保水劑在中國(guó)農(nóng)林業(yè)中的應(yīng)用

黃大明張文奎陸瑋唐先龍郗貴明

（1.清華大學(xué)生命學(xué)院生態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)室，北京 100084；2.北京森林麗葉綠洲生態(tài)科技發(fā)展有限公司，北京 101100；3.黑龍江大龍生態(tài)肥股份有限公司，黑龍江齊齊哈爾 161000）

保水劑在中國(guó)農(nóng)林業(yè)中的應(yīng)用

黃大明1張文奎2陸瑋1唐先龍3郗貴明3

（1.清華大學(xué)生命學(xué)院生態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)室，北京 100084；2.北京森林麗葉綠洲生態(tài)科技發(fā)展有限公司，北京 101100；3.黑龍江大龍生態(tài)肥股份有限公司，黑龍江齊齊哈爾 161000）

保水劑是一種正在世界范圍改變農(nóng)林業(yè)和園藝進(jìn)程的土壤調(diào)理劑。是一類具有抗旱保濕特性的高分子聚合物。適于在土壤壓力下保濕，優(yōu)化濕度條件，蓄水涵養(yǎng)，功能性緩釋，促進(jìn)植物快速生長(zhǎng)。它通過(guò)控制濕度釋放，大大減輕植物的干旱損傷，同時(shí)增加土壤的通氣與排水。本文探討保水劑在中國(guó)農(nóng)林業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的一些應(yīng)用。

保水劑 SAP 農(nóng)林業(yè) 生態(tài)系統(tǒng) 應(yīng)用

保水劑是一種正在世界范圍改變農(nóng)林業(yè)和園藝進(jìn)程的土壤調(diào)理劑。是一類具有抗旱保濕特性的高分子聚合物，被稱為土壤中的“微型水庫(kù)”。適于在土壤壓力下保濕，優(yōu)化濕度條件，蓄水涵養(yǎng)，功能性緩釋，促進(jìn)植物快速生長(zhǎng)。它通過(guò)控制濕度釋放，大大減輕植物的干旱損傷，同時(shí)增加土壤的通氣與排水。它促進(jìn)肥料有效利用，降低水域富養(yǎng)化污染，同時(shí)控制水土流失。無(wú)毒，無(wú)副作用，一般在土壤中保持活性7-10年。吸水速度1小時(shí)內(nèi)達(dá)100%。小顆粒比大顆粒吸水快。pH值是中性，6.0—6.8［1-5］。盡管許多實(shí)驗(yàn)室和野外研究結(jié)果都證明其卓越的性能，但是實(shí)際應(yīng)用仍不夠廣泛，生產(chǎn)企業(yè)還是感到市場(chǎng)艱難，無(wú)法生存。本文試圖在產(chǎn)品角度探討其原因。采用2015年《中國(guó)學(xué)術(shù)期刊（網(wǎng)絡(luò)版）》檢索關(guān)鍵詞：保水劑，獲學(xué)術(shù)論文共2845篇。

