夏茂林，李洪臣，趙華新，李鵬宇，劉玲玲，關(guān)衛(wèi)東，常劍波，王志軍*，姬小明*

（1.河南農(nóng)業(yè)大學(xué) 煙草學(xué)院，鄭州 450002；2.河南省煙草公司三門峽市公司，河南 三門峽 472000；3.河南農(nóng)業(yè)大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，鄭州 450002；4.三門峽煙草公司盧氏縣分公司，河南 三門峽 472200）

不同粒徑保水劑對土壤水分特性及干旱脅迫下煙苗生長發(fā)育的影響

夏茂林1，李洪臣2，趙華新3，李鵬宇1，劉玲玲2，關(guān)衛(wèi)東4，常劍波2，王志軍4*，姬小明1*

（1.河南農(nóng)業(yè)大學(xué) 煙草學(xué)院，鄭州 450002；2.河南省煙草公司三門峽市公司，河南 三門峽 472000；3.河南農(nóng)業(yè)大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，鄭州 450002；4.三門峽煙草公司盧氏縣分公司，河南 三門峽 472200）

【目的】探索不同粒徑保水劑對土壤水分特性及干旱脅迫下煙苗生長發(fā)育的影響，為提高煙草抗旱能力提供理論依據(jù)?！痉椒ā繉⒉煌奖Ｋ畡═1：0.3～1.0 mm，T2：1.0～2.5 mm，T3：2.5～4.75 mm）與土壤混合，以不施保水劑為對照（CK），研究不同粒徑保水劑對土壤-保水劑混合體系的田間持水率和保水率的影響，并通過盆栽試驗研究不同粒徑保水劑對干旱脅迫下煙苗生長發(fā)育的影響。【結(jié)果】2.5～4.75 mm粒徑保水劑處理下的土壤-保水劑混合體系的田間持水率最高，較CK提高30.49%；1.0～2.5 mm粒徑保水劑處理下的土壤-保水劑混合體系保水能力最強(qiáng)；1.0～2.5 mm粒徑保水劑處理有效緩解了干旱脅迫對煙苗的不利影響，促進(jìn)了煙苗生物量積累，延后了煙苗萎蔫和死亡時間，煙苗葉片總含水率、相對含水率、自由水量較CK分別提高4.93%、24.35%、11.81%；束縛水量、束縛水/自由水較CK分別降低5.25%、16.18%，SOD（超氧化物歧化酶）、POD（過氧化物酶）、CAT（過氧化氫酶）活性和MDA（丙二醛）、可溶性蛋白量較CK分別降低了114.86%、211.93%、67.05%和273.29%、27.73%?！窘Y(jié)論】1.0～2.5 mm粒徑保水劑處理下的土壤-保水劑混合體系田間持水率較高、保水能力最強(qiáng)，可有效緩解干旱脅迫對煙苗的不利影響。

保水劑；粒徑；水分；干旱脅迫；煙苗

0 引 言

【研究意義】我國大部分煙草種植區(qū)降水量少且季節(jié)分布不均，部分地區(qū)灌溉條件有限，導(dǎo)致土壤水分不足，無法滿足煙株正常生長所需的水分[1]。保水劑是一種具有高吸水性和高保水性的高分子材料，能夠吸收超過自身質(zhì)量幾百倍至上千倍的水分，可以反復(fù)吸水和釋水[2]。其作用機(jī)理是在降水或灌溉時，將土壤中的水分進(jìn)行吸收和保存，再將水分緩慢釋放以供作物持續(xù)利用[3]。當(dāng)前，保水劑已成為我國多數(shù)煙草種植區(qū)的關(guān)鍵抗旱手段之一。然而，不同粒徑保水劑對土壤-保水劑混合體系水分特性的影響在遵循保水劑自身特性的同時，還受到土壤理化特性的影響，是一個錯綜復(fù)雜的過程。目前，保水劑在煙草種植區(qū)的應(yīng)用還處于發(fā)展階段，不同粒徑保水劑對土壤-保水劑混合體系水分特性的相關(guān)研究還有待進(jìn)一步完善，且不同粒徑保水劑對煙苗生長發(fā)育的影響尚不明確。

