保水剂添加量对基质理化性状和葫芦幼苗生长发育的影响

梁欢 李爱成 葛米红 王德欢 裴芸 周谟兵 施先锋

摘    要：为了探讨基质中适宜的保水剂添加量，以砧木葫芦为材料，研究了保水剂不同添加量处理对基质理化性状和葫芦幼苗生长发育的影响。结果表明，随着保水剂添加量的增加，基质的pH值和EC值呈逐渐升高趋势，通气孔隙和容重呈逐渐降低趋势，总孔隙和持水孔隙以及葫芦幼苗株高、全株干质量、叶面积、主根长、根体积和壮苗指数均呈先升高后降低趋势。保水剂添加量（ρ，后同）为1.0 g?L-1时，基质的理化性状在正常范围内，葫芦幼苗的根干质量、根体积、叶面积和壮苗指数分别比对照提高了7.01%、41.67%、 41.88%和21.4%，促进幼苗生长，提高幼苗质量。综合考虑基质理化性状、幼苗长势和经济因素，建议保水剂的添加量为1.0 g ?L-1。

关键词：葫芦;砧木;保水剂;幼苗

中图分类号：S642.9 文献标志码：A 文章编号：1673-2871（2021）09-066-04

Effect of wetting agent on the physical and chemical properties of substrate and growth and development of gourd seedlings

LIANG Huan1， LI Aicheng1， GE Mihong1， WANG Dehuan1， PEI Yun2， ZHOU Mobing1， SHI Xianfeng1

（1. Institute of Crops， Wuhan Academy of Agricultural Sciences， Wuhan 430345， Hubei， China; 2. Agricultural College of Guizhou University， Guiyang 550025， Guizhou， China）

Abstract： The aim of this study was to evaluate the effect of wetting agent on the physical and chemical properties of substrate and growth and development of gourd seedlings， the rootstock gourd variety was used as the material in this research. The results showed that with the increase of wetting agent， the pH value and EC value were increased， the aeration porosity and bulk density gradually decreased， the total pore， water-holding pore， plant height， whole plant dry mass， leaf area， main root length， root volume and seedling index increased at first and then decreased. A better doses of wetting agent should be 1.0 g ?L-1， in which the physical and chemical properties of the substrate were within the normal range， the seedling growth and seedling quality were promoted， the main root length， root volume， leaf area， and the seedling index were higher than those of control by 7.01%， 41.67%， 41.88% and 21.4%， respectively.

Key words： Gourd; Rootstock; Wetting agent; Seedling

穴盘育苗具有节能、省工、适于机械化生产等优点，广泛应用于蔬菜、烟草、水稻、观赏植物、林木育苗等方面[1]。基质作为穴盘育苗的主要组成材料，决定着幼苗生长速度、幼苗质量和定植后的综合生产能力[2]。适宜的基质理化性状，如基质良好的润湿性和持水能力，是工厂化育苗成功的关键因素，也是幼苗健壮丰产的前提。

穴盘育苗因单穴体积小、根系发育空间有限、基质缓冲能力小，影响根际水分和养分平衡，极易出现基质拒水的现象[3]。保水剂，又称高吸水性树脂，它是一种含有羧基、羟基、磺酸基和酰胺基等其他强亲水基团的新型高分子材料[4]，能吸收自身质量几百倍甚至上千倍的水分，同时吸收的85%的水分可供作物吸收利用。保水剂施入基质中，可以降低水的表面张力，利于基质快速、均匀地吸收水分，改善基质的润湿性，避免基质拒水情况的发生[5];同时，增强基质对养分的吸附，降低因淋溶作用导致的养分流失，提高养分利用率[6]，在穴盘育苗生产上具有广阔的应用前景。韩旭等[7]提出草炭与保水剂体积比为100∶1，可用于制作黄瓜育苗的育苗块。范如芹等[8]以小青菜为试材，提出在发酵床垫料堆肥、蛭石、珍珠岩和泥炭混配（体积比3∶2∶3∶2）的基质中适宜的保水剂添加量为1 g?L-1。王春雨等[9]以番茄为试材，提出以棉籽壳废菌料、草炭和蛭石混配（体积比1∶1∶1）的基质中保水剂的适宜添加量为1%。在生产中，保水剂的添加比例因保水剂类型、作物类型、基质配比等存在差异。

