基質(zhì)吸水性和持水性的初步研究

陳瑩　劉新魯　孫克君　張俊濤　王永青　劉聰

摘要：針對基質(zhì)的斥水性問題，文章結(jié)合國內(nèi)外研究近況，通過基質(zhì)吸水試驗研究了潤濕劑十二烷基苯磺酸鈉和椰糠對基質(zhì)吸水性能和持水能力的影響，并通過育苗試驗檢驗了十二烷基苯磺酸鈉和椰糠有無副作用。結(jié)果表明：潤濕劑十二烷基苯磺酸鈉和椰糠均能很好地增強(qiáng)基質(zhì)的吸水性能和持水能力；且十二烷基苯磺酸鈉和椰糠聯(lián)合應(yīng)用并未引起副作用。

關(guān)鍵詞：基質(zhì)、吸水性、持水性、十二烷基苯磺酸鈉、椰糠

中圖分類號：S-3

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

在現(xiàn)代園藝生產(chǎn)過程中，基質(zhì)越來越重要，泥炭因其理化性狀優(yōu)良、使用效果良好而被廣泛使用[1，-2]，然而泥炭是有限的天然資源，過量開采會破壞生態(tài)環(huán)境[3，-4]。因此，，各國政府和研究者都在不斷研究開發(fā)新的基質(zhì)材料。利用枯枝落葉堆肥生產(chǎn)基質(zhì)不僅可以消耗大量園林垃圾，而且產(chǎn)品也可部分替代泥炭資源，具有重要的社會經(jīng)濟(jì)效益[5-7]，是處置城市綠色廢棄物的趨勢重要方式。

然而，目前國內(nèi)常用基質(zhì)仍普遍存在斥水性過高的問題[1]，主要原因是基質(zhì)原料如泥炭、枯枝落葉堆肥等有機(jī)物質(zhì)表面存在蠟質(zhì)等疏水性基團(tuán)引起[8]，制約了基質(zhì)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?；|(zhì)斥水性強(qiáng)，在淋水過程中，尤其是初次淋水時，極難吸水，大部分的水分沿容器壁流失，，造成大量水資源的浪費(fèi)；基質(zhì)的持水性能差，需頻繁淋水，生產(chǎn)成本增加，造成大量人力及資金的浪費(fèi)。此外，水分不僅對植物的生長具有重要影響[9，-10]，而且還會影響營養(yǎng)元素的有效性。因此，，解決基質(zhì)的吸水性和持水性問題是國內(nèi)基質(zhì)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的關(guān)鍵之一。我國關(guān)于基質(zhì)持水性的研究主要集中在保水劑的應(yīng)用效果方面[11-13]，而關(guān)于應(yīng)用表面活性劑改變基質(zhì)的疏水基團(tuán)，提高其吸水性的研究還鮮見報道。

本文主要研究了潤濕劑十二烷基苯磺酸鈉和椰糠對基質(zhì)吸水性和持水性的影響，，為開發(fā)吸水保水型基質(zhì)新產(chǎn)品提供科學(xué)依據(jù)，有利于提高水分利用率、降低勞力成本。

1 材料與方法

1.1試驗材料

國產(chǎn)泥炭，pH 6.0，EC 0.07mS/cm，購于廣東省高要市；

進(jìn)口泥炭，pH 6.0，EC 0.35mS/cm，產(chǎn)于德國產(chǎn)；

椰糠，pH 6.2，EC 3.17mS/cm，購于廣州市棕寶纖維制品有限公司；

自制基質(zhì)，pH 6.1，EC 1.07mS/cm，廣州市園林科學(xué)研究所研制；

十二烷基苯磺酸鈉，分析純，購于廣州市叢源儀器有限公司（精科化玻儀器）；

塑料花盆：底徑11 cm，，口徑15 cm，，高11 cm；

供試植物，鳳仙花（Impatiens balsamina），種子購買于廣州市芳村花卉市場。

1.2試驗方法

1.2.1 基質(zhì)吸水試驗

將各處理樣品（表1，每個處理3個重復(fù)）風(fēng)干，每個處理3個重復(fù)。取相同體積的風(fēng)干樣品置于塑料花盆中，稱重（M1，g），由盆頂均勻緩慢淋水，淋透后靜置，待盆底不再有水滲出時稱重（M2，g），然后，將裝有樣品的花盆放于戶外，24h后，稱重（M3，g）。以每盆吸水量（M2–M1）表示基質(zhì)吸水性能，以T衡量基質(zhì)持水性能，T=（M3–M1）/（M2–M1）。

1.2.2 育苗試驗

2010年8月26日分別于各處理基質(zhì)中播種100粒鳳仙花種子，各處理播種前均淋透水，植物生長過程中保持相同淋水量，統(tǒng)計種子發(fā)芽情況。

