g and 382 22g g respectively In this paper the effects of these two kinds of cellulose aquasorbs on the physicochemical properties of the substrate and growth physiological indexes of cucumber seedlings such as roots activity seedling index and G value the growth rate of the daily average dry mass etc are compared The results indicate that after the addition of two cellulose aquasorbs in plug seedling there are significant effects on promoting soil physicochemical properties and the growth of cucumber seedlings After 36 days when the mass fraction of microcrystalline cellulose aquasorb is 0 3 the sample of cucumber seedlings which G value seedling index and root 收稿日期 2015 10 8 修回日期 2015 11 4 國(guó)家公益性行業(yè) 農(nóng)業(yè) 科研專項(xiàng)資金資助項(xiàng)目 201303108 201503137 作者介紹 王越 1990 女 實(shí)驗(yàn)師 主要從事生物質(zhì)能源研究 E mail ivyue119 通訊作者 王宇欣 1967 男 副教授 主要從事農(nóng)業(yè)生物環(huán)境與能源工程研究 E mail meller 網(wǎng)絡(luò)出版時(shí)間 2015 11 13 15 43 16 網(wǎng)絡(luò)出版地址 activity can reach 0 0154 0 0009 0 5089 0 0985 and 61 82 g g h 1 respectively When the mass fraction of added straw residue aquasorb at 0 3 the sample of cucumber seedlings which G value seedling index and root activity can reach 0 0156 0 0004 0 5089 0 0985 60 90 g g h 1 respectively The research results show that straw residue aquasorb can be used as a new type soil aquasorb applied in field production Key words Cellulose aquasorb Cucumber seeding Straw residue 引言 干旱問題始終是制約我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要因素 1 土壤保水劑的開發(fā)為水資源高效利用提供 了一條有效途徑 2 土壤保水劑屬于具有很高吸水能力的高分子聚合物 3 4 能夠吸收自身質(zhì)量幾 十甚至幾百倍的水 吸水后形成水凝膠 并且可以反復(fù)吸水 5 6 保水劑能夠改善土壤結(jié)構(gòu) 增加 水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量 7 9 調(diào)節(jié)根際水 肥 氣 熱等生理環(huán)境 促進(jìn)作物生長(zhǎng) 10 為研究保水劑對(duì)基質(zhì)保水能力和蔬菜幼苗質(zhì)量的影響 蔣雅琴等 11 以茄子 絲瓜等為材料 利用 2 種不同粒徑的保水劑進(jìn)行育苗試驗(yàn) 結(jié)果顯示育苗基質(zhì)中加入保水劑后 能夠明顯提高基 質(zhì)的持水量 持續(xù)為幼苗生長(zhǎng)提供必需的水分 韓旭等 12 利用黃瓜作為供試作物 研究保水劑添 加量對(duì)育畝塊成型效果及幼苗品質(zhì)的影響 指出添加保水劑過多的育苗塊會(huì)使育苗的成型率下 降 羅華等 13 通過在盆栽生菜中施用 3 種保水劑 研究它們對(duì)土壤淋溶及生菜生長(zhǎng)發(fā)育的影響 指出保水劑能夠提高土壤含水量 