保水型控释肥对番茄农艺性状的影响

Effects of Water Retaining Controlled-Release Compound Fertilizer on Agronomic Traits of Tomato

郑树林 Shulin ZHENG , 严加安 Jiaan YAN , 李玉晓 Yuxiao LI , 郑磊 Lei ZHENG , 王伟 Wei WANG , 刘兆宪 Zhaoxian LIU

1 养分资源高效开发与综合利用国家重点实验室/菏泽金正大生态工程有限公司山东菏泽 274000 State Key Laboratory of Nutrition Resources Integrated Utilization/Heze Kingenta Ecological Engineering Co., Ltd., Heze, Shandong 274000, China 2 金正大生态工程集团股份有限公司山东临沭 276700 Kingenta Ecdogical Engineering Group Co., Ltd., Linshu, Shandong 276700, China

摘要：

为探讨保水型控释肥对作物生长的影响，以普通控释肥处理为对照，以含保水剂质量分数分别为0.5%、1.0%、2.0%、3.0%的控释肥为不同处理，对番茄进行盆栽试验。结果表明：与对照相比，施加含保水剂质量分数为2.0%的控释肥的番茄生长特性较优，株高增加11.15%，茎粗增加9.24%，地上部生物量增加10.98%，须根数量增加7.09%，地下部生物量增加10.53%；保水型控释肥具有一定的保水功能，土壤中水质量分数提高2.47%。采用复合包膜工艺生产的保水型控释肥，可以调节土壤中水分的供应，促进作物的生长发育。

关键词：

控释肥; 保水剂; 番茄; 农艺性状;

Abstract：

In order to explore the effect of water retaining controlled-release compound fertilizer on crop growth, a pot experiment of tomato is carried out with common controlled-release compound fertilizer treatment as control, and controlled-release compound fertilizer with mass fractions of 0.5%, 1.0%, 2.0% and 3.0% water retaining agent respectively as different treatments. The results show that compared with the control, the growth characteristics of tomato with controlled-release compound fertilizer with water retaining agent mass fraction of 2.0% are better. The plant height increases by 11.15%, the stem diameter increases by 9.24%, the aboveground biomass increases by 10.98%, the number of fibrous roots increases by 7.09%, and the underground biomass increases by 10.53%. The water retaining controlled-release compound fertilizer has a certain water retaining function, and the soil water content is increased by 2.47%. The water retaining controlled-release compound fertilizer produced by the composite coating process can regulate the supply of water in the soil and promote the growth and development of crops.

Keyword：

controlled-release compound fertilizer; water retaining agent; tomato; agronomic trait;

肥料利用率低和干旱是农业生产中的2个关键制约因素。缓控释肥料具有延缓或者控制养分释放的特性，使养分的释放与作物对养分的需求同步，可大幅提高肥料的利用率，减少追肥次数，省工、省时、省力；在减量施用的条件下也能获得良好的稳产增产效果，有助于农业的绿色健康和可持续发展^[1]。农林保水剂通常是一种高分子有机聚合物^[2-3]，可反复吸水并缓慢释放水分，具有保水保肥^[4-5]、改善土壤团粒结构、提高土壤通透性及土壤持水性能等作用，在缓解作物季节性干旱及提高水资源高效利用方面具有较广阔的应用前景。近年来，将农林保水剂的保水功能、缓控释技术与肥料在材料与功能上复合一体化，开发兼具水分、养分可控的保水缓控释肥料，对我国农业生产具有重要意义^[6]，已成为现阶段肥料革新和研究的重要领域。

通过采用特定的工艺将高吸水性的农林保水剂、控释材料分别包覆在复合肥颗粒表面，制得的保水型控释肥具有4层结构，即肥料核心、控释材料层、黏结层和吸水功能层，黏结层实现控释材料层与吸水功能层相结合。本试验探究了普通控释肥和含不同剂量保水剂的保水型控释肥对番茄生长和产量的影响，以期为新型高效肥料的开发提供数据支撑。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试作物：番茄，品种为中蔬4号。