2結(jié)果分析

2.1 各基質(zhì)吸水性能比較

基質(zhì)吸水試驗結(jié)果（表2）表明，各處理風(fēng)干基質(zhì)的吸水性能差別較大。國產(chǎn)泥炭的吸水性能最差，；椰糠可以提高其吸水性能，添加20%（體積比）的椰糠，其吸水性能提高250.17%；潤濕劑十二烷基苯磺酸鈉也可以提高其吸水性能，每立方米國產(chǎn)泥炭淋上濃度為0.25%的十二烷基苯磺酸鈉溶液100L，其吸水性能提高634.89%，而且與進(jìn)口泥炭相比，其吸水性能也提高51.47%。椰糠和十二烷基苯磺酸鈉配合使用可以取得更好的效果，先添加20%（體積比）的椰糠，混勻后，每立方米再淋上濃度為0.25%的十二烷基苯磺酸鈉溶液100L，其吸水性能提高858.93%，與進(jìn)口泥炭相比，也能提高97.65%。

自制基質(zhì)的吸水性能較優(yōu)，接近進(jìn)口泥炭的水平，椰糠可以進(jìn)一步提高其吸水性能，添加20%（體積比）的椰糠，其吸水性能提高33.01%，%，優(yōu)于進(jìn)口泥炭。潤濕劑十二烷基苯磺酸鈉也可以提高其吸水性能，每立方米自制基質(zhì)淋上濃度為0.25%的十二烷基苯磺酸鈉溶液100L，其吸水性能提高123.00%，與進(jìn)口泥炭相比，其吸水性能提高97.37%；椰糠和十二烷基苯磺酸鈉配合使用可以取得更好的效果，添加20%（體積比）的椰糠，混勻后，每立方米淋上濃度為0.25%的十二烷基苯磺酸鈉溶液100L，其吸水性能提高130.08%，與進(jìn)口泥炭相比，其吸水性能提高103.64%。

2.2 各基質(zhì)持水性能比較

各處理基質(zhì)含水量達(dá)飽和后，于戶外放置24h，水分出現(xiàn)不同程度的損失。國產(chǎn)泥炭水分損失最多，持水性能最差，椰糠可以提高其持水性能，添加20%（體積比）的椰糠，其持水性能提高312.03%，優(yōu)于進(jìn)口泥炭；潤濕劑十二烷基苯磺酸鈉也可以提高其持水性能，每立方米淋上濃度為0.25%的十二烷基苯磺酸鈉溶液100L，其持水性能提高329.14%，優(yōu)于進(jìn)口泥炭；椰糠和十二烷基苯磺酸鈉配合使用可以取得更好的效果，添加20%（體積比）的椰糠，混勻后，每立方米淋上濃度為0.25%的十二烷基苯磺酸鈉溶液100L，其持水性能提高352.96%，優(yōu)于進(jìn)口泥炭。自制基質(zhì)的持水性能較好，優(yōu)于進(jìn)口泥炭，椰糠可以進(jìn)一步提高其持水性能，添加20%（體積比）的椰糠，其持水性能提高10.95%；潤濕劑十二烷基苯磺酸鈉也可以提高其持水性能，每立方米淋上濃度0.25%的十二烷基苯磺酸鈉溶液100L，其持水性能提高11.96%；椰糠和十二烷基苯磺酸鈉配合使用可以取得更好的效果，添加20%（體積比）的椰糠，混勻后，每立方米淋上濃度為0.25%的十二烷基苯磺酸鈉溶液100L，其持水性能提高14.57%。

2.3 育苗試驗

在無土栽培和無土快速育苗中，基質(zhì)種類、配方與持水量是影響種子萌發(fā)及生長的主要因素[13，-14]。育苗試驗結(jié)果表明（表4），各處理播種后6天（2010年08月31日）開始出苗，11天（2010年09月05日）時達(dá)齊苗。T1、T3處理的種子發(fā)芽率低于對照CK1， T4、T6處理的種子發(fā)芽率低于對照CK2，可見單獨(dú)使用椰糠和十二烷基苯磺酸鈉在一定程度上可能會抑制種子萌發(fā)。但T5處理的發(fā)芽率最高，達(dá)81%，其次是T2處理，發(fā)芽率達(dá)75%，均高于CK1、CK2處理，證明聯(lián)合使用椰糠和十二烷基苯磺酸鈉在提高基質(zhì)吸水性能和持水性能的同時，也有利于促進(jìn)種子萌發(fā)。

3 結(jié)論與討論

3.1 1）目前常用基質(zhì)普遍存在吸水性差的問題，造成水源、人力和資金浪費(fèi)，不符合建設(shè)節(jié)約型社會的要求。本文試驗表明聯(lián)合應(yīng)用潤濕劑十二烷基苯磺酸鈉和椰糠既可明顯提高基質(zhì)吸水性能和持水性能，也有利于促進(jìn)種子萌發(fā)。

3.22）潤濕劑十二烷基苯磺酸鈉和椰糠均能很好地增強(qiáng)基質(zhì)的吸水性能和持水能力，但其作用的持久性還有待進(jìn)一步研究。

3.33）潤濕劑十二烷基苯磺酸鈉價格較貴，本研究基于成本考慮，適當(dāng)控制了潤濕劑的用量，每立方米基質(zhì)原料淋上濃度為0.25%的十二烷基苯磺酸鈉溶液100L，成本增加約12元/立方米m3，對于利潤本來就低的國內(nèi)基質(zhì)產(chǎn)業(yè)是個會產(chǎn)生不小的壓力。因此，潤濕劑的用量優(yōu)化和從工農(nóng)業(yè)廢棄物中篩選回收利用物美價廉的潤濕劑將是今后的研究重點(diǎn)。

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