保水剂对基质的基本性质和番茄生长的影响(附件)
为了探寻保水剂在番茄生产中的最适用量，以不添加保水剂正常浇水和不添加保水剂浇水量为正常的50%对照，设置不同保水剂的不同用量（0.4%的SAP1，0.8%的SAP1，0.4%的SAP2，0.8%的SAP2，0.4%的SAP3，0.8%的SAP3，以上浇水量皆为正常的50%。）。结论为：SAP在土壤改良中有可观效果.但是，SAP对基质的容重和总孔隙度影响不明显。SAP可延缓植株萎蔫的发生时间，提高水分利用率。正常浇水的番茄生长最好，产量最高。同一SAP的不同添加量之间的番茄株高无显著差异。番茄对SAP所吸纳的水分利用率较低。关键词 番茄，保水剂，产量，基质性状，浇水量目 录
1 引言1
2 材料与方法2
2.1 试验材料 2
2.2 实验设计2
2.3 测定项目与方法2
3 结果与分析3
3.1 不同保水剂处理对基质性状的影响3
3.2 不同处理对番茄产量的影响4
3.3 不同处理对番茄生长的影响5
3.4 不同处理对番茄光合作用的影响7
4 讨论7
结论9
致谢10
参考文献 11
1 引言
节水是全球农业最关注的问题之一，荒漠及干旱、半干旱地区缺水问题严重，加之全球气候变暖，土地荒漠化日益加剧，农业用水更显珍贵。据统计，我国灌溉用水平均利用率仅为45%左右，这一数据远低于发达国家的70%[1]。因此，为了提高农业用水利用率，缓解水资源供需紧张，发展节水高效农业成为农业可持续发展的一项重要措施，新型节水方法的研究与推广应用显得至关重要[2]。
高吸水性树脂，亦称为超强吸水性聚合物（Super absorbent polymer，SAP），它是一种具有超强吸水和保水能力的新型高分子材料，由于具有特殊的物理结构和大量亲水基团，能够迅速吸收并储藏相当于自身重量几十倍乃至几千倍的液态水，且保水性能强。保水剂被广泛应用于农林业、医药业、建筑业和卫生用品等各个领域[3]，近年来学者们致力于将SAP作为土壤保水剂用于荒漠化土壤修复和干旱区农业土壤节水，取得了良好效果[4~5]。大量研究表明[6~7]，S
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sorbent polymer，SAP），它是一种具有超强吸水和保水能力的新型高分子材料，由于具有特殊的物理结构和大量亲水基团，能够迅速吸收并储藏相当于自身重量几十倍乃至几千倍的液态水，且保水性能强。保水剂被广泛应用于农林业、医药业、建筑业和卫生用品等各个领域[3]，近年来学者们致力于将SAP作为土壤保水剂用于荒漠化土壤修复和干旱区农业土壤节水，取得了良好效果[4~5]。大量研究表明[6~7]，SAP能提高土壤含水率，增加土壤孔隙度，改善土壤结构进而增强土壤肥效。SAP类型及性能的不同，在实验及生产中所需添加比例及效果差别较大。目前，市场上SAP以聚丙烯酸钠为主，其吸水速率较高但存在反复吸水能力较低、耐盐性及凝胶强度不高的缺点；淀粉类SAP与聚丙烯酸钠相比，来源丰富且价格低廉，容易降解且对环境友好，保水性强不易失水，但其易发霉变质，尤其使用周期长短报道不一[8~9]，目前在国内对淀粉类SAP的研究和应用仍不成熟，在农业生产上的应用尚不普遍。因此，非常有必要对各类保水剂在农业中的应用方法和效果展开研究。
另一方面，由于土壤栽培存在连作障碍和土壤次生盐渍化等缺点，基质栽培将是设施农业的主要方向之一[10]。基质栽培用水也是农业用水的重要组成部分，而目前各类SAP在无土栽培基质中的应用尚不成熟。针对基质普遍存在的保水持水性相对较差的短板，SAP在基质保水性能调控领域具有更加广阔的应用前景。肖海华、李永胜等的研究结果表明[11~12]，在基质水分耗竭条件下SAP可延缓番茄、黄瓜等蔬菜的萎蔫发生时间，植株叶片量及茎粗等生长指标值也相应增加，随SAP添加量的增加萎蔫发生时间延长。但基质与 土壤在物理特性及养分释放等方面存在较大差异，故保水剂应用于基质的节水效果、保肥效果、对基质的理化性状的影响以及对栽培作物有无负面作用等均需要进行深入研究。