【研究進(jìn)展】粒徑對保水劑本身特性影響不同，小粒徑保水劑吸水速率快、吸水倍率高，但保水能力較差；大粒徑保水劑吸水速率慢、吸水倍率低，但保水能力較強(qiáng)[4-5]。李興等[6]在砂壤土中添加了不同粒徑保水劑，得出大粒徑保水劑更有利于提高土壤孔隙度，增加土壤液相比例，提高土壤含水率。馬鑫等[7]研究認(rèn)為，由于壤砂土的孔隙較大、黏粒量較少，對保水劑的吸水特性影響較小，因此，小粒徑保水劑處理的土壤-保水劑混合體系含水率較高。Banedjschafie等[8]研究認(rèn)為，由于小粒徑保水劑與土壤的有效接觸面積更大，土壤中微小顆粒和養(yǎng)分離子更易進(jìn)入保水劑內(nèi)部，破壞其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，影響小粒徑保水劑吸水膨脹能力，導(dǎo)致土壤-保水劑混合體系含水率較低。此外，土壤保水能力對植物抗旱具有重要影響。已有研究表明，施用保水劑能顯著提高土壤保水能力，緩解干旱脅迫對植物的不利影響[9]，但不同粒徑保水劑對土壤保水能力和植物抗旱效果的影響鮮有報道。

【切入點】當(dāng)前，保水劑對煙草抗旱的研究主要集中在不同種類保水劑和保水劑的不同用量方面。聚丙烯酸鹽型保水劑由于聚合方法和生產(chǎn)工藝已相對成熟，性能指標(biāo)較好，吸水率高且成本低，已在煙草種植領(lǐng)域大量應(yīng)用。然而，大多數(shù)研究均是在未明確其不同粒徑的抗旱能力下進(jìn)行的，這將導(dǎo)致保水劑很難呈現(xiàn)最佳的抗旱能力[10-11]?！緮M解決的關(guān)鍵問題】鑒于此，本研究以0.3～1.0、1.0～2.5 mm和2.5～4.75 mm粒徑聚丙烯酸鹽型保水劑為試驗材料，通過盆栽試驗探究不同粒徑保水劑對土壤-保水劑混合體系水分特性及干旱脅迫下煙苗生長發(fā)育的影響，以期為保水劑在煙草抗旱技術(shù)中的應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

研究用煙苗品種為K326；保水劑為聚丙烯酸鹽型保水劑（由恒廣源吸水材料有限公司制造），粒徑分別為0.3～1.0、1.0～2.5、2.5～4.75 mm；供試土壤為黃褐土（風(fēng)干后過60目篩，屬于耕作土），取自河南農(nóng)業(yè)大學(xué)許昌校區(qū)科教園區(qū)，土壤pH值為7.55，有機(jī)質(zhì)量為20.04 g/kg，堿解氮量為72.80 mg/kg，速效磷量為9.40 mg/kg，速效鉀量為120.30 mg/kg，水溶性氯量為23.80 mg/kg。

1.2 土壤試驗

1.2.1 田間持水率測定

準(zhǔn)確稱取0.5 g不同粒徑的保水劑，分別與200.0 g風(fēng)干土混勻后裝入塑料盆中，塑料盆規(guī)格為7 cm×7 cm（直徑×高度），底部有小孔。采用浸水法使土壤吸水飽和，將裝有保水劑和風(fēng)干土的塑料盆（Ma, g）浸入3 cm深的水中，吸水飽和后取出放置24 h，待土壤水分穩(wěn)定后開始測量整個塑料盆質(zhì)量（Mb, g）。試驗期間注意保持土壤形態(tài)，以免影響試驗結(jié)果，每個處理重復(fù)3次，田間持水率計算方法為：

1.2.2 保水率測定及土體情況記錄

按1.2.1的方法測定塑料盆未浸水時的質(zhì)量（Ma, g），浸水飽和后的塑料盆質(zhì)量（Mb, g），將浸水飽和后塑料盆自然放置，每隔1 d測定其質(zhì)量（Mi, g）。保水率計算方法為：