供试肥料：普通控释肥、0.5%(质量分数，下同)保水型控释肥、1.0%保水型控释肥、2.0%保水型控释肥、3.0%保水型控释肥，N-P₂O₅-K₂O=14-14-14，由国家缓控释肥工程技术中心提供。

1.2 试验设计

试验采用盆栽种植方式在山东省临沭县金正大生态工程集团股份有限公司温室大棚进行，每盆装土5 kg。供试土壤为壤土，其基本理化性状：w(有机质)为1.17%，w(硝态氮)为26.3 mg/kg，w(铵态氮)为13.6 mg/kg，w(有效磷)为64.5 mg/kg，w(速效钾)为165 mg/kg，pH为6.32(水土比2.5∶1)。

试验共设5个处理：对照(CK)，普通控释肥；T1，0.5%保水型控释肥；T2，1.0%保水型控释肥；T3，2.0%保水型控释肥；T4，3.0%保水型控释肥。每个处理重复4次，每盆分别施肥3 g，与土壤掺混均匀后使用。

1.3 测定指标

测定指标包括番茄的株高、茎粗、根长、须根数、地下部生物量、地上部生物量及土壤含水量。

2 试验结果

2.1 保水型控释肥的吸水特性

保水剂是一种交联度较高的网状结构的高分子聚合物，其碳链骨架含有大量的羟基、羧基、酰胺基等亲水基团，具有优异的吸水能力，吸水量可达自身质量的数百倍，吸收的水分在自然条件下蒸发速率明显下降，且加压也不易离析, 表现出很强的保水能力。

如图 1所示，在保水型控释肥吸水过程中，最外层保水层吸收水分后逐渐溶胀，体积逐渐增大，直至达到饱和。

图 1

保水型控释肥的吸水特性

2.2 不同施肥处理对番茄株高、茎粗、地上部生物量的影响

不同施肥处理对番茄株高、茎粗、地上部生物量的影响见表 1。

表 1

不同施肥处理对番茄株高、茎粗、地上部生物量的影响

处理	株高		茎粗		地上部生物量(干质量)
处理	测定值/cm	与CK比增长率/%	测定值/mm	与CK比增长率/%	测定值/g	与CK比增长率/%
注：1)同列数据后不同小写字母表示处理间差异显著(P＜0.05), 下同
CK	56.23 a		4.22 a		0.82 a
T1	58.25 a	3.59	4.42 a	4.74	0.87 b	6.10
T2	60.32 b	7.27	4.61 b	9.24	0.90 b	9.76
T3	62.50 b	11.15	4.61 b	9.24	0.91 b	10.98
T4	61.30 b	9.02	4.56 b	8.06	0.89 b	8.54

从表 1可以看出，与CK处理相比，含不同剂量保水剂的保水型控释肥处理均能提高番茄株高、茎粗和地上部生物量。当保水剂质量分数为2.0%(T3处理)时，番茄综合生长性能较好，其中株高比CK处理的增加11.15%、茎粗增加9.24%、地上部生物量(干质量)增加10.98%。保水型控释肥可以实现水、肥、土三者协调，提高了水、肥的利用效率，提升了作物的生长特性。

2.3 不同施肥处理对番茄根长、须根数、地下部生物量的影响

不同施肥处理对番茄根长、须根数、地下部生物量的影响见表 2。

表 2

不同施肥处理对番茄根长、须根数、地下部生物量的影响

处理	根长		须根数		地下部生物量(干质量)
处理	测定值/cm	与CK比增长率/%	测定值/根	与CK比增长率/%	测定值/g	与CK比增长率/%
CK	24.35 a		10.86 a		0.19 a
T1	24.36 a	0.04	11.02 a	1.47	0.19 a	0
T2	24.36 a	0.04	11.54 b	6.26	0.20 a	5.26
T3	24.40 a	0.21	11.63 b	7.09	0.21 b	10.53
T4	24.42 a	0.29	11.60 b	6.81	0.21 b	10.53

