保水剂

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浅谈保水剂的作用及应用前景
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浅谈保水剂的作用及应用前景

发布时间: 2017-11-25 10:59       作者:bsthb       来源:未知

    干旱缺水是我国农业发展的重要限制因素,尤其在我国北方旱耕区,降水是解决干旱问题的主要水源,如何提高有限水分资源的利用效率,是提高旱地农作物生产效率的关键问题。利用保水剂达到节水增产是旱区值得推广应用的新措施,其应用前景广阔。

    一、保水剂的功能

    我国是一个水资源较缺乏的国家,人均水资源占有量不足世界的1/4。目前我国45%的地区年均降水量不足400mm,灌溉农田缺水300多亿m。干旱与半干旱地区主要分布在西北地区,随着我国战略重点逐步向西部转移,水资源越来越成为国民经济发展的重要制约因素之一,实施高效节水农业是我国农业可持续发展的必由之路。

    利用土壤保水剂达到节水增产目的是目前节水研究的一种新途径和新方法。保水剂又称土壤保水剂、高吸水剂、保湿剂、高吸水性树脂、高分子吸水剂,是利用强吸水性树脂制成的一种超高吸水保水能力的高分子聚合物,通过改善植物根土界面环境供给植物水分。保水剂可以减少降雨或灌溉时水分的下渗流失或蒸发,使植物达萎蔫点时间延长,减少灌水次数,提高水分利用效率。随着植物生长与蒸散耗水,干旱时保水剂保蓄的水分慢慢释放以供作物利用,为植物生长提供一个适宜的水分生态条件和水分供需条件。因此,保水剂用于农业园林、医药卫生、日用化工、油水分离、建筑材料、污泥固化等领域。

    保水剂的主要类型有水解聚丙烯腈或淀粉、纤维素接枝聚丙烯腈;交联的聚乙烯醇衍生物;淀粉与丙烯酸(或丙烯酰胺)、交联性的单体接枝共聚物;丙烯酸盐交联聚合物;丙烯酰胺交联聚合物。第一和第二类保水剂聚合后需进行水解,难以造粒,在土壤中容易流失;第三类保水剂吸水性和耐盐性较好,成本低,但稳定性较差;第四类保水剂吸水性能最强,稳定性也较好,但耐盐性较差,且其钠盐会造成土壤板结和盐渍,生产中一般宜采用钾或铵盐;第五类保水剂吸水性能稍差,但耐盐性和稳定性均较好。

    通过试验证明,某些保水剂在秸秆覆盖的情况下,可以使土壤含水量提高117个百分点-311个百分点, 而在单独使用的情况下,能够使这个数据更大。还有一些试验指出,保水剂加入土壤中可以增加土壤的保水性能,还可以增加土壤的通气性。在缺水地区,保水剂在降水和灌溉期间大量吸收的水分可以在干旱时期缓慢放出,从而节约灌溉用水,减少劳动强度,抗旱保收。施加保水剂的土壤种植的萝卜比未施加的大3倍左右;在不添加水的情况下,萝卜在14d以后才发生萎蔫,这远高于对照的萎蔫时间9d。这些结果表明,用保水剂处理过的土壤有较高的吸水和保水能力,并且可以缓解干旱等造成的损失。由此可见,采用高能抗旱保水剂进行重盐碱地土壤改造,成本低,效果明显,是一条经济、合理的技术途径。

    二、保水剂使用效果

    保水剂施入土壤后,一方面可以使土壤疏松,容重降低,总孔隙度增加,从而改善土壤通气状况,增强土壤保肥能力。另一方面在干旱胁迫下,保水剂吸收的水分被植物吸收后,保证了植物体内各种物质代谢仍能正常进行。从这两方面来看都十分有利于植物的营养生长与生殖生长。

    保水剂对玉米的生长有明显的促进作用,主要表现为玉米苗期施用保水剂,可以促进玉米苗期的生长发育;施用保水剂处理的玉米植株出现萎蔫的时间均比对照延迟;施用保水剂的各处理,玉米根系的生长显著提高;施用保水剂可以促进植株地上部的生长,生物量均较对照有明显增加,使玉米光合作用能力得到了加强。

    小麦保水剂试验结果表明,在适宜用量范围内能使冬小麦提前出苗1d-4d,出苗率提高10%-30%,延迟作物凋萎3d和延长作物枯萎出现的时间1d-5d,小麦增产18.8%。

    用保水剂预处理棉种,不管在任何质地的土壤中,土壤含水率只要在棉种萌发最低含水率之间(7.44%-13.5%)都促进棉种萌发,处理比对照早出苗2d-3d。棉花产量比对照平均高11%-21%。同期播种的棉花,处理比对照植株高0.9cm(苗龄10d),茎粗增加0.4mm,棉花增产21.4%。 在果蔬保鲜包装中,在塑料薄膜包装袋内加入吸水保水剂,一方面保水剂可以吸收包装袋内的结露水,另一方面可以捕集袋内空气中的水分,并且当袋内湿度降低时,可自行放出已捕集的水分,调节湿度,还可以配以气体吸收剂和气体发生剂调节袋内气体的组成,更有益于果蔬的保鲜。

    三、保水剂的发展前景及发展趋势

    保水剂对改善土壤物理性质、增强土壤的吸水保水和保肥能力、促进作物生长发育有着十分重要的影响,因而保水剂在我国节水农业发展中具有巨大的开发潜力和广阔的应用前景。保水剂有可能成为继化肥、农药、地膜之后又一个对农作物起重要作用的一种化学制品。通过对保水剂在农业上应用技术及其效应的研究,将会形成一套以保水剂应用为中心的保水节水技术体系,对于缓解我国水资源紧缺矛盾、提高水肥利用效率,促进旱作农业的发展有着极其重要的意义。

    进入21世纪后,我国的水资源会更加短缺,同时又必须担负起16亿人口的农产品供应的安全重任。对保水剂进行深入性的应用研究,开发研究出价格低廉、实用性强、性能稳定的多功能复合型保水剂对于促进高效农业的进一步发展,对于减少污染、美化环境、促进社会的可持续发展都有积极的现实意义。

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