抗旱包衣剂对作物生长的影响

2017-09-12高丽娟

天津农业科学 2017年9期

高丽娟

摘要：在内蒙古奈曼旗种植玉米与大葵花，以试验观察的方式研究抗旱包衣剂对作物生长发育的影响以及作物不同生长期生物量的变化和土壤微生物量变化。结果显示，该抗旱包衣剂对作物具有抗旱保水作用，但是同时也对生物生长发育和土壤微生物生长产生了一定的抑制作用。

关键词：抗旱包衣剂；生育期；土壤微生物；生物量

中图分类号：S351.1 文献标识码：A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2017.09.017

Abstract： We planted corn and sunflower in Inner Mongolia， and researched the influence of macro-molecule to the growing of crop by examing and observing and different types of biomass crops changes and changes in the volume of soil microorganism. The results showed that the drought-resistant seed coating could retain water， but restrain the growth of crop and microorganism in soil.

Key words： drought-resistant seed coating； growth phase； soil microorganism； biomass

抗旱包衣剂是一种新型的高分子聚合物，对水有强烈的缔合能力，其吸持水分的溶胀比在纯水中可达数百倍甚至上千倍，提高幼苗成活率10%～30%。抗旱包衣剂能防治苗期病虫害，缓解种子萌发出苗以及后期生长干旱缺水问题，达到抗旱保苗的目的[1]。

本试验所用的是抗旱型复合包衣剂，由高吸水树脂、植物生长调节剂、微量元素、稀土微肥、农药等多种物质合成，具有抗旱、提高出苗率、不污染环境、使用方便等特点，在旱地或水浇地上应用都有显著的增产效果。本研究通过在内蒙古奈曼旗种植玉米与大葵花，研究抗旱复合包衣剂对作物生长发育的影响，旨在揭示抗旱包衣剂与作物生长发育的关系。

1 材料和方法

1.1 研究区概况

调查研究的地点位于内蒙古奈曼旗的明仁苏木。奈曼旗位于内蒙古自治区通辽市西南部，地处我国北方干旱与半干旱农牧交错带东端的科尔沁沙地腹部，呈南北长、东西窄的条状分布，总面积8 159 km2；奈曼旗的地形地貌一般称为“南山、中沙、北河川，两山、六沙、二平原”，其南部为辽西山地；北缘多为海拔400～600 m的低山丘陵；中部属冲积湖积物沙地，地域宽阔；丘沙连绵。土壤类型以风沙土为主。属于北温带大陆型半干旱季风气候，春季干旱多风；夏季短而炎热，雨量集中；秋季气温变化快，霜冻来临早；冬季漫长，寒冷少雪。全年风沙大，日照长，热量足，雨量少，无霜期短[2]。

1.2 试验材料

供试作物为玉米、大葵花。

试验地分为3块。七家子玉米地（土壤取样深度分别为0～20，20～40 cm，各取2份，在根际土0～20 cm处取2份），大葵花地（土壤取样深度分别为0～20，20～40 cm，各取2份在根际土0～20 cm处取2份）。七家子荒地（在20～40 cm处取2份）。

1.3 试验设计

将玉米和大葵花分别播种在七家子玉米地和大葵花地，并且分别采取施用和不施用抗旱包衣剂进行作物栽种。在植株的不同生长期，取植株样本至实验室进行分析测量。

七家子荒地作为对照空白试验用地，不种植任何作物，与七家子玉米地和大葵花地作物种植同期，对该地块分别进行不施用和施用抗旱包衣剂处理，取该地块土壤样品到实验室做土壤微生物测定。

1.4 测定项目及方法[3]

试验将玉米和大葵花分别播种在两个地块中。在不同生长期到试验地中取样，将植株按叶片、根、果进行分类，将样本放入干燥箱内控制在105 ℃左右烘干0.5 h，以后维持在85 ℃恒温下继续烘干至恒质量。待样本完全烘干后称其干物质质量。

土壤微生物的测定。细菌用牛肉汁蛋白琼脂培养基平板混菌法培养测定；真菌用马丁氏琼脂培养基平板混菌法培养测定，放线菌用高氏1号琼脂培养基平板混菌法培养测定。

混合平板计数法比较原始，但仍不失为最直接的土壤微生物量测定方法。将无菌平板编上号码，每个号码设置3个重复，吸取1×10-9稀释液各1m L放入编号10-9的3个平板中，吸取1×10-8稀释液各1 mL放入编号10-8的3个平板中，吸取1×10-7稀释液各1mL放入编号10-7的3个平板中。然后在9个平板中分别倒入已熔化的培养基，待凝固后，轻轻转动平板，平板放置于桌面上20～30 min，使菌液渗透入培养基内，在30 ℃下培养，至菌落长出后计数。用混合平板计数法进行统计[4]。

