论文部分内容阅读
摘 要：在宁波市农业科学研究院高新农业技术园区试验基地，于2018年6月开展了抗旱保水剂在北美冬青容器育苗中的应用研究，在育苗基质中添加重量比为5%、10%、20%的保水剂和对照（无保水剂）共设置4个处理，对于北美冬青的生长情况及容器的持水量进行了持续观测，结果表明：通过在基质中添加一定比例的保水剂可有效提高基质的持水量，添加5%、10%、20%之后基质持水量分别增加了32%、49.5%、53.2%;在应对干旱缺水情况方面，5%和10%表现较好，20%因北美冬青幼苗根系呼吸受到抑制，表现出缺氧现象。综上，建议在生产中使用5%～10%的抗旱保水剂可有效减低浇水频率，提高育苗成活率。
关键词：抗旱保水剂;北美冬青;干旱
中图分类号：S722
文献标识码：A
文章编号：1008-0457（2019）03-0086-03 国际DOI编码：10.15958/j.cnki.sdnyswxb.2019.03.016
Abstract：Study on application of water-retaining agent in Ilex verticillata container seedling cultivation was carried out at the high-tech agricultural technology park experimental base of Ningbo academy of agricultural sciences in June 2018. Water-retaining agent was added into substrates as weight ratio of 5%，10% and 20%，compared with the control group with nothing in the substrates （CK）. The chlorophyll content and weight of container were measured as criteria to evaluate the effect of water - retaining agent. The result showed that water-retaining agent could effectively improve the water holding capacity of the substrate. Adding weight ratio of 5%，10%，20% water-retaining agent in substrate could increase the weight of container by 32%，49.5%，53.2%，respectively. In response to drought and water shortage，the substrate with 5% and 10% water-retaining agent performed well，and those with 20% water-retaining agent showed root hypoxia due to low porosity. In conclusion，it is recommended to use 5%～10% drought-resistant and water-retaining agent in production to effectively reduce watering frequency and improve the survival rate of seedlings.
Key words：water-retaining agent; Ilex verticillata; drought stress
北美冬青（Ilex verticillata）又名美洲冬青、輪生冬青，原产地为美国东北地区，多生活在潮湿的区域，为冬青属（Ilex L.）多年生落叶灌木，其显著观赏特点为秋冬落叶后鲜红的果实挂满枝头，果枝长且果实紧簇，极具观赏性，作为高端插花中红果主题的主要原料供应，维持红艳效果的时间较长。因北美冬青的良好耐寒、耐盐碱等特性使其在山东、福建、河南、吉林等气候差异明显的不同地区均实现成功引种。随着推广面积和产业总量的不断提高，相关的研究也越发深入，系统开展了与园艺产品生产相关的繁育技术、株型控制、生长习性[1-3]等技术方面研究。
近年来，容器育苗成为果树、园艺、造林等种苗生产的主要育苗方式，其具有轻质化、机械化程度高、栽植成活率高等特点，较大地裸根苗的生产方式具有显著优越性[4-7]。在北美冬青容器育苗过程中，温室中温度较高或在夏季因基质保水性差易造成容器基质含水量的降低，需较高频率的补水。如管理不当易造成苗木的干旱，易造成生长不良或死亡，因此通过开展北美冬青育苗中添加保水剂的研究来提高基质中的持水量，减少育苗过程中的人工及水分消耗，提高育苗成活率。
