保水劑在向日葵夏季高溫育苗中的應(yīng)用

曾燕楠，王勇，程潤(rùn)東，趙荷娟，紀(jì)洪亭，王慶南

(江蘇丘陵地區(qū)南京農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，江蘇 南京 210046)

穴盤育苗是蔬菜集約化育苗的主要方式，具有幼苗生長(zhǎng)健壯整齊且成苗和成活率高等優(yōu)點(diǎn)，但由于穴盤孔穴體積小，基質(zhì)持水量有限，幼苗蒸騰作用強(qiáng)，噴灌頻率高，基質(zhì)持水量變化速度快、變幅大，影響了幼苗生長(zhǎng)，成為決定幼苗質(zhì)量的限制因素[1-2]。作為一種高分子化合物，保水劑具有較強(qiáng)的吸水、保水及反復(fù)吸水的功能，吸持后的水分中，85%～95%可緩慢釋放供作物利用[3-4]。保水劑還具有持效、安全、保蓄養(yǎng)分、改善土壤結(jié)構(gòu)等性能，在節(jié)水農(nóng)業(yè)和生態(tài)環(huán)境恢復(fù)中得到廣泛應(yīng)用[5-8]。

目前我國(guó)有18個(gè)省(市、自治區(qū))種植向日葵，主要分布在東三省及華北、西北的半干旱或輕鹽堿地區(qū)[9]。近年來(lái)隨著休閑觀光農(nóng)業(yè)的發(fā)展，向日葵作為一種觀光農(nóng)作物在江蘇種植越來(lái)越普遍。眾多向日葵園區(qū)為便于觀賞，均將盛花期安排在國(guó)慶假期，根據(jù)生育期推斷，向日葵播種期為7月下旬至8月上旬。這段時(shí)間江蘇地區(qū)日間最高溫度一般達(dá)37～38 ℃，采用直播方法出苗率低，故一般采用穴盤育苗，育苗后移栽。在大棚中采用基質(zhì)穴盤育苗的成苗率高，但基質(zhì)水分蒸發(fā)過(guò)快。本研究通過(guò)不同濃度保水劑對(duì)向日葵穴盤育苗的影響，旨在解決高溫季向日葵穴盤育苗的保水問(wèn)題，為示范園區(qū)向日葵育苗素質(zhì)提高提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

供試向日葵品種為油用葵品種美國(guó)矮大頭DW667和德國(guó)進(jìn)口觀賞葵品種小熊；保水劑選用江蘇省農(nóng)科院農(nóng)業(yè)設(shè)施與裝備研究所提供的淀粉型和鉀型保水劑。

1.2 方法

試驗(yàn)于2016年5月3—24日在江蘇丘陵地區(qū)南京農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所連棟溫室內(nèi)進(jìn)行。向日葵育苗以進(jìn)口泥炭為基質(zhì)，采用128孔穴盤進(jìn)行育苗。兩種類型的保水劑處理1～5分別按0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5% (m/m)比例添加到基質(zhì)中，以不添加為對(duì)照(CK)，每處理1盤(128株)，重復(fù)3次。待苗生長(zhǎng)至兩葉一心時(shí)，取向日葵植株樣品測(cè)定各項(xiàng)指標(biāo)。

1.3 考察指標(biāo)

每盤隨機(jī)選取10株幼苗，考察株高，記錄并取平均值。用自來(lái)水沖洗根部基質(zhì)，取出所有植株，再用去離子水沖洗全株3次，并用吸水紙吸去植株表面附著的水分。將地上部分與地下部分剪開，分別稱取鮮重，然后于105 ℃烘箱殺青15 min，于80 ℃烘箱烘至恒重，稱取干重，分別計(jì)算地上部分、地下部分的含水量；葉片葉綠素含量采用葉綠素儀(SPAD-502 Plus)測(cè)定；株高為子葉節(jié)至生長(zhǎng)點(diǎn)之間的距離；莖粗為第一節(jié)間的直徑。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同保水劑用量的向日葵幼苗素質(zhì)

2.1.1 淀粉型保水劑對(duì)DW667的影響

由表1可知，幼苗株高最高為6.8 cm，最低為4.6 cm。保水劑濃度在0.1%～0.3%時(shí)，幼苗株高呈上升趨勢(shì)，至0.3%時(shí)株高達(dá)最高，之后隨著保水劑濃度的增加呈下降趨勢(shì)；當(dāng)濃度為0.5%時(shí)，株高降低相比對(duì)照達(dá)顯著水平。莖粗最大值為3.7 mm，最小值為3.0 mm，對(duì)照及各處理間差異不顯著。地上部鮮質(zhì)量和地上部干質(zhì)量均隨著保水劑濃度的增加而呈下降趨勢(shì)，在濃度為0.1%時(shí)為最大值。地下部鮮質(zhì)量最大值為0.69 g，最小值為0.34 g，在濃度為0.4%時(shí)達(dá)最大值，對(duì)照及各處理間無(wú)顯著差異。地下部干質(zhì)量最大值為0.09 g，最小值為0.02 g，下部干質(zhì)量均低于對(duì)照。