1　對(duì)土壤調(diào)理

有研究表明：保水劑是一種具有很強(qiáng)分子吸水能力的土壤調(diào)理機(jī)，在土壤中能夠極大地改變土壤孔隙持水性，增加土壤有效水貯量，應(yīng)當(dāng)受到應(yīng)有的重視和廣泛使用［6］。不同的保水劑粒徑與不同質(zhì)地土壤的吸、失水性也有不同的效果。研究表明：0.25～0.5mm粒徑保水劑在3種土壤中累積蒸發(fā)量最小［7］。農(nóng)田施入量為2g/m2的處理水分蒸發(fā)量最小，保水效果最好；而隨著保水劑用量的增加，累積蒸發(fā)量與蒸發(fā)失水比呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢(shì)，當(dāng)保水劑用量超過(guò)175g/m2后對(duì)蒸發(fā)的抑制作用開始顯現(xiàn)［8］。保水劑對(duì)典型半干旱砂性土壤的入滲和蒸發(fā)影響的研究表明：入滲速率最大降至對(duì)照的0.77（混施）和0.89（溝施）；在相同初始含水率，連續(xù)蒸發(fā)條件下，土壤含水率均高于對(duì)照，其中混施6kg/畝的各層含水率是對(duì)照的1.3-39倍，其15cm處提高了42%；混施比溝施減少了6-25%的土壤蒸發(fā)量［9］。保水劑使用促進(jìn)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)利用效率：農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中使用保水劑和各種農(nóng)資會(huì)產(chǎn)生一定的碳投入，提高碳吸收，降低碳成本，提高碳效率，促進(jìn)作物生長(zhǎng)，提高作物干物質(zhì)量。研究中60kg/hm2保水劑用量的碳成本最低，較對(duì)照減少了25.6%，而其碳效率和碳凈匯最大，較對(duì)照分別提高了35.3%和30.6%。施用保水劑提高了冬小麥的水分利用效率，且以60kg/hm2保水劑用量效果最佳。水分利用效率與碳吸收、碳效率和碳凈匯呈顯著正相關(guān)，而與碳成本呈極顯著負(fù)相關(guān)［10］。保水劑在改良土壤和作物抗旱節(jié)水中有良好的效果：實(shí)驗(yàn)表明，土壤中保水劑含量在0.1% 以下時(shí)，土壤團(tuán)聚體增加，土面蒸發(fā)明顯降低；模擬降雨實(shí)驗(yàn)證明，0.1% 保水劑的土壤，在15% 坡度下，其水分入滲增加43%，土壤流失率減少54%。田間試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，土壤穴施保水劑使馬鈴薯增產(chǎn)52%；盆栽實(shí)驗(yàn)證明，土壤加入保水劑后的玉米和烤煙抗旱存活率增加，保苗效果好［11］。

2　水土保持應(yīng)用

保水劑在水土保持生態(tài)建設(shè)中的應(yīng)用研究。保水劑具有保水、保土、保肥功能，通過(guò)自身保水特性和土壤學(xué)作用機(jī)制，改善土壤結(jié)構(gòu)，降低土壤密度，提高土壤抗蝕性，起到水土保持作用［12］。已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種水土保持、生態(tài)建設(shè)工程、治理水土流失、防止沙漠化等方面［13］。研究表明：保水劑的吸水倍率隨復(fù)合肥溶液濃度的增加而減小，與吸水時(shí)間呈明顯的對(duì)數(shù)相關(guān)；0.1%和0.2%保水劑的時(shí)蒸發(fā)量達(dá)到0.896g。在不同時(shí)間段0.05%保水劑失水速率相對(duì)差異性較??；可以為種子的萌發(fā)以及植物的生長(zhǎng)營(yíng)造良好的生長(zhǎng)環(huán)境；保水劑與復(fù)合肥的復(fù)配施用，通過(guò)改變水分時(shí)空分配和土壤理化性質(zhì)，提高植物覆蓋度［14］。在黃土高原植被建設(shè)中，堅(jiān)持“適地適樹適法”原則，實(shí)行分類指導(dǎo)、合理布局，加大經(jīng)濟(jì)樹種營(yíng)造比重，大力采用保水集水、保水劑等抗旱造林技術(shù)，加強(qiáng)造林后的管理?？朔S土高原造林種草中存在的成活率低、保存率低、生長(zhǎng)率低、延緩黃土坡地的產(chǎn)流時(shí)間，減小地表徑流、徑流系數(shù)、泥沙含量和降雨侵蝕量等問(wèn)題。實(shí)現(xiàn)黃土高原的植被重建［15］。未來(lái)，保水劑水土保持應(yīng)用上有很大的開發(fā)空間，但應(yīng)該選擇合適的類型、應(yīng)用量、應(yīng)用方法、應(yīng)用范圍，注意及應(yīng)用效果的系統(tǒng)分析［16］。

3　林業(yè)