減緩水分脅迫給植株帶來(lái)的損害 間接提高植株葉片中葉綠素 含量 作為新型高分子節(jié)水材料 淀粉類 纖維素類和合成類是目前應(yīng)用較廣的 3 類保水劑 14 傳 統(tǒng)的高吸水性材料如聚丙烯酸 聚丙烯酰胺等均屬于合成類聚合物 這些材料在自然環(huán)境中可降 解性較低 淀粉類保水劑的不足是耐霉性差 15 與淀粉類保水劑相比 纖維素類保水劑吸水率略 低 但是其吸鹽性能好 且 pH 值易調(diào)節(jié) 可生物降解 是一種環(huán)境友好型保水材料 16 目前 纖維素保水劑的研究范圍逐漸擴(kuò)大 原料已經(jīng)從傳統(tǒng)的纖維素衍生物 如羧甲基纖維素 羥乙基 纖維素 轉(zhuǎn)變?yōu)樘烊焕w維素 特別是秸稈 沼渣等富含纖維素的農(nóng)業(yè)廢棄物 17 在這一背景下 課題組通過正交試驗(yàn)優(yōu)化合成了微晶纖維素保水劑和秸稈沼渣保水劑 主要工藝路線是以微晶纖 維素和秸稈沼渣纖維素為原料 丙烯酸為接枝單體 過硫酸鉀 KSP 為引發(fā)劑 N N 亞甲基雙 丙烯酰胺為交聯(lián)劑 在微波作用下接枝聚合 得到微晶纖維素保水劑和秸稈沼渣保水劑 2 種保 水劑的最大吸水倍率分別為 401 20g g 和 382 22g g 本試驗(yàn)采用穴盤育苗 將制備的 2 種保水劑應(yīng)用于黃瓜基質(zhì)育苗中 通過對(duì)基質(zhì)容重 pH 值和電導(dǎo)率等理化特性的測(cè)定以及對(duì)黃瓜幼苗根系活力 葉片葉綠素相對(duì)含量 根冠比 日均干 質(zhì)量增長(zhǎng)量和壯苗指數(shù)等生長(zhǎng)生理指標(biāo)的檢測(cè)和分析 研究不同濃度水平下微晶纖維素保水劑和 秸稈沼渣保水劑的應(yīng)用效果 以期為今后該類保水劑的開發(fā)和推廣提供參考 1 材料與方法 1 1 試驗(yàn)材料 供試蔬菜 供試蔬菜為黃瓜 品種為 中農(nóng) 18 號(hào) 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所培育 育苗基質(zhì) 基質(zhì)材料為草炭 蛭石和珍珠巖 北京振泰園藝設(shè)施有限公司提供 三者體積比 為 2 1 1 土壤基質(zhì)的基本理化性質(zhì)見表 1 表 1 土壤基質(zhì)的基本理化性質(zhì) Table1 The basic physicochemical property of soil substrate pH 值 EC ms cm 1 容重 g cm 3 有效氮 mg kg 1 有效磷 mg kg 1 速效鉀 mg kg 1 基質(zhì) 7 01 6 45 0 61 193 40 7 34 115 46 供試保水劑 兩種保水劑均由本課題組在中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)業(yè)部設(shè)施農(nóng)業(yè)生物環(huán)境工程重點(diǎn)試驗(yàn)室 通過 正交試驗(yàn)優(yōu)化合成 1 號(hào) 保水劑 微晶纖維素保水劑 2 號(hào) 保水劑 秸稈沼渣保水劑 1 2 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)于 2015 年 3 月 7 日 4 月 15 日在中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)水利與土木工程學(xué)院日光溫室進(jìn)行 試驗(yàn) 共設(shè) 7 個(gè)處理 微晶纖維素保水劑質(zhì)量濃度百分?jǐn)?shù) 保水劑 干基質(zhì) 設(shè)為 0 3 T1 0 6 T2 0 9 T3 秸稈沼渣保水劑質(zhì)量濃度百分?jǐn)?shù)設(shè)為 0 3 T4 0 6 T5 0 9 T6 不加任 何保水劑為對(duì)照組 CK 采用 4 8 的穴盤育苗 每個(gè)空穴裝干基質(zhì) 50g 將保水劑與干基質(zhì)混 合均勻后加入 30mL 的水 測(cè)定初始狀態(tài)下基質(zhì)的理化性質(zhì) 每個(gè)穴盤播 2 粒種子 出苗前 每 天加入 300mL 水 以保證黃瓜種子萌發(fā) 出苗后 每個(gè)穴盤只保留一棵幼苗 且對(duì)照組澆水時(shí) 保水劑的各處理組也同時(shí)澆水 且澆水量保持一定 黃瓜第 1 片真葉展開后 開始澆營(yíng)養(yǎng)液 播 種后 15d 每 5d 澆一次營(yíng)養(yǎng)液 每個(gè)穴盤澆 200mL 營(yíng)養(yǎng)液采用日本園式營(yíng)養(yǎng)液配方 