高吸水樹脂在種植業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用與發(fā)展趨勢

【摘要】介紹了高吸水樹脂在種植業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，如用作保水劑、花卉苗木的蘸根劑、種子包衣劑、噴薄用保水劑、水晶泥等。展望了種植業(yè)用高吸水樹脂的研發(fā)趨勢，如提高綜合性能、降低生產(chǎn)成本、合成可以降解或易降解的綠色高吸水樹脂等。相信隨著研究的深入，將會(huì)有性能更加優(yōu)良的高吸水樹脂產(chǎn)品問世，其在種植業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用也將更加廣泛。

【關(guān)鍵詞】高吸水樹脂；種植業(yè)；應(yīng)用；發(fā)展趨勢

高吸水樹脂（SAR）是上世紀(jì)70年代在國際上開發(fā)成功的一類功能性樹脂，能迅速吸收自身質(zhì)量數(shù)百甚至上千倍的去離子水，數(shù)十倍至近百倍的鹽水，并且具有重復(fù)吸水的功能，吸水后溶脹為水凝膠，然后緩慢釋放水分供種子發(fā)芽和作物生長利用，從而起到增強(qiáng)土壤保水性能、改良土壤結(jié)構(gòu)、減少水分蒸發(fā)、提高水分利用率的作用，被普遍認(rèn)為是繼化肥、農(nóng)藥、地膜之后最有希望被農(nóng)民接受的農(nóng)用化學(xué)品。本文介紹了SAR在種植業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，并展望了種植業(yè)用SAR研究的發(fā)展趨勢。

1、SAR在種植業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用

1.1保水劑

在土壤中加入一定量的SAR產(chǎn)品，因其自身可以吸收大量的水分，且所吸收水分的釋放是比較緩慢的，在外力作用下也可以有效的保持，故可以使土壤的水分含量增加，有效防止由于土壤表面蒸發(fā)而造成的土壤水分損失，從而延長土壤的保水時(shí)間，從而為農(nóng)作物生長提供必須的水分。

1.2花卉苗木移植的蘸根劑

在苗木花卉的移植過程中，由于根部水分的丟失，常造成成活率低。將SAR產(chǎn)品浸泡于水中，也可以配合適量的泥漿使用，將移植的苗木根部浸潤即可，也可以將SAR產(chǎn)品、泥土、肥料等與水充分混合后，噴灑在移植的苗木根部。使用SAR后，可使植物根部保持充足的水分，苗木移植成活率可大大提高。

1.3種子包衣劑

干旱等惡劣環(huán)境使得種子難以發(fā)芽，使用種子包衣劑，形成以種子為中心的微環(huán)境，這種環(huán)境為種子的發(fā)芽和生長初期提供了優(yōu)良的生態(tài)條件，可以耐受惡劣的外環(huán)境，提高發(fā)芽率和成活率。使用種子包衣劑后，種子被包裹并增重，特別有利于飛播造林。

1.4噴播用保水劑

山區(qū)高速公路陡峭的邊坡上，人工難以播種；而濕式噴播技術(shù)以水為載體，把種子與肥料、覆蓋料、膠黏劑和SAR等按一定比例混合，通過高壓設(shè)備噴播到到數(shù)十米甚至上百米的高速公路邊坡上，解決了陡峭山坡上種植的難題。同時(shí)噴播技術(shù)以水為載體，播種、施肥、覆蓋在一次操作中完成，大大提高了播種效率，是一種快速建立植被群落的先進(jìn)技術(shù)。噴播材料中混有的SAR和肥料，可以保證種子在坡面上前期發(fā)芽和生長的需要。

1.5水晶泥

水晶泥掀起了一場室內(nèi)種花養(yǎng)草的革命。過去室內(nèi)種花養(yǎng)草需要泥土，經(jīng)常會(huì)把居室、辦公室、會(huì)議室弄臟，而水晶泥的出現(xiàn)解決了這些問題。水晶泥晶瑩剔透、顏色光彩照人，你只需將自己喜愛的花草種植在一個(gè)盛有水晶泥的花盆中，加入配制的花卉生長液，然后就可以長期擺放在家居、辦公室、會(huì)議室等處，起到美化環(huán)境的作用。水晶泥無毒無味、清潔環(huán)保、可循環(huán)使用，用水晶泥種植的植物，及時(shí)長時(shí)間不澆水，也能確保安然無恙。