保水剂作为一种高吸水率、持水能力强的新型材料，在作物生产、干旱地区造林等方面已有广泛应用[8]。已有研究结果表明保水剂可有效提高土壤水分含量、增加土壤透气性、抑制水分蒸发等，通过上述作用方式提高造林率[9]。通过开展保水剂在北美冬青容器育苗方面的技术研究，为北美冬青产业中重要育苗生产环节的省工化生产和提高育苗产出率和投入产出比，进一步促进产业的发展。
1 材料与方法
1.1 试验材料
试验用保水剂购买自西安裕森科技有限公司生产的STOCKOSOR 400k型高效保水剂（聚丙烯酸酯-聚丙烯酰胺的含钾盐合成树脂），其物理性状为颗粒;试验地苗为两年生北美冬青“奥斯特”扦插苗，试验地点位于宁波市农科院农业高新技术园区，地理坐标为东经121°40′1″，北纬29°48′41″，属亚热带季风性湿润气候，因濒临东海又带有海洋性气候特征，四季分明，冬季盛行西北风，较寒冷干燥;夏季盛行东南风，雨热同步，偶有台风。年均温16.2℃，年均降水量1538.8 mm。 1.2 基质持水量的测定
试验中对照为常用北美冬青育苗基质草炭∶蛭石∶珍珠岩=5∶2∶3（取3份样本测定含水率为11%），设置3个保水剂重量添加梯度（T1：5%，T2：10%，T3：20%）。将保水剂均匀混入充分搅拌的基质中，搅拌过程中不可加水，将长势一致的两年生北美冬青幼苗上盆，容器内基质装至距上口5 cm，以防保水剂吸胀撑出。每个处理设置10个重复，使用以上配比基质装盆上苗之后浇透水，2天再浇一次透水，第3天开始试验。
数据测定：按1、3、5、9、13、19 d对容器苗总重称重，记录水分的变化情况。
1.3 叶绿素变化
在1、3、5、9、13、19 d，使用SPAD 502叶绿素仪进行各个处理植株的相对叶绿素含量（SPAD值）的测定，每株选取两片成熟叶片，每个处理重复10次。
2 结果与分析
2.1 基质持水量
保水剂由于具有独特的物理性质，可以将水分牢牢锁住，使基质中的含水量保持在较高的水平，3个保水剂的配比5%，10%，20%容器的总重分别增加了34%、55%、60%。由图1可以看出，3个保水剂处理组与对照相比，基质含水量分别增加43%、72%、76%。随着处理时间的增加，不添加保水剂的基质含水量下降明显，14天之后北美冬青幼苗失去活力，停止测量;添加不同比例保水剂的基质下降趋势基本一致，其中10%、20%比例的两个处理相差无几，添加5%比例保水剂的基质含水率一直低于其他两个处理，但比对照的持水能力显著增加。
2.2 叶绿素变化
通过对叶片SPAD值的测定，结果表明北美冬青叶片的叶绿素含量在处理后的前3天无显著地变化，从第5天开始对照与T3的北美冬青叶片较其他两个处理组相比叶绿素含量下降明显，T1与T2随着时间的变化呈下降趋势，在第9天开始显著下降，14天后，T2叶绿素含量较T1一直维持在较高水平。
在测定叶绿素含量的同时，观察记录了北美冬青幼苗的生长状况，与对照组北美冬青相比，前3天处理与对照基本无差别，第5天后3个对照组开始出现萎蔫症状;第9天之后T3处理的植株叶片出现萎蔫，呈现病态，将苗拔起发现根部褐变，第12天后主干部位颜色加深，15天后出现死亡的植株;其他两个处理长势正常。
3 结论与讨论
保水剂的使用有助于增加基质的保水量，保证容器育苗过程中苗木初期的生长。因其良好的持水性，可以降低浇水的强度，从而节约管理成本，保证成活率，改善根部生长的微环境。通过在北美冬青容器育苗过程中，通过开展添加不同比例保水剂的实验表明保水剂对于基质保水能力的提高有显著作用，在T1和T2处理中，北美冬青在19天未补水的情况下仍能保持较好的状态。保水剂常用于山地植树造林中，使用保水剂后，油松和柴松的成活率和耐干旱的能力提高[10]。叶绿素在一定程度上反映了植株的生长状况，对照植株随着时间的延长，基质内含水量降低，对植株产生了干旱胁迫，叶片叶绿素含量降低，这与桑树叶绿素在干旱胁迫下的反应一致[11]，而基质添加了保水剂的处理，植株则呈现出较好的生长状态。
添加的比例并非越高效果越好，在达到20%的比例时，由于较低的孔隙度，甚至将根系直接包裹于吸水后的保水剂中或由于上层吸胀后水分无法下渗等造成了内部根系呼吸或水分获取困难等情况，造成了叶片枯萎、根部褐变情况的发生，对幼苗的生长造成不利影响。因此，通过实验得出5%的保水剂添加可以大大提高基质的保水率，并保证苗木的正常生长，实现最大的投入产出比。
参 考 文 献：
[1] 张俊林，余有祥，沈柏春，等.北美冬青‘奥斯特’的组织培养和快速繁殖[J].植物生理学报，2014，50（10）：1541-1545.
