当前世界环境

介绍

野外的水平衡与表层土壤的水文过程密切相关，而这些水文过程实际上受到全球气候变化的影响。因此，对教科文组织来说，水资源和土壤退化是威胁拉丁美洲农业土地可持续性的主要因素。¹

就临时农业而言，水是作物生长和生产的最必要和限制因素，取决于雨季的长度和土壤中水分的可得性。土壤的储水能力是由根系的有效深度和土壤的保水特性决定的。²

目前，有机改良剂(粪肥、堆肥、绿肥和作物秸秆)的应用越来越普遍，其目的是改善土壤的肥力条件，增加植物养分的有效性，以及它们保持土壤水分的能力。^3-6在半干旱地区，为土壤提供保持水分的有机物质对维持其生产力是必不可少的。⁷

苋属植物是一种草本植物，可以生产大量的谷类食物。由于苋属植物对雨养条件的适应性强，已成为干旱地区的一种替代作物。然而，长时间的干旱会影响这些植物的生长。

因此，评价不同改良剂的保湿能力，以保证作物的发育和目标产量是很重要的。本研究的目的是评估的效果的实现多种有机修正案与土壤的水分潴留,单独和与水凝胶相结合,为了维持一个可接受的水平的水分苋属植物的根系植物(苋属hypochondriacus l .),由于它具有作为谷物食用和作为蔬菜食用的双重功能(叶部分)，所以它的营养发育是为了达到这一目的。

材料和方法

实验地点位于墨西哥普埃布拉(18°18′57″N和97°21′34″O)圣加布里埃尔奇拉克市的水博物馆，海拔1256米。该区气候半干旱温暖，年平均降水量456 mm，潜在蒸散量831 mm。该地区在12月和5月之间有一段时间没有下雨。影响植物保持水分能力和发育的土壤特性如表1所示。

表1:对土壤的理化特性进行了实验阴谋

用于该实验的图位于露天条件下的乳清醇土壤，尽管在有机农业的概念下，所填充根部产生的基材已经用苋菜培养。在研究生学院的物理土壤实验室（表2），Montecinos Campus的实际土壤实验室进行了有机修正表征的实地容量和永久性衰弱点变量;同样地计算水分保留曲线（图1）。

图1:实验室估算的有机物保湿性相对值。 点击这里查看图

表2：有机材料的物理化学性质

进行十四种治疗（表3），除了玉米作物的残留治疗（OM）的残留治疗。用土壤的有机修正的混合物以10cm的深度掺入其中，以4.5kg m^-2，考虑到韦尔塔的等等。，⁸推荐信作为参考。韦尔塔使用Mucuna Pruriens.为了获得一种能使蚯蚓找到理想生活条件的介质，在本研究中，这将与可接受的水分构象有关。

表3：在领域评估的治疗

每个实验单元为1 m²，圆形的，间隔一米的距离。所使用的水凝胶是一种商业产品，其保水能力可达自身重量的150倍。这种材料以前在移栽过程中被水化并施用。

来自当地幼儿园的五个苋菜幼苗，全部为20天，被移植到每个实验单元中。实验是一个完整的随机阵列，其中10个重复，每个阵列在开始时在开始时进行恒定的均匀灌溉（每个第三天），其目的是支持植物的康复和生根。

60天后选择2个重复，继续不间断灌溉。灌洗5、10、15 d后再灌2次，正常灌洗后60 d、2 h结束灌洗。通过重量法从土壤中取样，以便在实验室中测量水分。土壤在105°C的干燥箱中干燥，直到达到恒定的重量。实现了式1的应用

再灌洗前5天再灌洗2次。另一个样品在正常灌溉5天后从土壤中取样测定水分损失。10天和15天后重复该程序，并选择重复进行更新灌溉。土壤取样深度为5 ~ 10 cm，覆盖时间介于14 ~ 14 cm之间^th和29^th2014年4月。

在试验第80天，收集各试验单元存活植株的数据及其高度和茎粗参数。

采收结束时，植株地上部分的干料用重量法计算，使用70℃的干燥箱，直至达到恒重;分别在5 ~ 10 cm、10 ~ 20 cm和20 ~ 30 cm处进行土壤水分分析。在干旱诱导期的中期，在24小时内测量了环境参数:温度、湿度(hygrometer traceable™)、太阳辐射(Luxmeter HI97500, HANNA)和土壤温度。