从表 2可以看出，与CK处理相比，含不同剂量保水剂的保水型控释肥处理均能提高番茄根长、须根数、地下部生物量，但对主根根长影响不大。当保水剂质量分数为2.0%(T3处理)时，番茄地下部生长性能较好，须根数比CK处理的增加7.09%，地下部生物量(干质量)增加10.53%。保水型控释肥具有控肥、控湿、保水、保肥功能，水、肥、土相协调，为番茄提供了良好的生长环境，可有效激活根系的活力，吸收更多的养分，提高了养分及水的利用率，促进了地下部生物量的增加。

2.4 不同施肥处理对土壤含水量的影响

不同施肥处理对土壤含水量的影响见表 3。

表 3

不同施肥处理对土壤含水量的影响

处理	土壤含水量/%	与CK比增长率/%
CK	11.35 a
T1	11.40 a	0.44
T2	11.45 a	0.88
T3	11.55 b	1.76
T4	11.63 b	2.47

从表 3可以看出，含不同剂量保水剂的保水型控释肥处理的土壤含水量均有一定的提高，且随着保水剂含量增大，土壤含水量逐渐提高。当保水剂质量分数达到3.0%(T4处理)时，土壤含水量比CK处理的提高2.47%。保水剂在水分充足时可吸水、蓄水、保水，干旱缺水时可供应水分，提高植物干旱逆境条件下的生命活力^[7-8]。

3 结语

肥料与保水剂一体化施用是水肥调控、提高水肥利用率的重要手段之一，但肥料与保水剂分别施入土壤会增加施肥作业难度和成本。本文采用复合包膜工艺制得保水型控释肥，为解决上述问题提供了有效途径，实现了控释肥料与保水剂一体化，具有广阔的应用前景。

通过含不同剂量保水剂的保水型控释肥与普通控释肥的盆栽试验研究发现：保水型控释肥可以调节土壤中水的代谢，土壤含水量有一定的提高，提高幅度最大可达2.47%；保水型控释肥可明显提高作物地上部的长势，当保水剂质量分数为2.0%时，作物的生长特性较优，其中株高增加11.15%，茎粗增加9.24%，地上部生物量(干质量)增加10.98%；保水型控释肥对作物主根长的影响不大，但能提高作物须根数量和地下部生物量，当保水剂质量分数为2.0%时，作物的须根数量增加7.09%，地下部生物量(干质量)增加10.53%。

ckwx 参考文献

赵晨浩, 张民, 刘之广, 等. 控释复合肥配施保水剂的盆栽月季节水保肥效果[J]. 农业工程学报, 2017, 33(13): 175-182.

马友华, 王广海, 程焱, 等. 多功能保水剂对作物抗旱效应的初步研究[J]. 安徽农业大学学报, 2001, 28(2): 129-132.

党秀丽, 张玉龙, 黄毅. 保水剂在农业上的应用与研究进展[J]. 土壤通报, 2006, 37(2): 352-355.

王春芳, 李喜凤, 张晓莲, 等. 保水剂在农业生产应用上的研究进展[J]. 现代农业科技, 2019(12): 199.

管秀娟, 武继承. 不同土壤水分条件下保水剂对小麦幼苗生理特性的影响[J]. 河南农业科学, 2010(8): 28-32.

王霞玲, 郭凯先, 黄佳盛, 等. 新型保水剂施用量对土壤水分和马铃薯生长特性的影响研究[J]. 节水灌溉, 2019(6): 25-29.

宋双双, 孙保平, 张建锋, 等. 保水剂与微生物菌剂对土壤水分、养分的影响[J]. 干旱区研究, 2018, 35(4): 761-769.

杨红善, 刘瑞凤, 张俊平, 等. PAAM-atta复合保水剂对土壤持水性及其物理性能的影响[J]. 水土保持学报, 2005, 19(3): 38-41.