保水劑能顯著促進(jìn)造林樹種植株的生長(zhǎng)發(fā)育，使植株的基徑、樹高、側(cè)根數(shù)、側(cè)根長(zhǎng)、總干重、根干重等比不用保水劑的對(duì)照植株明顯增加，根冠比增大。需要注意的是在使用保水劑進(jìn)行造林時(shí)，要選擇適宜的劑型和造林季節(jié)，這是保水劑抗旱造林的關(guān)鍵環(huán)節(jié)［17］。保水劑在育苗、造林、果樹栽培、園林綠化、治理水土流失、防止沙漠化等方面有很多應(yīng)用，能大大提高造林成活率［18，19］。研究表明：保水劑處理的油松苗，與不加保水劑處理比，其葉片內(nèi)的相對(duì)含水量明顯較高，MDA的含量較低，說(shuō)明添加保水劑使油松幼苗產(chǎn)生了較好的耐旱性，為干旱地區(qū)的育苗技術(shù)提供了理論基礎(chǔ)。 豫西丘陵區(qū)新型造林模式中：截干、容器苗、保水劑、高效節(jié)水為主的抗旱配套技術(shù)，有效地提高了造林成活率［20］。保水劑和覆蓋措施有效提高黑松造林效果：保水劑埋深在0～60cm土層內(nèi)，土壤含水率比對(duì)照提高10.2～79.3個(gè)百分點(diǎn)。加之黑塑料地膜或鋸屑、落葉覆蓋，可提高造林成活率和保存率［21］。在北京南口風(fēng)沙區(qū)側(cè)柏造林施用保水劑，成活率達(dá)90%以上，與澆水量高1倍的對(duì)照相差無(wú)幾，施用保水劑后第2年春季土壤含水量比對(duì)照提高了84.7～119.4 g.kg-1，比對(duì)照提高7.78～25.56%，同時(shí)顯著地提高了側(cè)柏的初期生長(zhǎng)量。研究中所選定的不同保水劑及其劑量對(duì)側(cè)柏苗生長(zhǎng)的影響差異并不顯著［22］。在黃條紋金剛竹育苗過(guò)程中，使用保水劑處理后，土壤含水量增加，保水劑用量越大效果越好。使用保水劑處理的葉片含水量下降時(shí)間能推遲3 d，苗木生長(zhǎng)受抑制時(shí)間推后。使用保水劑處理的植物葉片電導(dǎo)率升高時(shí)間推遲，能有效延長(zhǎng)黃條金剛竹的萎蔫點(diǎn)，大約能推遲5-7 d。使用保水劑的竹種成活率明顯高于未使用保水劑的竹種［23］。保水劑用于何首烏扦插育苗，使出苗率，苗的莖長(zhǎng)、分枝數(shù)、葉片數(shù)、根數(shù)和最長(zhǎng)根長(zhǎng)等性狀均較未施用保水劑的處理差異達(dá)極顯著水平，并隨著保水劑用量的增加而變好，但不同保水劑用量間差異多不顯著。綜合考慮，采取用量3kg/6672棵最為經(jīng)濟(jì)［24］。保水劑還可用于穩(wěn)定而有效地供給草坪植物所需水分［25］。在冷地型草坪使用保水劑：草種發(fā)芽率明顯提高，幼苗生長(zhǎng)增快。干旱條件下適當(dāng)濃度的保水劑可以提高土壤的含水量，對(duì)草坪草種子出苗及生長(zhǎng)也有一定促進(jìn)作用［26］。小?？Х壬a(chǎn)經(jīng)常受到季節(jié)性干旱和土壤營(yíng)養(yǎng)不足的制約。施入低氮、低保水劑處理可以獲得小?？Х让缒镜淖畲笊L(zhǎng)量（株高、莖粗及葉面積）。和對(duì)照（無(wú)氮處理）相比，低氮可使干物質(zhì)累積量提高24.10%，而高氮減少干物質(zhì)累積11.95%。和無(wú)保水劑處理相比，低保水劑提高干物質(zhì)累積11.53%，而高保水劑抑制干物質(zhì)累積8.65%。此外氮肥和保水劑能不同程度地降低日蒸散量，提高水分利用效率；施氮和保水劑可分別提高小?？Х人掷眯?. 72%～35.37%和8.48%～20.24%。小?？Х鹊乩鄯e量隨著施氮量增加先增后降。過(guò)高水平保水劑和氮肥都會(huì)對(duì)小?？Х鹊拿缒旧L(zhǎng)產(chǎn)生明顯的抑制作用，而低氮低保處理可同時(shí)提高干物質(zhì)累積和水分利用效率［27］。施用保水劑與對(duì)照相比，蘋果樹的葉面積增大，葉片光合速率提高6.13%～17.45%，水分利用效率提高9.46%～22.44%，產(chǎn)量提高6.28%～7.25%，土壤含水量提高3.50%～28.96%［28］。貴州喀斯特山區(qū)桃樹栽培過(guò)程中施用保水劑，能提高幼苗移栽的成活率，增加根際周圍土壤含水量，減少土表蒸發(fā)。另外土壤中保水劑含量在0.01%～0.05%范圍內(nèi)，土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)增加較為明顯，土面蒸發(fā)明顯降低，pH值有降低的趨勢(shì)（0.1～0.2），速效磷含量有所提高；每株施40g保水劑為最佳經(jīng)濟(jì)使用量；保水劑使獼猴桃的根冠比趨于合理，具有明顯提高商品果之效應(yīng)；配合微肥施用可減緩黃葉病的發(fā)病程度，提高樹體抗性，改善果實(shí)品質(zhì)［29］。保水劑處理的核桃幼樹地徑、新梢數(shù)量、新梢平均長(zhǎng)度均顯著高于對(duì)照，對(duì)葉片葉綠素含量無(wú)顯著影響。單株雌花數(shù)大于對(duì)照。株施40~60g為適宜施用量［30］。干旱條件下用保水劑丸化沙打旺種子，與對(duì)照相比，保水劑含量在7%和9%時(shí)，種子萌發(fā)速率分別加快了70%和63.19%；保水劑含量在7%時(shí)，幼苗根長(zhǎng)、根表面積分別提高了19.36%和45.26%。沙打旺丸化添加保水劑適宜含量為7%～9%［31］。在造林實(shí)踐中，利用杉木屑和竹屑等與土壤（1∶200）混合（0.50%），也有比較好的保水緩釋功效［32］。蘭州市南北兩山保水劑造林實(shí)踐證明：保水劑造林能有效的提高根際土壤含水量、造林成活率，施保水劑+覆地膜效果最好；保水劑必須拌土埋在根系周圍，上面覆土；保水劑的最佳用量為20g/穴［33］。