统计分析

利用干旱诱导期0、5、10和15 d的土壤湿度百分比数据，通过线性回归建立土壤水分流失随时间的坡度模型，并将其调整为二项式方法。该程序的目的是重建行为的水分保持曲线的每个处理在田间。所得数据采用双向方差分析进行分析，这是方差齐性的预检验。在0.05的显著性水平上，通过Tukey检验对处理的平均值进行比较。⁹数据通过统计软件进行处理。¹⁰

结果

诱导干旱的水分保持

土壤持有的经过测试处理水分的持有能力的记录如图2和图3所示。所述数据区分水分至5至10cm之间的深度，其中所有相似地响应。

图2：在灌溉后15天内在现场测试的每种处理的水分保留的相对值。 点击这里查看图

图3：在灌溉后15天内用水凝胶测试的处理中的水分保留的相对值。 点击这里查看图

实验结束时湿度保留

图4表示的是在测试期间的最终水分含量，深度为5-10、10-20和20-30厘米，根据应用处理。水分含量在5-10 cm处和10-20 cm处最高的处理对应于水凝胶(H-AR)苋菜茬。在20 ~ 30 cm深度，堆肥、玉米秸秆、有机填充物和水凝胶/肥料混合物的含水率最高。

图4:不同处理在不同深度范围内的相对含水量 点击这里查看图

干旱对营养发育的影响

水凝胶的使用证明了植物存活率的显着差异（F（1,66）= 4.22，P <0.04），尤其是当其在治疗中更大的数量（表4）中存在时。水凝胶的存在似乎对茎直径和植物高度的变量没有影响，F（1,66）= 3.59，P <0.06和F（1,66）= 3.19，P <0.07。

表4:各处理对存活株数、茎粗和株高的影响。

结果上标相同的同一行，差异无统计学意义(p < 0.05)。N.s =无显著差异。

不同有机修饰类型的植株存活率(F (6,66)=13.07,p<0.0)、植株高度(F (6,66)= 4.33,p<0.0)和茎粗(F (6,66)= 12.2,p<0.0)存在差异。在单株数方面，紫红花残体的单株数最高，而有机填埋、绿肥(苜蓿)和玉米残体处理的茎粗和株高表现较好。

表4显示了在较长的干旱期间苋菜植物的开发和生长减少。5天内缺乏灌溉，影响6％的茎生长;10天，13％和15天，分别为18％。虽然苋菜植物的高度并未在5天干旱点呈现任何不利影响，但分别在10次和15天的干旱点处的负面影响达到14％和22％。重要的是要强调在该领域，一些受15天干旱期限的植物无法恢复其可接受的植物状况，以收获叶子。

值得注意的是，水凝胶与有机改性类型的相互作用对植物的存活有显著的有利影响(F (6,66) = 3.18, p<0.0)。植株存活(F (18,66)= 5.02, p<0.0)、株高(F (18,66)=4.09, p<0.0)和茎粗(F (18,66)= 2.15, p<0.0)。

总干物质各变量的结果如表5所示。各干旱期间差异有统计学意义(F (3,18)=4.68, p<0.01)。堆肥、有机肥和对照处理的总干物质质量最低。作物缺水对植物造成影响。我们可以观察到，植物受到强烈的氢化物胁迫后，干物质的产量减少了。在整个作物周期中，未发生干旱的植株平均干物质量为1.0±0.07 kg，而15天不灌溉的植株平均干物质量为0.6±0.07.1 kg。

表5:各干旱时期的干物质总量

结果上标相同的同一行，差异无统计学意义(p < 0.05)。

有机修饰类型对干物质产量有显著影响(F (6,18)= 7.82, p<0.0)。添加玉米残茬增加了干物质产量(1.3±0.1)，对照组产量最低(0.52±0.1)。

讨论

根据在实验室进行的水分保持曲线，紫红花和绿色紫花苜蓿的残留物是最有希望的支持生长植物的修正案，甚至是5倍于堆肥。在有效水分范围(FC和WP之间的水量)的观测中，最大值(重要性排序)为:苋菜残茬(154.3%)、玉米残茬(121%)和绿苜蓿(110.4%);而最低的是:粪肥(39.4%)，堆肥(18.1%)，最后是土壤单独或对照(10.9%)。

