長(zhǎng)效吸水樹脂基質(zhì)栽培沿階草相關(guān)技術(shù)研究

張樂平，邵 賽，李宏告，鄧國(guó)強(qiáng)，李 先，張躍龍，謝洪科

（湖南省核農(nóng)學(xué)與航天育種研究所，湖南 長(zhǎng)沙 410125）

吸水樹脂是一種具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，不溶于水但能吸水膨脹的高分子聚合物，能吸收和保持高于自身質(zhì)量幾百倍甚至幾千倍的水[1-3]。它這種特異吸水保水功能，應(yīng)用在農(nóng)林園藝上能起到上節(jié)水抗旱的作用。吸水樹脂用于植物栽培時(shí)與土壤或其它基質(zhì)復(fù)合施用作為保水材料，在室內(nèi)花卉栽培中，吸水樹脂被加工成多種色彩及不同的外觀形狀，單獨(dú)作為基質(zhì)直接用于花卉栽培。因其絢麗多彩晶瑩剔透，贏得了消費(fèi)者的喜愛，因外觀極像水晶，商品名稱作“水晶泥”[4]。十多年前，水晶泥花卉在國(guó)內(nèi)外花木市場(chǎng)曾風(fēng)靡一時(shí)，后因其與植物相容性差、降解速度快，不能為植物提供適宜的生長(zhǎng)環(huán)境，栽培花卉生長(zhǎng)受影響，適宜種的花卉種類少而逐漸淡出市場(chǎng)。

吸水樹脂單獨(dú)作為基質(zhì)，在大量?jī)?chǔ)蓄水、肥[5]長(zhǎng)期供給植物的同時(shí)，能否保證為植物提供良好的生長(zhǎng)環(huán)境，是否具有較長(zhǎng)的有效期，是該項(xiàng)研究的重點(diǎn)。植物生長(zhǎng)對(duì)環(huán)境有所要求，不同品種的花卉及同種花卉在不同生長(zhǎng)發(fā)育階段對(duì)營(yíng)養(yǎng)液及其濃度有不同的要求[6]。試驗(yàn)合成了一種使用有效期長(zhǎng)的吸水樹脂，并研究了吸水樹脂的粒徑、營(yíng)養(yǎng)液濃度及葉面肥對(duì)銀邊沿階草生長(zhǎng)的影響，旨在解決以往市售水晶泥的不足，開發(fā)出更適于花卉栽培的新型水晶泥。

1 材料與方法

1.1 材料

供試栽培基質(zhì)：用湖南省核農(nóng)學(xué)與航天育種研究所研制的吸水樹脂，市場(chǎng)購買的水晶泥；供試植物：銀邊沿階草；供試器材：無孔透明玻璃盆、珍珠巖、天平，尺子；紫外線燈等；營(yíng)養(yǎng)液：用尿素、磷酸二氫鉀、硫酸鉀配制。

1.2 方法

1.2.1 吸水樹脂合成及水晶泥制作 以丙烯酸為主單體，丙烯酸酯等為共聚單體的水溶液，在60Coγ射線輻射作用下引發(fā)聚合得到吸水樹脂。把制作好的吸水樹脂按要求剪切成為?。?～2 cm）、中（2～3 cm）、大（3～4 cm）3種粒徑，再分別浸泡于營(yíng)養(yǎng)液中吸收液體膨脹，時(shí)間為24 h，瀝干即成水晶泥。

1.2.2 水晶泥耐降解性測(cè)定 將自制水晶泥和市面購買的水晶泥在距離12 cm的15 W紫外燈輻射下，觀察水晶泥強(qiáng)度變化，比較耐降解能力，強(qiáng)度越好，表明抗輻射能力越好，否則越差，當(dāng)變成流動(dòng)液體，則水晶泥失效，不能再作為栽培基質(zhì)。

1.2.3 營(yíng)養(yǎng)液配制 稱量尿素、硫酸鉀、磷酸二氫鉀，溶解于對(duì)應(yīng)重量的水中，配制低、中、高濃度營(yíng)養(yǎng)液（見表 1）。