表1 不同濃度淀粉型保水劑對(duì)美國(guó)矮大頭DW667單株幼苗素質(zhì)的影響

注：同列數(shù)據(jù)后無(wú)相同字母表示處理間差異達(dá)顯著水平(P<0.05)。表2～4同。

2.1.2 鉀型保水劑DW667的影響

由表2可知，幼苗株高最高為7.7 cm，最低為5.2 cm。隨著保水劑濃度增加，幼苗株高基本呈上升趨勢(shì)，當(dāng)濃度為0.5%時(shí)，株高達(dá)最大值。莖粗最大值為3.5 mm，最小值為3.0 mm，對(duì)照及各處理間差異不顯著。地上部鮮質(zhì)量最大值為3.40 g，最小值為1.46 g，隨著保水劑濃度增加呈先降低后增加的趨勢(shì)。地上部干質(zhì)量最大值為0.24 g，最小值為0.12 g，在濃度為0.1%時(shí)達(dá)到最小值，與對(duì)照相比達(dá)顯著差異。地下部鮮質(zhì)量隨著保水劑濃度的增加呈降低趨勢(shì)；地下部干質(zhì)量也隨保水劑濃度增加呈降低趨勢(shì)。

表2 不同鉀型保水劑濃度對(duì)美國(guó)矮大頭DW667單株幼苗素質(zhì)的影響

2.1.3 淀粉型保水劑對(duì)小熊的影響

由表3可知，幼苗株高最高為5.4 cm，最低為4.9 cm，在濃度為0.2%時(shí)，幼苗株高達(dá)最大值，與對(duì)照相比無(wú)顯著差異。莖粗最大值為3.1 mm，最小值為3.0 mm，對(duì)照及各處理間差異不顯著。地上部鮮質(zhì)量最大值為3.02 g，最小值為1.32 g，在濃度0.3%達(dá)到最大值。地上部干質(zhì)量最大值為0.32 g，最小值為0.17 g，相比對(duì)照均有不同程度的降低。地下部鮮質(zhì)量和地下部干質(zhì)量相比對(duì)照均呈降低趨勢(shì)。

表3 不同濃度淀粉型保水劑對(duì)小熊單株幼苗素質(zhì)的影響

2.1.4 鉀型保水劑對(duì)小熊的影響

由表4可知，幼苗株高最高為5.3 cm，最低為4.7 cm，在濃度為0.2%時(shí)，幼苗株高與對(duì)照持平，其他均低于對(duì)照，部分達(dá)顯著水平。莖粗最大值為3.1 mm，最小值為2.9 mm，對(duì)照及各處理間差異不顯著。不同處理的地上部鮮質(zhì)量最大值為2.95 g，最小值為0.85 g，各處理均低于對(duì)照。地上部干質(zhì)量隨著保水劑濃度的增加呈先降后升的趨勢(shì)，在濃度0.1%時(shí)為最大值。地下部鮮質(zhì)量和地下部干質(zhì)量相比對(duì)照均有不同程度的降低。

表4 不同濃度鉀型保水劑對(duì)小熊單株幼苗素質(zhì)的影響

2.2 不同保水劑用量的向日葵幼苗葉片相對(duì)含水量

2.2.1 淀粉型保水劑對(duì)DW667幼苗葉片相對(duì)含水量的影響

由圖1可知，DW667幼苗葉片相對(duì)含水量為85.9%～92.3%，添加保水劑的幼苗葉片相對(duì)含水量均高于對(duì)照，在試驗(yàn)的保水劑用量范圍內(nèi)，添加的保水劑濃度越高，其葉片相對(duì)含水量越高。

圖1 不同濃度淀粉型保水劑對(duì)DW667幼苗葉片 相對(duì)含水量的影響

2.2.2 鉀型保水劑對(duì)DW667幼苗葉片相對(duì)含水量的影響

由圖2可知，DW667幼苗葉片相對(duì)含水量為85.9%～95.1%，添加保水劑的幼苗葉片相對(duì)含水量均高于對(duì)照。在試驗(yàn)的保水劑用量范圍內(nèi)，添加的保水劑濃度越高，其葉片相對(duì)含水量越高。

圖2 不同濃度鉀型保水劑對(duì)DW667幼苗葉片 相對(duì)含水量的影響

2.2.3 淀粉型保水劑對(duì)小熊幼苗葉片相對(duì)含水量的影響

由圖3可知，小熊幼苗葉片相對(duì)含水量為84.9%～94.9%，添加保水劑的幼苗葉片相對(duì)含水量均高于對(duì)照。在試驗(yàn)的保水劑用量范圍內(nèi)，添加的保水劑濃度越高，其葉片相對(duì)含水量越高。

