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水分是影響作物生長(zhǎng)和產(chǎn)量的最重要的環(huán)境因子,因此研究提高作物抗旱性的技術(shù)措施及其理論基礎(chǔ),對(duì)于發(fā)展旱作農(nóng)業(yè)、增加作物產(chǎn)量具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。近年來(lái),隨著各種旱作農(nóng)業(yè)高效栽培措施的相繼涌現(xiàn),利用土壤保水劑達(dá)到節(jié)水增產(chǎn)之目的已成為目前試驗(yàn)研究的一項(xiàng)新途徑和新方法。保水劑是一種具有高吸水性、保水性、吸水膨脹性能和無(wú)毒無(wú)味的高科技產(chǎn)品,于1969年美國(guó)農(nóng)業(yè)部北部研究中心(NRRC)首先研制。它能迅速吸收自身質(zhì)量數(shù)百倍甚至上千倍的水分,并緩慢釋放水分供植物吸收利用,從而增強(qiáng)土壤保水性能,提高水分利用率。

目前,國(guó)內(nèi)保水劑在旱區(qū)的作物生產(chǎn)中應(yīng)用已取得一定的效果,在果樹(shù)生產(chǎn)上應(yīng)用也有相關(guān)報(bào)道,但在柑橘尤其在南豐蜜橘上應(yīng)用尚未見(jiàn)報(bào)道。南豐蜜橘(Citrusreticulita Blanco)是江西省地方傳統(tǒng)特色柑橘品種,其果實(shí)的膨大期和秋梢的生育期主要在7～8月份,而江西的7～8月份恰為高溫干旱期,在一定程度上制約和影響著樹(shù)體的長(zhǎng)勢(shì)和產(chǎn)量。研究保水劑在南豐蜜橘栽培上的應(yīng)用效果將可能成為促進(jìn)其生產(chǎn)發(fā)展的有效途徑。本試驗(yàn)以南豐蜜橘為試驗(yàn)材料,通過(guò)分析和探討保水劑對(duì)其葉綠素含量和光合速率的影響,綜合評(píng)價(jià)保水劑在南豐蜜橘生產(chǎn)上的應(yīng)用效果,以期為保水劑在南豐蜜橘上的推廣提供參考。

1　材料與方法

1. 1　試驗(yàn)材料及試驗(yàn)地概況　試驗(yàn)材料為5年生枳砧“楊小- 26”南豐蜜橘,株行距3 m ×4. 5 m,樹(shù)勢(shì)較均勻,常年無(wú)灌溉,修剪、施肥、噴藥等管理?xiàng)l件一致。試驗(yàn)所用保水劑由法國(guó)SNF (愛(ài)森)公司生產(chǎn),北京桑松生態(tài)科技有限公司提供,型號(hào)為RT - 3005KM,主要成分為聚丙烯酸鹽和聚丙烯酰胺共聚體。試驗(yàn)在江西省紅壤研究所南豐蜜橘生產(chǎn)園進(jìn)行,試驗(yàn)地坡度平緩,土壤母質(zhì)為第四紀(jì)粘土,基本土壤條件為: pH 5. 7,有機(jī)質(zhì)含量14. 57 g/kg,速效氮148. 2 mg/kg,速效磷11. 5 mg/kg,速效鉀245. 0 mg/kg。

1. 2　保水劑處理方法　保水劑于2007年6月20日施

入果園土壤中,設(shè)6個(gè)處理(見(jiàn)表1) ,分別在每株南豐蜜橘樹(shù)冠滴水線(xiàn)處,等距離挖6個(gè)直徑12～15 cm圓形坑,按表1設(shè)置試驗(yàn)處理,每個(gè)處理3次重復(fù),共18個(gè)小區(qū),每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)連續(xù)5株南豐蜜橘樹(shù),小區(qū)采用隨機(jī)區(qū)組排列。

1. 3　實(shí)驗(yàn)方法

1. 3. 1　葉綠素含量的測(cè)定　采用分光光度法。通過(guò)測(cè)定一天內(nèi)不同時(shí)段(7: 00～9: 00, 9: 00～11: 00, 12: 30～14: 30, 14: 30～16: 30)葉綠素含量的平均值求出南豐蜜橘葉片的平均葉綠素含量。或者直接用葉綠素儀進(jìn)行測(cè)定，如SPAD-502葉綠素測(cè)定儀、葉綠素含量測(cè)定儀等儀器，都能夠快速測(cè)出植物中葉綠素含量的多少。

1. 3. 2　光合速率的測(cè)定　采用改良半葉法。選擇晴朗的天氣,于每天早上7: 00在6個(gè)處理的南豐蜜橘的樹(shù)冠外圍的東、南、西、北、中方位分別選擇2～3片生長(zhǎng)健壯、均勻一致的春梢葉片,進(jìn)行葉柄的環(huán)割處理,同時(shí)用打孔器各取10片小圓片放入鋁盒進(jìn)行暗處理, 9: 00時(shí)用打孔器取下光處理的對(duì)應(yīng)圓片進(jìn)行光合速率的測(cè)定。在9: 00～11: 00, 12: 30～14: 30, 14: 30～16: 30重復(fù)7: 00～9: 00的操作進(jìn)行光合速率的測(cè)定。