蔬菜是人必不可少的食物来源，蔬菜多数是需水量较高的作物，因此研究栽培蔬
菜节水保水至关重要。作物栽培基质保水问题是困扰目前栽培基质大范围推广的难题，本试验通过在作物栽培基质中添加不同保水剂，严格控制浇水，筛选出合适的保水剂并确定保水剂添加比例，并最终定型栽培基质配方。
2 材料与方法
2.1 试验材料
供试番茄品种为“金陵秀玉”。发酵床垫料产自江苏省农科院六合基地有机肥厂，由基于水稻秸秆的猪圈发酵床垫料圈内腐解（两年）及出圈后经过再次堆肥（一个月）制成。试验基质配方为：发酵床垫料：木薯渣：蛭石：泥炭=3:2:3:2（V:V）。基质拌匀后装袋放置一周平衡，移苗前将保水剂与基质拌匀装盆，每盆栽培体积10升。SAP1和SAP2为购买的不同商品保水剂，以聚丙烯酸钠为主，SAP3来自江苏省农科院农业设施与装备研究所，是以改性后的可溶性玉米淀粉为主要原料。
2.2 试验设计
试验设8个处理：（1）不加保水剂，正常浇水（对照1）；（2）不加保水剂，浇水量为正常的50%（对照2）；（3）0.4%的SAP1，浇水量为正常的50%；（4）0.8%的SAP1，浇水量为正常的50%；（5）0.4%的SAP2，浇水量为正常的50%；（6）0.8%的SAP2，浇水量为正常的50%；（7）0.4%的SAP3，浇水量为正常的50%；（8）0.8%的SAP3，浇水量为正常的50%。每个处理3个重复，每个盆钵1株番茄。番茄种子点播于穴育苗盘中，培育30天后选取大小一致的幼苗移栽至盆中，定期定量浇水。本实验在江苏省农科院日光温室进行，2015年8月中旬移栽，11月中旬收获。
2.3 测定项目与方法
自番茄移栽后，每月测定株高、直径和叶绿素，不定期采摘成熟番茄记录产量。试验结束后测定植株地上部和地下部生物量，植株烘干粉碎后测量地上、地下部的氮磷钾含量。植株采用硫酸和过氧化氢消煮，植株全氮采用凯氏定氮仪测定；植株全磷采用钼锑抗比色法测定；植株全钾采用火焰光度计测定。光合测定于晴朗天，选取植株上数第 3～4 片功能叶，用LI-6400XT型便携光合仪测定光合速率（Pn）、气孔导度（Co）、胞间 CO2浓度（Ci）、蒸腾速率（Tr）。
添加不同比例的SAP基质与去离子水1：5比例混合搅拌，静置后用pH计测定；容重、总孔隙度及通气孔隙度等指标测定均参照澳大利亚基质测定标准[13]，具体为：取已知体积和重量的基质浸入去离子水中充分吸水后重力排水，此过程重复3次以确 保基质吸水饱和，重力排水30 min，再次测定其体积及重量，然后放入烘箱105℃烘干一周，再次称重。用上述重量及体积计算容重、总孔隙度及通气孔隙度值[14]。为研究SAP对基质失水特征的影响，取相同质量的各处理基质，加水至饱和，排除重力水后称重，置于40℃恒温烘箱脱水，分别于4、8、12、16、20、24、28、32、36、44、52h称重，计算基质每次称重时的含水量。
结果采用SPSS软件LSD显著性差异检验，对不同SAP添加及比例下基质物理性状及番茄生长指标进行均值比较。
3 结果与分析
3.1 不同保水剂处理对基质性状的影响
图1 基质水分蒸发量随SAP增加的变化趋势