西瓜是一种世界性栽培的重要园艺作物，我国是世界上西瓜栽培面积最大的国家，占世界栽培面积的53%[10]。嫁接栽培是西瓜栽培的重要方式，通过添加保水剂改善基质的理化性状，可提高砧木品质和利用率，改善嫁接成活率和嫁接苗长势[11]。因此，笔者以生产中常用的西瓜砧木——葫芦为试材，研究不同保水剂添加量对基质理化性状和葫芦幼苗生长发育的影响，一方面探究影响幼苗質量的关键基质性状，另一方面为选择适宜的保水剂添加量提供数据支撑。

1 材料与方法

1.1 材料

供试葫芦品种为强根，购自先正达科技股份有限公司。保水剂为天宇鹏程牌保水剂，购自任丘市双成化工产品厂。育苗基质中草炭采用PINDSTRUP基质，与珍珠岩按体积比3∶1混合。

1.2 试验设计

试验于2019年12月在武汉农业科学院的人工气候室进行，气候室的环境参数设置为：30 ℃/15 ℃，RH50%/RH80%，光照度10 000 lx。2019年12月2日葫芦种子浸种6 h，1%甲醛水溶液消毒1 h，清水冲洗3～4遍，30 ℃催芽箱催芽48 h，播于填充有混合基质的50孔穴盘中。

试验设6个处理：CK、T1、T2、T3、T4、T5，保水剂的添加量分别为0、0.25、0.5、1.0、1.5和2.0 g?L-1，将保水剂和水按照1 g∶150 mL泡发后，按照试验设计与基质混匀，填充到50孔穴盘中。每处理5株，3次重复。

1.3 测定指标及方法

1.3.1 基质理化性状 基质添加保水剂后取样测定基质的物理性状。用环刀法测定基质容重，饱和称重法测定基质最大持水量和孔隙度[12]。基质风干后，采用V基质∶V水=1∶10浸提法测定基质pH值、EC值。

1.3.2 幼苗形态指标测定 播种后26 d，每处理每重复选取5株，用直尺测定葫芦幼苗的株高（基质表面到生长点）和主根长，游标卡尺测定幼苗的茎粗（子叶节下0.5 cm处），叶面积扫描仪测量叶面积，排水法量取根体积，用称重法测定茎叶、根鲜质量和干质量，计算幼苗壮苗指数。

壮苗指数=（茎粗/株高+根干质量/茎叶干质量）×全株干质量。

1.4 数据分析

试验数据用Excel 2010软件进行整理，应用SAS 9.2统计分析软件进行方差分析、相关分析以及回归分析。

2 结果与分析

2.1 保水剂添加量对基质理化性状的影响

由表1可以看出，添加保水剂对基质理化性状均有一定影响。与对照相比，添加保水劑后，基质pH值、EC值均增大，总孔隙度和持水孔隙度均显著增大，通气孔隙度均显著减小，容重均降低。其中，T1处理基质pH值、容重均与对照差异不显著，其他处理均与对照差异显著;T1、T2、T3处理基质EC值与对照差异不显著，其他处理与对照差异显著。与对照相比，保水剂添加量为1 g?L-1（T3）时，pH值、EC值、总孔隙度和持水孔隙度分别提高3.07%、6.21%、19.74%和40.22%。

随保水剂添加量增大，基质pH值和EC值均呈逐渐升高趋势，通气孔隙度和容重均呈逐渐降低趋势，总孔隙度和持水孔隙度呈先升高后降低趋势，且均在保水剂添加量为1.5 g?L-1（T4）时达最大，分别比对照提高33.11%和65.76%。