2 结果与分析

2.1 抗旱包衣劑对大葵花不同生育期生物量的影响

在苗期，净质量有明显差异，使用了抗旱包衣剂后植物的鲜质量、干质量明显高于未使用的；花序期无明显变化；花盘形成期对株高影响最为突出，使用了抗旱包衣剂的比未使用的增加0.07 m，增高率约3.4%，干质量也有差异；成熟期内，株高明显变化，使用了抗旱包衣剂的比未使用的株高下降了0.11 m，下降率5.4%，在净质量方面也不同于前几个时期，鲜质量下降19 g，下降率1.4%，干质量下降33.15 g，下降率6.8%。说明使用抗旱包衣剂对作物在苗期和花盘形成期的净质量增长有促进作用，但是在最终的成熟时期，使用抗旱包衣剂反而抑制了大葵花的生长，主要表现在株高降低的同时，净质量也明显减少[5]。endprint

2.2 抗旱包衣剂对玉米不同生育期生物量的影响

在苗期、喇叭期、拔节孕穗期、灌浆成熟期、完全成熟期，使用抗旱包衣剂比不使用均增加了作物的质量；鲜质量分别增加0.1，41.8，38.6，40.0，

70.0 g，最小增长0.1 g，最小增长率4.6%，最大增长41.8 g，最大增长率18%；干质量分别增加0.17，26.80，33.0，7.0，11.4 g，最小增长0.17 g，最小增长率1.6%，最大增长33.0 g，最大增长率42.6%。从上述数据可以看出，该抗旱包衣剂在玉米苗期的影响作用较小，而对拔节孕穗期影响较大。

2.3 抗旱包衣剂对不同生育期净质量的影响

由表4可知，在苗期时，使用该抗旱包衣剂比未使用的大葵花净质量明显增加，鲜质量增长率为44%，干质量增长率为17%；花序期变化微小；花盘形成期使用了抗旱包衣剂的比未使用的鲜质量略有下降，但干质量呈上升趋势；到了成熟期，使用抗旱包衣剂的比未使用的净质量要轻，鲜质量下降1.5%，干质量下降7.3%。

从表5可以看出，使用了抗旱包衣剂的比未使用的净质量都有明显提高，鲜质量最大的增长率达18%，干质量最大增长率86%，最高增长出现在喇叭期和拔节孕穗期。灌浆成熟期到完全成熟期有一定的增长，但增速放缓。有研究发现[6]，拔节期到乳熟期，干物质积累速度最快，干物质总量随时间增长最多，积累的干物质达到了全生育期干物质总量的51.4%～78.7%。乳熟期到成熟期，干物质积累速度逐渐下降，但是仍呈缓慢增长趋势，干物质积累量占全生育期总量的5.5%～31.3%。

2.4 抗旱包衣剂对植株高度的影响

由表6可知，除花盘形成期使用了抗旱包衣剂的株高高于未使用的外，其他几个时期使用抗旱包衣剂的均低于未使用的，株高反而有所降低，增加了抗倒伏性，并且有利于营养物质的积累，可以提高收获指数。

2.5 抗旱包衣剂对含水率的影响

水分是作物得以生存的主要因素之一，是作物进行光合作用制造有机质的原料，是向作物体内输送营养的媒介，影响作物本身细胞一系列生物化学变化。

由表7可知，对于大葵花在苗期，使用了抗旱包衣剂的植株含水率要高于未使用的，作物苗期生长需水量大，使用了抗旱包衣剂后能提高作物吸水保水作用。

由表8可知，玉米植株的含水率在苗期、喇叭期、拔节孕穗期3个时期中都是未使用抗旱包衣剂的明显高于使用的，在灌浆成熟期和完熟期使用了抗旱包衣剂的比未使用的高出1.0～2.5个百分点。苗期、喇叭期和灌浆期连续干旱会使玉米严重减产，当苗期、开花期干旱时，灌浆期必须大量灌水，此时使用抗旱包衣剂十分必要。灌浆期土壤水分多少对产量影响最大，灌浆期是玉米需水量最多的时期，充足的水分对籽粒饱满、增加粮食产量具有重要作用[7]。

2.6 抗旱包衣剂对微生物数量的影响

土壤微生物主要是指细菌、真菌和放线菌，土壤微生物数量变化能够灵敏地反映出施用抗旱包衣劑对土壤作用效果的大小。

在七家子荒地试验地块上，我们未种植作物，为了解抗旱包衣剂对土壤微生物的作用效果，我们在该地块进行了试验，使用了抗旱包衣剂的土壤，细菌和真菌数量均有明显增多（分别增加6.18倍、1.17倍），但放线菌却呈下降趋势。

土壤微生物是土壤的重要组成部分，它对土壤肥力的形成和植物营养的转化起着积极的作用。土壤微生物种类、数量的变化及它们在土壤中的某些生物化学过程强度，在一定程度上反映了土壤有机质矿化的速度及各种养分存在的状态，直接影响土壤的供肥状况。

土壤微生物以细菌为最多，通常占土壤微生物总数量的70%～90%；细菌虽小，但由于数量多，所以生物量也高。它们个体小，数量大，与土壤接触的表面积特别大，成为土壤中最大的生命活动面，也是最活跃的生活因素，时刻不停地进行着与周围环境的物质交换。

