保水劑種類和定植位置對干旱荒漠區(qū)沙棗生長的影響

中圖分類號(hào) S665.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1007-7731（2025）16-0036-04

DOI號(hào) 10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2025.16.009

AbstractTo investigate the effects of water retaining agentson the growth of Elaeagnus angustifolia in arid desert regions，atapulgite-based waterretaining agent and sodiumcarboxymethylcellulose（CMC）plantfiber binder were used as experimental materials.A randomized block design was adopted， with 9 treatments： CK （control）， F1 （ 40g attapulgitebased water retaining agent mixed with soil in the planting hole）， F2 （ 80g attapulgite-based water retaining agent mixed with soil in the planting hole），F(xiàn)3 （15 g CMC plant fiber binder mixed with soil in the planting hole），F(xiàn)4 （3O g CMC plant fiber binder mixed with soil in the planting hole）， F5 （ 40g attapulgite spread at the bottom of the planting hole）， F6 （ 80g attapulgite-based water retaining agent spread at the botom of the planting hole）， F7（15 g CMC plant fiber binder spread at the bottom of the planting hole）， F8（ 30g CMC plant fiber binder spread at the bottom of the planting hole）. Survival rateandnew shoot growth of Elaeagnus angustifolia were measured，and costs were calculated.The results showed that both water retaining agents improvedsurvival rate and shoot growth，with F2 demonstrating the best performance，achieving a 94% survival rate and significant shoot growth enhancement. The costs of each treatment，from lowtohigh，were F52 respectively. In conclusion， 80g attapulgite-based water retaining agent mixed with soil in the planting hole notonlysignificantly improved survival and growth butalso maintained relatively low economic costs， making it a recommended practice for afforestation in similar arid desert regions.

Keywordswater retaining agents; Elaeagnus angustifolia; arid desert region; sandly land aforestation

水是農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)，干旱缺水、土地荒漠化嚴(yán)重影響了農(nóng)林業(yè)的發(fā)展。然而，水資源的時(shí)空分布不均勻，尤其是北方的部分地區(qū)，自然降水暫未得到有效利用，多數(shù)水分通過地表蒸發(fā)或地下流失2。因此，水資源的高效利用是實(shí)現(xiàn)干旱荒漠區(qū)生態(tài)建設(shè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。保水劑又稱高吸水性樹脂（Superabsorbentpolymer，SAP），是一類具有親水網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的功能性高分子材料，吸收的水分含量一般可達(dá)自身重量的200～700倍，其吸收的水分可供植物緩慢利用。

保水劑可促進(jìn)土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)形成，改善植物根系與土壤界面的環(huán)境狀況，直接供應(yīng)植物水分；還可改善根際土壤結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)土壤通透性和持水能力，間接保障植物水分供給；同時(shí)，其能在降水或灌溉時(shí)儲(chǔ)存并吸收大量水分，在干旱缺水時(shí)緩慢釋放，供植物生長利用，從而提高植物成活率3。甘海霞研究了保水劑對胡楊幼苗生長及光合特性的影響，結(jié)果表明，保水劑的施人可降低植物呼吸消耗，提高光合能力及資源利用效率，以促進(jìn)胡楊幼苗生長。武毅等[5研究認(rèn)為，土壤內(nèi)施入保水劑后，可幫助土壤根系吸收并儲(chǔ)存水分，對干旱起到了有效的緩解作用。琚茜茜等研究表明，保水劑的施入可提高植物的光合效率，促進(jìn)植物生長及發(fā)育，最終達(dá)到增產(chǎn)目的。