KNO 3 810mg L Ca NO 3 2 950 mg L MgSO 4 500 mg L KH 2 PO 4 155 mg L 鐵螯合物 20 mg L 黃瓜第 1 片真葉展開 播種后 15d 到 3 葉 1 心 苗齡 37d 時(shí)期 每隔 5d 測(cè)定瓜苗的株高 莖粗和葉綠素相對(duì)含量等指標(biāo) 每組處理均選 6 個(gè)重復(fù) 黃瓜幼苗長(zhǎng)至第 16 天時(shí) 每隔 10d 分 別從 7 組處理中取樣 測(cè)定基質(zhì)的基本理化性質(zhì) 瓜苗的株高 莖粗及地上部 地下部干鮮質(zhì)量 37d 結(jié)束后測(cè)定每組處理的根系活力 1 3 測(cè)定項(xiàng)目與方法 1 3 1 基質(zhì)的理化性質(zhì) 測(cè)定項(xiàng)目包括相對(duì)含水量 基質(zhì)容重 pH 值和電導(dǎo)率 EC 其中 相對(duì)含水率 基質(zhì)容重 的測(cè)定方法參考文獻(xiàn) 18 其他測(cè)定項(xiàng)目主要是參照鮑士旦 19 方法 1 3 2 黃瓜幼苗生長(zhǎng)形態(tài)指標(biāo) 株高 用直尺測(cè)量從幼苗生長(zhǎng)點(diǎn)到基質(zhì)表面的距離 莖粗 用電子數(shù)顯卡尺測(cè)量幼苗子葉下端 莖基部的粗度 葉綠素相對(duì)含量 采用 SPAD 502 葉綠素儀測(cè)定 測(cè)試時(shí)間在 10 00 11 00 進(jìn)行 在植株 的葉片上隨機(jī)選取 10 個(gè)位置 取其平均值即為該植株葉片葉綠素相對(duì)含量 地上部 地下部的干鮮質(zhì)量 將洗凈后的幼苗水分吸干 根部為地下部 剩下為地上部 稱 其質(zhì)量 即為鮮質(zhì)量 殺青并干燥至恒質(zhì)量后即得干質(zhì)量 黃瓜幼苗質(zhì)量采用根冠比 RTR 日均干質(zhì)量增長(zhǎng)量 G 和壯苗指數(shù) SI 進(jìn)行評(píng)價(jià) 20 21 根系活力 采用 TTC 氯化三苯基四氮唑 還原法測(cè)定 22 2 結(jié)果與討論 2 1 保水劑用量對(duì)基質(zhì)理化性質(zhì)的影響 2 1 1 對(duì)基質(zhì) pH 值和電導(dǎo)率 EC 的影響 各處理組土壤基質(zhì) pH 值和 EC 值的變化情況如圖 1 所示 從圖 1 可以看出 pH 值和 EC 值 均隨培養(yǎng)天數(shù)的增加而逐漸增大 圖 1a 中反映出兩種保水劑用量越多 pH 值也越大 這是纖維 素保水劑呈弱堿性所致 保水劑的用量與 pH 值的大小呈正相關(guān) 圖 1b 表示 2 種保水劑用量對(duì)基 質(zhì)電導(dǎo)率的影響 先升后降 且不加保水劑的 CK 組在 36d 后 pH 值和 EC 值均為最低值 a b 圖 1 不同培養(yǎng)天數(shù)各處理中基質(zhì) pH 值和電導(dǎo)率 EC 的比較 Fig 1 The comparison of each treatment for pH value and EC value on different cultivation days a pH 值 b EC 值 2 1 2 對(duì)基質(zhì)容重和相對(duì)含水率的影響 36d 內(nèi)各處理基質(zhì)容重和相對(duì)含水率變化見表 2 從表中可以看出 在培養(yǎng)第 16 天時(shí) 不加 保水劑的 CK 組和保水劑用量少的 T1 T4 組基質(zhì)容重較大 這 3 組在 0 05 水平下差異均不顯著 T4 組的容重和相對(duì)含水率均為該時(shí)期的最大值 第 26 天時(shí) 各組之間容重大小與 16d 時(shí)差別不 大 CK 相對(duì)含水率仍最小 到了第 36 天時(shí) 不加保水劑的 CK 組容重最大 相對(duì)含水率最小 且 2 種保水劑對(duì)基質(zhì)容重影響分別為 T1 T2 T3 T4 T6 T5 2 種保水劑對(duì)基質(zhì)相對(duì)含水率的影 響分別為 T3 T2 T1 T6 T5 T4 由此可以看出 相同灌水條件下 保水劑用量與基質(zhì)容重呈負(fù) 相關(guān) 而與基質(zhì)相對(duì)含水率呈正相關(guān) 表 2 各處理基質(zhì)容重與相對(duì)含水率的比較 Table2 Comparison of each treatment on substrate unit weight and relative water content 第 16 天 第 26 天 第 36 天 容重 g cm 