表1 低中高濃度營(yíng)養(yǎng)配方 （g/L）

1.2.4 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)共設(shè)4個(gè)處理，分別為葉面肥（表1中低濃度配方）、水晶泥粒徑大小、營(yíng)養(yǎng)液濃度和不同栽培基質(zhì)的單因素試驗(yàn)，每種處理重復(fù)3次，取平均值，考察上述4種不同處理對(duì)銀邊沿階草生長(zhǎng)的影響。試驗(yàn)于2012年10月8日進(jìn)行，選擇室內(nèi)有散射光的場(chǎng)所種植沿階草，種植前洗去根部的泥土，修剪根長(zhǎng)為10 cm，除去黃葉，每一盆中種植一株銀邊沿階草。

1.2.5 數(shù)據(jù)收集 每隔4 d測(cè)量一次心葉長(zhǎng)；栽培前和栽培試驗(yàn)結(jié)束后分別洗凈植株，測(cè)定最長(zhǎng)根尖到最長(zhǎng)葉尖的長(zhǎng)度及整株沿階草重量。

2 結(jié)果與分析

2.1 水晶泥耐降解性

水晶泥的使用壽命主要受紫外光影響，耐紫外線輻射的時(shí)間越長(zhǎng)，水晶泥的強(qiáng)度損失小，則使用壽命越長(zhǎng)。

由表2可知，自制的水晶泥在紫外燈下連續(xù)輻射1 440 min后，仍然有較好的強(qiáng)度，而市購的水晶泥輻射90 min后，則變成了流動(dòng)粘稠液體，說明自制的水晶泥的耐降解性要明顯優(yōu)于市購的水晶泥，更適宜于作為花卉的栽培基質(zhì)。因此，單從使用壽命上看，自制水晶泥更符合市場(chǎng)開發(fā)的需求。

表2 自制及市購水晶泥的耐降解性

2.2 吸水樹脂對(duì)基質(zhì)栽培沿階草生長(zhǎng)效果的影響

從吸水樹脂與對(duì)照（珍珠巖）的結(jié)果（表3）比較來看，吸水樹脂作栽培基質(zhì)栽培沿階草的效果要優(yōu)于珍珠巖的效果。多重比較結(jié)果顯示，吸水樹脂與珍珠巖對(duì)沿街草的心葉長(zhǎng)的影響差異不顯著，對(duì)植株重量和植株增加長(zhǎng)度均存在顯著性差異。用肥料溶液浸泡的水晶泥，除了能夠提供空氣外，還能提供一定的水分和養(yǎng)分，有利于沿階草的生長(zhǎng)。

表3 不同基質(zhì)對(duì)沿階草生長(zhǎng)的影響

2.3 吸水樹脂粒徑對(duì)基質(zhì)栽培沿階草生長(zhǎng)效果的影響

從表4中可以看出，沿階草的心葉長(zhǎng)和和植株增重、植株總長(zhǎng)度變化情況都有影響，表現(xiàn)最好的是中粒徑。經(jīng)DPS分析發(fā)現(xiàn)，粒徑對(duì)植株生長(zhǎng)發(fā)育的影響不顯著。由此可見，以吸水樹脂作為栽培基質(zhì)時(shí)，粒徑會(huì)對(duì)根部空氣流動(dòng)造成影響，小粒徑供水充分但空氣流通不足，中粒徑可以增強(qiáng)通透性，大粒徑則可能會(huì)影響其水分的供應(yīng)，所以中粒徑（2～3 cm）的效果要優(yōu)于小粒徑和大粒徑。

表4 不同粒徑吸水樹脂對(duì)基質(zhì)栽培沿階草生長(zhǎng)效果的影響

2.4 營(yíng)養(yǎng)液濃度對(duì)基質(zhì)栽培沿階草生長(zhǎng)效果的影響

由表5可知，肥料濃度對(duì)心葉生長(zhǎng)長(zhǎng)度有明顯影響，多重比較結(jié)果表明，低濃度處理與中濃度、高濃度處理間的差異均達(dá)到了極顯著水平，中濃度處理與高濃度處理間無顯著性差異；植株重量的變化，低濃度處理與高濃度處理間的差異達(dá)到了顯著水平，低濃度處理與中濃度處理間、中濃度處理與高濃度處理間的差異均不顯著；營(yíng)養(yǎng)液濃度對(duì)植株總長(zhǎng)度的影響不明顯。因此，以吸水樹脂作為栽培基質(zhì)時(shí)，肥料濃度水平應(yīng)控制在中濃度或以下水平（表 1）。

