全 文 ：文章编号 :100028551 (2006) 042345204
多功能保水剂对黄瓜生长及产量的影响
陈海丽1 　吴　震1 　刘明池2
(11 南京农业大学园艺学院 ,江苏 南京　210095 ; 21 国家蔬菜工程技术研究中心 ,北京　100089)
摘 　要 :本文研究新型多功能保水剂对黄瓜生长 ,产量 ,品质及水分利用率的影响。试验结果表明 ,这种
新型多功能保水剂可以提高土壤绝对含水量 ,有效的促进黄瓜营养生长 ,黄瓜产量、结果数、单果重和水
分利用率 ,分别提高了 13112 %、10134 %、2152 %、13112 % ,但对品质影响不大。
关键词 :保水剂 ;黄瓜 ;生长 ;产量 ;水分利用率
EFFECTS OF NEW AQUASORB ON CUCUMBER GROWTH AND YIELD
CHEN Hai2li1 　WU Zhen1 　LIU Ming2chi2
(11 College of Horticulture , Nanjing Agriculture University , Nanjing , Jiangsu 　210095 ;
21National Engineering Research Center for Vegetables , Beijing 　100089)
Abstract :The application of a new aquasorb in cucumber culture was studied. The result showed that the new aquasorb could
increase absolute soil moisture ; enhancing plant height , stem diameter , leaf number , the largest leaf length and width ; the
yield , fruit number , fruit weight and WUE increased 13112 % , 10134 % , 2152 % and 13112 % respectively. But little effect
was found on quality.
Key words :aquasorb ; cucumber ; growth ; yield ; WUE
收稿日期 :2005209230
基金项目 :国家科技攻关项目 (2004BA521B010) 、北京市科技重大项目 ( Y0704002040531)
作者简介 :陈海丽 (19812) ,女 ,山西临汾人 ,硕士在读 ,主要从事蔬菜生理生态研究。刘明池为通讯作者 ,Email :liumingchi99 @yahoo. com. cn
　　我国水资源日益短缺。目前农业年灌溉用水量
3500 亿 m3 ,占全国总用水量的 70 %以上 ,是第一用水
大户 ,但约有一半以上的灌溉水因渗漏、蒸发和管理不
善等原因未被作物直接利用 ,提高灌溉水利用效率的
潜力还很大[1 ] 。目前 ,生产中使用滴灌、喷灌等工程节
水技术较多 ,但投资较大 ,而近年来研究较多的保水
剂[2～6 ]不仅投资少 ,也是农艺节水的一种新途径和新
方法。当前使用的保水剂 (Aquasorb 或 Super Absorbent
Polymer ,SAP)多是利用强吸水性树脂制成的高分子聚
合物 ,虽然吸水与保水能力较好 ,但是成本高 ,并且其
生产过程中产生的丙烯腈等单体可能对环境造成一定
的危害[7 ] 。最近 ,国家蔬菜工程技术研究中心研发了
一种多功能保水剂 ,它是以淀粉类保水剂为主体 ,附加
植物生长所需营养成分和功能成分 ,具有保水、保肥、
促进植物根系和地上部生长的多重功效。淀粉类保水
剂是以玉米为主要原料 ,利用天然高分子接枝技术 ,采
用独特的生产工艺和配方加工而成的新型天然高分子
聚合物 ,可降解、pH值中性、无毒、不污染环境 ,属于生
态安全型节水产品 ,在农业中具有广泛应用前景。
本文将多功能保水剂应用于保护地主要耗水蔬菜
黄瓜栽培中 ,研究其对黄瓜生长、产量、品质及水分利
用率的影响 ,以期为这种新型多功能保水剂在蔬菜中
的应用提供一定的依据。
1 　材料与方法
111 　试验材料