式中：Ma為未浸水的塑料盆質(zhì)量（g）；Mb為浸水飽和后的塑料盆質(zhì)量（g）；Mi為浸水飽和后塑料盆每天的質(zhì)量（g）。

將自然放置干燥15 d后的土體拍照記錄。

1.3 盆栽試驗

試驗設(shè)置4個處理，具體的試驗設(shè)計方案見表1。將200.0 g風(fēng)干土與不同粒徑保水劑混勻，倒入塑料盆，每個處理均移栽12株煙苗。將移栽好后的盆栽浸入3 cm水層中靜置8 h，確保每個盆栽吸水后土壤達(dá)到飽和狀態(tài)，此后不再進(jìn)行灌水，于移栽11 d后取樣。

表1 試驗設(shè)計方案Table 1 Test design scheme

1.3.1 煙苗生物量、萎蔫時間、死亡時間測定

參考文獻(xiàn)[12]的方法測定煙苗生物量，參考文獻(xiàn)[13]的方法測定煙苗開始萎蔫時間（每天21:00觀測煙苗，如出現(xiàn)萎蔫，于次日09:00再進(jìn)行觀測，如仍然萎蔫，則開始記錄）、死亡時間（每天21:00觀測煙苗，當(dāng)煙苗出現(xiàn)干枯，輕觸后發(fā)生破碎現(xiàn)象，則記錄煙苗死亡）。

1.3.2 葉片水分指標(biāo)測定

采用快速稱質(zhì)量法測定葉片水分。取生長點下第3片葉，稱其質(zhì)量（Ma, g），隨后浸沒到黑暗條件下4 ℃去離子水中靜置5 h，隨后用濾紙擦干葉片表面水分，稱其質(zhì)量（Mb, g），再將此葉片浸沒于黑暗條件下4 ℃的65%蔗糖溶液中靜置5 h，隨后用去離子水洗凈、擦干，稱其質(zhì)量（Mc, g）。最后將葉片在65 ℃條件下烘干至恒質(zhì)量，稱其干質(zhì)量（Md, g）。

1.3.3 葉片抗氧化酶活性測定與DAB、Trypan blue染色

葉片超氧化物歧化酶（SOD）活性采用氮藍(lán)四唑法測定，過氧化氫酶（CAT）活性采用紫外吸收法測定，過氧化物酶（POD）活性采用愈創(chuàng)木酚法測定。DAB染色參照Shi等[14]方法，Trypan blue染色參照Islam等[15]方法。

1.3.4 葉片可溶性蛋白、丙二醛（MDA）量測定

葉片可溶性蛋白量測定采用考馬斯亮藍(lán)G-250比色法，MDA量測定采用硫代巴比妥酸法。

1.4 數(shù)據(jù)分析

所有試驗數(shù)據(jù)均通過Excel 2016和SPSS軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析，采用Duncan法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同粒徑保水劑對土壤-保水劑混合體系田間持水率的影響

由圖1可知，各粒徑保水劑均能顯著提高田間持水率，其中1.0～2.5 mm粒徑保水劑處理下的田間持水率與2.5～4.75 mm粒徑保水劑處理無顯著差異，但均顯著高于0.3～1.0 mm粒徑保水劑，較CK和0.3～1.0 mm粒徑保水劑分別提高了28.04%、11.34%和30.49%、13.47%。

圖1 不同粒徑保水劑土壤-保水劑混合體系田間持水率Fig.1 Effect of different particle sizes of water absorbent polymer on field water capacity of soil water retaining agent mixture system

2.2 不同粒徑保水劑對土壤-保水劑混合體系保水率的影響

由圖2可知，1.0～2.5 mm粒徑保水劑能較好地提高土壤-保水劑混合體系的保水率。0.3～1.0 mm粒徑保水劑處理在第2～6 d的保水率均低于CK，在第7天后才開始略高于CK。2.5～4.75 mm粒徑保水劑處理的保水率整體高于CK和0.3～1.0 mm粒徑保水劑處理，但低于1.0～2.5 mm粒徑保水劑處理。在第10天，CK、0.3～1.0、1.0～2.5 mm和2.5～4.75 mm粒徑保水劑處理的保水率分別為3.87%、9.80%、20.04%和15.31%。CK在第11天時的保水率趨于0，而0.3～1.0、1.0～2.5 mm和2.5～4.75 mm粒徑保水劑處理的保水率接近0時分別在第12、14、14天。