[2] 蔡建国，王丽英，涂海英，等.多效唑对盆栽北美冬青的矮化效应[J].福建林业科技，2014，41（03）：36-39.
[3] 查 琳，袁紫倩，董建华，等.‘奥斯特’北美冬青在我国的区域性引种试验[J].林业科技开发，2015，29（06）：80-82.
[4] 尹晓阳，朱忠荣，韦小丽，等.马尾松容器育苗质量控制技术研究[J].山地农业生物学报，2006（02）：105-110.
[5] 鲁 敏，李英杰，王仁卿. 油松容器育苗基质性质与苗木生长及生理特性关系[J].林业科学，2005（04）：86-93.
[6] 敖国富，周 玮，常 秋，等.不同基质对冬青叶鼠刺容器苗生长的影响[J].山地农业生物学报，2016，35（06）：49-53.
[7] 徐 味，韦小丽. 不同基质对棕榈容器苗生长和生理特性的影响[J].山地农业生物学报，2018，37（03）：27-32.
[8] Han Y，Yu X，Yang P，et al. Dynamic study on water diffusivity of soil with super-absorbent polymer application[J].Environmental earth sciences，2013，69（1）：289-296.
[9] Liu F，Ma H，Xing S，et al. Effects of super-absorbent polymer on dry matter accumulation and nutrient uptake of Pinus pinaster container seedlings[J].Journal of forest research，2013，18（3）：220-227.
[10] 季元祖，赵 忠，张 永，等.不同抗旱造林措施对油松和柴松幼树生长的影响[J].西北林学院学报，2009，24（03）：102-104.
[11] 任迎虹，尹福強，刘松青，等.不同桑品种在干旱胁迫下叶绿素、水分饱和亏及丙二醛的变化规律研究[J].西南农业学报，2016，29（11）：2583-2587.
关键词：抗旱保水剂;北美冬青;干旱
中图分类号：S722
文献标识码：A
文章编号：1008-0457（2019）03-0086-03 国际DOI编码：10.15958/j.cnki.sdnyswxb.2019.03.016
Abstract：Study on application of water-retaining agent in Ilex verticillata container seedling cultivation was carried out at the high-tech agricultural technology park experimental base of Ningbo academy of agricultural sciences in June 2018. Water-retaining agent was added into substrates as weight ratio of 5%，10% and 20%，compared with the control group with nothing in the substrates （CK）. The chlorophyll content and weight of container were measured as criteria to evaluate the effect of water - retaining agent. The result showed that water-retaining agent could effectively improve the water holding capacity of the substrate. Adding weight ratio of 5%，10%，20% water-retaining agent in substrate could increase the weight of container by 32%，49.5%，53.2%，respectively. In response to drought and water shortage，the substrate with 5% and 10% water-retaining agent performed well，and those with 20% water-retaining agent showed root hypoxia due to low porosity. In conclusion，it is recommended to use 5%～10% drought-resistant and water-retaining agent in production to effectively reduce watering frequency and improve the survival rate of seedlings.