各处理基质理化性质变化范围：pH为6.19～6.65，EC值为128.73～159.70 μS?cm-1，总孔隙度为61.70%～82.13%，通气孔隙度为6.43%～16.67%，持水孔隙度为45.03%～74.64%，容重为0.369 2～0.579 4 g?cm-3。各理化指标变异系数为2.82～33.72。其中，通气孔隙度变异系数最大，为33.72，pH值的变异系数最小，为2.82。

2.2 不同处理对葫芦幼苗生长的影响

由表2可以看出，在一定范围内，基质添加保水剂后，可促进葫芦幼苗的生长发育。随保水剂添加量增加，葫芦幼苗株高、茎叶干质量、根干质量、叶面积、主根长、根体积均呈先升高后降低趋势，但各指标变化不同。其中，T5处理的葫芦幼苗的株高显著降低，比对照降低了8.86%，其他处理与对照无显著差异;T4处理的葫芦幼苗茎叶干质量比对照显著增大，增大了20.81%，其他各处理与对照无显著差异;T2、T3处理的葫芦幼苗根干质量和根体积均显著高于对照，其他处理与对照无显著差异，如 T3处理的葫芦幼苗的根干质量和根体积分别比对照提高了7.01%和41.67%;各处理葫芦幼苗叶面积均显著高于对照，如T3处理叶面积比对照提高41.88%;T1处理葫芦幼苗主根长比对照显著增大，增大了11.10%，其他各处理与对照无显著差异。T5处理的茎粗比对照显著降低，降低了5.1%，各处理的葫芦幼苗的茎粗与对照无显著差异。

基质添加保水剂后，葫芦幼苗的壮苗指数均比对照增大，且随保水剂添加量增加，葫芦幼苗壮苗指数呈先增大后降低趋势。其中，保水剂添加量为1.5 g·L-1（T4）时葫芦幼苗壮苗指数最大，比对照提高24.24%;保水剂添加量为1.0 g·L-1（T3）时葫芦幼苗的壮苗指数次之，比对照提高21.40%。

2.3 基质理化性状与保水剂添加量和壮苗指数的相关分析

壮苗指数是一种常用的评价幼苗质量的综合指标。以壮苗指数和保水剂添加量为因变量、基质的理化性状为自变量（X1～X6），对葫芦幼苗壮苗指数和保水剂添加量与基质的各理化性状进行相关性分析。由表3可以看出，保水剂添加量与基质的理化性状存在显著相关，其中，pH值、EC值、容重和通气孔隙的相关系数均达到0.90以上。基质的总孔隙度与葫芦幼苗的壮苗指数显著相关，相关关系为0.860 4，其他指标与壮苗指数相关性不显著。

3 讨论与结论

容重、通气孔隙度小，表明基质比较疏松，通透性好;总孔隙度和持水孔隙度小，表明基质比较紧实，结构性差。有研究认为[13-16]，育苗基质的容重应在0.30～0.75 g?cm-3，总孔隙度为60%～90%，气水比为1∶1～1∶4，pH为5.5～7.0，EC值0.1～0.2 mS?cm-1。在本研究中，添加保水剂对基质的各理化指标均有影响，pH变化范围为6.19～6.65，EC值变化范围为128.73～159.70 μS?cm-1，总孔隙度变化范围为61.70%～82.13%，容重的变化范围为0.369 2～0.579 4 g?cm-3，均在适宜幼苗生长的范围内。T4和T5处理通气孔隙度均低于10%，建议保水剂的添加量不宜超过1.5 g?L-1。