3 相對(duì)含水率 容重 g cm 3 相對(duì)含水率 容重 g cm 3 相對(duì)含水率 CK 0 44 0 03ab 34 25 2 52b 0 45 0 01a 28 17 0 23d 0 70 0 02a 40 39 0 11c T1 0 45 0 03ab 36 47 1 99b 0 43 0 02abc 31 05 0 67c 0 58 0 01b 41 13 0 71bc T2 0 41 0 02b 37 93 2 09ab 0 45 0 01ab 28 48 0 25d 0 48 0 01c 41 75 0 61abc T3 0 41 0 01b 35 92 2 97b 0 42 0 02bc 30 56 1 38c 0 45 0 01cd 43 36 0 84a T4 0 48 0 03a 42 92 2 65a 0 43 0 02abc 34 63 0 85b 0 54 0 03b 40 53 0 36c T5 0 41 0 01b 34 03 1 14b 0 41 0 02c 39 42 0 82a 0 42 0 04d 41 16 1 15bc T6 0 43 0 01ab 37 25 0 45ab 0 43 0 02bc 36 50 1 18b 0 45 0 01cd 42 42 0 11ab 注 數(shù)據(jù)格式為 平均值 標(biāo)準(zhǔn)差 不同的小寫字母表示在 0 05 水平下的差異顯著 下同 2 2 保水劑用量對(duì)黃瓜幼苗生長(zhǎng)形態(tài)的影響 2 2 1 對(duì)黃瓜出苗率的影響 種植 7d 后檢查各處理的出苗情況 每個(gè)處理組黃瓜出苗率如圖 2 所示 從圖 2 可以看出 各處理與對(duì)照組 CK 之間黃瓜出苗率均大于 90 差異均不顯著 說明 2 種保水劑對(duì)黃瓜種子萌 發(fā)和出苗都是安全的 圖 2 各處理黃瓜出苗率的比較 Fig 2 The comparison of each treatment on emergence rate of cucumber seedlings 2 2 2 對(duì)黃瓜幼苗株高的影響 各處理中 黃瓜幼苗株高的變化情況如圖 3 所示 在培養(yǎng) 37d 內(nèi)對(duì)照組 CK 的株高均高于其 他加入保水劑的 6 個(gè)處理 在培養(yǎng)第 15 到 30 天 T2 與 T4 組之間株高差異不顯著 且均高于其 他加入保水劑的處理組 T1 與 T3 T5 與 T6 之間的株高差異也不顯著 但 T5 與 T6 的株高要低 于 T1 與 T3 組 培養(yǎng)第 35 到 37d T1 T3 組黃瓜幼苗的株高與 T2 和 T4 組之間的株高無(wú)差異 均高于 T5 和 T6 組 T5 組株高最低 由此可以看出 1 號(hào) 保水劑用量對(duì)黃瓜株高的影響由大 到小為 T2 T1 T3 而 2 號(hào) 保水劑的用量對(duì)黃瓜幼苗株高的影響由大到小為 T4 T6 T5 圖 3 各處理組黃瓜幼苗株高的比較 Fig 3 The comparison of each treatment on cucumber seeding height 出現(xiàn)這種試驗(yàn)結(jié)果的原因是 由于保水劑的吸水和持水能力強(qiáng) 栽培基質(zhì)中含水率增加 影 響到根圈環(huán)境的透氣性 從而在植株生育前期抑制了黃瓜幼苗的生長(zhǎng) 隨著幼苗生長(zhǎng)時(shí)間的延長(zhǎng) 和對(duì)水分需求的增加 保水劑吸收的水分逐漸釋放出來(lái)又有利于促進(jìn)幼苗生長(zhǎng) 2 2 3 對(duì)黃瓜幼苗莖粗的影響 各處理對(duì)黃瓜幼苗莖粗的影響如圖 4 所示 從圖中可以看出 培養(yǎng) 15d 時(shí) T1 T3 和 T4 組 之間的差異不顯著 T3 莖粗最大 CK T5 和 T6 組之間差異不顯著 均為該時(shí)期莖粗最小的處 理 隨著培養(yǎng)天數(shù)的增加 T2 和 T6 組的莖粗不斷增大 到培養(yǎng) 30d 時(shí) CK 和 T4 組莖粗在 7 個(gè)處理中為最小 T1 T5 和 T6 之間差異不顯著 但均低于 T2 和 T3 組 35d 時(shí) T6 與 T5 組莖 粗產(chǎn)生差異 CK T1 T4 和 T5 之間的莖粗大小無(wú)顯著差異 但 CK 與 T4 莖粗最小 T2 T3 和 T6 之間差異不顯著 T3 組莖粗最大 到培養(yǎng)第 37 天 1 號(hào) 保水劑不同用量對(duì)莖粗的影響 由小到大為 T1 T2 T3 2 號(hào) 保水劑不同用量對(duì)莖粗的影響由小到大為 T4 T5 T6 圖 