2、種植業(yè)用SAR的研究趨勢

作為一種在種植業(yè)領(lǐng)域有著重要應(yīng)用價(jià)值的功能樹脂，SAR研究開發(fā)一直是熱點(diǎn)。挺高SAR的綜合性能、降低SAR生產(chǎn)成本、合成可以降解或易降解的綠色SAR，是目前種植業(yè)用SAR研究的焦點(diǎn)。

2.1提高SAR的綜合性能

對(duì)于SAR，比較重要的幾個(gè)性能指標(biāo)是：吸水率、吸水速率、保水率等。吸水率是指1g SAR所能吸收水的質(zhì)量（或體積），也叫吸水倍率。吸水速率是指1g SAR在單位時(shí)間內(nèi)吸收水的質(zhì)量（或體積）。保水率是指SAR吸水飽和并在一定條件下蒸發(fā)掉部分水分后，仍保有的水分占原吸收水分的比例。由于土壤溶液中往往不同程度的含有電解質(zhì)離子，而溶液中的離子種類和濃度是影響SAR性能指標(biāo)的重要因素之一，因此提高SAR在電解質(zhì)溶液中的綜合性能，才能使其在種植業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮更廣闊的作用。

2.2降低SAR的生產(chǎn)成本

由于目前SAR售價(jià)較高，極大的限制了其在種植業(yè)等低端市場的廣泛應(yīng)用。為了進(jìn)一步降低其生產(chǎn)成本，比較可行的措施有：①采用新的生產(chǎn)工藝，縮短反應(yīng)時(shí)間，簡化反應(yīng)條件；②使用廉價(jià)原料，如將農(nóng)林業(yè)廢棄秸稈進(jìn)行接枝改性制備SAR；③加強(qiáng)復(fù)合工藝研究，生產(chǎn)多功能SAR。例如將某種或者某些微量元素引入到SAR中，當(dāng)其施用到土壤中時(shí)，這些微量元素可以緩慢釋放，有效改良土壤，提高作物產(chǎn)量。

2.3合成可以降解或易降解的綠色SAR

隨著人們環(huán)保意識(shí)的不斷加強(qiáng)，開發(fā)可生物降解的、環(huán)境相容性好綠色SAR成為近年來研究的熱點(diǎn)。目前研究主要集中在可再生天然資源化學(xué)改性制備SAR方面，如天然多糖（淀粉、纖維素、殼聚糖等）基SAR、蛋白質(zhì)基SAR、腐植酸基SAR等。

3、結(jié)束語

種植業(yè)用SAR在國內(nèi)已經(jīng)開發(fā)出多種類型產(chǎn)品。西北師范大學(xué)研制開發(fā)的“多功能高分子植物生長劑”同時(shí)具有吸水、保水、減少蒸發(fā)、促進(jìn)作物生長、改良土壤等多種功能。南京工業(yè)大學(xué)開發(fā)研制的生物聚合高效吸水材料γ-PGA具有兩個(gè)特點(diǎn)，一是成本低，吸水性能好；二是可降解性好，可避免環(huán)境污染。吉林工學(xué)院研制的PPAC-超強(qiáng)吸水劑，不僅具有優(yōu)良的吸水保水、抗旱和調(diào)節(jié)耕層土壤水分供應(yīng)的作用，還具有獨(dú)特的植物生長調(diào)節(jié)作用。湖南省原子能農(nóng)業(yè)應(yīng)用研究所生產(chǎn)的輻射高分子超強(qiáng)吸水材料SP能保水、保肥，提供作物前期生長發(fā)育必須的水分和營養(yǎng)，有利于早生快發(fā)，群體生長旺盛。以江蘇里下河地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所研制的秈稻專用型藥肥緩釋高吸水種衣劑“旱育保姆”包衣稻種，出苗整齊，秧苗素質(zhì)好，增產(chǎn)顯著。相信隨著研究的不斷深入，會(huì)有品種更多、性能更優(yōu)的同類產(chǎn)品問世，SAR在種植業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用將更加廣泛。

作者簡介

孫賓賓（1977-），碩士，講師，陜西周至人。從事材料物理與化學(xué)領(lǐng)域研究工作。

基金項(xiàng)目

陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院技術(shù)應(yīng)用與開發(fā)項(xiàng)目（Gfy13-24）。