保水劑在通道綠化中的應(yīng)用

劉金平

（方山縣馬坊鎮(zhèn)林業(yè)站，山西 方山 033100）

我國(guó)大部分地區(qū)屬于干旱、半干旱區(qū)，尤其是黃土高原、西北地區(qū)年均降水量不足400mm，而天然降水又是林業(yè)生產(chǎn)中最主要的水源來(lái)源。通道綠化作為國(guó)家的形象工程、基礎(chǔ)工程，點(diǎn)多線長(zhǎng)，地形也復(fù)雜多樣，使得人工灌溉費(fèi)時(shí)費(fèi)力，提高投資成本的同時(shí)還難以保證幼樹(shù)的成活率。因此，提高降水的利用率對(duì)提高造林質(zhì)量和人工造林的存活率，有著非常重要的意義。新型吸水保水材料——保水劑的出現(xiàn)有效地解決了這一難題。近年來(lái)保水劑已經(jīng)應(yīng)用于土壤改良、花卉、蔬菜種植以及水果保鮮等領(lǐng)域，并且取得了重要的進(jìn)展。

1 保水劑的功能

1.1 保水劑的特點(diǎn)

保水劑是一種具有高吸水特性的高分子材料，又被稱為土壤保水劑、高效吸水劑，能吸收比自身重百倍、千倍的水，而且有反復(fù)吸水釋放的功能，是干旱時(shí)期農(nóng)林作物的微型水庫(kù)。目前，林業(yè)生產(chǎn)上應(yīng)用的保水劑主要有兩種：一種是聚丙烯酰胺型，它是丙烯酰胺、丙烯酸鹽的共聚交聯(lián)物；另一種是淀粉接枝型，屬于淀粉接枝丙烯酸鹽共聚交聯(lián)物。

聚丙烯酰胺型保水劑在林業(yè)生產(chǎn)中使用得比較廣泛，主要是由于該產(chǎn)品使用壽命長(zhǎng)，平均能達(dá)到4年，符合林業(yè)生產(chǎn)周期，穩(wěn)定性較好，但是保水能力逐年遞減，而且成本較高；淀粉接枝型保水劑相對(duì)于前者，吸水能力明顯提高，生產(chǎn)成本較低，但是容易降解，導(dǎo)致使用壽命減少，一般為兩年左右，主要應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。

1.2 保水劑的作用機(jī)理

保水劑的種類多種多樣，但均為高分子聚合物，這也是保水劑具有超高吸水能力的原因。高聚物遇水之后電解，離子間相互排斥導(dǎo)致分子擴(kuò)張，使分子鏈無(wú)限延長(zhǎng)，但由于分子鏈之間存在輕度交聯(lián)，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使其具有一定的強(qiáng)度而不能無(wú)限伸縮。在其網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)上有許多羥基、羧基等親水基團(tuán)，遇水之后形成氫鍵，來(lái)吸引更多的水，這樣網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部和外部產(chǎn)生滲透壓，促使更多水分子進(jìn)入。而且在形成氫鍵的過(guò)程中，又產(chǎn)生了多余的同種電荷，排斥作用進(jìn)一步擴(kuò)大了分子間隙，構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的系統(tǒng)，從而確保保水劑能夠反復(fù)吸水。

保水劑的高分子結(jié)構(gòu)，使其在水中只膨脹而不會(huì)被溶解，只要分子鏈未被破壞，就能反復(fù)吸水。其吸水能力可以達(dá)到每平方厘米13kg~14kg，吸水率達(dá)100倍以上，具有較強(qiáng)的保水性能。另一方面，植物根系的吸水能力為每平方厘米17kg~18kg，所以不會(huì)出現(xiàn)保水劑吸收植物中水分的現(xiàn)象，而植物能夠從保水劑中吸水，體現(xiàn)了保水劑的優(yōu)越性，使其在農(nóng)林業(yè)中能夠應(yīng)用廣泛。

2 保水劑的使用

2.1 保水劑濕施（吸漲使用）

所謂保水劑濕施，就是指在造林、定植前，將保水劑置于麻袋中，浸入水池充分吸水，使之成為保水劑凝膠。在通道綠化過(guò)程中，對(duì)于裸根苗可使用蘸根或浸根的方法，往保水劑凝膠中加入適量黃土調(diào)成泥漿，再將苗木根系放入泥漿中浸蘸，隨蘸隨栽，若加入生根粉，效果會(huì)更佳。而對(duì)于容器苗木、帶土球的苗木，可以將保水劑凝膠直接放于坑底或土球周圍，邊回填土邊撒，并且踩實(shí)。保水劑濕施主要用于就近無(wú)水源、用水不方便的地方，使之提前吸足水，即使短期內(nèi)不澆水也能夠提供植物生長(zhǎng)所需水分，保證苗木的成活。

