保水劑CLP對土壤保肥性的影響

鄧秀峰，李興佐，馬云飛，于立芝

（1.萊州市金海種業有限公司，山東 萊州 261400；2.中國農業大學煙臺研究院，山東 煙臺 264670）

保水劑分子內有大量的可電解羧酸鹽基團，吸水后網狀撐開，蓄水空間增大[1]，能迅速吸收數百倍自身質量的水分，并可反復吸水[2]，可增強土壤的保水性[3-4]，且親水性官能團也可以吸附無機離子和養分。保水劑本身分子的結構特性，也可以增加對養分的吸附作用[5]，隨著保水劑用量的增加，氮、鉀養分的淋失量顯著減少[6]，具有保氮、提高肥效及減少面源污染的作用[7-10]，從而達到促進植物生長、提高作物產量和品質的效果[11]。劉世亮等[12]研究了保水劑對玉米生長的影響，結果表明，施用保水劑能顯著提高株高，增加總葉面積和生物學產量。杜社妮等[3]研究了沃特和PAM保水劑對馬鈴薯生長的影響，結果表明，沃特和PAM保水劑能促進馬鈴薯生長，提高塊莖產量，減少塊莖個數和增大最大塊莖。李倩等[13]研究結果表明，施用適量的保水劑可促進旱作馬鈴薯生長發育和產量提高。王麗榮[14]的研究結果表明，應用保水劑能顯著提高連翹的成活率，促進連翹的生長。楊永輝等[15]研究了保水劑在冬小麥上的應用，結果表明，保水劑能提高小麥的產量和水分利用率。蔣雅琴等[16]研究了保水劑對茄子、節瓜、有棱絲瓜幼苗質量以及保肥能力的影響，結果表明，適宜濃度的保水劑可明顯提高育苗基質的保肥能力，促進幼苗的生長。白崗栓等[4]研究了PAM等保水劑對蘋果生長的影響，結果表明，施用PAM，BJ2101-L和沃特保水劑，蘋果產量分別提高了14.47%，16.61%和12.99%。賈明方等[17]研究了保水劑對紅地球葡萄生長發育的影響，結果表明，施用保水劑可提高植株的凈光合速率、蒸騰速率和水分利用效率，果實中可溶性固形物、可滴定糖及Vc含量分別比對照提高了8.4%，50.5%和6.1%。保水劑CLP的主流成分為交聯聚丙烯酰胺[18]，其特點為親水不溶于水，遇水膨脹成凝膠，成為水的載體；無毒腐性，不燃爆、不污染水、不毒害植物和微生物等土壤生命體[19]。

本研究采用室內模擬試驗，研究保水劑CLP的施用量對土壤保肥能力的影響，以期為保水保肥劑在農業生產上的推廣與應用提供科學依據。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

試驗所用保水劑CLP的主要成分為聚丙烯酰胺（丙烯酰胺-丙烯酸鉀共聚物，英文名稱為CL-PAM-K，簡寫CLP），由北京漢力淼新技術有限公司生產。試驗所用化學肥料為尿素。

1.2 試驗方法

試驗于2017年4月在中國農業大學煙臺研究院試驗基地進行。采用的土壤為煙臺代表性的棕壤。采用室內模擬試驗，將10 kg的土壤裝入底部帶孔的花盆中，分別加入不同用量的保水劑和相同數量的尿素。試驗共設置5個保水劑處理，分別為0（T1），0.50 （T2），0.75 （T3），1.00 （T4），1.25 g/ 盆（T5），尿素的用量為7.5 g/盆，3次重復。

在2017年4月7日（施用保水劑的1 d），4月17日（施用保水劑的第10 d），4月27日（施用保水劑的第20 d），分3次對每個花盆澆水，確保澆水量相同，同時采集花盆底部土壤滲出液，測定土壤滲出液中氮的含量，以確定保水劑的持肥能力。

1.3 數據分析

測定的數據采用Excel和SPSS 13.0進行計算和統計分析。

2 結果與分析

2.1 保水劑的施用量對土壤滲出液中氮含量的影響

表1 各處理土壤滲出液中氮的含量情況（04-07） mg/L

表2 各處理土壤滲出液中氮的含量情況（04-17） mg/L

表3 各處理土壤滲出液中氮的含量情況（04-27） mg/L

4月27日保水劑的用量與土壤滲出液中銨態氮（NH4+）含量的線性相關性未達到顯著水平，保水劑的用量與土壤滲出液中硝態氮含量的線性相關性達到顯著水平。

表4 保水劑的用量與土壤滲出液中氮含量相關回歸分析（04-07）

表5 保水劑的用量與土壤滲出液中氮含量相關回歸分析（04-17）

表6 保水劑的用量與土壤滲出液中氮含量相關回歸分析（04-27）

2.2 保水劑在土壤中的滯留時間對土壤滲出液中氮含量的影響

由表7可知，4月7—27日，各處理土壤滲出液中銨態氮（NH4+）含量均呈現增加的趨勢。

由表 8可知，4月 7—27日，處理 T2，T3，T4的硝態氮含量在4月17日（施用保水劑10 d）達到最高，處理T5的硝態氮含量變化不明顯。

表7 各處理土壤滲出液中銨態氮（NH4+）含量變化情況 mg/L

表8 各處理土壤滲出液中硝態氮（NO3-）含量變化情況 mg/L

綜合以上分析可以看出，隨著保水劑在土壤中滯留時間的增加，各處理土壤滲出液中銨態氮（NH4+）含量呈現增加趨勢，硝態氮（NO3-）含量的變化表現為先增加后減少。

3 結論

本研究結果表明，不施保水劑處理的土壤滲出液中銨態氮（NH4+）、硝態氮（NO3-）的含量均最高，說明試驗所用保水劑具有保氮的能力。隨著保水劑用量的增加，土壤滲出液中銨態氮（NH4+）、硝態氮（NO3-）的含量依次降低，說明增加土壤保水劑的施用量可降低土壤氮素的流失，提高土壤的保肥性。

隨著保水劑在土壤中滯留時間的增加，各處理銨態氮（NH4+）含量呈現增加的趨勢，硝態氮（NO3-）含量的變化表現為先增加后減少。其原因為施入土壤中的尿素在土壤中進行了轉化。硝態氮含量的表現為先增加后減少的原因還有待于進一步的研究。

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