供试的黄瓜品种为北京 103 ,由国家蔬菜工程技
术研究中心提供。保水剂为国家蔬菜工程技术研究中
心提供的新型多功能保水剂。这种保水剂为浅黄色粉
543　核 农 学 报　2006 ,20 (4) :345～348Journal of Nuclear Agricultural Sciences
状颗粒的混合物 ,pH 值 6～8 ,在纯水中吸水倍数约为
400 倍 ,10min 左右就可以达到吸水饱和 ,受 pH 变化影
响不大 ,在 pH6～8 范围内吸水倍数为 200～300 倍。
112 　试验方案
试验于 2005 年 326 月在国家蔬菜工程技术研究中
心日光温室进行。试验设两个处理 ,保水剂处理和未
施用保水剂处理 (对照) 。土壤沟施保水剂 ,深度 15～
20cm ,用量 45kgΠhm2 ,对照中也添加了等量的营养成分
和功能成分。采用 72 孔穴盘基质育苗 ,2005 年 3 月 5
日播种 ,2005 年 4 月 1 日黄瓜幼苗三叶一心时定植 ,小
区面积 613m2 ,重复 3 次 ,随机排列。当保水剂处理缺
水时浇水 ,对照浇相同水量。定植时每小区浇定植水
01483m3 ,试验期内共浇 6 次水 ,平均每次浇 01156m3 。
113 　测定指标
定植后每 7d 测定株高、叶片数 ,拉秧前测定黄瓜
节间长度。每小区选 5 株 ,定株测定。盛瓜期测定黄
瓜含水量、可溶性糖含量、Vc 和粗蛋白含量 ,以及叶片
叶绿素含量。详细记录用水量 ,黄瓜结果数、单果重和
产量。
可溶性糖含量采用蒽酮比色法测定 ,Vc 含量采用
2 ,6 - 二氯酚靛酚滴定法测定 ,粗蛋白含量采用自动凯
氏定氮仪测定方法 ,叶绿素含量采用 80 %丙酮提取法
测定[7 ] 。
土壤水分取样方法及测定 :在黄瓜结果期 ,取 1 次
浇水周期 ,在浇水后第 2、5、10、15 天取土样测定含水
量。取不同深度土样 ,分别在 0～10、10～20、20～30cm
土层取土 ,烘干法测定土壤绝对含水量[9 ] 。
土壤绝对含水量 = (湿土重 - 烘干土重)Π干土重
×100 %
试验数据采用 SPSS独立样本 T2检验进行统计分析。
2 　结果与分析
211 　保水剂对土壤不同深度土层绝对含水量的影响
保水剂施用后 ,对土壤含水量特别是不同土层含
水量的变化是人们关注的问题。在黄瓜结果期对 1 次
浇水 (6 月 2 号浇水) 后 10d 内土壤不同土层绝对含水
量的变化进行的测定见表 1。结果表明 ,保水剂处理
比对照土壤含水量增加 ,但差异没有达到显著水平。
随着浇水后时间延长 ,土壤绝对含水量下降。与对照
相比 ,保水剂处理在浇水后第 5、10 天 ,0～30cm 含水
量绝对值增加量分别为 1107 %～1155 % , 0185 %～
1122 %之间 ;从数值上看 ,在 10～20cm 增加较多 ,分别
为 1137 % , 1122 % , 以对照为 100 % , 增幅分别为
9168 % ,10153 %。
表 1 　保水剂对土壤不同深度土层绝对含水量的影响
Table 1 　Effect of aquasorb on absolute soil moisture
( %)
浇水后时间
time after
watering(d)
处理
treatment
土层深度 depth of soil (cm)
0～10 10～20 20～30
5 对照 CK 13106 ±1121a 14116 ±1105a 14178 ±1105a
保水剂 aquasorb 14113 ±1139a 15153 ±0197a 16133 ±1144a
10 对照 CK 9195 ±1113a 11159 ±0128a 12192 ±0102a
保水剂 aquasorb 10199 ±0154a 12181 ±0181a 13177 ±0178a
注 :a ,b :处理间在 0105 水平上差异显著 (SPSS独立样本 T检验) ,下同。
Notes: a , b : Significant difference between the treatments 0105 level ( SPSS
independent samples T2testing) . The same as following tables.