2　結(jié)果與分析

2. 1　保水劑對(duì)南豐蜜橘葉綠素含量的影響　從圖1可以看出,保水劑處理1、處理2、處理3的平均葉綠素含量均極顯著高于對(duì)照。在保水劑不同施用深度的3個(gè)處理中,以施用深度為40 cm的處理的葉綠素含量最高,極顯著高于施用深度為20、60 cm的處理的葉綠素含量。結(jié)果認(rèn)為,在40 cm的土層深度施用保水劑對(duì)南豐蜜橘葉綠素含量的提高效果最好,其主要原因是20 cm的土層較淺,受環(huán)境因子的影響較大,保水劑和土壤的含水量很容易因環(huán)境中的高溫、低濕和大風(fēng)等的影響而快速蒸發(fā)散失;在60 cm的土層處,保水劑的水分不易被植株根系吸收利用,加之土層過(guò)深而導(dǎo)致的水分下滲作用,會(huì)造成水分利用率不高;而在40 cm 土層處,梁俊等認(rèn)為“在約45 cm土層附近存在一個(gè)防止土壤水分下滲的防水層,該處土壤水分含量最高” ,袁景軍等研究表明“保水劑施入后,保水劑處理20～40 cm水分含量最高”。本研究也獲得了與他們相似的結(jié)果。

2. 2　保水劑對(duì)南豐蜜橘光合速率的影響　從圖2可以看出,保水劑處理1、處理2、處理3的平均光合速率比對(duì)照均有極顯著的提高,且在不同施用深度的3個(gè)保水劑處理中,以施用深度為40 cm的處理的光合速率最大,為40. 796 mg/ ( dm2 ·h) ,顯著高于施用深度為20、60 cm的處理的光合速率。從圖3可以看出,保水劑施用深度為20 cm的處理因保水劑在12: 30～14: 30受高溫的影響而快速蒸發(fā),增加了空氣濕度,降低了氣溫,加之高光強(qiáng)使光合速率快速提升,但也正因12: 30～14: 30水分的快速蒸發(fā)而導(dǎo)致14: 30～16: 30水分的缺失,從而導(dǎo)致此時(shí)段光合速率的快速下降;深度為60 cm的處理因深度過(guò)深而需高溫才能將保水劑中的水分蒸發(fā)至上層以供利用,因而出現(xiàn)與處理1相似的曲線(xiàn);深度為40 cm的處理因水分的充足供應(yīng)而呈現(xiàn)正常的雙峰曲線(xiàn)。其結(jié)果與葉綠素含量的分析相吻合,并且因葉綠素含量是影響光合速率的重要因子之一,因而可以認(rèn)為土壤保水劑可以通過(guò)提高土壤含水量提高葉綠素含量而最終導(dǎo)致光合速率的上升。

由圖4可以看出,保水劑處理2、處理4、處理5的平均光合速率均極顯著高于對(duì)照CK,且在3種不同劑量的保水劑處理中,處理4 (劑量160 g/株)的平均光合速率值最大,為44. 744 mg/ ( dm2 ·h) ,是對(duì)照CK的4. 25倍,處理2次之,為40. 796 mg/ ( dm2 ·h) 。因此,從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以推測(cè),保水劑具有提高南豐蜜橘光合速率的作用,但保水劑的施用有一定的限度,在一定范圍內(nèi)光合速率會(huì)隨保水劑用量的增加而提高,超出其范圍光合速率反而呈下降趨勢(shì)。其主要原因可能是由于過(guò)量保水劑的吸水作用導(dǎo)致保水劑與土壤出現(xiàn)相互爭(zhēng)水的現(xiàn)象而不利于土壤保水性能的提高。

3　小結(jié)

保水劑是一種新型的抗旱化學(xué)制劑,具有吸水速度快、保水能力強(qiáng)、釋水性能好和供水期長(zhǎng)等特點(diǎn),在抗旱栽植時(shí)具有優(yōu)良的效果,在年均降水900 mm以上的地區(qū),施用保水劑后基本不用澆水。本試驗(yàn)通過(guò)對(duì)南豐蜜橘進(jìn)行同一劑量不同施用深度和同一施用深度不同劑量的保水劑處理,并對(duì)南豐蜜橘的光合速率和葉綠素含量進(jìn)行測(cè)定,結(jié)果表明,土壤保水劑通過(guò)提高土壤含水量能夠提高南豐蜜橘葉片的光合速率和葉綠素含量,促進(jìn)南豐蜜橘在7～8月份早秋梢的萌發(fā),滿(mǎn)足南豐蜜橘果實(shí)膨大期對(duì)水分和養(yǎng)分的需求,從而提高果實(shí)的產(chǎn)量和品質(zhì)。對(duì)同一劑量不同深度的保水劑處理,南豐蜜橘葉片表現(xiàn)為在40 cm土層處達(dá)最大光合速率和葉綠素含量。對(duì)同一深度不同劑量的保水劑處理,南豐蜜橘葉片表現(xiàn)為在160 g/株的保水劑劑量時(shí)達(dá)最大光合速率,并且在一定范圍內(nèi)光合速率隨保水劑用量的增加而出現(xiàn)上升,但超過(guò)一定范圍后反而會(huì)出現(xiàn)光合速率隨保水劑用量的增加而降低的現(xiàn)象。據(jù)此,在保水劑的應(yīng)用中應(yīng)注意其施用深度和使用劑量,只有在合適的深度和適宜的用量下保水劑才能發(fā)揮其良好的保水性能,否則,不但不能對(duì)作物產(chǎn)生效果,反而會(huì)增加成本投入,甚至對(duì)作物產(chǎn)生危害。