4　農(nóng)業(yè)

大量研究表明：保水劑在農(nóng)業(yè)中有非常積極廣泛的應(yīng)用效果。1%保水劑包膜涂層可促進(jìn)大豆、綠豆等豆類種子出苗率，使其出苗早，苗齊苗壯，抗旱能力增強(qiáng)，而對(duì)小麥玉米等淀粉種子的出苗無(wú)明顯作用；低濃度的保水劑蘸根可提高苗木的成活率，促進(jìn)其生長(zhǎng)，增強(qiáng)抗旱能力，而高濃度的保水劑蘸根則降低苗木成活率，生長(zhǎng)下降［34］。施用保水劑能明顯提高麥田土壤水分含量，尤其對(duì)上層土壤水分含量的影響更為明顯，同時(shí)還能增加分蘗，提高葉綠素含量和使光合速率增加，從而使干物質(zhì)積累加快，90kg/hm2為適宜施入量［35］。研究表明，灌水水平在20%～80%條件下，不施保水劑時(shí)，灌水量為80%時(shí)冬小麥產(chǎn)量達(dá)到最大值；施用保水劑時(shí)，灌水量為60%時(shí)冬小麥產(chǎn)量最高。隨著灌水量的增加，土壤水分含量有所提高，施用保水劑后土壤水分顯著提高；在冬小麥孕穗期灌水量為田間持水量的60%時(shí)，施用保水劑后土壤水分增加1.57倍。低灌水水平和高灌水水平均削弱保水劑對(duì)水分生產(chǎn)效率、灌水利用效率和降水利用效率的增加效應(yīng)?？梢?jiàn)，灌水的增產(chǎn)效應(yīng)與灌水對(duì)水分生產(chǎn)效率、灌水利用效率、降水利用效率的提高有著密切關(guān)系。在本年度（2011年10月～2012年6月）降水及氣候條件下，施用保水劑時(shí)，最佳灌水量為田間持水量的60%時(shí)冬小麥產(chǎn)量最高。［36］。保水劑與氮肥配施的各種處理中，以氮肥（225kg/km2）和保水劑 （60kg/hm2）配施處理對(duì)于小麥總?cè)后w數(shù)、株高、穗長(zhǎng)和穗粒數(shù)的提高效果最為顯著， 提高旗葉光合速率和光合水分利用效率，增加小麥產(chǎn)量［37］。也有認(rèn)為，最優(yōu)處理為：每666.7m2施純氮20 kg結(jié)合使用粒徑1.6～4.0 mm的保水劑0.5 kg能夠改善小麥生育后期的群體狀況［38］，保水劑用量對(duì)裸燕麥籽粒產(chǎn)量有顯著影響，滴灌條件下施用保水劑比不施保水劑增產(chǎn)2.95%～12.14%，傳統(tǒng)灌溉條件下施用保水劑比不施保水劑增產(chǎn)1.1%～5.0%。60kg/hm2保水劑有利于裸燕麥大多數(shù)品質(zhì)性狀的提高，以及礦質(zhì)元素的吸收利用［39］。在閩南丘陵旱地對(duì)秋植大豆施用保水劑，與對(duì)照相比，施用保水劑的大豆各生育時(shí)期都有所延長(zhǎng)，全生育日數(shù)比對(duì)照延長(zhǎng)了2～7天，并且提高了大豆單位面積產(chǎn)量與有效莢率，單株粒重增多，百粒重提高；且隨施用量的增加，效果更為明顯。溝施保水劑60 kg/hm2用量的增產(chǎn)增收效果最佳，可增加純收入1503.00元/hm2，其投入產(chǎn)出比為1：2.67［40］。