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聚丙烯酰胺型共聚物對磚紅壤上菜心生長狀況的影響

發布日期:2015-06-13 10:10:22

海南是我國最具熱帶海洋氣候特色的省份,幹濕季 節明顯,冬春幹旱。旱季從(cong) 11月至翌年4~5月,長達6~7 個(ge) 月的旱季的降雨量僅(jin) 占全年降雨量的10%~30%,但此 時海南冬季蔬菜大量輸出,這為(wei) 農(nong) 業(ye) 用水帶來不便和更 高的投人。聚丙烯酰胺共聚物(聚丙烯酸鹽-聚丙烯酰胺 一兀共聚物)是高吸水樹脂或保水劑(Super absorbent Polymer,SAP),是一種人工合成的新型高分子材料,具有 超高吸水和保水能力,有反複吸水、釋水的功能,是較好 的抗旱保水材料[1_2]。SAP在國際上被稱為(wei) 繼化肥、農(nong) 藥、 地膜之後最有希望在農(nong) 業(ye) 中大規模應用的化學品P1,利用 SAP達到節水增產(chan) 是目前節水研究的一種新途徑和新方 法'目前其對作物生長、產(chan) 量、品質以及水肥利用效率的 影響等方麵的研究已多見報道但SAP的應用效果受 多種因素製約,如土壤質地、水肥條件、氣候、植物類型等 對SAP的應用效果不同本試驗采用同一種共聚物,在 磚紅壤上探討施與(yu) 不施以及不同用量對菜心生長的影 響,從(cong) 而篩選適宜海南省磚紅壤地區菜心生產(chan) 的共聚物 用量,若其能較好地提高水分利用率,將有助於(yu) 緩解海南 冬季蔬菜栽培中農(nong) 業(ye) 用水緊張問題。