Key words：water-retaining agent; Ilex verticillata; drought stress
北美冬青（Ilex verticillata）又名美洲冬青、輪生冬青，原产地为美国东北地区，多生活在潮湿的区域，为冬青属（Ilex L.）多年生落叶灌木，其显著观赏特点为秋冬落叶后鲜红的果实挂满枝头，果枝长且果实紧簇，极具观赏性，作为高端插花中红果主题的主要原料供应，维持红艳效果的时间较长。因北美冬青的良好耐寒、耐盐碱等特性使其在山东、福建、河南、吉林等气候差异明显的不同地区均实现成功引种。随着推广面积和产业总量的不断提高，相关的研究也越发深入，系统开展了与园艺产品生产相关的繁育技术、株型控制、生长习性[1-3]等技术方面研究。
近年来，容器育苗成为果树、园艺、造林等种苗生产的主要育苗方式，其具有轻质化、机械化程度高、栽植成活率高等特点，较大地裸根苗的生产方式具有显著优越性[4-7]。在北美冬青容器育苗过程中，温室中温度较高或在夏季因基质保水性差易造成容器基质含水量的降低，需较高频率的补水。如管理不当易造成苗木的干旱，易造成生长不良或死亡，因此通过开展北美冬青育苗中添加保水剂的研究来提高基质中的持水量，减少育苗过程中的人工及水分消耗，提高育苗成活率。
保水剂作为一种高吸水率、持水能力强的新型材料，在作物生产、干旱地区造林等方面已有广泛应用[8]。已有研究结果表明保水剂可有效提高土壤水分含量、增加土壤透气性、抑制水分蒸发等，通过上述作用方式提高造林率[9]。通过开展保水剂在北美冬青容器育苗方面的技术研究，为北美冬青产业中重要育苗生产环节的省工化生产和提高育苗产出率和投入产出比，进一步促进产业的发展。
1 材料与方法
1.1 试验材料
试验用保水剂购买自西安裕森科技有限公司生产的STOCKOSOR 400k型高效保水剂（聚丙烯酸酯-聚丙烯酰胺的含钾盐合成树脂），其物理性状为颗粒;试验地苗为两年生北美冬青“奥斯特”扦插苗，试验地点位于宁波市农科院农业高新技术园区，地理坐标为东经121°40′1″，北纬29°48′41″，属亚热带季风性湿润气候，因濒临东海又带有海洋性气候特征，四季分明，冬季盛行西北风，较寒冷干燥;夏季盛行东南风，雨热同步，偶有台风。年均温16.2℃，年均降水量1538.8 mm。 1.2 基质持水量的测定
试验中对照为常用北美冬青育苗基质草炭∶蛭石∶珍珠岩=5∶2∶3（取3份样本测定含水率为11%），设置3个保水剂重量添加梯度（T1：5%，T2：10%，T3：20%）。将保水剂均匀混入充分搅拌的基质中，搅拌过程中不可加水，将长势一致的两年生北美冬青幼苗上盆，容器内基质装至距上口5 cm，以防保水剂吸胀撑出。每个处理设置10个重复，使用以上配比基质装盆上苗之后浇透水，2天再浇一次透水，第3天开始试验。
数据测定：按1、3、5、9、13、19 d对容器苗总重称重，记录水分的变化情况。
1.3 叶绿素变化
在1、3、5、9、13、19 d，使用SPAD 502叶绿素仪进行各个处理植株的相对叶绿素含量（SPAD值）的测定，每株选取两片成熟叶片，每个处理重复10次。
2 结果与分析
2.1 基质持水量
保水剂由于具有独特的物理性质，可以将水分牢牢锁住，使基质中的含水量保持在较高的水平，3个保水剂的配比5%，10%，20%容器的总重分别增加了34%、55%、60%。由图1可以看出，3个保水剂处理组与对照相比，基质含水量分别增加43%、72%、76%。随着处理时间的增加，不添加保水剂的基质含水量下降明显，14天之后北美冬青幼苗失去活力，停止测量;添加不同比例保水剂的基质下降趋势基本一致，其中10%、20%比例的两个处理相差无几，添加5%比例保水剂的基质含水率一直低于其他两个处理，但比对照的持水能力显著增加。
2.2 叶绿素变化
通过对叶片SPAD值的测定，结果表明北美冬青叶片的叶绿素含量在处理后的前3天无显著地变化，从第5天开始对照与T3的北美冬青叶片较其他两个处理组相比叶绿素含量下降明显，T1与T2随着时间的变化呈下降趋势，在第9天开始显著下降，14天后，T2叶绿素含量较T1一直维持在较高水平。
