包长征 ,曹云娥 ,卢纯 ,李建设
(1.宁夏贺兰县农业综合开发办,750200;2.宁夏大学农学院)
据专家预测,水资源短缺将成为21世纪我国农业面临的严重问题,其对农业和农村经济发展的制约作用有可能超过耕地,成为制约农业和农村经济可持续发展的重要因素。宁夏是我国北方干旱地区,发展节水农业是一种必然选择。保水剂是近年来迅速发展起来的一种新型高分子材料,具有强烈的吸水、保水性能,但保水剂应用受到多种因素的制约,如果使用不合理反而会抑制作物生长。现代蔬菜穴盘育苗技术的应用中,穴盘的特殊构造造成了秧苗营养面积很小,基质的持水量和保水性成为提高秧苗质量的重要限制因子。传统的上部灌水方式也造成水资源的严重浪费。针对这些问题,结合宁夏的实际情况,本试验采用无土栽培基质穴盘育苗,研究不同浓度的保水剂和不同的供水方式对西葫芦幼苗生长的影响,并深入分析其机理,以期为保水剂和供水方式合理使用提供理论依据。
试验于2008年5月30日在宁夏大学试验大棚中进行。 基质配比为珍珠岩∶炭∶椰糠∶树皮糠=1∶2∶1∶1,宁夏天缘农业科技有限公司提供。试验采用2因素完全随机设计,肥料设为A因素(Ai,i=2):上部供水和底部供水2个水平;保水剂设为B因素(Bj,j=3)每1 L基质加入0 g,2 g,4 g 3个水平,则该试验共为6个处理,每处理种植1盘,3次重复。西葫芦品种为晶莹一号,种子催芽后播于育苗盘中。保水剂为sky gel保水剂,日本美比露株式会社研制,为聚丙烯酰胺型保水剂类型,粒径0.4 mm。穴盘规格为宽27.9 cm,长54.4 cm,高5.5 cm,孔穴数72孔。各处理均采用清水浇灌基质,相同管理,完全随机排列。
表1 试验设计处理和西葫芦处理供水次数与精确供水量
表2 3叶1心西葫芦生物学指标和西葫芦幼苗叶片相对含水量
出苗后每隔一周取样测定1次,每个处理随机取样10株。用直尺、游标卡尺分别测定幼苗的株高、茎粗,用烘干法测定地上部、根系干质量,叶绿素含量用手持叶绿素计测定,根系活力的测定用氯化三苯基四氮唑(TTC)还原法[2],基质含水量用烘干法测定,基质盐分浓度用电导率仪测定。
在整个育苗期间,精确地记载了供水次数及各个处理的幼苗各时期的精确供水量,具体结果见表1。
从表1可以看出,西葫芦整个苗期底部供水处理的供水次数少于上部供水的供水次数,不同保水剂浓度的处理中,保水剂浓度越大,供水次数越少。
从幼苗的各个时期的供水量来看,表现为底部供水方式与上部供水方式相比较极显著的节水,而底部供水处理之间并未随保水剂浓度的增加而表现为显著差异,上部供水处理之间亦表现相同规律,但随着保水剂浓度的增加,幼苗的总供水量是递减的,说明保水剂仍然达到了良好的保水性能,但可能由于上、下部供水方式的不同,造成供水量的梯度变化非常大,使得保水剂的优势难以在此显现。这也直接说明,采用底部供水方式的优越性。
由表2可以看出,西葫芦幼苗的株高在3叶1心时,各项生物学指标方差分析结果表明,幼苗对基质的保水剂浓度要求有一定的适宜范围,而并非保水剂浓度越高越好,供水方式也表现为底部供水优于上部供水。在保水剂浓度为2 g/L底部供水时,幼苗表现出生长粗壮,叶色深绿,各项生物学指标达到了最佳水平。
叶片相对含水量是反映叶片水分含量的重要标致。表2表现出随着保水剂浓度的增高,叶片的相对含水量增高,而且在底部供水的方式下叶片的相对含水量高于上部供水方式,说明基质的含水量直接影响到叶片的相对含水量,而底部供水方式较上部供水方式基质含水量相对较稳定。
①不同处理对西葫芦幼苗叶绿素的影响 叶片是绿色植物进行光合作用的主要器官,叶绿体是光合作用的主要细胞器,叶绿素含量是衡量植株生长状况好坏的重要指标之一。通过图1以及对西葫芦全育苗期叶绿素含量的方差分析结果表明,在保水剂浓度为2 g/L底部供水处理下,整个苗期幼苗叶绿素含量与其他处理相比达到了显著性差异。
②不同处理对西葫芦幼苗根系活力的影响根内酶活性是根系活力的重要指标,根系的TTC还原作用反映了根内琥珀酸脱氢酶的活性,它和呼吸作用有较高的相关性。通过对西葫芦3叶1心时根系活力的测定,结果表明(图2),在保水剂浓度为2 g/L,底部供水时,幼苗的根系活力最佳,说明保水剂浓度最适宜且在底部供水时供水相对稳定、均匀,幼苗的根系活力表现最佳。
①保水剂的应用为促进秧苗质量的提高提供了良好的生理条件,不仅可提高水分管理的效率和节约成本,而且可在一定程度上提高秧苗质量。本试验研究了供水方式与保水剂共同作用下对西葫芦幼苗生长产生的影响,结果表明,底部供水方式优于上部供水,保水剂浓度为2 g/L处理优于4 g/L的处理。
②底部供水方式在供水总量上极显著低于上部供水方式,说明底部供水方式与上部供水方式相比大量节水,且供水较均匀。
③本试验通过对灌水量、灌水次数,黄瓜株高、茎粗、叶绿素、基质含水量等指标分析得出,保水剂在一定范围内促进黄瓜幼苗生长,提高秧苗质量和生理活性;底部供水明显地优于传统供水方式,减少了供水次数,并且降低了苗期的供水总量。保水剂浓度为2 g/L底部供水处理不但节约用水,还提高了秧苗质量,为今后的试验提供了理论依据。
[1]何腾兵,田仁国,陈焰,等.高吸水剂对土壤物理性质的影响(Ⅱ)[J].耕作与栽培,1996(6):20-23.
[2]李合生.植物生理生化实验原理和技术[M].北京:高等教育出版社,2000.
[3]韩清瑞,罗永全,方成梁.保水剂和抗旱剂对小麦生长发育的影响[J].北京农业科学,1991(1):35-37,48.
[4]雷辉俐,魏竹涟,江锡瑜,等.保水剂在玉米栽培上的应用[J].贵州农业科学,1992(3):41-42.
[5]刘效瑞,伍克俊,王景才,等.土壤保水剂对农作物的增产增收效果[J].干旱地区农业研究,1993(2):66-68.
[6]陈岩,张希财.保水剂拌种对玉米苗期性状的影响[J].辽宁农业科学,1994(4):41-42.
[7]郑良永.保水剂在我国的研究应用现状与展望[J].广西热带农业,2005(6):1-5.
[8]柴伟国,王仲辉,洪文英.保水剂在穴盘育苗中的应用试验[J].上海蔬菜,1998(3):21-23.