圖2 不同粒徑保水劑土壤-保水劑混合體系保水率Fig.2 Effect of different particle sizes of water absorbent polymer on water retention rate of soil water retaining agent mixed system

2.3 不同粒徑保水劑對土體的影響

在土壤中施用保水劑會使土壤膨脹（圖3）。CK由于沒有添加保水劑，保持了土壤原始形態(tài)，0.3～1.0 mm粒徑保水劑吸水膨脹時體積變化較小，因此土壤形成細(xì)小裂縫，1.0～2.5、2.5～4.75 mm粒徑保水劑下的土壤體積變化較大，土壤出現(xiàn)較大裂縫，2.5～4.75 mm粒徑處理下的裂縫最為明顯。

圖3 不同粒徑保水劑土體狀況Fig.3 Effect of water absorbent polymer with different particle size on soil condition

2.4 干旱脅迫下不同粒徑保水劑對煙苗生理特性的影響

移栽10 d后，不施保水劑處理的煙苗出現(xiàn)萎蔫，而施用保水劑處理下的煙苗表現(xiàn)均良好；移栽后11 d，T1處理和T3處理下的煙苗均出現(xiàn)不同程度的萎蔫，T2處理煙苗表現(xiàn)良好（圖4）。由表2可知，保水劑處理較CK均顯著增加了煙苗鮮質(zhì)量和干質(zhì)量，其中以T2處理效果最好，顯著高于T1處理。保水劑處理均延后了煙苗的萎蔫時間，其中以T2處理效果最佳，較CK、T1處理和T3處理分別延后了2、1 d和0.67 d。T2、T3處理顯著增加了萎蔫時的土壤含水率，這是由于粒徑大的保水劑在后期的釋水阻力增大所致。保水劑處理均顯著延遲了煙苗的死亡時間，其中以T2、T3處理效果較好，較CK和T1處理延遲了2.34 d和1 d。

圖4 不同粒徑保水劑下的煙苗生長情況Fig.4 Effects of water absorbent polymer with different particle sizes on the growth of tobacco seedlings

表2 不同粒徑保水劑下的煙苗生物量及生理特性Table 2 Effects of water absorbent polymer with different particle sizes on biomass and physiological characteristics of tobacco seedlings

注 同列不同小寫字母表示各處理差異顯著（Plt;0.05），下同。

2.5 干旱脅迫下不同粒徑保水劑對煙苗葉片水分的影響

由表3可知，保水劑提高了葉片總含水率，T2處理效果較好，較CK、T1處理和T3處理分別提高4.93%、3.33%和2.00%。保水劑顯著提高了葉片自由水量，T2處理效果最佳，較CK、T1處理和T3處理分別提高11.81%、6.14%和4.23%。保水劑處理降低了煙葉的束縛水量和束縛水/自由水，這可能是由于CK受到的干旱脅迫較為嚴(yán)重，煙苗為抵御干旱逆境，促進(jìn)了自身自由水向束縛水的轉(zhuǎn)化；保水劑處理均顯著提高了煙葉的相對含水率，T2處理效果最佳，分別較CK、T1處理和T3處理提高24.35%、8.60%和10.17%。植物水分缺失越嚴(yán)重，其水分飽和虧數(shù)值越大，T2處理較CK、T1、T3處理均顯著降低了葉片的水分飽和虧，分別降低63.51%、41.32%、45.08%。

表3 不同粒徑保水劑下的煙苗葉片水分Table 3 Effects of water absorbent polymer with different particle sizes on leaf moisture of tobacco seedlings

2.6 干旱脅迫下不同粒徑保水劑對煙苗葉片抗氧化酶活性的影響

干旱脅迫會導(dǎo)致植物體內(nèi)活性氧（ROS）大量積累，必須依靠自身抗氧化酶系統(tǒng)對抗其毒害作用，因此，在煙苗受到干旱脅迫時，其抗氧化酶活性會大幅上升。由圖5可知，保水劑處理較CK顯著降低了煙苗葉片的SOD、POD、CAT活性，且均以T2處理最低。T2處理的SOD活性較CK、T1、T3處理分別降低114.86%、53.42%、14.66%，POD活性分別降低211.93%、38.42%、36.04%，CAT活性分別降低67.05%、34.68%、43.64%。

