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保水剂节水机理及其抗旱造林效果研究

陈宝玉  
【摘要】:水资源短缺是制约我国北方广大干旱半干旱地区社会经济发展和生态环境建设的重要因素。因此在干旱半干旱地区造林,节水及提高水的利用率是林业可持续发展的重要问题。保水剂的应用是一项重要的抗旱节水技术,本项研究以青海省“绿宝”公司提供的三种类型保水剂为材料,其一对保水剂的保水性能、保水剂对土壤物理性质影响机理进行探索;其二,采用盆栽试验方法,分析保水剂对苗木生长及生理功能影响;其三,在地处河北省坝上地区的崇礼县和康保县,采用田间试验研究方法,研究保水剂定量使用方法和应用效果,以及应用保水剂成本效益分析。试图为干旱半干旱地区的造林提供理论指导,为保水剂国标的制定提供依据。试验得出以下初步结论: (1) 保水剂吸水后呈凝胶状态,保水剂的吸水能力与溶液中的离子浓度呈负相关。在所试溶液中均以小颗粒的吸水倍数最高,尤以蒸馏水中为最,数值可达386.013倍。小颗粒的吸水速率也最高、在室内外的保水性最强,在同样条件小颗粒下能用33分钟吸收自身吸水倍数的80%,吸饱水的保水剂在裸露条件下,室内能保水5天以上,室外能保水2天以上。“绿宝”保水剂能反复吸水27次以上,使用寿命较长。 (2) 土壤中加入保水剂后能够显著降低自身的容重,且随用量的增加,容重降低得越多,混剂土的膨胀率也增加,保水剂能调节土壤温度的变化,使土壤的昼夜温差减小。保水剂加入土壤后对土壤的PH值影响较小,对土壤水分的蒸发有明显的抑制效应,混剂土中的水分会向四周的干燥土壤扩散,其扩散距离是对照的二倍,硬度比对照减小。土壤中加入绿宝保水剂后,所保持的水分绝大部分为有效水(0~1.5MPa)。保水剂盆栽处理均促进了廊坊杨和爬山虎的生长,其根系的长度、根的条数、基径粗、生物量和根冠比均比对照大。保水剂处理能明显的延缓水势的下降和电导率的升高。随水分胁迫的加剧,净光合速率下降(Pn)、气孔阻力(Rs)增加、蒸腾速率(TRN)增加。但相对于对照来说,其增加或减少的都比较缓慢,原因为保水剂的调节作用。经方差分析小颗粒的10g处理差异最显著。保水剂改变了植物水分动力学和土壤水分动力学的关系,使土壤水势随土壤水分胁迫的加剧降低得缓慢,延长了有效水分供植物利用的时间,有力的证明了保水剂不会产生水分倒吸这一多数人们所关心的问题。由于廊坊杨和爬山虎的生物学特性的差别,廊坊杨叶水势及电导率与土壤含水量的关系可用指数方程来拟合,而爬山虎的变化却呈周期性。 (3) “绿宝”保水剂均能显著的提高造林的成活率,使苗木的成活率达到90%以上,保存率达到70%~90%。在苗木受到水分胁迫时,保水剂各处理均能持续的供给苗木水分,各种苗木侧根数、侧根长、生物量、根干物质重、根冠比对照增加1.4~9倍。在用保水剂进行造林时,并不是保水剂用量越多越好,而是有一定的适应比例。崇礼就是粉末1.0%和小颗粒10g的较好,而康保使用事先浸饱水形成凝胶的大颗粒3kg就表现的很好。 (4) 利用保水剂造林成本较高,但此方法可以提高造林的成活率,减少补植工作量或重造次数,也就相应降低了造林成本。保水剂不是造水剂,保水剂作用发挥是在有降水的条件下。因而选用保水剂造林时,要因地而异,选择合适的保水剂剂型,只要掌握了使用比例、方法、选好造林季节,保水剂造林不仅效果好,而且经济上是可行的, 这种效益在立地条件差的地区更明显。


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