金塔縣地處甘肅省蒙新荒漠和巴丹吉林沙漠邊緣，三面環(huán)沙，氣候干燥，降水稀少，蒸發(fā)量大，冬季嚴(yán)寒，夏季酷熱，生態(tài)環(huán)境較為脆弱，水資源緊缺。近年來，研究區(qū)全面推進(jìn)荒漠化綜合防治等重點(diǎn)生態(tài)工程建設(shè)，但由于土地荒漠化嚴(yán)重，水資源緊缺，造林難度大、成本高。為有效提高造林成活率和水資源利用率，本研究探討了凹凸棒保水劑和羧甲基纖維素鈉（CMC）植物纖維粘合劑對干旱荒漠區(qū)沙地沙棗造林成活率和新梢生長量的影響，為干旱荒漠區(qū)沙地造林保水劑的選擇和合理應(yīng)用提供參考。

1材料與方法

1.1 研究區(qū)基本情況

試驗(yàn)地點(diǎn)位于金塔縣綠洲邊緣鼎新鎮(zhèn)芨芨村東灘風(fēng)沙治理區(qū) （33^°53^′E，44^°33^′N） ，海拔 1226m ，年平均氣溫 9.6^°C ，年絕對最高溫度 39.3^°C ，絕對最低溫度 ，年日照時(shí)數(shù) 3 193.2h ，年平均無霜期141d，年平均降水量 58.3mm ，年平均蒸發(fā)量2567mm 。土壤為肥力中下風(fēng)沙土，天然植被稀疏，平均蓋度 5% ，干旱指數(shù)24.96，屬典型的干旱荒漠氣候。

1.2試驗(yàn)材料

試驗(yàn)樹種為當(dāng)?shù)孛缙?年生沙棗直播苗，苗木地徑 1.5～2.0cm ，定植后截桿高度 100cm 。凹凸棒保水劑為紅褐色粉末狀，購自臨澤縣奮君礦業(yè)有限公司；羧甲基纖維素鈉（CMC）植物纖維粘合劑為白色粉末狀，購自廊坊森軒纖維素有限公司。

1.3試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)時(shí)間在2024年4—10月，采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，試驗(yàn)區(qū)行距 3m ，株距 1.5m ，按“品”字形定植。以空白處理為對照（CK），另設(shè)8個(gè)處理分別為F1～F8，每處理25株，重復(fù)3次。各處理具體如下。F1，40g 凹凸棒保水劑與定植穴內(nèi)土混合均勻; F2，80g 凹凸棒保水劑與定植穴內(nèi)土混合均勻； F3，15g CMC植物纖維粘合劑與定植穴內(nèi)土混合均勻；F4，30g CMC植物纖維粘合劑與定植穴內(nèi)土混合均勻；F5，40g 凹凸棒保水劑撒施于定植穴底； F6，80g 凹凸棒保水劑撒施于定植穴底; F7，15g CMC植物纖維粘合劑撒施于定植穴底； F8，30g CMC植物纖維粘合劑撒施于定植穴底。

1.4 試驗(yàn)方法

按各處理要求提前稱量好保水劑，挖好口徑和深度均 30cm 、底部為碗狀的定植穴。將保水劑均勻撒入穴底，然后定植沙棗苗木。定植后澆透水，每25d澆1次水。于當(dāng)年10月調(diào)查造林成活率和新梢生長量，并分析不同處理的成本（材料成本和人工成本）。新梢生長量從每個(gè)處理中隨機(jī)抽取15株測量并記錄；成活率計(jì)算如式（1）。

成活率 （%）= 總成活數(shù)/總數(shù) ×100

1.5數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

利用Excel2003和SPSS27軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和統(tǒng)計(jì)。

2結(jié)果與分析

2.1 沙棗成活率

由圖1可知，2種保水劑不同比例和不同處理方式對沙棗造林成活率均有一定的促進(jìn)作用。F1～F8處理的沙棗成活率較對照（CK）提高27、41、21、25、11、15、9和8個(gè)百分點(diǎn)。其中F2處理的促進(jìn)效果最明顯，F(xiàn)8處理促進(jìn)效果較差，保水劑與定植土混合均勻?qū)ι硹棾苫盥实拇龠M(jìn)效果優(yōu)于保水劑置于坑底。