2.7 干旱脅迫下不同粒徑保水劑對煙苗葉片MDA量和可溶性蛋白量的影響

植物在遭受干旱脅迫時，體內(nèi)ROS大量積累，從而加劇膜脂過氧化，造成細(xì)胞膜氧化損傷，MDA是膜脂過氧化最終產(chǎn)物之一。保水劑處理均顯著降低葉片中MDA量（圖6），T1處理與T3處理間無顯著差異，且均顯著高于T2處理。T2處理較CK、T1處理和T3處理分別降低了273.29%、127.51%和84.27%?？扇苄缘鞍资侵参锛?xì)胞質(zhì)中最主要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)之一，當(dāng)植物遭受干旱脅迫時，會主動積累可溶性蛋白來維持較低的滲透式，抵抗干旱脅迫。由圖6可知，T2、T3處理顯著降低了葉片中可溶性蛋白量，有效緩解了干旱對煙苗的影響。T2處理較CK和T1處理分別降低了27.73%、18.03%。

圖5 不同粒徑保水劑下的煙苗葉片抗氧化酶活Fig.5 Effect of different particle size water absorbent polymer on antioxidant enzyme activity of tobacco seedling leaves

圖6 不同粒徑保水劑下的煙苗葉片MDA量和可溶性蛋白量Fig.6 Effects of water absorbent polymer with different particle sizes on MDA and soluble protein contents in leaves of tobacco seedlings

2.8 干旱脅迫下不同粒徑保水劑對煙苗葉片DAB、Trypan blue染色的影響

DAB可與植物體內(nèi)H2O2反應(yīng)生成棕色物質(zhì)，當(dāng)植物遭受干旱脅迫時會積累大量的H2O2，而過量的H2O2會對細(xì)胞造成氧化傷害，葉片DAB染色結(jié)果表明（圖7），CK的葉片H2O2積累明顯，其次是T1處理和T3處理，T2處理的H2O2積累最少。當(dāng)細(xì)胞損傷或死亡時，Trypan blue可穿透變性的細(xì)胞膜，與解體的DNA結(jié)合，使其著色，CK出現(xiàn)大面積藍(lán)色，其次是T1處理和T3處理，T2處理顏色最淺，說明T2處理有效緩解了干旱脅迫對煙苗的不利影響。

圖7 煙苗葉片DAB、Trypan blue染色Fig.7 DAB and Trypan blue staining of tobacco seedling leaves