表5 營(yíng)養(yǎng)液濃度對(duì)基質(zhì)栽培沿階草生長(zhǎng)效果的影響

2.5 噴施葉面肥對(duì)基質(zhì)栽培沿階草生長(zhǎng)效果的影響

由表6可知，補(bǔ)施低濃度葉面肥處理對(duì)沿階草的心葉生長(zhǎng)、植株重量增長(zhǎng)都有促進(jìn)作用，對(duì)植株總長(zhǎng)度影響不明顯，方差分析結(jié)果均不顯著。施肥對(duì)植株生長(zhǎng)有影響，證明用低濃度肥料溶液浸泡制作的水晶泥基質(zhì)中提供的肥料數(shù)量尚未超過植物需肥量。因試驗(yàn)在密室內(nèi)進(jìn)行，試驗(yàn)植株苗重減少，從減少的數(shù)量上看，施肥處理的沿階草生長(zhǎng)更好。施用葉面肥處理，對(duì)植株總長(zhǎng)度并沒有明顯的影響，而新生的心葉長(zhǎng)卻在增加，說明葉面肥主要促進(jìn)新葉生長(zhǎng)，對(duì)植株老葉生長(zhǎng)量并無大的影響。

表6 施用葉面肥對(duì)基質(zhì)栽培沿階草生長(zhǎng)效果的影響

3 討論

吸水樹脂作為栽培基質(zhì)具有儲(chǔ)水量大的特點(diǎn)，可持久供水，其透明度好、柔軟度好、色澤豐富，觀賞價(jià)值與適用價(jià)值高，具有極大的開發(fā)前景?？刂莆畼渲到馑俣群徒到猱a(chǎn)物對(duì)植株生長(zhǎng)的影響，是利用吸水樹脂栽培植物的技術(shù)關(guān)鍵。試驗(yàn)表明，吸水樹脂在紫外燈下連續(xù)輻射1 440 min后，仍然有較好的強(qiáng)度。用吸水樹脂作為栽培基質(zhì)比用珍珠巖好；吸水樹脂粒徑大小控制在中粒徑2～3 cm有利于其生長(zhǎng)；營(yíng)養(yǎng)液濃度對(duì)其生長(zhǎng)影響達(dá)到極顯著水平，以低濃度營(yíng)養(yǎng)液最好；補(bǔ)施葉面肥有利于其生長(zhǎng)。研究為吸水樹脂作為新型基質(zhì)的推廣和應(yīng)用提供了參考。在保證吸水樹脂長(zhǎng)效性的同時(shí)，促進(jìn)植株總生物量的增加，探索合理的光照強(qiáng)度等方面還需作進(jìn)一步的研究。

在花卉栽培研究工作中，量化考評(píng)是一個(gè)重要內(nèi)容，但目前尚無標(biāo)準(zhǔn)的鑒定指標(biāo)。試驗(yàn)采用心葉長(zhǎng)、植株重量變化進(jìn)行量化鑒定，這種方法的合理性及考核指標(biāo)的選取和量化標(biāo)準(zhǔn)有待進(jìn)一步完善。

[1]程冬炳，余響林，余訓(xùn)民.高吸水樹脂在環(huán)境治理中的應(yīng)用[J].武漢工程大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，（9）：20-25.

[2]崔英德，黎新明，尹國(guó)強(qiáng)，等.高吸水樹脂降解性能[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2008.

[3]盧潮陵.高吸水樹脂的研究現(xiàn)狀及其應(yīng)用前景[J].能源與環(huán)境，2011，（2）：7-9.

[4]周熙玲.水晶泥花卉的特點(diǎn)及種植技術(shù)[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2011，（17）：192-192，200.

[5]田 震，周 也，鄭雙雙.高吸水樹脂的研究進(jìn)展[J].河北化工，2012，（8）：68-70.

[6]黃在范，丁筱玲，施國(guó)英，等.花卉無土栽培營(yíng)養(yǎng)液主要成分檢測(cè)系統(tǒng)研究[J].山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，（12）：17-21.