212 　保水剂对黄瓜生长的影响
保水剂对黄瓜生长的影响见表 2。在整个生育期
内 ,保水剂处理的黄瓜株高、叶片数与对照相比都有增
加。与对照相比 ,保水剂处理黄瓜株高在 4 月 19 日以
前增幅较小 ,而后增幅基本稳定在 10 %左右 ;叶片数
也呈现前期增长缓慢后期增长较快的趋势 ,到 5 月 24
日增加量已经达到 2158 片。统计分析结果表明 ,从 4
月 19 号开始株高、叶片数差异达显著水平。
表 2 　保水剂对黄瓜生长的影响
Table 2 　Effect of aquasorb on cucumber growth
日期
date
株高 plant height (cm) 叶片数 (片) leaf number
对照 CK 保水剂 aquasorb 对照 CK 保水剂 aquasorb
20052425 12117 ±2127a 11144 ±1145a 2158 ±0151a 2192 ±0129a
200524212 16107 ±2130a 16172 ±2129a 4150 ±0152a 4192 ±0151a
200524219 31196 ±4131b 36117 ±4145a 7133 ±0149b 8100 ±0160a
200524226 57154 ±4136b 63129 ±5194a 10183 ±0158b 11150 ±0167a
20052523 98150 ±5135b 109117 ±8123a 15100 ±0143b 15167 ±0165a
200525210 123183 ±7130b 137133 ±8176a 17117 ±0158b 18133 ±0178a
200525217 164117 ±10129b 181125 ±11199a 22167 ±0178b 24150 ±0190a
200525224 193108 ±11177b 212125 ±11105a 25117 ±0194b 27175 ±1106a
643 核　农　学　报 20 卷
　　保水剂对黄瓜生殖生长的进程影响不大 ,与对照
相比基本一致 ,始花期和盛花期分别为 4 月 18 日和 4
月 22 日。
213 　保水剂对黄瓜节间长度的影响
拉秧前对黄瓜节间长度进行调查 ,以茎基部为第
一节依次往上数。调查发现 ,保水剂处理对节间长度
前期生长影响不大。从第 11 节起 ,除第 19 节略有降
低外 ,保水剂处理的节间长度高于对照 ,但开始时增加
较少 ,11～18 节增幅在 017 %～10162 %之间 ;第 19 节
降低了 7108 % , 第 20、21 节分别增加了 2164 % ,
1142 % ;从第 22 节开始增幅逐渐加大 ,在 13178 %～
26114 %之间。
图 1 　保水剂对黄瓜节间长度的影响
Fig. 1 　Effect of aquasorb on cucumber internode length
214 　保水剂对黄瓜叶绿素含量的影响
在试验中发现未施保水剂对照的黄瓜叶片颜色较
深 ,为此在结瓜盛期取功能叶测定黄瓜叶片中叶绿素
含量 (表 3) ,结果表明对照的黄瓜叶片叶绿素含量较
高 ,并且 6 月 2 号的测定值显著高于保水剂处理。浇
水前一天 (6 月 2 号) ,土壤、叶片含水量均较低 ,叶绿
素含量测定值较高。浇水后土壤水分含量高于浇水
　　　
前 ,叶片水分也相应增加 ,叶绿素含量测定值 (6 月 9
日)降低 ,对照叶绿素含量下降 0123 mg. g - 1 FW ,而保
水剂处理下降较少 ,为 0114 mg·g - 1 FW。可见保水剂
处理的黄瓜叶片叶绿素含量变化相对较小。
215 　保水剂对黄瓜结瓜数、单果重及产量的影响
表 3 　保水剂对黄瓜叶绿素含量的影响
Table 3 　Effect of aquasorb on cucumber chlorophyll content
处理
treatment
叶绿素含量 chlorophyll content (mg·g - 1FW)
2005206202 2005206209
对照 CK 2157 ±0104a 2134 ±0105a
保水剂 3 2132 ±0106b 2118 ±0126a
Note : 3 :aquasorb treatment . The same as following tables.