3 討 論

3.1 不同粒徑保水劑對土壤-保水劑混合體系水分特性的影響

不同粒徑保水劑對土壤-保水劑混合體系水分的影響是一個復(fù)雜過程，需要同時考慮保水劑自身特性以及土壤因素。小粒徑保水劑在水溶液中相較于大粒徑保水劑具有更高的吸水倍率[4]，但在土壤中，保水劑會受到來自土壤各個方向的壓力，限制其吸水后體積膨脹[13]，同時大粒徑保水劑含有更多的高分子，使其內(nèi)部空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定，具備更強(qiáng)的抗張強(qiáng)度，能更有效地抵抗土壤壓力對保水劑吸水膨脹的限制，提高土壤-保水劑混合體系的含水率。小粒徑保水劑吸水膨脹后對其凝膠網(wǎng)絡(luò)上負(fù)離子基團(tuán)的吸引力較強(qiáng)，易限制保水劑中凝膠網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)張，甚至收縮，導(dǎo)致小粒徑保水劑易發(fā)生體積相變，進(jìn)而抑制了保水劑的吸水和保水能力，導(dǎo)致土壤-保水劑混合體系含水率降低[16-17]。本研究中，1.0～2.5、2.5～4.75 mm粒徑保水劑對土壤-保水劑混合體系田間持水率的影響顯著高于0.3～1.0 mm粒徑保水劑，這與李興等[6]研究結(jié)果一致，而與馬鑫等[7]研究結(jié)果不同。這可能是由于本試驗使用的黃褐土黏性、密度較大，土體對0.3～1.0 mm粒徑保水劑吸水膨脹的限制作用較強(qiáng)，同時黃褐土中微小顆粒和化學(xué)離子較多[18]，更易進(jìn)入0.3～1.0 mm粒徑保水劑內(nèi)部，破壞保水劑內(nèi)部空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，降低其吸水膨脹能力，導(dǎo)致土壤-保水劑混合體系田間持水率較低。小粒徑保水劑比表面積更大，與水分接觸面積更大，因此吸水速率更快，吸水飽和所需時間更短，但保水能力較差；大粒徑保水劑吸水速率較慢，吸水飽和時間較長，但保水能力較強(qiáng)[5]，同時有研究表明，保水劑在土壤中吸水膨脹和釋水收縮過程中的體積變化會直接影響土壤的膨脹率，增加土壤孔隙度，降低土壤體積質(zhì)量[19]，在本研究中，2.5～4.75 mm保水劑吸水膨脹后體積變化過大，嚴(yán)重破壞了土體形態(tài)，產(chǎn)生較大裂縫，而土壤產(chǎn)生的裂縫會加劇土壤水分的蒸發(fā)，導(dǎo)致其水分散失較快；雖然0.3～1.0 mm粒徑保水劑處理的土壤裂縫較小，但小粒徑保水劑本身的保水能力較差，而1.0～2.5 mm粒徑保水劑處理產(chǎn)生的土壤裂縫小于2.5～4.75 mm處理，同時保水劑本身保水能力強(qiáng)于0.3～1.0 mm處理，因此導(dǎo)致了1.0～2.5 mm粒徑保水劑處理的保水能力較強(qiáng)。綜上所述，在黃褐土中施用1.0～2.5、2.5～4.75 mm粒徑保水劑更有利于提高土壤-保水劑混合體系田間持水率，1.0～2.5 mm粒徑保水劑更有利于提高土壤-保水劑混合體系的保水率。

3.2 不同粒徑保水劑緩解干旱脅迫對煙苗生長發(fā)育的影響

干旱脅迫限制了植物對水分的吸收及轉(zhuǎn)運(yùn)，導(dǎo)致植物組織失水、葉片相對含水率和自由水量降低，束縛水量升高，同時植物中水分量過低會導(dǎo)致其氣孔關(guān)閉、光化學(xué)過程緩慢，造成光合效率低下，最終導(dǎo)致其生長緩慢、生物量降低[20]?？寡趸傅幕钚耘c植物對抗逆境脅迫密切相關(guān)，干旱脅迫會導(dǎo)致植物體內(nèi)ROS大量積累，過量的ROS會引起植物體內(nèi)生物大分子的氧化損傷甚至細(xì)胞死亡，因而植物會通過誘導(dǎo)抗氧化酶活性升高，以清除體內(nèi)的ROS自由基，避免或減輕細(xì)胞受到的氧化損傷[21]，同時大量的ROS會氧化分解細(xì)胞膜中不飽和脂肪酸，使細(xì)胞膜系統(tǒng)遭受損傷，產(chǎn)生大量的膜脂過氧化產(chǎn)物，如MDA[22]。H2O2是ROS中的一種，其對植物的傷害不僅表現(xiàn)在其大量積累所導(dǎo)致的直接傷害，更嚴(yán)重的是其可以轉(zhuǎn)化為反應(yīng)力更強(qiáng)的OH-和O2[23]。在本研究中，1.0～2.5 mm粒徑保水劑處理的土壤-保水劑混合體系田間持水率較高，保水能力較強(qiáng)，因此相較于0.3～1.0 mm和2.5～4.75 mm粒徑保水劑處理土壤-保水劑混合體系含水率更高。因此，當(dāng)CK煙苗萎蔫嚴(yán)重，T1處理和T3處理開始萎蔫時，T2處理煙苗仍然處于正常生長發(fā)育階段，這也解釋了T2處理煙苗的生物量積累較高，總含水率、相對含水率、自由水量較高，束縛水量、束縛術(shù)/自由水、水分飽和虧較低，相比T1處理和T3處理，T2處理有效緩解了干旱脅迫對煙苗的不利影響，降低了其抗氧化酶活性和可溶性蛋白量，同時其體內(nèi)H2O2積累較少，降低了H2O2對細(xì)胞膜的損傷。