在测定叶绿素含量的同时，观察记录了北美冬青幼苗的生长状况，与对照组北美冬青相比，前3天处理与对照基本无差别，第5天后3个对照组开始出现萎蔫症状;第9天之后T3处理的植株叶片出现萎蔫，呈现病态，将苗拔起发现根部褐变，第12天后主干部位颜色加深，15天后出现死亡的植株;其他两个处理长势正常。
3 结论与讨论
保水剂的使用有助于增加基质的保水量，保证容器育苗过程中苗木初期的生长。因其良好的持水性，可以降低浇水的强度，从而节约管理成本，保证成活率，改善根部生长的微环境。通过在北美冬青容器育苗过程中，通过开展添加不同比例保水剂的实验表明保水剂对于基质保水能力的提高有显著作用，在T1和T2处理中，北美冬青在19天未补水的情况下仍能保持较好的状态。保水剂常用于山地植树造林中，使用保水剂后，油松和柴松的成活率和耐干旱的能力提高[10]。叶绿素在一定程度上反映了植株的生长状况，对照植株随着时间的延长，基质内含水量降低，对植株产生了干旱胁迫，叶片叶绿素含量降低，这与桑树叶绿素在干旱胁迫下的反应一致[11]，而基质添加了保水剂的处理，植株则呈现出较好的生长状态。
添加的比例并非越高效果越好，在达到20%的比例时，由于较低的孔隙度，甚至将根系直接包裹于吸水后的保水剂中或由于上层吸胀后水分无法下渗等造成了内部根系呼吸或水分获取困难等情况，造成了叶片枯萎、根部褐变情况的发生，对幼苗的生长造成不利影响。因此，通过实验得出5%的保水剂添加可以大大提高基质的保水率，并保证苗木的正常生长，实现最大的投入产出比。
参 考 文 献：
[1] 张俊林，余有祥，沈柏春，等.北美冬青‘奥斯特’的组织培养和快速繁殖[J].植物生理学报，2014，50（10）：1541-1545.
[2] 蔡建国，王丽英，涂海英，等.多效唑对盆栽北美冬青的矮化效应[J].福建林业科技，2014，41（03）：36-39.
[3] 查 琳，袁紫倩，董建华，等.‘奥斯特’北美冬青在我国的区域性引种试验[J].林业科技开发，2015，29（06）：80-82.
[4] 尹晓阳，朱忠荣，韦小丽，等.马尾松容器育苗质量控制技术研究[J].山地农业生物学报，2006（02）：105-110.
[5] 鲁 敏，李英杰，王仁卿. 油松容器育苗基质性质与苗木生长及生理特性关系[J].林业科学，2005（04）：86-93.
[6] 敖国富，周 玮，常 秋，等.不同基质对冬青叶鼠刺容器苗生长的影响[J].山地农业生物学报，2016，35（06）：49-53.
[7] 徐 味，韦小丽. 不同基质对棕榈容器苗生长和生理特性的影响[J].山地农业生物学报，2018，37（03）：27-32.
[8] Han Y，Yu X，Yang P，et al. Dynamic study on water diffusivity of soil with super-absorbent polymer application[J].Environmental earth sciences，2013，69（1）：289-296.
[9] Liu F，Ma H，Xing S，et al. Effects of super-absorbent polymer on dry matter accumulation and nutrient uptake of Pinus pinaster container seedlings[J].Journal of forest research，2013，18（3）：220-227.
[10] 季元祖，赵 忠，张 永，等.不同抗旱造林措施对油松和柴松幼树生长的影响[J].西北林学院学报，2009，24（03）：102-104.
[11] 任迎虹，尹福強，刘松青，等.不同桑品种在干旱胁迫下叶绿素、水分饱和亏及丙二醛的变化规律研究[J].西南农业学报，2016，29（11）：2583-2587.