圖12種保水劑對沙棗成活率的影響

2.2沙棗新梢生長量

由圖2可知，與CK相比，各處理對沙棗新梢生長量均有促進(jìn)作用。其中，F(xiàn)2處理能夠有效提高干旱荒漠區(qū)沙地沙棗新梢生長量，與各處理差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（ （Plt;0.05） ，較CK、F1、F3、F4、F5、F6、F7、F8分別提高 25.7，11.5，12.8，8.4，22.3，19.4， 23.7，22.0cm ，即F2處理對新梢生長量的促進(jìn)效果最明顯。F1、F3、F4處理差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（ Pgt; 0.05），F(xiàn)5、F7、F8處理效果較差。

圖2保水劑對沙棗新梢生長量的影響

2.3處理成本

2種保水劑對干旱荒漠區(qū)的沙棗成活率和生長量有不同程度的促進(jìn)作用，但在大規(guī)模造林工程中應(yīng)用時(shí)，除施用效果外，還需考慮成本投入。由表1可知，本試驗(yàn)條件下，折合計(jì)算各處理的成本由低到高依次為F5 91、121、125、173、207、261和296元 /667m² 。凹凸棒保水劑的4個(gè)處理 F1+F2+F5+F6 成本和為424元 /667m² ，CMC植物纖維粘合劑的4個(gè)處理（F3+F4+F7+F8 成本和為937元 /667m² ，凹凸棒保水劑成本比CMC植物纖維粘合劑畝成本低 54.7% 。

表1各處理成本

注：凹凸棒保水劑市場售價(jià)為580元/，與定植穴內(nèi)土混合均勻和均勻撒于穴底的成本分別為 0.0232，0.0464 元/穴；CMC植物纖維粘合劑市場售價(jià)為4萬元t，與定植穴內(nèi)土混合均勻和均勻撒于穴底的成本分別為0.6、1.2元/穴。人工成本為每人120元/d，保水劑與栽植土混合均勻人均日栽植150株，保水劑均勻撒于穴底人均日栽植210株。

3結(jié)論與討論

土地沙漠化長期影響著研究區(qū)干旱荒漠區(qū)綠洲邊緣居民的生產(chǎn)生活。植樹造林能有效遏制沙漠化進(jìn)程，但干旱、半干旱區(qū)的風(fēng)沙土結(jié)構(gòu)松散、養(yǎng)分貧瘠、保水性差，導(dǎo)致水分和養(yǎng)分成為造林的主要限制因素。尤其在林木生長關(guān)鍵期，短期干旱嚴(yán)重影響其生長發(fā)育。因此，采取科學(xué)合理的節(jié)水保肥措施對提高造林成活率至關(guān)重要。劉萌萌等研究表明，保水劑的使用能增加土壤水分含量，提高小麥對水分的利用率和灌漿速率，增加小麥干物質(zhì)累積量、穗長、穗粒數(shù)和千粒重，從而提高其產(chǎn)量。王琰等[]研究指出，在沙土中混入一定劑量的保水材料，能提高降水過程中水分的入滲率，降低地表徑流，減少沙土流失量。宋雙雙等研究表明，保水劑對于造林成活率及后續(xù)苗木生長均具有良好的促進(jìn)作用，越干旱的地區(qū)促進(jìn)效益越明顯，同時(shí)，其和微生物菌肥配施可改良土壤，提高造林成活率。但保水劑的施用并不是越多越好，施用過量會(huì)造成土壤貯水過多，引起王壤通氣不暢，從而導(dǎo)致植物爛根死亡；其施用增加了生產(chǎn)成本；同時(shí)其對生態(tài)環(huán)境的影響研究較少，生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)暫未可知。楊文智1研究表明，保水劑的使用提高了造林成活率及樹木的生長量，這與本試驗(yàn)研究結(jié)果一致。李倩等2研究指出，因施用方式和施用比例不同其苗木生長量有所不同，可能是保水劑的施用方式影響作物對水分的吸收。本試驗(yàn)條件下，保水劑與定植土混合均勻?qū)ι硹椀纳L促進(jìn)作用優(yōu)于置于穴底，這可能是因?yàn)檠芯繀^(qū)土質(zhì)為沙土，造林密度大，保水劑在穴底只能吸收貯存垂直下滲的水分，定植穴周圍的水分大量蒸發(fā)，導(dǎo)致水分吸收利用率低。

