長效吸水樹脂基質栽培沿階草相關技術研究

張樂平，邵 賽，李宏告，鄧國強，李 先，張躍龍，謝洪科

（湖南省核農(nóng)學與航天育種研究所，湖南 長沙 410125）

吸水樹脂是一種具有三維網(wǎng)絡結構，不溶于水但能吸水膨脹的高分子聚合物，能吸收和保持高于自身質量幾百倍甚至幾千倍的水[1-3]。它這種特異吸水保水功能，應用在農(nóng)林園藝上能起到上節(jié)水抗旱的作用。吸水樹脂用于植物栽培時與土壤或其它基質復合施用作為保水材料，在室內花卉栽培中，吸水樹脂被加工成多種色彩及不同的外觀形狀，單獨作為基質直接用于花卉栽培。因其絢麗多彩晶瑩剔透，贏得了消費者的喜愛，因外觀極像水晶，商品名稱作“水晶泥”[4]。十多年前，水晶泥花卉在國內外花木市場曾風靡一時，后因其與植物相容性差、降解速度快，不能為植物提供適宜的生長環(huán)境，栽培花卉生長受影響，適宜種的花卉種類少而逐漸淡出市場。

吸水樹脂單獨作為基質，在大量儲蓄水、肥[5]長期供給植物的同時，能否保證為植物提供良好的生長環(huán)境，是否具有較長的有效期，是該項研究的重點。植物生長對環(huán)境有所要求，不同品種的花卉及同種花卉在不同生長發(fā)育階段對營養(yǎng)液及其濃度有不同的要求[6]。試驗合成了一種使用有效期長的吸水樹脂，并研究了吸水樹脂的粒徑、營養(yǎng)液濃度及葉面肥對銀邊沿階草生長的影響，旨在解決以往市售水晶泥的不足，開發(fā)出更適于花卉栽培的新型水晶泥。

1 材料與方法

1.1 材料

供試栽培基質：用湖南省核農(nóng)學與航天育種研究所研制的吸水樹脂，市場購買的水晶泥；供試植物：銀邊沿階草；供試器材：無孔透明玻璃盆、珍珠巖、天平，尺子；紫外線燈等；營養(yǎng)液：用尿素、磷酸二氫鉀、硫酸鉀配制。

1.2 方法

1.2.1 吸水樹脂合成及水晶泥制作 以丙烯酸為主單體，丙烯酸酯等為共聚單體的水溶液，在60Coγ射線輻射作用下引發(fā)聚合得到吸水樹脂。把制作好的吸水樹脂按要求剪切成為小（1～2 cm）、中（2～3 cm）、大（3～4 cm）3種粒徑，再分別浸泡于營養(yǎng)液中吸收液體膨脹，時間為24 h，瀝干即成水晶泥。

1.2.2 水晶泥耐降解性測定 將自制水晶泥和市面購買的水晶泥在距離12 cm的15 W紫外燈輻射下，觀察水晶泥強度變化，比較耐降解能力，強度越好，表明抗輻射能力越好，否則越差，當變成流動液體，則水晶泥失效，不能再作為栽培基質。

1.2.3 營養(yǎng)液配制 稱量尿素、硫酸鉀、磷酸二氫鉀，溶解于對應重量的水中，配制低、中、高濃度營養(yǎng)液（見表 1）。

表1 低中高濃度營養(yǎng)配方 （g/L）

1.2.4 試驗設計 試驗共設4個處理，分別為葉面肥（表1中低濃度配方）、水晶泥粒徑大小、營養(yǎng)液濃度和不同栽培基質的單因素試驗，每種處理重復3次，取平均值，考察上述4種不同處理對銀邊沿階草生長的影響。試驗于2012年10月8日進行，選擇室內有散射光的場所種植沿階草，種植前洗去根部的泥土，修剪根長為10 cm，除去黃葉，每一盆中種植一株銀邊沿階草。

1.2.5 數(shù)據(jù)收集 每隔4 d測量一次心葉長；栽培前和栽培試驗結束后分別洗凈植株，測定最長根尖到最長葉尖的長度及整株沿階草重量。

2 結果與分析

2.1 水晶泥耐降解性

水晶泥的使用壽命主要受紫外光影響，耐紫外線輻射的時間越長，水晶泥的強度損失小，則使用壽命越長。

由表2可知，自制的水晶泥在紫外燈下連續(xù)輻射1 440 min后，仍然有較好的強度，而市購的水晶泥輻射90 min后，則變成了流動粘稠液體，說明自制的水晶泥的耐降解性要明顯優(yōu)于市購的水晶泥，更適宜于作為花卉的栽培基質。因此，單從使用壽命上看，自制水晶泥更符合市場開發(fā)的需求。