未添加保水剂处理基质水分蒸发最快，添加同一SAP条件下，基质水分蒸发量表现出随SAP增加迅速降低的特点（图1）。未加SAP的基质在4 h内水分损失17.8%，而添加0.8%SAP1、0.8%SAP2和0.8%SAP3的基质仅分别损失11.5%、14.8%和14.4%。脱水至52 h时，添加0.4%SAP1、0.8%SAP1、0.4%SAP2、0.8%SAP2、0.4%SAP3和0.8%SAP3的基质含水量分别是对照含水量的1.6、1.8、1.4、1.6、1.1、1.1倍。这说
1 引言1
2 材料与方法2
2.1 试验材料 2
2.2 实验设计2
2.3 测定项目与方法2
3 结果与分析3
3.1 不同保水剂处理对基质性状的影响3
3.2 不同处理对番茄产量的影响4
3.3 不同处理对番茄生长的影响5
3.4 不同处理对番茄光合作用的影响7
4 讨论7
结论9
致谢10
参考文献 11
1 引言
节水是全球农业最关注的问题之一，荒漠及干旱、半干旱地区缺水问题严重，加之全球气候变暖，土地荒漠化日益加剧，农业用水更显珍贵。据统计，我国灌溉用水平均利用率仅为45%左右，这一数据远低于发达国家的70%[1]。因此，为了提高农业用水利用率，缓解水资源供需紧张，发展节水高效农业成为农业可持续发展的一项重要措施，新型节水方法的研究与推广应用显得至关重要[2]。
高吸水性树脂，亦称为超强吸水性聚合物（Super absorbent polymer，SAP），它是一种具有超强吸水和保水能力的新型高分子材料，由于具有特殊的物理结构和大量亲水基团，能够迅速吸收并储藏相当于自身重量几十倍乃至几千倍的液态水，且保水性能强。保水剂被广泛应用于农林业、医药业、建筑业和卫生用品等各个领域[3]，近年来学者们致力于将SAP作为土壤保水剂用于荒漠化土壤修复和干旱区农业土壤节水，取得了良好效果[4~5]。大量研究表明[6~7]，S
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
sorbent polymer，SAP），它是一种具有超强吸水和保水能力的新型高分子材料，由于具有特殊的物理结构和大量亲水基团，能够迅速吸收并储藏相当于自身重量几十倍乃至几千倍的液态水，且保水性能强。保水剂被广泛应用于农林业、医药业、建筑业和卫生用品等各个领域[3]，近年来学者们致力于将SAP作为土壤保水剂用于荒漠化土壤修复和干旱区农业土壤节水，取得了良好效果[4~5]。大量研究表明[6~7]，SAP能提高土壤含水率，增加土壤孔隙度，改善土壤结构进而增强土壤肥效。SAP类型及性能的不同，在实验及生产中所需添加比例及效果差别较大。目前，市场上SAP以聚丙烯酸钠为主，其吸水速率较高但存在反复吸水能力较低、耐盐性及凝胶强度不高的缺点；淀粉类SAP与聚丙烯酸钠相比，来源丰富且价格低廉，容易降解且对环境友好，保水性强不易失水，但其易发霉变质，尤其使用周期长短报道不一[8~9]，目前在国内对淀粉类SAP的研究和应用仍不成熟，在农业生产上的应用尚不普遍。因此，非常有必要对各类保水剂在农业中的应用方法和效果展开研究。
另一方面，由于土壤栽培存在连作障碍和土壤次生盐渍化等缺点，基质栽培将是设施农业的主要方向之一[10]。基质栽培用水也是农业用水的重要组成部分，而目前各类SAP在无土栽培基质中的应用尚不成熟。针对基质普遍存在的保水持水性相对较差的短板，SAP在基质保水性能调控领域具有更加广阔的应用前景。肖海华、李永胜等的研究结果表明[11~12]，在基质水分耗竭条件下SAP可延缓番茄、黄瓜等蔬菜的萎蔫发生时间，植株叶片量及茎粗等生长指标值也相应增加，随SAP添加量的增加萎蔫发生时间延长。但基质与 土壤在物理特性及养分释放等方面存在较大差异，故保水剂应用于基质的节水效果、保肥效果、对基质的理化性状的影响以及对栽培作物有无负面作用等均需要进行深入研究。
蔬菜是人必不可少的食物来源，蔬菜多数是需水量较高的作物，因此研究栽培蔬