　　黄瓜从 4 月 29 日开始采收 ,6 月 21 日结束。从表
4 中可以看出 ,保水剂处理的黄瓜结瓜数、单果重、产
量均高于对照 ,增幅分别为 :10134 %、2152 %、13112 %。
其中保水剂处理的结瓜数和产量显著增加 ,单果重差
异不显著。
表 4 　保水剂对小区黄瓜瓜数、单果重及产量的影响
Table 4 　Effect of aquasorb on cucumber fruit number
per vine , fruit weight and yield
处理
treatment
结瓜数 (条)
fruit number
单果重
fruit weight (kg)
产量
yield (kg)
对照 CK 290 ± 6156b 01159 ±01003a 46111 ±1138b
保水剂 3 320 ±13123a 01163 ±01004a 52116 ±1196a
216 　保水剂对黄瓜品质的影响
在盛瓜期 5 月 16 日和 6 月 1 日分别对黄瓜品质
进行测定。从表 5 可以看出 ,保水剂处理对黄瓜品质
影响不大 ,只是在生长后期粗蛋白含量明显下降。各
指标变化趋势不同 :黄瓜含水量、可溶性糖变化不大 ,
Vc 含量略有升高 ,粗蛋白含量下降。
表 5 　保水剂对黄瓜品质的影响
Table 5 　Effect of aquasorb on cucumber quality
处理
treatment
含水量
water content
(g·100g - 1FW)
可溶性糖含量
soluble sugar content
(mg·100g - 1FW)
Vc 含量
Vitamin C content
(mg·100g - 1 FW)
粗蛋白
protein content
(g·100g - 1DW)
200525216 对照 CK 96103 ±0119a 2110 ±0123a 6160 ±0141a 23123 ±0197a
保水剂 3 95180 ±0131a 2120 ±0126a 6160 ±0141a 22146 ±1182a
20052621 对照 CK 95174 ±0133a 3139 ±0113a 10183 ±0140a 23171 ±1110a
保水剂 3 95112 ±0121a 3138 ±0111a 11153 ±0121a 19169 ±0129b
217 　保水剂对黄瓜水分利用率的影响
在黄瓜结果期内 ,用水量相同的情况下 ,保水剂处
理不同时期的水分利用率显著高于对照 ,两个处理的
差异逐渐增大 (表 6) 。对结果期 4 次灌水前产量的统
计结果表明 :保水剂处理的产量分别增加了 1159 , 3123 ,4106 和 6105kg ,相应的水分利用率分别增加了2132 ,3118 ,3144 和 4126 kg·m- 3 ,以对照为 100 % ,整个生育期保水剂处理的水分利用率比对照提高了13112 %。
743　4 期 多功能保水剂对黄瓜生长及产量的影响
表 6 　保水剂对黄瓜水分利用率的影响
Table 6 　Effect of aquasorb on cucumber water use efficiency
日期
date
处理
treatment
用水量
water consume
(m3)
产量
yield (kg)
水分利用率
water use efficiency
(kg·m - 3)
200525209 对照 CK 0168 7175 ±0119b 11134 ±11140b
保水剂 3 0168 9134 ±0120a 13166 ± 0130a
200525222 对照 CK 1102 18178 ±0178b 18147 ± 0177b
保水剂 3 1102 22101 ±1124a 21165 ± 1122a
20052622 对照 CK 1118 31141 ±1138b 26154 ± 1117b
保水剂 3 1118 35147 ±1134a 29198 ± 1114a
200526221 对照 CK 1142 46111 ±1138b 32147 ± 0197b
保水剂 3 1142 52116 ±1196a 36173 ± 1138a
218 　施用保水剂对黄瓜经济效益的影响
将表 4 中的黄瓜小区产量换算成每 667m2 产量
为 :对照 4881181kg ,保水剂处理 5522134kg。按照市场
价格 116 元Πkg 计算 ,收入分别为 781019 元和 883517 元。
而每 667m2 保水剂用量为 3kg ,保水剂费用为 90 元 ,在
其他费用支出一样的情况下 ,保水剂处理增收了 93418
元。可见 ,保水剂能有效增加黄瓜生产的经济效益。
3 　结论与讨论
施用保水剂后 ,对不同作物都有一定的增产作用 ,
冬小麦的增产幅度为 719 %～1710 % ,玉米的增产幅度
为 810 %～1419 % ,谷子的增产幅度为 717 %[10 ] ;不同
