鄧秀峰,李興佐,馬云飛,于立芝
(1.萊州市金海種業(yè)有限公司,山東 萊州 261400;2.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)煙臺研究院,山東 煙臺 264670)
保水劑分子內(nèi)有大量的可電解羧酸鹽基團(tuán),吸水后網(wǎng)狀撐開,蓄水空間增大[1],能迅速吸收數(shù)百倍自身質(zhì)量的水分,并可反復(fù)吸水[2],可增強(qiáng)土壤的保水性[3-4],且親水性官能團(tuán)也可以吸附無機(jī)離子和養(yǎng)分。保水劑本身分子的結(jié)構(gòu)特性,也可以增加對養(yǎng)分的吸附作用[5],隨著保水劑用量的增加,氮、鉀養(yǎng)分的淋失量顯著減少[6],具有保氮、提高肥效及減少面源污染的作用[7-10],從而達(dá)到促進(jìn)植物生長、提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)的效果[11]。劉世亮等[12]研究了保水劑對玉米生長的影響,結(jié)果表明,施用保水劑能顯著提高株高,增加總?cè)~面積和生物學(xué)產(chǎn)量。杜社妮等[3]研究了沃特和PAM保水劑對馬鈴薯生長的影響,結(jié)果表明,沃特和PAM保水劑能促進(jìn)馬鈴薯生長,提高塊莖產(chǎn)量,減少塊莖個(gè)數(shù)和增大最大塊莖。李倩等[13]研究結(jié)果表明,施用適量的保水劑可促進(jìn)旱作馬鈴薯生長發(fā)育和產(chǎn)量提高。王麗榮[14]的研究結(jié)果表明,應(yīng)用保水劑能顯著提高連翹的成活率,促進(jìn)連翹的生長。楊永輝等[15]研究了保水劑在冬小麥上的應(yīng)用,結(jié)果表明,保水劑能提高小麥的產(chǎn)量和水分利用率。蔣雅琴等[16]研究了保水劑對茄子、節(jié)瓜、有棱絲瓜幼苗質(zhì)量以及保肥能力的影響,結(jié)果表明,適宜濃度的保水劑可明顯提高育苗基質(zhì)的保肥能力,促進(jìn)幼苗的生長。白崗栓等[4]研究了PAM等保水劑對蘋果生長的影響,結(jié)果表明,施用PAM,BJ2101-L和沃特保水劑,蘋果產(chǎn)量分別提高了14.47%,16.61%和12.99%。賈明方等[17]研究了保水劑對紅地球葡萄生長發(fā)育的影響,結(jié)果表明,施用保水劑可提高植株的凈光合速率、蒸騰速率和水分利用效率,果實(shí)中可溶性固形物、可滴定糖及Vc含量分別比對照提高了8.4%,50.5%和6.1%。保水劑CLP的主流成分為交聯(lián)聚丙烯酰胺[18],其特點(diǎn)為親水不溶于水,遇水膨脹成凝膠,成為水的載體;無毒腐性,不燃爆、不污染水、不毒害植物和微生物等土壤生命體[19]。
本研究采用室內(nèi)模擬試驗(yàn),研究保水劑CLP的施用量對土壤保肥能力的影響,以期為保水保肥劑在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的推廣與應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。
試驗(yàn)所用保水劑CLP的主要成分為聚丙烯酰胺(丙烯酰胺-丙烯酸鉀共聚物,英文名稱為CL-PAM-K,簡寫CLP),由北京漢力淼新技術(shù)有限公司生產(chǎn)。試驗(yàn)所用化學(xué)肥料為尿素。
試驗(yàn)于2017年4月在中國農(nóng)業(yè)大學(xué)煙臺研究院試驗(yàn)基地進(jìn)行。采用的土壤為煙臺代表性的棕壤。采用室內(nèi)模擬試驗(yàn),將10 kg的土壤裝入底部帶孔的花盆中,分別加入不同用量的保水劑和相同數(shù)量的尿素。試驗(yàn)共設(shè)置5個(gè)保水劑處理,分別為0(T1),0.50 (T2),0.75 (T3),1.00 (T4),1.25 g/ 盆(T5),尿素的用量為7.5 g/盆,3次重復(fù)。
在2017年4月7日(施用保水劑的1 d),4月17日(施用保水劑的第10 d),4月27日(施用保水劑的第20 d),分3次對每個(gè)花盆澆水,確保澆水量相同,同時(shí)采集花盆底部土壤滲出液,測定土壤滲出液中氮的含量,以確定保水劑的持肥能力。
測定的數(shù)據(jù)采用Excel和SPSS 13.0進(jìn)行計(jì)算和統(tǒng)計(jì)分析。
表1 各處理土壤滲出液中氮的含量情況(04-07) mg/L
表2 各處理土壤滲出液中氮的含量情況(04-17) mg/L
表3 各處理土壤滲出液中氮的含量情況(04-27) mg/L
4月27日保水劑的用量與土壤滲出液中銨態(tài)氮(NH4+)含量的線性相關(guān)性未達(dá)到顯著水平,保水劑的用量與土壤滲出液中硝態(tài)氮含量的線性相關(guān)性達(dá)到顯著水平。
表4 保水劑的用量與土壤滲出液中氮含量相關(guān)回歸分析(04-07)
表5 保水劑的用量與土壤滲出液中氮含量相關(guān)回歸分析(04-17)
表6 保水劑的用量與土壤滲出液中氮含量相關(guān)回歸分析(04-27)
由表7可知,4月7—27日,各處理土壤滲出液中銨態(tài)氮(NH4+)含量均呈現(xiàn)增加的趨勢。
由表 8可知,4月 7—27日,處理 T2,T3,T4的硝態(tài)氮含量在4月17日(施用保水劑10 d)達(dá)到最高,處理T5的硝態(tài)氮含量變化不明顯。
表7 各處理土壤滲出液中銨態(tài)氮(NH4+)含量變化情況 mg/L
表8 各處理土壤滲出液中硝態(tài)氮(NO3-)含量變化情況 mg/L
綜合以上分析可以看出,隨著保水劑在土壤中滯留時(shí)間的增加,各處理土壤滲出液中銨態(tài)氮(NH4+)含量呈現(xiàn)增加趨勢,硝態(tài)氮(NO3-)含量的變化表現(xiàn)為先增加后減少。
本研究結(jié)果表明,不施保水劑處理的土壤滲出液中銨態(tài)氮(NH4+)、硝態(tài)氮(NO3-)的含量均最高,說明試驗(yàn)所用保水劑具有保氮的能力。隨著保水劑用量的增加,土壤滲出液中銨態(tài)氮(NH4+)、硝態(tài)氮(NO3-)的含量依次降低,說明增加土壤保水劑的施用量可降低土壤氮素的流失,提高土壤的保肥性。
隨著保水劑在土壤中滯留時(shí)間的增加,各處理銨態(tài)氮(NH4+)含量呈現(xiàn)增加的趨勢,硝態(tài)氮(NO3-)含量的變化表現(xiàn)為先增加后減少。其原因?yàn)槭┤胪寥乐械哪蛩卦谕寥乐羞M(jìn)行了轉(zhuǎn)化。硝態(tài)氮含量的表現(xiàn)為先增加后減少的原因還有待于進(jìn)一步的研究。
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