4 各處理黃瓜幼苗莖粗變化比較 Fig 4 The comparison of each treatment on cucumber seeding stem diameter 2 2 4 對(duì)黃瓜幼苗葉綠素相對(duì)含量的影響 光合速率是反映作物物質(zhì)積累的重要指標(biāo) 且與幼苗葉片中葉綠素含量有密切關(guān)系 圖 5 是 采用 SPAD 502 葉綠素儀測(cè)定的各處理黃瓜幼苗葉綠素相對(duì)含量 SPAD 值 圖 5 各處理黃瓜幼苗葉綠素相對(duì)含量 SPAD 值 的比較 Fig 5 The comparison of each treatment on cucumber seeding chlorophyll relative content SPAD value 從圖 5 可以看出 在培養(yǎng) 15d 第 1 片真葉 時(shí)期 各處理組黃瓜幼苗葉片葉綠素相對(duì)含量 SPAD 值均大于 30 但 CK 與 T1 T2 T3 T4 和 T5 組之間的差異不顯著 與 T6 在 0 05 水平下 差異顯著 此時(shí) CK 組黃瓜幼苗葉片 SPAD 值最大 T6 組黃瓜幼苗葉片 SPAD 值最小 第 35 天時(shí) T1 組黃瓜幼苗葉片 SPAD 值有所下降 與 T2 和 T4 組在 0 05 水平下差異顯著 到第 37 天時(shí) 有保水劑的各處理黃瓜幼苗葉片 SPAD 值均高于不加保水劑的 CK 組 且 T2 和 T4 組黃瓜幼苗葉片 SPAD 值最大 2 2 5 對(duì)黃瓜幼苗干鮮質(zhì)量的影響 干鮮質(zhì)量是衡量黃瓜幼苗植株長(zhǎng)勢(shì)的一個(gè)重要指標(biāo) 圖 6 列出了各處理中黃瓜幼苗地上部和 地下部的鮮質(zhì)量與干質(zhì)量變化 a b c d 圖 6 各處理組黃瓜幼苗地上部與地下部干鮮質(zhì)量的比較 Fig 6 The comparison of each treatment on fresh mass of cucumber seeding and dry mass of shoot and root a 地上鮮質(zhì)量 b 地上干質(zhì)量 c 地下鮮質(zhì)量 d 地下干質(zhì)量 在培養(yǎng) 16d 時(shí) 由圖 6a 和圖 6b 可以看出 T1 T2 T3 與 T4 組之間黃瓜幼苗地上部干鮮質(zhì) 量差異不大 T5 組最小 圖 6c 和圖 6d 可以看出此時(shí) CK 組黃瓜幼苗地下部干鮮質(zhì)量最小 T1 T2 和 T4 地下部黃瓜幼苗干鮮質(zhì)量都比較大 三者之間的差異不顯著 培養(yǎng) 26d 時(shí)黃瓜幼苗地上 部和地下部的干鮮質(zhì)量差異逐漸明顯 到培養(yǎng)第 36 天時(shí) 不加保水劑的 CK 組黃瓜幼苗地上部 和地下部的干鮮質(zhì)量均為最小 1 號(hào) 保水劑各處理對(duì)黃瓜幼苗地上部和地下部干鮮質(zhì)量的影響 由大到小都是 T1 T2 T3 2 號(hào) 保水劑各處理對(duì)黃瓜幼苗地上部的干鮮質(zhì)量影響由大到小為 T4 T6 T5 對(duì)地下部干鮮質(zhì)量的影響由大到小為 T4 T5 T6 2 2 6 對(duì)黃瓜幼苗品質(zhì)的影響 各處理 36d 內(nèi)黃瓜幼苗根冠比 RTR 日均干質(zhì)量增長(zhǎng)量 G 和壯苗指數(shù) SI 的變化如 表 3 所示 表 3 各處理組黃瓜幼苗品質(zhì)的比較 Table3 The comparison of each treatment on cucumber qualities 組別 CK T1 T2 T3 T4 T5 T6 第 16 天 根冠比 0 13 0 02 c 0 18 0 01 b 0 16 0 01 b 0 16 0 01 b 0 18 0 01 b 0 23 0 01 a 0 22 0 02 a G 值 0 0053 0 0005 b 0 0070 0 0005a 0 0073 0 0007 a 0 0069 0 0008 a 0 0071 0 0004 a 0 0038 0 0002 c 0 0043 0 0002 bc 壯苗指數(shù) 0 0477 0 0067 b 0 0780 0 0075 a 0 0799 0 0084 a 0 0819 0 0052 a 0 0787 0 0054 a 0 0575 0 0033 b 0 0555 0 0012 b 第 26 天 根冠比 0 14 0 02 bc 0 12 0 01 bc 0 13 0 01 bc 0 12 0 01 bc 0 12 0 02 c 0 18 0 02 a 0 15 0 02 