供試材料為聚丙烯酰胺共聚物(法國愛森品牌,產品 型號為MP3005KL,粒徑2 mm左右);供試品種為甜脆31 號粗條油青甜菜心;栽植盆為25.0 cmxl8.5 cm的塑料盆, 盆底開3個小孔用於透氣。
1.2試驗方法
試驗於2012年11月至2013年1月在瓊州學院西校 區試驗地大棚內進行,根據施用共聚物數量的不同,共設 置6個處理,按每667 m2施0、1、2、3、4、5 1^的用量進行 盆栽試驗,並分別記為對照(CK)、1號、2號、3號、4號、5 號。每個盆中裝人磚紅壤2.5 kg,將共聚物與適量土(磚紅 壤細土 :椰糠=1.0:0.5)混合均勻施人塑料盆中的種植穴內, 將生長一致(3葉1心)的健壯菜苗移栽到盆中,每盆5株, 每個處理6次重複,覆土 5 cm左右,定植後澆透水,其他 管理措施一致。菜心移植1周後開始測定形態和生理指 標,每隔7 d測定1次,3次重複。其中,葉綠素含量采用丙 酮研磨提取法[111測定,根係活力采用氯化三苯基四氮唑 法1111測定,過氧化氫酶(CAT)活性采用高錳酸鉀滴定法間 測定,水分利用效率(WUE)=灌水期間新增生物量/灌水 量[12】。
試驗數據采用DPS13.5軟件進行多重比較(Dtmcon 法),采用Excel 2007進行數據分析和圖表繪製。
2結果與分析
2.1不同處理對菜心根重和地上部鮮重的彩響
從圖1和圖2可以看出,1〜5號處理對菜心的根重和地 上部鮮重都有明顯的促進作用,且隨時間的延長其值也在逐 漸增加,其中1~4號處理較對照增加幅度越來越大,但5號 處理則低於3號和4號,4號效果最為顯著;同時根重的增幅 與地上部鮮重的增幅呈正相關,如移栽後第3周植物生長最 旺座,根重和地上部鮮重增幅都達到最大。移栽後第5周菜 心采收,1~5號處理的菜心鮮重較對照分別提高266%、 14.72%、24,16%、37.00%和15.10%。可見,共聚物對菜心根重 和鮮重的影響大小表現為4號>3號>5號>2號>1號>對照, 說明菜心的產量並非隨著共聚物用量的增加而增加。
2.2不同處理對菜心葉綠素含置的影響
光合作用是植物生長的重要能量來源和物質基礎,葉 綠素作為植物進行光合作用的主要色素,其含量的高低少 對光合速率有直接影響,也是反映植物葉片光合能力的一 個重要指標。由圖3可知,1~5號處理菜心的葉綠素含量均 高於對照,且隨著時間延長其值增加,說明使用共聚物能 增強葉片的光合能力。其中1~4號處理較對照的增加幅度 也越來越大,5號處理葉綠素含量稍高於2號、低於3號和 4號。移栽後第5周,1~5號處理的葉綠素含量較對照分別 提高 3.04%、11.52%、17.20%、20.10%和12.99%。
2.3不同處理對菜心根係活力的影響
根係是植物生命活動中的重要器官,與植物的生長
和產量形成有密切關係。根係活力泛指根係的吸收、合成、 氧化和還原能力等,是一種客觀反映根係生命活動的生理 指標。從圖4可以看出,1~5號處理均能夠明顯提高菜心 的根係活力,且隨著時間延長其值也在逐漸增加。移栽後 前3周,根係活力隨著共聚物用量的增加而增強,5號處 理在第3周後低於3號和4號、但仍高於1號和2號處 理。移栽後第5周,1~5號處理菜心的根係活力較對照分 別提高 6.67%、12.73%、36.36%、47.27%和 29.09%,說明使 用共聚物後能有效增強根係活力。
2.4不同處理對菜心CAT活性的影響
CAT —般存在於植物組織中,能將H202分解為氧氣和 水。在植物處於逆境時,由於體內活性氧代謝加強而使 H202累積,使細胞膜遭受損害而加速細胞的衰老和解體, 而CAT可以清除H202。因此,CAT活性大小反映了植物對 抵抗H202傷害能力的強弱,是反映植物抗逆性的良好指 標,也是植物整體質量高低的間接性生理指標[13]。由圖5可 知,1~5號處理菜心的CAT活性均高於對照,移栽後第1 周,菜心葉片內CAT活性隨共聚物用量的增加較對照增加 的幅度逐漸增加,但5號處理CAT活性在移栽後第2周開 始下降並低於4號,在移栽後第3周低於3號處理、但仍高 於1號和2號。移栽後第5周菜心收獲期,1~5號處理的 CAT活性較對照分別增加2.91%、9.14%、20.58%、39.30%和 16.20%,說明使用共聚物後能增強菜心的抗逆能力。
本試驗結果表明,施用共聚物後均能不同程度地提高 菜心各項農藝性狀和生理特性。每667 m2共聚物用量1~5 kg的菜心采收時的鮮重分別較對照提高2.66% J4.72%、 24.16%、37.00%和15.10%,表明施用SAP對作物有一定 的增產作用[WU4];每667 m2共聚物用量為1~5 kg的菜心 水分利用率分別比對照增加14.95%、27.80%、35.22%、 43.52%、18.05%,這與相關研究結果相似。
在海南省磚紅壤的土壤質地上種植菜心時,建議每 667 m2施用共聚物4 kg,這樣既能提高產量又能顯著提 高水分利用率,若SAP能在海南農田中大量應用,這將對 緩解海南省季節性幹旱有一定的作用;但當保水劑施用 量過少(每667 m2 1 kg)時增產效果不明顯,當保水劑施 用量過多(每667 m2 5 kg)時會對菜心的生長產生一定的 抑製作用。因此,在作物栽培中施用SAP時要掌握適宜的 量,但SAP的應用效果受多種因素製約_,其在不同作物 中使用適宜劑量及產生的效果也不同,例如劉甫清等采 用桶栽試驗,在甘蔗下種時每667 m2施用0、5、10、15 kg 保水劑,通過對幼苗素質、葉綠素含量、丙二醛含量及葉片 細胞質膜透性等生理特性的測定,確定每667 m2用量10 kg處理最佳;張家生等[141研究結果表明,每667 m2施保水 劑3.175 kg和2.540 kg的玉米產量與對照差異達極顯著 水平,每667 m2施1.588 kg增產不明顯;杜建軍等網將保 水劑與砂土按質量比設0、0.1%、0.2%、0.4%、0.8%等5種 水平處理黃瓜幼苗,其水分利用率較對照增加27.67%、 2.84%、-29.06%、-57.85%,說明保水劑施用量較高時反而 會降低水分利用率;王春雨等[18】研究得出,在一定濃度範 圍內,番茄出苗率隨著保水劑用量的增加而增加,保水劑 用量達到2%後出苗率下降,在1.0%~1.5%用量下番茄壯 苗指數、幼苗葉綠素含量、根係活力和光合速率均較高,綜 合分析保水劑用量為1%處理最好。