基质的理化性质会直接影响幼苗的生长势。李永胜等[17]发现保水剂添加过多会影响基质的通气，不利于植物生长。韩旭等[7]发现随着保水剂添加量的增加，基质的通气孔隙度降低，黄瓜幼苗的G值和根冠比呈先增大后降低的趋势。笔者在本研究中也发现，随着保水剂添加量的增加，基质的通气孔隙度逐渐减小，葫芦幼苗的株高、茎粗、全株干质量、叶面积、主根长、根体积和壮苗指数均呈先增大后降低的趋势。

幼苗的生长势和质量能够反映基质的理化性状，壮苗指数作为一种常用的评价幼苗质量的综合指标，与基质理化性状存在一定的相关性。笔者通过分析基质理化性状与保水剂添加量和壮苗指数的相关性表明，总孔隙度和持水孔隙度与壮苗指数相关性较高，而保水剂添加量与通气孔隙度呈显著负相关。这表明保水剂影响葫芦幼苗质量的关键在于改变了基质的通气孔隙度。综合考虑基质理化性状、幼苗长势和经济因素，建议保水剂的添加量为1.0 g·L-1。

参考文献

[1] 陈殿奎.国内外蔬菜穴盘育苗发展综述[J].中国蔬菜，2000（S1）：9-13.

[2] 杨延杰，赵康，林多，等.基质理化性状与番茄壮苗指标的通径分析[J].华北农学报，2013，28（6）：104-110.

[3] URRESTARAZU M ，GUILLEN C，MAZUELA P C，et al.Wetting agent effect on physical properties of new and reused rockwool and coconut coir waste[J].Scientia Horticulturae，2007，116（1）：104-108.

[4] 鄧琦子，汪天.高吸水性树脂在无土栽培中的应用与展望[J].中国农学通报，2013，29（13）：90-94.

[5] BLODGTTL A M，BEATTIE D J，WHITE J W.Hydrophilic polymers and wetting agents affect absorption and evaporative water loss[J].HortScience，1993，28（6）：633-635.

[6] URRESTARAZU M，GUILLEN C，MAZUELA P C. Effect of wetting agent on fertigation parameters and pollution in melon growing in new and reused coco fiber[J]. Acta Horticulturae，2006，747：227-231.

[7] 韩旭，赵瑞，陈俊琴，等.添加不同浓度保水剂的育苗块对黄瓜幼苗生长发育及其质量的影响[J].华北农学报，2009，24（4）：209-211.

[8] 范如芹，罗佳，刘海琴，等.淀粉基高吸水性树脂对基质理化性质及小青菜生长的影响[J].南京农业大学学报，2015，38（4）：617-623.

[9] 王春雨，魏珉，董传迁，等.保水剂不同用量对番茄穴盘苗生长及生理特性的影响[J].山东农业科学，2010（7）：36-38.

[10] 陈晨，焦妍妍，郑祖华，等.西瓜甜瓜矿质营养研究进展[J].中国蔬菜，2017（1）：19-26.

[11] 丁明，黄丹枫.西瓜嫁接育苗与机械嫁接技术研究进展[J].长江蔬菜，2012（6）：1-6.

[12] GESSERT G.Measuring a medium's airspace and water holding capacity[J].Ornamental Northwest，1976，1（8）：11-12.

[13] 郭世荣.固体栽培基质研究、开发现状及发展趋势[J].农业工程学报，2005，21（S2）：1-4.

[14] 尚庆茂.尚庆茂博士“蔬菜集约化穴盘育苗技术”系列讲座，第四讲，育苗基质的科学配制[J].中国蔬菜，2011（7）：42-45.

[15] 刘帅成，何洪城，曾琴.国内外育苗基质研究进展[J].北方园艺，2014，38（15）：205-208.

[16] KLOCK K A，FITZPATRICK G E.Growth of impatiens ‘Accent Red in three compost products[J].Compost Science & Utilization，1997，5（4）：26-30.

[17] 李永胜，杜建军，谢勇，等.聚丙烯酰胺型保水剂对基质持水性和菜心生长的影响[J].中国农学通报，2005，21（10）：402-404.