土壤中放线菌的数量也很大，仅次于细菌，每克土壤含有几百万到几千万的菌体和孢子，约占土壤中微生物总数的5%～30%；放线菌数量虽比细菌少，但由于体积大，比细菌大几十倍到几百倍，所以，在土壤中的生物量并不低于细菌，深层土壤中放线菌数量往往比其他微生物要多。

真菌主要分布在土壤的表层，由于它们喜酸性，因此，在酸性森林土壤中更多；霉菌在数量上要比细菌和放线菌少，每克土壤只含几万至几十万个，但由于其菌丝很粗，个体体积较细菌和放线菌大，所以它们的生物量也不少。

土壤微生物作用是分解土壤有机质，使其成为植物可吸收利用的无机盐；分解植物不能吸收的矿物质，使其转化成植物可以吸收的状态，同化大气中游离的氮素，供给植物氮素营养；合成腐殖质，增加土壤团粒结构；微生物吸收养分，使养分免于流失，死亡后分解为植物利用。

许多学者研究发现，土壤微生物生物量与土壤肥力和土壤健康有十分紧密的关系[8]。

本研究结果也证实了这一点，使用了抗旱包衣剂后，土壤中细菌、真菌数量均有不同程度的上升，细菌增长0.46～7.37倍，真菌增长0.87～1.42倍。根据对两种试验作物的生物量统计，在苗期和重要的生长期间内，作物的净质量都明显增加。说明土壤微生物增长有利于提高作物生物量，对土壤肥力的提高有一定作用。

笔者将栽种了作物地块的土壤微生物量和未栽种作物地块的土壤微生物量进行了比较，发现使用了抗旱包衣剂后，栽种了作物地块的土壤微生物量比未栽种作物地块的土壤微生物量增长明显，说明抗旱包衣剂的使用对提高作物生长地块土壤微生物量的作用效果更加明显，对作物生长的有利程度更高。抗旱包衣剂与土壤微生物量、土壤肥力、作物生长的关系密切，还有待进一步研究[9]。

但抗旱包衣剂等高分子农药物质投入土壤，也会影响土壤微生物的生存和繁殖。当抗旱包衣剂施入土壤后，土壤微生物发生中毒反应，通过对土壤微生物生物量的测定就可以检测到[10]。endprint

上述调查结果发现（表9），土壤微生物产生的中毒反应表现明显，使用了抗旱包衣剂的土壤其放线菌量明显低于不使用的地块，放线菌的数量降低15%～61%。由此可见，使用抗旱包衣剂导致了土壤微生物直接的响应。

3 讨论

施用了抗旱包衣剂后作物主要在净质量、植株高度、含水率方面发生了明显的改变，同时该抗旱包衣剂对作物不同生育期作用大小也是不同的。

苗期是指从播种到拔节所经历的时期，这一阶段的特点是：地上部分生长缓慢，根系生长迅速，植株较小。由于出苗时的营养完全由种子提供，所以从本研究亦可以看出，苗期抗旱包衣剂的使用对植株的影响很小，此时玉米鲜质量只增加了4.6%。

而在拔节孕穗期，植株生长迅速，茎、叶的增长量很大，雌雄株不断分化形成，干物质累积增加，所以在这个时期外界因素的变化会对作物产生明显的作用通过施用抗旱包衣剂，玉米干质量增加了74%。

水分是植物得以生存的主要因素之一，有人研究过玉米的需水规律：玉米是需水较多的作物。从播种到苗期需水量少，墒情为60%～70%；出苗至拔节，需水量增加；拔节至灌浆期需水达到高峰，墒值要求达80%，灌浆成熟后逐渐减少[11]。这与本研究的玉米不同生育期植株含水率基本一致。本研究中，使用了抗旱包衣剂的玉米植株在苗期的含水率不高，随着植株生长至拔节期、灌浆成熟期，含水率达到高峰。施用了抗旱包衣剂的大葵花地的植株含水率比未使用的高出3.1%～5.7%。抗旱包衣剂的使用提高了植株的含水率，增加植株对水份的保持。

有研究记载，玉米水分与产量相互关联，在拔节期灌水可增产22%左右，抽穗期灌水可增产70%左右[12]。本研究发现，在灌浆成熟期的玉米使用抗旱包衣剂后，玉米植株的含水率提高了1.4%，干质量增加74%。在花盘形成期的大葵花使用抗旱包衣剂后，大葵花植株的干质量增加3%。抗旱包衣剂的使用提高了植株的含水率，进而对作物增产也起到了一定的有利效果。

4 总结

本研究结果表明，抗旱包衣剂的使用能提高植株含水率增加1.4%～5.8%，提高植物對水分的吸收利用，增加植物保水性、保护植物生长的作用。同时，抗旱包衣剂的使用提高了土壤微生物量，增强土壤肥力，增加作物净值量，有利于作物生长。

参考文献：

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