在甘蔗施種植中，施用保水劑處理，在兩年宿根蔗中仍表現(xiàn)增產(chǎn)，膠體型保水劑和顆粒型保水劑與對(duì)照相比，宿根第1年分別增產(chǎn)6.97%、8.01%，宿根第2年分別增產(chǎn)3.20%、3.96%。兩種劑型保水劑在土壤中的殘留后效對(duì)宿根蔗均具有增產(chǎn)作用，其增產(chǎn)效果隨施入土壤時(shí)間的延長(zhǎng)而降低［41］。在寧夏中部半干旱偏旱區(qū)馬鈴薯種植中使用，穴施保水劑90kg/hm2的增產(chǎn)效果最佳（44.1%），穴施保水劑60kg/hm2的商品薯率最高（20.9%）［42］。在辣椒種植中施用保水劑對(duì)辣椒生長(zhǎng)及水分利用效率有明顯促進(jìn)作用，辣椒葉面積、葉數(shù)、株高、生物量和水分利用效率均優(yōu)于未施保水劑處理。水分控制對(duì)辣椒的影響表現(xiàn)為充分供水促進(jìn)辣椒生長(zhǎng)，水分脅迫延緩辣椒生長(zhǎng)速度?；疑P(guān)聯(lián)分析發(fā)現(xiàn)：施用保水劑處理耗水量與各性狀關(guān)聯(lián)度順序依次為生物量 ＞莖葉干物質(zhì)量 ＞根干物質(zhì)量 ＞葉數(shù) ＞株高 ＞葉面積 ＞根冠比 ＞干物質(zhì)含量，而未施用保水劑處理耗水量與各性狀關(guān)聯(lián)度順序依次為生物量 ＞葉數(shù) ＞莖葉干物質(zhì)量 ＞根干物質(zhì)量 ＞株高 ＞葉面積 ＞干物質(zhì)含量 ＞根冠比［43］。在烤煙種植中保水劑可以增強(qiáng)煙葉的光合能力，施用量為45kg/hm2的光合能力最強(qiáng)；延邊雨季為土壤提供了充足的水分，這是烤煙成熟期沒(méi)有“午休”現(xiàn)象的主要原因；保水劑主要是通過(guò)調(diào)節(jié)煙葉的氣孔導(dǎo)度，進(jìn)而影響其凈光合速率［44］。保水劑用量在1.0～3.0 g/株范圍內(nèi)，土壤蒸發(fā)明顯降低，能顯著促進(jìn)烤煙根、莖、葉的生長(zhǎng)；田間試驗(yàn)結(jié)果表明：施用保水劑，能促進(jìn)煙株生長(zhǎng)，提高煙葉中總糖、還原糖的含量，降低總煙堿、總氮和氯離子的含量，促進(jìn)化學(xué)成分協(xié)調(diào)，改善煙葉品質(zhì)；移栽時(shí)隨營(yíng)養(yǎng)土每667m2施用3.0kg保水劑，經(jīng)濟(jì)效益增加111.4元。施用保水劑，能減緩?fù)寥浪终舭l(fā)，增加土壤的保水性能，促進(jìn)煙株生長(zhǎng)，提高煙葉產(chǎn)量，改善煙葉品質(zhì)，增加經(jīng)濟(jì)效益［45］。在黃土高原旱作春玉米施用保水劑，增加產(chǎn)量12%～33.47%，在大豆生產(chǎn)上增產(chǎn)3.9%～23.1%，產(chǎn)量隨保水劑用量增加而增加，但保水劑施用在土壤中的增產(chǎn)效益較低。用保水劑處理種子，成苗率增加，增產(chǎn)效果顯著，是一項(xiàng)有效的增產(chǎn)措施［46］。