綜上，本研究開展了凹凸棒保水劑和CMC植物纖維粘合劑2種保水劑對沙棗成活率及新梢生長量的影響試驗(yàn)，結(jié)果表明，2種保水劑施用均能提高干旱荒漠區(qū)沙棗的成活率和新梢生長量;其中， 80g 凹凸棒保水劑與定植穴內(nèi)土混合均勻施用對沙棗成活率和新梢生長量的促進(jìn)效果較佳，且經(jīng)濟(jì)成本相對較低，在今后造林中可選擇施用。目前，保水劑種類較多，本研究僅針對2種保水劑的2個(gè)施用量和2種施用方式開展研究，今后將對施用量做進(jìn)一步細(xì)化，重點(diǎn)施用使用方法簡單、省工的保水劑，研究施用效果更好、經(jīng)濟(jì)成本更低的配比和方式，為干旱荒漠區(qū)沙地造林提供參考。

參考文獻(xiàn)

[1]蔡喜悅，陳曉德，李朝政，等.干旱脅迫下外源鈣對石灰?guī)r地區(qū)復(fù)羽葉欒樹種子萌發(fā)的影響[J]應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2013，24（5）：1341-1346.

[2]王家斌.保水劑在水土保持生態(tài)建設(shè)中的應(yīng)用研究[J]現(xiàn)代物業(yè)（上旬刊），2015，14（6）：12-13.

[3]郭東權(quán)，饒良懿.保水劑的發(fā)展現(xiàn)狀及在農(nóng)林和荒漠化修復(fù)中的應(yīng)用研究[J].應(yīng)用基礎(chǔ)與工程科學(xué)學(xué)報(bào)，2021，29（6）：1372-1385.

[4]甘海霞.保水劑對胡楊幼苗生長及光合特性的影響[J]綠色科技，2022，24（17）：79-81，85.

[5]武毅，孫保平，張建鋒，等.保水劑對4種木本植物生長及根系形態(tài)的影響[J].中國水土保持科學(xué)，2018，16（1）：96-102.

[6]琚茜茜，梁家作，秦健，等.聚天冬氨酸溶液灌根對芥藍(lán)生長發(fā)育及品質(zhì)的影響[J].北方園藝，2019（23）：1-5.

[7]陳寶玉，王洪君，曹鐵華，等.干旱脅迫下保水劑對廊坊楊苗木光合性能的影響[J].土壤通報(bào)，2011，42（1）：163-168.

[8]劉萌萌，孫軍娜，翟杉杉，等.凹凸棒石保水劑對小麥品質(zhì)和產(chǎn)量的影響[J].耕作與栽培，2018，38（4）：4-7.

[9]王琰，井大煒，付修勇，等.保水劑施用量對楊樹苗土壤物理性狀與微生物活性的影響[J].水土保持通報(bào)，2017，37（3）：53-58.

[10]宋雙雙，孫保平，張建鋒.保水劑和微生物菌肥對半干旱區(qū)造林和土壤改良的影響[J].水土保持學(xué)報(bào)，2018，32（3）：334-339

[11]楊文智.柴達(dá)木地區(qū)抗旱樹種繁育及造林綜合技術(shù)研究[D].楊凌：西北農(nóng)林科技大學(xué)，2008

[12]李倩，劉景輝，張磊，等.覆蓋和保水劑對馬鈴薯的形態(tài)特征和質(zhì)膜透性的影響[J]干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2010，28（6）：177-182.

（責(zé)任編輯：胡立萍）