4 結(jié) 論

1）1.0～2.5、2.5～4.75 mm粒徑保水劑更有利于提高土壤-保水劑混合體系田間持水率，1.0～2.5 mm粒徑保水劑處理的土壤-保水劑混合體系保水能力最強(qiáng)。

2）1.0～2.5 mm粒徑保水劑處理有效緩解了干旱脅迫對煙苗的不利影響，提高了煙苗生物量、總含水率、相對含水率、自由水量，降低了束縛水量、束縛水/自由水、水分飽和虧；減少了煙苗體內(nèi)H2O2積累，降低了SOD、POD、CAT活性和MDA量、可溶性蛋白量。

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Effect of Water Adsorption Polymer Size on Soil Water Retention and Growth of Tobacco Seedlings

XIA Maolin1, LI Hongchen2, ZHAO Huaxin3, LI Pengyu1, LIU Lingling2,GUAN Weidong4, CHANG Jianbo2, WANG Zhijun4*, JI Xiaoming1*
(1. College of Tobacco Henan Agricultural University, Zhengzhou 450002, China; 2. Sanmenxia Company of Henan Tobacco Corporation, Sanmenxia 472000, China; 3. College of Life Sciences Henan Agricultural University, Zhengzhou 450002, China;4.Lushi Company of Sanmenxia tobacco company, Sanmenxia 472200, China)

【Objective】 Drought is the most common abiotic stress affecting agricultural production in most countries, and alleviating its detrimental effect is critical to safeguarding crop growth. The purpose of this paper is to compare the efficacy of water adsorption polymer in improving soil water retention and growth of tobacco seedlings.【Method】 Water adsorption polymer particles with diameter in the range of 0.3～1.0 mm (T1), 1.0～2.5 mm (T2),and 2.5～4.75 mm (T3) were mixed with soil thoroughly prior to planning, respectively, with soil not being amended as the control (CK); plants in all treatments were under water stress. The field water capacity, water retention rate, as well as the growth and development of the tobacco seedlings were measured in each treatment.【Result】 The field capacity maximized when the particle diameter was in the range of 2.5～4.75 mm, up 30.49% higher than that in the CK. Mixing soil with polymer particles with diameter in the range of 1.0～2.5 mm gave the highest soil water retention capacity. Soil amended by polymer particles with diameter in the range of 1.0～2.5 mm can effectively alleviate drought stress, promoting biomass accumulation in the plant. Soil amendment increased its total water content, relative water content and free water content in tobacco leaves by 4.93%, 24.35% and 11.81%, respectively,while reduced bound water, bound technique/free water, and water saturation deficit by 5.25%, 16.18%, and 63.51%,respectively. Compared with CK, soil amendment with the polymer also reduced the activities of SOD, POD, CAT,MDA, and soluble protein in the plant by 114.86%, 211.93%, 67.05%, and 273.29%, 27.73% respectively.【Conclusion】Amending the soil with water absorbent polymer particles with diameter in the range of 1.0～2.5 mm is most effective to improve the field capacity and water-retention capacity of the soil, effectively alleviating drought stress to tobacco seedlings.

water absorbent polymer; particle size; water; drought stress; tobacco

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S27

A

10.13522/j.cnki.ggps.2022212

1672 - 3317（2022）11 - 0014 - 08

2022-04-17

河南省煙草公司三門峽市公司項目（2022411200200004x）

夏茂林（1997-），男。碩士研究生，主要研究煙草化學(xué)。E-mail: 2359533942@qq.com

姬小明（1972-），女。教授，博士生導(dǎo)師，主要研究煙草化學(xué)。E-mail: xiaomingji@henau.edu.cn

王志軍（1968-），男。助理農(nóng)藝師，主要從事煙葉生產(chǎn)管理。E-mail: wangzhijun19681204@163.com

責(zé)任編輯：韓 洋