基質(zhì)吸水性和持水性的初步研究

陳瑩　劉新魯　孫克君　張俊濤　王永青　劉聰

摘要：針對基質(zhì)的斥水性問題，文章結(jié)合國內(nèi)外研究近況，通過基質(zhì)吸水試驗研究了潤濕劑十二烷基苯磺酸鈉和椰糠對基質(zhì)吸水性能和持水能力的影響，并通過育苗試驗檢驗了十二烷基苯磺酸鈉和椰糠有無副作用。結(jié)果表明：潤濕劑十二烷基苯磺酸鈉和椰糠均能很好地增強基質(zhì)的吸水性能和持水能力；且十二烷基苯磺酸鈉和椰糠聯(lián)合應用并未引起副作用。

關(guān)鍵詞：基質(zhì)、吸水性、持水性、十二烷基苯磺酸鈉、椰糠

中圖分類號：S-3

文獻標識碼：A

在現(xiàn)代園藝生產(chǎn)過程中，基質(zhì)越來越重要，泥炭因其理化性狀優(yōu)良、使用效果良好而被廣泛使用[1，-2]，然而泥炭是有限的天然資源，過量開采會破壞生態(tài)環(huán)境[3，-4]。因此，，各國政府和研究者都在不斷研究開發(fā)新的基質(zhì)材料。利用枯枝落葉堆肥生產(chǎn)基質(zhì)不僅可以消耗大量園林垃圾，而且產(chǎn)品也可部分替代泥炭資源，具有重要的社會經(jīng)濟效益[5-7]，是處置城市綠色廢棄物的趨勢重要方式。

然而，目前國內(nèi)常用基質(zhì)仍普遍存在斥水性過高的問題[1]，主要原因是基質(zhì)原料如泥炭、枯枝落葉堆肥等有機物質(zhì)表面存在蠟質(zhì)等疏水性基團引起[8]，制約了基質(zhì)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。基質(zhì)斥水性強，在淋水過程中，尤其是初次淋水時，極難吸水，大部分的水分沿容器壁流失，，造成大量水資源的浪費；基質(zhì)的持水性能差，需頻繁淋水，生產(chǎn)成本增加，造成大量人力及資金的浪費。此外，水分不僅對植物的生長具有重要影響[9，-10]，而且還會影響營養(yǎng)元素的有效性。因此，，解決基質(zhì)的吸水性和持水性問題是國內(nèi)基質(zhì)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的關(guān)鍵之一。我國關(guān)于基質(zhì)持水性的研究主要集中在保水劑的應用效果方面[11-13]，而關(guān)于應用表面活性劑改變基質(zhì)的疏水基團，提高其吸水性的研究還鮮見報道。

本文主要研究了潤濕劑十二烷基苯磺酸鈉和椰糠對基質(zhì)吸水性和持水性的影響，，為開發(fā)吸水保水型基質(zhì)新產(chǎn)品提供科學依據(jù)，有利于提高水分利用率、降低勞力成本。

1 材料與方法

1.1試驗材料

國產(chǎn)泥炭，pH 6.0，EC 0.07mS/cm，購于廣東省高要市；

進口泥炭，pH 6.0，EC 0.35mS/cm，產(chǎn)于德國產(chǎn)；

椰糠，pH 6.2，EC 3.17mS/cm，購于廣州市棕寶纖維制品有限公司；

自制基質(zhì)，pH 6.1，EC 1.07mS/cm，廣州市園林科學研究所研制；

十二烷基苯磺酸鈉，分析純，購于廣州市叢源儀器有限公司（精科化玻儀器）；

塑料花盆：底徑11 cm，，口徑15 cm，，高11 cm；

供試植物，鳳仙花（Impatiens balsamina），種子購買于廣州市芳村花卉市場。

1.2試驗方法

1.2.1 基質(zhì)吸水試驗

將各處理樣品（表1，每個處理3個重復）風干，每個處理3個重復。取相同體積的風干樣品置于塑料花盆中，稱重（M1，g），由盆頂均勻緩慢淋水，淋透后靜置，待盆底不再有水滲出時稱重（M2，g），然后，將裝有樣品的花盆放于戶外，24h后，稱重（M3，g）。以每盆吸水量（M2–M1）表示基質(zhì)吸水性能，以T衡量基質(zhì)持水性能，T=（M3–M1）/（M2–M1）。

1.2.2 育苗試驗

2010年8月26日分別于各處理基質(zhì)中播種100粒鳳仙花種子，各處理播種前均淋透水，植物生長過程中保持相同淋水量，統(tǒng)計種子發(fā)芽情況。