表2 自制及市購水晶泥的耐降解性

2.2 吸水樹脂對基質栽培沿階草生長效果的影響

從吸水樹脂與對照（珍珠巖）的結果（表3）比較來看，吸水樹脂作栽培基質栽培沿階草的效果要優(yōu)于珍珠巖的效果。多重比較結果顯示，吸水樹脂與珍珠巖對沿街草的心葉長的影響差異不顯著，對植株重量和植株增加長度均存在顯著性差異。用肥料溶液浸泡的水晶泥，除了能夠提供空氣外，還能提供一定的水分和養(yǎng)分，有利于沿階草的生長。

表3 不同基質對沿階草生長的影響

2.3 吸水樹脂粒徑對基質栽培沿階草生長效果的影響

從表4中可以看出，沿階草的心葉長和和植株增重、植株總長度變化情況都有影響，表現(xiàn)最好的是中粒徑。經(jīng)DPS分析發(fā)現(xiàn)，粒徑對植株生長發(fā)育的影響不顯著。由此可見，以吸水樹脂作為栽培基質時，粒徑會對根部空氣流動造成影響，小粒徑供水充分但空氣流通不足，中粒徑可以增強通透性，大粒徑則可能會影響其水分的供應，所以中粒徑（2～3 cm）的效果要優(yōu)于小粒徑和大粒徑。

表4 不同粒徑吸水樹脂對基質栽培沿階草生長效果的影響

2.4 營養(yǎng)液濃度對基質栽培沿階草生長效果的影響

由表5可知，肥料濃度對心葉生長長度有明顯影響，多重比較結果表明，低濃度處理與中濃度、高濃度處理間的差異均達到了極顯著水平，中濃度處理與高濃度處理間無顯著性差異；植株重量的變化，低濃度處理與高濃度處理間的差異達到了顯著水平，低濃度處理與中濃度處理間、中濃度處理與高濃度處理間的差異均不顯著；營養(yǎng)液濃度對植株總長度的影響不明顯。因此，以吸水樹脂作為栽培基質時，肥料濃度水平應控制在中濃度或以下水平（表 1）。

表5 營養(yǎng)液濃度對基質栽培沿階草生長效果的影響

2.5 噴施葉面肥對基質栽培沿階草生長效果的影響

由表6可知，補施低濃度葉面肥處理對沿階草的心葉生長、植株重量增長都有促進作用，對植株總長度影響不明顯，方差分析結果均不顯著。施肥對植株生長有影響，證明用低濃度肥料溶液浸泡制作的水晶泥基質中提供的肥料數(shù)量尚未超過植物需肥量。因試驗在密室內進行，試驗植株苗重減少，從減少的數(shù)量上看，施肥處理的沿階草生長更好。施用葉面肥處理，對植株總長度并沒有明顯的影響，而新生的心葉長卻在增加，說明葉面肥主要促進新葉生長，對植株老葉生長量并無大的影響。

表6 施用葉面肥對基質栽培沿階草生長效果的影響

3 討論

吸水樹脂作為栽培基質具有儲水量大的特點，可持久供水，其透明度好、柔軟度好、色澤豐富，觀賞價值與適用價值高，具有極大的開發(fā)前景。控制吸水樹脂降解速度和降解產(chǎn)物對植株生長的影響，是利用吸水樹脂栽培植物的技術關鍵。試驗表明，吸水樹脂在紫外燈下連續(xù)輻射1 440 min后，仍然有較好的強度。用吸水樹脂作為栽培基質比用珍珠巖好；吸水樹脂粒徑大小控制在中粒徑2～3 cm有利于其生長；營養(yǎng)液濃度對其生長影響達到極顯著水平，以低濃度營養(yǎng)液最好；補施葉面肥有利于其生長。研究為吸水樹脂作為新型基質的推廣和應用提供了參考。在保證吸水樹脂長效性的同時，促進植株總生物量的增加，探索合理的光照強度等方面還需作進一步的研究。

在花卉栽培研究工作中，量化考評是一個重要內容，但目前尚無標準的鑒定指標。試驗采用心葉長、植株重量變化進行量化鑒定，這種方法的合理性及考核指標的選取和量化標準有待進一步完善。

[1]程冬炳，余響林，余訓民.高吸水樹脂在環(huán)境治理中的應用[J].武漢工程大學學報，2011，（9）：20-25.

[2]崔英德，黎新明，尹國強，等.高吸水樹脂降解性能[M].化學工業(yè)出版社，2008.

[3]盧潮陵.高吸水樹脂的研究現(xiàn)狀及其應用前景[J].能源與環(huán)境，2011，（2）：7-9.

[4]周熙玲.水晶泥花卉的特點及種植技術[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2011，（17）：192-192，200.

[5]田 震，周 也，鄭雙雙.高吸水樹脂的研究進展[J].河北化工，2012，（8）：68-70.

[6]黃在范，丁筱玲，施國英，等.花卉無土栽培營養(yǎng)液主要成分檢測系統(tǒng)研究[J].山東農(nóng)業(yè)科學，2009，（12）：17-21.