圖3 不同濃度淀粉型保水劑對(duì)小熊幼苗葉片 相對(duì)含水量的影響

2.2.4 鉀型保水劑對(duì)小熊幼苗葉片相對(duì)含水量的影響

由圖4可知，小熊幼苗葉片相對(duì)含水量為84.9%～91.5%，添加保水劑的幼苗葉片相對(duì)含水量均高于對(duì)照，在試驗(yàn)的保水劑用量范圍內(nèi)，添加的保水劑濃度越高，其葉片相對(duì)含水量越高。

圖4 不同濃度鉀型保水劑對(duì)小熊幼苗葉片 相對(duì)含水量的影響

2.3 不同保水劑用量的向日葵幼苗葉片葉綠素含量

2.3.1 淀粉型保水劑對(duì)DW667幼苗葉片葉綠素含量的影響

由圖5可見，DW667幼苗葉片葉綠素相對(duì)含量為39.7～31.0，添加保水劑的幼苗葉片葉綠素含量均低于對(duì)照。在試驗(yàn)的保水劑用量范圍內(nèi)，添加的保水劑濃度越高，其葉片葉綠素含量越低。

圖5 不同濃度淀粉型保水劑對(duì)DW667幼苗葉片 葉綠素含量的影響

2.3.2 鉀型保水劑對(duì)DW667幼苗葉片葉綠素含量的影響

由圖6可見，DW667幼苗葉片葉綠素相對(duì)含量為39.7～31.6，添加保水劑的幼苗葉片葉綠素含量均低于對(duì)照。在試驗(yàn)的保水劑用量范圍內(nèi)，添加的保水劑濃度越高，其葉片葉綠素含量越低。

圖6 不同濃度鉀型保水劑對(duì)DW667幼苗葉片 葉綠素含量的影響

2.3.3 淀粉型保水劑對(duì)小熊幼苗葉片葉綠素含量的影響

由圖7可見，小熊幼苗葉片葉綠素相對(duì)含量為30.3～25.4，添加保水劑的小熊幼苗葉片葉綠素含量均低于對(duì)照。在試驗(yàn)的保水劑用量范圍內(nèi)，添加的保水劑濃度越高，其葉片葉綠素含量越低。

圖7 不同濃度淀粉型保水劑對(duì)小熊幼苗葉片 葉綠素含量的影響

2.3.4 鉀型保水劑對(duì)小熊幼苗葉片葉綠素含量的影響

由圖8可見，小熊幼苗葉片葉綠素的相對(duì)含量為30.3～22.4，添加保水劑的小熊幼苗葉片葉綠素含量均低于對(duì)照。在試驗(yàn)的保水劑用量范圍內(nèi)，添加的保水劑濃度越高，其葉片葉綠素含量越低。

圖8 不同濃度鉀型保水劑對(duì)小熊幼苗葉片 葉綠素含量的影響

3 討論

保水劑又稱高吸水劑、超強(qiáng)吸水樹脂，是利用強(qiáng)吸水性樹脂合成的具有超高吸水保水能力的高分子化合物顆粒劑，是一種新型化學(xué)節(jié)水技術(shù)，適量應(yīng)用于穴盤育苗，可提高基質(zhì)含水量，降低累計(jì)失水量，促進(jìn)幼苗生長(zhǎng)和養(yǎng)分吸收，提高幼苗質(zhì)量和水分利用率，降低育苗成本等作用，但保水劑濃度過(guò)高則抑制幼苗生長(zhǎng)、降低幼苗質(zhì)量[10-11]。本試驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)上述研究結(jié)果。本試驗(yàn)中2種保水劑類型間在試驗(yàn)效果上無(wú)明顯差異，兩個(gè)向日葵品種間略有不同，當(dāng)油用向日葵美國(guó)矮大頭DW667穴盤育苗保水劑使用濃度為0.2%～0.3%，觀賞向日葵小熊使用濃度為0.1%～0.2%時(shí)，幼苗素質(zhì)整體

較高。同時(shí)，在試驗(yàn)的保水劑濃度范圍內(nèi)，添加保水劑后，向日葵幼苗葉片的相對(duì)含水量均有所提高，且添加濃度越高，其葉片相對(duì)含水量越高，與本試驗(yàn)使用的向日葵品種和保水劑類型無(wú)關(guān)。葉片葉綠素含量隨著保水劑濃度的增加而呈逐漸下降趨勢(shì)，推測(cè)基質(zhì)添加保水劑后促進(jìn)了向日葵幼苗光合產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化，這一試驗(yàn)結(jié)果與施俊等[12]報(bào)道一致。

因此，在實(shí)際基質(zhì)育苗中，保水劑用量并不是越大越好，應(yīng)根據(jù)不同作物種類確定保水劑添加的濃度。雖然本文試驗(yàn)中使用的兩種不同保水劑類型間無(wú)明顯差異，但對(duì)其他類型保水劑未做試驗(yàn)，不能確定幼苗素質(zhì)僅與保水劑使用濃度有關(guān)，向日葵幼苗素質(zhì)在不同保水劑類型間是否有明顯差異還有待于進(jìn)一步研究。