孟婷婷 孔輝 陳亭亭

[摘 要] 超吸水纖維（SAF）是一種常用在工業(yè)上的保水劑，在農業(yè)土壤中鮮有應用。本文開展溫室盆栽試驗，將沙質土壤與不同量的SAF混合種植三葉草，探究SAF對土壤的保水性能以及對三葉草生長特性的影響。結果表明，不添加SAF處理的三葉草地上生物量隨著時間的延長呈增加趨勢，而2%SAF和4%SAF處理的三葉草地上生物量隨著時間的延長呈降低趨勢，3個月培養(yǎng)期內不添加SAF處理的三葉草地上生物量顯著高于2%SAF和4%SAF處理。這表明SAF與土壤混和施用培育植物，達不到預期效果，建議后期試驗驗證時把SAF鋪在土壤深層主根系下方，利于根系下扎。

[關鍵詞] 超吸水纖維;三葉草;地上生物量;土壤板結

[中圖分類號] S152 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-7909（2020）28-119-2

超吸水纖維（SAF）是一種吸液量大、吸液速度快的新型功能纖維，能吸收自身質量幾十倍甚至上百倍的水，其是繼高吸水性樹脂（SAP）之后而發(fā)展起來的一種新型功能材料[1]。SAF不同于普通纖維的物理吸附，而是通過化學吸收原理吸水液體后，自身產生膨脹，而將液體封存于纖維內并難以擠壓出來。目前，SAF主要被應用于工業(yè)、醫(yī)療、食品等領域。

人們對保水劑的保水、保肥效果和對土壤物理性質的影響進行了大量研究。結果表明，保水劑應用于節(jié)水農業(yè)，能起到抗旱保水、減少灌水量、改良土壤結構的作用，使水分利用效率得到大大提高[2-4]。市場上常見的傳統(tǒng)保水劑在農業(yè)上應用較為廣泛，但SAF作為紡織業(yè)的原材料在土壤水分保持方面應用較少。

林存峰等研究表明超吸水纖維美植袋能顯著提高4種苗木的成活率，有效緩解林木種植后的土壤水分損失[5]。胡雅驗證了SAF對沙壤土吸水及保水性能的影響，將風干土和一定量的SAF混合，按照容重1.45 g/cm3分層均勻填裝到環(huán)刀中，測定其吸水倍率由高到低分別為10%SAF>5%SAF>CK，蒸發(fā)速率由大到小依次為CK>5%SAF>10%SAF，添加10%超吸水纖維的土壤釋水過程穩(wěn)定、保水性能較好[6]?；谝陨涎芯浚疚脑O置溫室盆栽試驗，進一步探究SAF及不同施用量對土壤保水性能及植物生長特性的影響。

1 材料與方法

1.1 供試土壤

試驗所用土壤采自陜西省商洛市商州腰市鎮(zhèn)土地整治項目0～30 cm土層褐土，土壤黏粒含量較低，沙壤質地，疏松多孔，通氣良好，不易積水，供肥性快，不耐旱，保水保肥性能差。

1.2 供試植物

供試植物選擇常見的經濟作物三葉草。

1.3 試驗設計

本研究選用南通江潮纖維制品有限公司生產的超吸水纖維（見圖1），添加量分別為2%（W1），4%（W2），以不添加保水材料為對照（CK），每個處理重復3次。供試土壤經自然風干，過2 mm篩，SAF剪碎過2 mm篩，每盆裝土+保水劑5 000 g，將保水劑按設定量依次加入底部帶孔的花盆中，每盆施入氮肥4 g、磷肥和鉀肥各1 g，與土、保水劑充分混勻。土壤水分保持在田間持水量的80%時，種植三葉草，之后置于溫室內培養(yǎng)。每次等量灌水500～600 mL，使保水劑和土壤吸水充分，觀察三葉草長勢并定期測定地上生物量。

2 結果與分析

由圖2可以看出，不同處理下三葉草均能出苗，但長勢不同。施用2%SAF處理三葉草出苗正常，但是因為施用保水劑造成了土壤板結，透氣性降低，后期三葉草逐漸發(fā)黃，長勢不及CK長勢。施用4%SAF的處理，由于保水劑吸水膨脹導致土壤呈果凍狀，三葉草根系難以下扎，出苗困難;土壤干裂，透氣性降低，三葉草長勢不如CK及2%SAF處理。

如圖3所示，CK處理下三葉草地上生物量隨著時間的延長呈增加趨勢，而2%SAF和4%SAF處理下三葉草地上生物量隨著時間的延長呈降低趨勢。3個月培養(yǎng)期內，三葉草地上生物量CK顯著高于2%SAF和4%SAF處理。其原因是施用SAF的土壤雖然保水性能增加，但是混合土壤吸水后呈果凍狀，且SAF與沙土混合存在吸水釋水，使得三葉草根系難以下扎。同時，吸水釋水過程的存在導致土壤孔隙度改變，也影響三葉草根系生長。因此，施用SAF的三葉草地上生物量低于空白處理，而且培養(yǎng)時間越長，土壤透氣性越差，土壤越板結嚴重，造成三葉草地上生物量減少。

3 結語

保水劑SAF剪碎混合在土壤中，可以增加土壤的空隙度及保水性能，而在盆栽試驗中，種植三葉草雖然保水性能增加，但是造成三葉草地上生物量減產，因此保水劑SAF剪碎混合在土壤用于保水達不到預期效果。建議將保水劑SAF平鋪在耕層以下，使保水劑SAF分布在主根系以下，來驗證SAF能否應用于農業(yè)土壤保水。

參考文獻

[1]李強林，黃方千，蔣學軍，等.超吸水纖維的研究進展及其應用[J].成都紡織高等?？茖W校學報，2017（1）：195-200.

[2]田露，李立軍，郭曉霞，等.不同保水材料對內蒙古黃土高原旱作玉米幼苗生長及土壤貯水特性的影響[J].干旱地區(qū)農業(yè)研究，2013（5）：54-60.

[3]杜社妮，郭勝利，王百群，等.保水劑粒徑對秦巴山區(qū)土壤水分及烤煙生長的影響[J].水土保持通報，2018（6）：103-112.

[4]劉瑞鳳，楊紅善，李安，等.PAA-att復合保水劑對土壤物理性質的影響[J].土壤通報，2006（2）：231-235.

[5]林存峰，李東琴，李金云.超吸水纖維對荒漠區(qū)生態(tài)林營造成效的影響[J].林業(yè)科技通訊，2019（9）：91-92.

[6]胡雅.兩種高吸水性聚合物吸水性能對比研究[J].農村實用技術，2019（12）：106-107.