ab G 值 0 0087 0 0007 bc 0 0096 0 0007 ab 0 0105 0 0009 a 0 0087 0 0004 bc 0 0088 0 0005 bc 0 0070 0 0004 d 0 0079 0 0008 cd 壯苗指數(shù) 0 1829 0 0207 b 0 2325 0 0309 a 0 2483 0 0194 a 0 2069 0 0147 ab 0 1761 0 0262 b 0 1705 0 0153 b 0 2162 0 0287 ab 根冠比 0 09 0 09 0 10 0 10 0 09 0 10 0 09 第 36 天 0 01 a 0 01 a 0 01 a 0 01 a 0 01 a 0 02 a 0 02 a G 值 0 0125 0 0007 c 0 0154 0 0009 a 0 0154 0 0019 a 0 0146 0 0015 ab 0 0156 0 0004 a 0 0125 0 0013 c 0 0131 0 0006 bc 壯苗指數(shù) 0 3705 0 0129 b 0 4892 0 0762 ab 0 4908 0 1002 ab 0 4572 0 1099 ab 0 5089 0 0985 a 0 4710 0 0319 ab 0 4080 0 0371 b 根冠比在第 16 天時(shí) T5 和 T6 組為最大 CK 組最小 到培養(yǎng) 36d 后 各處理間差異不顯 著 根冠比均穩(wěn)定在 0 10 黃瓜幼苗日均干質(zhì)量增長(zhǎng)量 G 在第 16 天時(shí) T1 T4 組 CK T5 與 T6 之間差異均不顯著 此時(shí) T2 組 G 值最大為 0 0073 0 0007 T5 組 G 值最小為 0 0038 0 0002 第 26 天時(shí) T3 與 T4 組的 G 值顯著低于 T1 與 T2 組 T5 與 T6 也顯著低于 CK 組 到了 36d 后 T3 與 T4 組黃瓜幼苗日均干質(zhì)量增長(zhǎng)量升高 T4 組 G 值最大 CK 組 G 值為最小 1 號(hào) 保水 劑處理的 T1 與 T2 組 G 值都較大 2 號(hào) 保水劑各處理 G 值由大到小為 T4 T6 T5 黃瓜壯苗指數(shù)在 16d 時(shí) CK T5 和 T6 組顯著低于 T1 T4 組 到第 36 天時(shí) 不加保水劑的 CK 組壯苗指數(shù)最低 為 0 3705 0 0129 1 號(hào) 保水劑各處理壯苗指數(shù)在 0 05 水平下差異不大 2 號(hào) 保水劑對(duì)壯苗指數(shù)的影響由大到小為 T4 T5 T6 2 2 7 對(duì)根系活力的影響 根系是植物吸收水分和礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)的重要器官 根內(nèi)酶活性是衡量根系活力的重要指標(biāo) 根系 的 TTC 氯化三苯基四氮唑 還原作用反映了根內(nèi)琥珀酸脫氫酶的活性 它和呼吸作用有較高的 相關(guān)性 各處理 36d 后根系活力變化情況如圖 7 所示 從圖 7 可以看出 T1 與 T4 的根系活力顯著大 于其他組 其中 1 號(hào) 保水劑各處理對(duì)根系活力的影響由大到小為 T1 T2 T3 2 號(hào) 保水 劑各處理對(duì)根系活力的影響由大到小為 T4 T5 T6 圖 7 培養(yǎng) 36d 后各處理組黃瓜幼苗根系活力的比較 Fig 7 The comparison of each treatment on cucumber root activity after cultivating 36 days 3 結(jié)論 1 2 種保水劑均能影響基質(zhì)理化特性 有助于改善土壤結(jié)構(gòu) 增加基質(zhì)持水和保水能力 試驗(yàn)顯示纖維素保水劑呈弱堿性 可以提高育苗基質(zhì)的 pH 值 同時(shí)也引起基質(zhì)電導(dǎo)率 EC 的 波動(dòng) 保水劑的施用有利于增強(qiáng)基質(zhì)對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸附作用 減少養(yǎng)分淋失 提高肥料利用效率 2 穴盤育苗中 保水劑有助于提高黃瓜幼苗根系活力和壯苗指數(shù) 試驗(yàn)表明 適當(dāng)濃度 的保水劑對(duì)黃瓜種子萌發(fā)和出苗是安全的 第 36 天時(shí) 施用保水劑的處理黃瓜壯苗指數(shù)均高于 對(duì)照組 微晶纖維素保水劑質(zhì)量濃度百分?jǐn)?shù)在 0 3 時(shí) 