菜节水保水至关重要。作物栽培基质保水问题是困扰目前栽培基质大范围推广的难题，本试验通过在作物栽培基质中添加不同保水剂，严格控制浇水，筛选出合适的保水剂并确定保水剂添加比例，并最终定型栽培基质配方。
2 材料与方法
2.1 试验材料
供试番茄品种为“金陵秀玉”。发酵床垫料产自江苏省农科院六合基地有机肥厂，由基于水稻秸秆的猪圈发酵床垫料圈内腐解（两年）及出圈后经过再次堆肥（一个月）制成。试验基质配方为：发酵床垫料：木薯渣：蛭石：泥炭=3:2:3:2（V:V）。基质拌匀后装袋放置一周平衡，移苗前将保水剂与基质拌匀装盆，每盆栽培体积10升。SAP1和SAP2为购买的不同商品保水剂，以聚丙烯酸钠为主，SAP3来自江苏省农科院农业设施与装备研究所，是以改性后的可溶性玉米淀粉为主要原料。
2.2 试验设计
试验设8个处理：（1）不加保水剂，正常浇水（对照1）；（2）不加保水剂，浇水量为正常的50%（对照2）；（3）0.4%的SAP1，浇水量为正常的50%；（4）0.8%的SAP1，浇水量为正常的50%；（5）0.4%的SAP2，浇水量为正常的50%；（6）0.8%的SAP2，浇水量为正常的50%；（7）0.4%的SAP3，浇水量为正常的50%；（8）0.8%的SAP3，浇水量为正常的50%。每个处理3个重复，每个盆钵1株番茄。番茄种子点播于穴育苗盘中，培育30天后选取大小一致的幼苗移栽至盆中，定期定量浇水。本实验在江苏省农科院日光温室进行，2015年8月中旬移栽，11月中旬收获。
2.3 测定项目与方法
自番茄移栽后，每月测定株高、直径和叶绿素，不定期采摘成熟番茄记录产量。试验结束后测定植株地上部和地下部生物量，植株烘干粉碎后测量地上、地下部的氮磷钾含量。植株采用硫酸和过氧化氢消煮，植株全氮采用凯氏定氮仪测定；植株全磷采用钼锑抗比色法测定；植株全钾采用火焰光度计测定。光合测定于晴朗天，选取植株上数第 3～4 片功能叶，用LI-6400XT型便携光合仪测定光合速率（Pn）、气孔导度（Co）、胞间 CO2浓度（Ci）、蒸腾速率（Tr）。
添加不同比例的SAP基质与去离子水1：5比例混合搅拌，静置后用pH计测定；容重、总孔隙度及通气孔隙度等指标测定均参照澳大利亚基质测定标准[13]，具体为：取已知体积和重量的基质浸入去离子水中充分吸水后重力排水，此过程重复3次以确 保基质吸水饱和，重力排水30 min，再次测定其体积及重量，然后放入烘箱105℃烘干一周，再次称重。用上述重量及体积计算容重、总孔隙度及通气孔隙度值[14]。为研究SAP对基质失水特征的影响，取相同质量的各处理基质，加水至饱和，排除重力水后称重，置于40℃恒温烘箱脱水，分别于4、8、12、16、20、24、28、32、36、44、52h称重，计算基质每次称重时的含水量。
结果采用SPSS软件LSD显著性差异检验，对不同SAP添加及比例下基质物理性状及番茄生长指标进行均值比较。
3 结果与分析
3.1 不同保水剂处理对基质性状的影响
图1 基质水分蒸发量随SAP增加的变化趋势
未添加保水剂处理基质水分蒸发最快，添加同一SAP条件下，基质水分蒸发量表现出随SAP增加迅速降低的特点（图1）。未加SAP的基质在4 h内水分损失17.8%，而添加0.8%SAP1、0.8%SAP2和0.8%SAP3的基质仅分别损失11.5%、14.8%和14.4%。脱水至52 h时，添加0.4%SAP1、0.8%SAP1、0.4%SAP2、0.8%SAP2、0.4%SAP3和0.8%SAP3的基质含水量分别是对照含水量的1.6、1.8、1.4、1.6、1.1、1.1倍。这说
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