2結(jié)果分析

2.1 各基質(zhì)吸水性能比較

基質(zhì)吸水試驗結(jié)果（表2）表明，各處理風干基質(zhì)的吸水性能差別較大。國產(chǎn)泥炭的吸水性能最差，；椰糠可以提高其吸水性能，添加20%（體積比）的椰糠，其吸水性能提高250.17%；潤濕劑十二烷基苯磺酸鈉也可以提高其吸水性能，每立方米國產(chǎn)泥炭淋上濃度為0.25%的十二烷基苯磺酸鈉溶液100L，其吸水性能提高634.89%，而且與進口泥炭相比，其吸水性能也提高51.47%。椰糠和十二烷基苯磺酸鈉配合使用可以取得更好的效果，先添加20%（體積比）的椰糠，混勻后，每立方米再淋上濃度為0.25%的十二烷基苯磺酸鈉溶液100L，其吸水性能提高858.93%，與進口泥炭相比，也能提高97.65%。

自制基質(zhì)的吸水性能較優(yōu)，接近進口泥炭的水平，椰糠可以進一步提高其吸水性能，添加20%（體積比）的椰糠，其吸水性能提高33.01%，%，優(yōu)于進口泥炭。潤濕劑十二烷基苯磺酸鈉也可以提高其吸水性能，每立方米自制基質(zhì)淋上濃度為0.25%的十二烷基苯磺酸鈉溶液100L，其吸水性能提高123.00%，與進口泥炭相比，其吸水性能提高97.37%；椰糠和十二烷基苯磺酸鈉配合使用可以取得更好的效果，添加20%（體積比）的椰糠，混勻后，每立方米淋上濃度為0.25%的十二烷基苯磺酸鈉溶液100L，其吸水性能提高130.08%，與進口泥炭相比，其吸水性能提高103.64%。

2.2 各基質(zhì)持水性能比較

各處理基質(zhì)含水量達飽和后，于戶外放置24h，水分出現(xiàn)不同程度的損失。國產(chǎn)泥炭水分損失最多，持水性能最差，椰糠可以提高其持水性能，添加20%（體積比）的椰糠，其持水性能提高312.03%，優(yōu)于進口泥炭；潤濕劑十二烷基苯磺酸鈉也可以提高其持水性能，每立方米淋上濃度為0.25%的十二烷基苯磺酸鈉溶液100L，其持水性能提高329.14%，優(yōu)于進口泥炭；椰糠和十二烷基苯磺酸鈉配合使用可以取得更好的效果，添加20%（體積比）的椰糠，混勻后，每立方米淋上濃度為0.25%的十二烷基苯磺酸鈉溶液100L，其持水性能提高352.96%，優(yōu)于進口泥炭。自制基質(zhì)的持水性能較好，優(yōu)于進口泥炭，椰糠可以進一步提高其持水性能，添加20%（體積比）的椰糠，其持水性能提高10.95%；潤濕劑十二烷基苯磺酸鈉也可以提高其持水性能，每立方米淋上濃度0.25%的十二烷基苯磺酸鈉溶液100L，其持水性能提高11.96%；椰糠和十二烷基苯磺酸鈉配合使用可以取得更好的效果，添加20%（體積比）的椰糠，混勻后，每立方米淋上濃度為0.25%的十二烷基苯磺酸鈉溶液100L，其持水性能提高14.57%。

2.3 育苗試驗

在無土栽培和無土快速育苗中，基質(zhì)種類、配方與持水量是影響種子萌發(fā)及生長的主要因素[13，-14]。育苗試驗結(jié)果表明（表4），各處理播種后6天（2010年08月31日）開始出苗，11天（2010年09月05日）時達齊苗。T1、T3處理的種子發(fā)芽率低于對照CK1， T4、T6處理的種子發(fā)芽率低于對照CK2，可見單獨使用椰糠和十二烷基苯磺酸鈉在一定程度上可能會抑制種子萌發(fā)。但T5處理的發(fā)芽率最高，達81%，其次是T2處理，發(fā)芽率達75%，均高于CK1、CK2處理，證明聯(lián)合使用椰糠和十二烷基苯磺酸鈉在提高基質(zhì)吸水性能和持水性能的同時，也有利于促進種子萌發(fā)。

3 結(jié)論與討論

3.1 1）目前常用基質(zhì)普遍存在吸水性差的問題，造成水源、人力和資金浪費，不符合建設節(jié)約型社會的要求。本文試驗表明聯(lián)合應用潤濕劑十二烷基苯磺酸鈉和椰糠既可明顯提高基質(zhì)吸水性能和持水性能，也有利于促進種子萌發(fā)。

3.22）潤濕劑十二烷基苯磺酸鈉和椰糠均能很好地增強基質(zhì)的吸水性能和持水能力，但其作用的持久性還有待進一步研究。

3.33）潤濕劑十二烷基苯磺酸鈉價格較貴，本研究基于成本考慮，適當控制了潤濕劑的用量，每立方米基質(zhì)原料淋上濃度為0.25%的十二烷基苯磺酸鈉溶液100L，成本增加約12元/立方米m3，對于利潤本來就低的國內(nèi)基質(zhì)產(chǎn)業(yè)是個會產(chǎn)生不小的壓力。因此，潤濕劑的用量優(yōu)化和從工農(nóng)業(yè)廢棄物中篩選回收利用物美價廉的潤濕劑將是今后的研究重點。

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