黃瓜幼苗日均干質(zhì)量增長(zhǎng)量可達(dá)到 0 0154 0 0009 壯苗指數(shù)達(dá)到 0 4892 0 0762 根系活力達(dá)到 61 82 g g h 1 施用秸稈沼渣保水 劑質(zhì)量濃度百分?jǐn)?shù)在 0 3 時(shí) 黃瓜幼苗日均干質(zhì)量增長(zhǎng)量可達(dá)到 0 0156 0 0004 壯苗指數(shù)達(dá)到 0 5089 0 0985 根系活力達(dá)到 60 90 g g h 1 3 保水劑的吸水倍率高 過量施用會(huì)抑制幼苗生長(zhǎng) 本試驗(yàn)應(yīng)用的 2 種保水劑通過正交 試驗(yàn)優(yōu)化合成 微晶纖維素保水劑和秸稈沼渣保水劑最大吸水倍率分別為 401 20g g 和 382 22g g 由于保水劑的吸水和持水能力強(qiáng) 高濃度施用容易導(dǎo)致基質(zhì)含水率過大 影響到基質(zhì)的透氣性 降低幼苗根系活力 抑制黃瓜幼苗的生長(zhǎng) 4 微晶纖維素保水劑吸水性能高于秸稈沼渣保水劑 但微晶纖維素保水劑合成成本較高 沼氣工程中使用秸稈作為發(fā)酵原料 沼渣的大量堆積會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染 利用秸稈沼渣合成新型 土壤保水劑 是實(shí)現(xiàn)廢棄物資源化高效利用的一種有效途徑 參考文獻(xiàn) 1 勾芒芒 屈忠義 楊曉 等 生物炭對(duì)砂壤土節(jié)水保肥及番茄產(chǎn)量的影響研究 J 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào) 2014 45 1 137 142 Gou Mangmang Qu Zhongyi Yang Xiao et al Study on the Effects of Biochar on Saving Water Preserving Fertility and Tomato Yield J Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery 2014 45 3 137 142 in Chiese 2 莫凡 羅興錄 周紅英 等 保水劑不同用量對(duì)土壤理化性狀和木薯產(chǎn)量的影響 J 廣西農(nóng)業(yè)科學(xué) 2010 41 5 459 462 Mo Fan Luo Xing lu Zhou Hong ying et al Effects of Different Dosages of Water retaining Agent on Physical and Chemical Properties of Soil and Yield of Cassava J Guangxi Agricultural Sciences 2010 41 5 459 462 in Chiese 3 Liu Z Miao Y Wang Z et al Synthesis and characterization of a novel super absorbent based on chemically modified pulverized wheat straw and acrylic acid J Carbohydrate Polymers 2009 77 1 131 135 4 Ma Z Li Q Yue Q et al Synthesis and characterization of a novel super absorbent based on wheat straw J Bioresource Technology 2011 102 3 2853 2858 5 Jiang J Zhao S Acrylic superabsorbents a meticulous investigation on copolymer composition and modification J Iranian Polymer Journal 2014 23 5 405 414 6 劉小剛 耿宏焯 程金煥 等 保水劑和灌水對(duì)小?？Х让缒镜墓?jié)水調(diào)控效應(yīng) J 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào) 2014 45 3 134 139 Liu Xiaogang Geng Hongzhuo Cheng Jinhuan et al Effect of Super Absorbent Polymer and Irrigation 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