5　保水劑其它作用

對(duì)土壤持水特性的影響：在土壤低吸力段（0～80kPa），隨保水劑用量增加，土壤持水容量增大，增加作物可利用的有效水；在相同含水量時(shí)，土壤水能態(tài)隨保水劑用量增大而降低；但在相同水分能態(tài)下，土壤含水量隨保水劑的增加而明顯增大，施用保水劑后，土壤可在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持較高的水分含量；且隨保水劑用量增加，土壤容重下降，總孔隙度和毛管孔隙度則呈上升趨勢(shì)；土壤凋萎系數(shù)雖有增大趨勢(shì)，但增幅很小，土壤有效水容量明顯增大。土壤中加入0.5%的聚丙烯酰胺或0.25%～0.5%的水解淀粉，可顯著改善土壤對(duì)有效水的保持和供應(yīng)［47］。

對(duì)土壤養(yǎng)分的保蓄作用：保水劑在雨季能夠吸收水分，并將水分保持于土壤中，待到旱季來(lái)臨，又能夠?qū)⑽值乃志徛尫沤o植物利用，從而幫助植物渡過(guò)干旱期，提高造林成活率。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：保水劑使北美紅杉Sequoiasempervirens和川滇榿木Alnusferdinandivar. coburgii的氮流失量減少23.8%～65.2%，鉀流失量減少19.8%～86.2%。當(dāng)養(yǎng)分施加量一定時(shí)，養(yǎng)分的流失量隨保水劑施加量的增加而減少。野外試驗(yàn)證明：森林土壤中施加保水劑后，顯著提高土壤中養(yǎng)分（氮磷鉀）含量，使土壤堿解氮量提高133.1%～295.8%，有效磷提高10.4%～43.2%，速效鉀提高124.2%～220.3%?？梢哉J(rèn)為：保水劑不僅可以改善土壤水分狀況，而且可以通過(guò)減少養(yǎng)分淋失，可以作為調(diào)理土壤的水肥營(yíng)養(yǎng)緩釋劑［48］。保水劑對(duì)尿素緩釋效果研究結(jié)果表明：在玉米生長(zhǎng)前期，保水劑能夠吸持速效態(tài)氮，使土壤氮素不會(huì)過(guò)快地被作物吸收，生長(zhǎng)中后期，土壤堿解氮含量比較平穩(wěn)，說(shuō)明保水劑能不斷地釋放氮養(yǎng)分，使其轉(zhuǎn)化為速效態(tài)供玉米吸收，從而證明保水劑有水肥營(yíng)養(yǎng)緩釋的效果［49］。

對(duì)土壤特性長(zhǎng)效影響：施用保水劑可明顯增加土壤微團(tuán)粒結(jié)構(gòu).增大土壤持水率和表層土壤pH。保水劑施用1～5年期間.表層土壤（0～10cm）中0.05～0.01mm粒徑質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加0.81%～7.74%，0.01～0.005mm粒徑質(zhì)量分?jǐn)?shù)減少；施用保水劑第3年時(shí)表層土壤0.05～0.01mm粒徑質(zhì)量分?jǐn)?shù)提高最顯著，且保水劑施用后第3年土壤的控水能力最強(qiáng)。施用保水劑0～10、10～20、20～40cm土層土壤持水率比對(duì)照增加6.54%、6.22%、8.50%，飽和含水率分別比對(duì)照增加1.3%～30.7%、2.4%～28.7%和0.8%～21.7%，保水劑連續(xù)施用第3年性能最佳［50］。在黃綿土、南方赤紅壤理等不同土壤中表現(xiàn)穩(wěn)定［51］。