2.2 保水劑干施

保水劑干施適用于雨季造林，或水源充足可以進(jìn)行灌溉的路段。造林時(shí)，直接將保水劑放于坑底，與坑內(nèi)土壤均勻攪拌，然后再栽植苗木。需要特別注意的是保水劑不是造水劑，在使用時(shí)應(yīng)保證土壤墑情較好，能夠提供足夠的水分。若是春季造林，需要在回土之后澆足底水，隔一段時(shí)間之后再澆灌；若是秋季造林，保水劑經(jīng)過(guò)一個(gè)雨季吸水，可達(dá)到保水效果。此外，保水劑干施時(shí)，由于土壤顆粒的相互擠壓，使保水劑的吸水效果下降，因而使用量應(yīng)大一些。

2.3 保水劑的使用量

保水劑應(yīng)用于通道綠化工程時(shí)，并非施入的數(shù)量越多越好，合理的使用量，既要考慮保水劑的施用效果，又必須考慮其造林成本。施入量太少，起不到蓄水保墑作用，施入量過(guò)多，會(huì)增加造林成本，而且還會(huì)造成土壤蓄水過(guò)多，使土壤通氣性差而導(dǎo)致苗木根系腐爛。為此，依據(jù)造林樹(shù)種、造林密度以及立地條件等諸多因素，為了確保施用效果，造林樹(shù)種2.0a～3.0a生針葉樹(shù)苗木、植樹(shù)穴規(guī)格40cm×40cm時(shí)，施用量為每穴20g～25g；1.0a～2.0a生闊葉樹(shù)苗木、植樹(shù)穴規(guī)格50cm×50cm時(shí)，施用量為每穴35g～40g；1.0a～2.0a生經(jīng)濟(jì)林苗木、植樹(shù)穴規(guī)格50cm×50cm，施用量為每穴 50g～60g。

3 保水劑的作用效果

3.1 保水保肥

保水劑和土壤混合均勻后，形成吸水土，強(qiáng)大的吸水能力使土壤具有一定的滲透壓，從而造成該土壤的飽和含水率較普通土壤明顯提高，且保水劑吸足水分后能保持較長(zhǎng)時(shí)間，在干旱季節(jié)持續(xù)緩慢釋放水分，提供植物生長(zhǎng)需要。通道綠化栽植效果表明，在不添加保水劑的情況下，土壤含水量在5.0d～10d之內(nèi)將從32.30%下降到2.50%，蓄水能力很差；而加入保水劑以后，土壤含水率40d～70d內(nèi)仍能維持在5.50%以上。保水劑吸水是由分子電解引起的，因此在其內(nèi)部存在大量的游離電子，通過(guò)分子吸附和離子交換，保水劑能吸附 NH4Cl、Zn（NO3）2 等電解質(zhì)肥料，在增加土壤肥力的同時(shí)，通過(guò)吸漲作用提高土壤孔隙度，從而提高了土壤的通透性，促進(jìn)了植物對(duì)水、肥的吸收。

3.2 提高造林成活率

保水劑吸水迅速，能夠在短時(shí)間內(nèi)吸水形成水凝膠，確保干旱季節(jié)的保水效果。在應(yīng)用保水劑造林過(guò)程中，植物苗木的根系將處在一個(gè)由保水劑凝膠構(gòu)成的小水庫(kù)中。當(dāng)干旱季節(jié)來(lái)臨時(shí)，保水劑凝膠自動(dòng)緩慢的釋放水分供苗木根系吸收利用，營(yíng)造出一個(gè)苗木根部濕潤(rùn)的小土壤環(huán)境，使苗木能夠在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)維持體內(nèi)水分平衡，從而保持苗木生長(zhǎng)活力，達(dá)到提高造林成活率的目的。

4 結(jié)論

保水劑作為一種現(xiàn)代化學(xué)抗旱節(jié)水技術(shù)，在通道綠化過(guò)程中，能夠明顯起到蓄水保墑、提高造林苗木的成活率、促進(jìn)苗木生長(zhǎng)效果，再加上應(yīng)用技術(shù)簡(jiǎn)單容易掌握，使其得到了廣泛的應(yīng)用。

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