品种的甘蔗增幅为 3175 %～9111 %[11 ] 。汪耀富[12 ] 等
试验表明 ,保水剂对提高烤烟烟叶产量和经济性状效
果较为明显。方锋[13 ]等研究发现 ,施用保水剂对辣椒
生长和水分利用率有明显促进作用。黄占斌[14 ] 在盆
栽玉米试验中也发现保水剂可以提高水分利用率。本
文与上述研究结果一致 ,保水剂能有效地增加土壤含
水量 ,促进黄瓜营养生长 ,株高、叶片数和节间长度增
加。保水剂处理对黄瓜产量影响较大 ,植株水分充足
时产生的光合产物较多 ,瓜数、单果重和产量都提高。
灌水量相同的情况下 ,施用这种新型多功能保水剂黄瓜
产量和水分利用率都提高了 13112 %。同时每 667m2 的
黄瓜产量可增收 93418 元 ,经济效益明显提高。
保水剂首先作用于土壤 ,减少蒸发、降低渗漏 ,使
得土壤水分含量增加 ,进而影响黄瓜的生长及产量。
本试验处理中一个浇水周期内土壤绝对水分含量大概
在 10 %～27 %之间变动 ,并没有对黄瓜造成干旱胁
迫 ,因此不会引起叶绿素分解。以鲜重计算的叶绿素
含量测定值随叶片水分增加而下降。保水剂可以增加
土壤含水量 ,进而提高叶片含水量 ,使得叶绿素含量相
对下降。浇水量相同时 ,保水剂处理的黄瓜叶绿素含
量在不同时期均比对照变化小。这与土壤中水分含量
变化较缓和相一致 ,对土壤水分测定结果说明浇水后
土壤水分含量减少 ,但保水剂处理变化比对照小。
植株节间长度变化可以反映出保水剂对黄瓜整个
生育周期的影响。从第 1 节到 11 节约为 4 月 26 日之
前生长 ,环境温度较低 ,植株和土壤蒸发量小 ,土壤水
分对其影响较小 ,保水剂处理节间增幅不大。而后随
着温度升高 ,到 5 月 17 日左右大概生长了 22 节 ,此间
气候较适宜 ,节间长度增幅逐渐加大。5 月 17 日之后
温度较高 ,加上温室开窗通风 ,蒸发量增加 ,需水量较
大 ,保水剂处理能有效保持土壤水分 ,使得节间长度增
加显著。可见在温光较高植株蒸腾强度大的时期 ,保
水剂作用更明显。本试验中 ,保水剂增加了土壤含水
量 ,随着时间延长 ,土壤绝对含水量下降 ,但保水剂处
理比对照下降少 ,在冬春温度较低的季节 ,就可以减少
灌水量或灌水次数 ,可能避免浇水对土壤温度的负面
影响。
参考文献 :
[ 1 ] 　贾大林 ,孟兆江 ,等. 农业高效用水及农艺节水技术. 节水灌溉 ,
1999 , (4) :7～10
[ 2 ] 　黄占斌 ,辛小桂 ,等. 保水剂在农业生产中的应用与发展趋势. 干
旱地区农业研究 ,2003 ,21 (3) :11～14
[ 3 ] 　Woodhouse J . Johnson M S. Effect of superabsorbent polymers on
survivaland growth of crop seedling. Agricultural Water Management ,
1991 ,20 :63～70
[ 4 ] 　李云开 ,杨赔岭 ,等. 保水剂农业应用及其效应研究进展. 农业
工程学报 ,2001 ,18 (2) :182～187
[ 5 ] 　王一鸣.保水剂在我国农业中的试验研究与应用. 中国农业气
象 ,2000 ,21 (1) :49～53
[ 6 ] 　李布青 ,郭肖颖 ,等. 干旱条件下 NK高吸水性树脂在甘草栽培中
的应用. 核农学报 ,2005 ,19 (5) :382～385
[ 7 ] 　C A. Seybold. Polyacrylamide review : Soil conditioningand
enwvironmental fate. Common. Soil Sci . Plant Anal , 1994 ( 25) 11&12 :
2171～2185
[ 8 ] 　李合生. 植物生理生化实验原理和技术. 北京 :高等教育出版社 ,
2000
[ 9 ] 　黄昌勇. 土壤学. 北京 :中国农业出版社 ,2000
[10 ] 　吴德瑜.保水剂在农业上的应用进展. 作物杂志 ,1990 , (1) :22～
23
[11 ] 　罗明珠 ,刘子凡 ,等. 保水剂对甘蔗产量和品质的影响. 甘蔗 ,
2003 年 ,10 (3) :13～15
[12 ] 　汪耀富 ,韩富根 ,等. 聚丙烯酰胺对旱区烤烟生理特征及烟叶产
量和品质的影响. 河南农业大学学报 ,2004 ,38 (3) :263～266
[13 ] 　方　锋 ,黄占斌 ,等. 保水剂于水分控制对辣椒生长及水分利用
效率的影响研究. 中国农业生态学报 ,2004 ,12 (2) :73～76
[14 ] 　黄占斌 ,朱元骏 ,等. 保水剂聚丙烯酸钠不同施用方法对玉米生
长和水分利用效率的影响. 沈阳农业大学学报 ,2004 ,35 (5～6) :
576～579
843 Journal of Nuclear Agricultural Sciences
2006 ,20 (4) :345～348