不同種類保水劑：所有保水劑在純水中都有較高的吸水倍數(shù)，但不同濃度的不同肥料溶液對(duì)所有保水劑吸水倍數(shù)有著不同的影響。粒徑只對(duì)保水劑吸水速率有較大的影響，而對(duì)吸水倍率、保水能力和反復(fù)吸水次數(shù)影響不大［52］。保水劑吸水倍率隨著鹽濃度的增加而下降；同時(shí)偏酸或偏堿都會(huì)使保水劑的吸水倍率呈下降趨勢(shì)，但在堿性條件下的變化趨勢(shì)小于酸性條件下的變化；無(wú)論干燥冷凍或者凝膠冷凍，保水劑吸水性能均受到顯著影響，干燥狀態(tài)冷凍后比凝膠狀態(tài)冷凍后的吸水倍率要高，不同保水劑在不同土壤中保水抗蒸發(fā)能力不同［53］。不同類型、粒徑保水劑隨著反復(fù)吸釋水次數(shù)的增加，吸水倍率降低。大粒徑比小粒徑降幅更大。各保水劑反復(fù)吸釋水特性與粒徑不成線性規(guī)律變化。在反復(fù)吸釋水條件下，各保水劑吸水速率均高于第1次吸水速率。隨著吸釋水次數(shù)的增加，保水劑凝膠達(dá)到飽和的時(shí)間提前。2+離子對(duì)保水劑的反復(fù)吸水能力影響更為顯著，其次為1+離子。Zn2+最易使保水劑失效，KNO3對(duì)保水劑的影響在前期略大［54］。

使用注意：避免盲目使用造成土壤板結(jié)、土壤肥力下降、固化土壤重金屬等問(wèn)題［55，56］。

6　研究發(fā)展

從保水劑進(jìn)入農(nóng)林業(yè)后，各級(jí)機(jī)構(gòu)都有一定支持，如：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、國(guó)際合作項(xiàng)目、國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃（863計(jì)劃）資助項(xiàng)目、“十二五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃資助項(xiàng)目、國(guó)家公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項(xiàng)、國(guó)家星火計(jì)劃項(xiàng)目、科技部農(nóng)業(yè)成果轉(zhuǎn)化項(xiàng)目、科技支疆項(xiàng)目、中國(guó)科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)項(xiàng)目、水利部科技推廣計(jì)劃項(xiàng)目、三峽后續(xù)工作科研課題、內(nèi)蒙古自治區(qū)科技廳應(yīng)用項(xiàng)目、內(nèi)蒙古自然科學(xué)基金項(xiàng)目、內(nèi)蒙古民族大學(xué)基金項(xiàng)目、內(nèi)蒙古民族大學(xué)科研創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)支持計(jì)劃、貴州省重大科技平臺(tái)項(xiàng)目、貴州省科技廳農(nóng)業(yè)攻關(guān)項(xiàng)目、貴州省中藥現(xiàn)代化項(xiàng)目、貴陽(yáng)市科技局低碳計(jì)劃項(xiàng)目、貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院院專項(xiàng)、貴州省中藥現(xiàn)代化重大專項(xiàng)、河南省杰出青年基金項(xiàng)目、福建省泉州市重點(diǎn)項(xiàng)目等等。產(chǎn)業(yè)上，民營(yíng)投資占了絕大多數(shù)，但總數(shù)不大，全國(guó)40多個(gè)廠規(guī)模在年產(chǎn)300噸-3000噸之間。每個(gè)投資在300萬(wàn)-3000萬(wàn)人民幣之間。目前市場(chǎng)發(fā)展困難。

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Super absorbent polymer （SAP） is a new and proven miraculous soil additive. Its application is important for improving water and fertilizer use efficiency. The super nutrient absorbent polymer dramatically conserves water and reduces fertilizer usage while significantly increasing plant and crop yield. This leap forward in polymer and ecological technology is changing the course of agriculture and horticulture the world over. Moreover， there are numerous benefits that SAP was engineered to produce and with every new application we are discovering even more each day. The versatility of this scientific discovery will undoubtedly produce even more discoveries. We have only scratched the surface. SAP is a part of the solution to ending world hunger in areas of the world that cannot grow ample food due to poor soil and hot， arid conditions. When SAP crystals are installed into the soil， irrigation schedules can be reduced. Fertilizer usage is also reduced. SAP also significantly increases crop yield and assists in the abundant growth of horticultural plants， trees and flowers. In this paper， basic research and specific recommendations will be made available to determine the best rates and application methods for the desired plant crops and soil condition in the agroforestry ecosystems， China.

Super absorbent polymer； SAP； Agroforestry；Ecosystem；Application