各种记录都提到，有机改性物降低了表观密度，增加了孔隙度，促进了团聚体的形成。¹¹这些效果又具有对水分保留的积极影响。没有令人信服的效果来自该实验相对于土壤水分保留，应用有机修正。这种缺乏有利的效果可能是由含有土壤中包含的4.9％的阳性的预先存在的阳性反应引起的，即327千克OM M^－2施用量仅为4.5 Kg m时，加气土层深度为30 cm^－2除了类似于作物残渣的堆肥和粪肥外，由于修正案没有使其融入土壤。此外，Barzegar没有报告根据有机质的速率和类型，在较低电位(<100 KPa)时土壤水分含量的变化。⁷

关于剂量，González等等。在60t hm2处理下，土壤含水率较高^－1有机肥(湿度65%)显著高于化肥(58.29%)和对照(53.76%)。洛佩兹
等等。，^3.发现应用40 t ha^－1和60 t ha^－1牛粪是最多的治疗方法，并在整个时间内保留水分。SALAZAR报告了类似的结果等等。¹³在México上进行的一项研究用胡椒(甜椒结果表明，堆肥量越高，蒸散量越低。这一结论与不同处理的保水能力相一致¹⁴值得一提的是，本实验使用的剂量为45 th^－1)的结果几乎无法持续，主要是因为干旱地区不含有大量的有机物质。

各种研究报告了水凝胶使用对植物生存和生长的积极作用。^15-17然而，田间试验并没有报道土壤含水量有显著的统计学差异。这一结果可能是由于取样的深度，取样时间总是在中午左右。

在苋菜的营养发育过程中，对植株高度和茎粗等变量的影响较为明显。这与Esqueda的发现不约而同。Esqueda发现，在三种土壤中，水分水平越高的土壤中，不同类型的谷物出现和存活的比例越大。¹⁸在这种情况下，作物残茬可以作为最好的改良剂，特别是玉米，它与土壤-玉米茬(MR)和有机覆盖(OM)混合作用。然而，这一效应值得注意，因为它也与pH为7.8的土壤缓冲能力有关，而玉米秸秆的pH为4.8有利于从土壤中更好地吸收养分，并将允许植物生长。

虽然苋菜被认为是耐旱性物种，但必须存在可接受的缺乏水分限制。最佳的热条件为16至24°C，雨水降水为800至1200毫米。¹⁹在研究现场，每日波动提供了环境的真实信息，由于较高的温度和低于推荐的沉淀水平，土壤植物生长提供了真实信息。图5显示了在诱导干旱期的中点注册的24小时内提到的这些参数的变化。最大环境温度为42.7°C，16:30小时，而来自10至15cm的土壤之间获得的值最多达到32.3°C，在17:30至20:30之间。环境和土壤的加热过程是由至少3小时的阳光引起的，其最大辐射水平在13:30时（图6）。尽管存在土壤温度（23.83-32.33°C）的变化，但该培养基继续作为植物根部的缓冲液。

图5：研究现场的湿度，空气温度和土壤温度，在干旱诱导的时期第7天 点击这里查看图

图6：在干旱诱导的时期的第7天遍布太阳辐射的变化 点击这里查看图

随着温度和湿度的测量，研究现场可以被视为苋菜植物的敌对环境，因为它抑制了水分保留的影响，特别是在前10到15厘米的深度内，尽管有丰富的质地site’s soil that could favor moisture retention. Nevertheless, local agriculturalists still prefer to plant this species due to the reality that other plant species can scarcely survive nor thrive there. In addition, these farmers are only able to implement auxiliary irrigation techniques due to the limited availability of water in the region.

结论

水凝胶的应用增加了苋菜植物的后移植存活率4.48％。有机修正的应用将植物存活率提高至10.3％;23.21％茎直径和25.79％的植物高度与土壤无任何应用（对照）相比。

为期5天的干旱影响苋菜植物的6％的茎;10天，13％;15天，18％;分别。植物高度，在5天的干旱中，不受大幅影响，但10天后（14％）和15天（22％）。

确认

感谢北京大学科学院农业生态学中心对研究生学习的支持;感谢CONACyT为实现目前的研究提供奖学金，作为获得硕士学位的一部分。作者感谢Participación Social A.C的合作，感谢其对该项目的财政支持，包括授权使用包括使用生产性地块。此外，研究生院土壤物理实验室对土壤分析的支持也得到了肯定。

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