保水劑在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)應用上的研究進展

王春芳 李喜鳳 張曉蓮

摘要? ? 保水劑作為一種化學抗旱節(jié)水材料，已經(jīng)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣泛應用。本文簡述了保水劑的特性及其在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應用，尤其是肥料上的應用，并對其存在的問題進行探討，以期促進農(nóng)業(yè)快速發(fā)展。

關鍵詞? ? 保水劑;保水緩/控釋肥料;農(nóng)業(yè)生產(chǎn);應用

中圖分類號? ? S482.99? ? ? ? 文獻標識碼? ? A? ? ? ? 文章編號? ?1007-5739（2019）12-0199-01

干旱是制約我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與發(fā)展的一個重要因素，水資源的合理開發(fā)與利用迫在眉睫。保水劑是一種化學抗旱節(jié)水材料，可以提高土壤持水力，改良土壤結(jié)構(gòu)，吸附土壤速效養(yǎng)分，減少養(yǎng)分的淋溶流失，實現(xiàn)保水保肥的作用。保水劑的生產(chǎn)開始向復合化及多功能方向發(fā)展。

1? ? 保水劑的特性

保水劑最早是美國人從玉米上研制而成。保水劑分為丙烯酰胺-丙烯酸鹽共聚交聯(lián)物（聚丙烯酰胺、聚丙烯酸鈉、聚丙烯酸鉀、聚丙烯酸銨等）和淀粉接枝丙烯酸鹽共聚交聯(lián)物（淀粉接枝丙烯酸鹽）兩大類。保水劑親水性很強，能夠反復吸水、釋水，從而增強土壤的水分保持能力，以供植物吸收和利用。在吸水初始，保水劑吸水速率達到最大，隨后逐漸減小并趨于溶脹平衡，吸水倍率與溶液濃度、保水劑粒徑及吸水次數(shù)有關[1]。保水劑無毒無害，可以降解，被生物分解為CO2、H2O和K+。保水劑的物理與化學性能穩(wěn)定，使用壽命長。

2? ? 保水劑在農(nóng)業(yè)上的應用

保水劑在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上可用于播種、育苗和移栽、土壤改良、地面覆蓋等。研究發(fā)現(xiàn)，其可降低植物的死亡率、加快作物的生長、增強土壤肥力、降低灌溉水的損耗。保水劑與肥料和農(nóng)藥共同作用，能減慢其釋放速度，增加肥料和農(nóng)藥的利用率和有效性。豐丕建等[2]認為保水劑是一種優(yōu)良的催熟材料，且能提高杏的產(chǎn)量及品質(zhì)。榮俊冬等[3]研究發(fā)現(xiàn)，保水劑可影響麻竹葉片內(nèi)葉綠素、可溶性糖和可溶性蛋白等變化趨勢，溝施保水劑60.0 kg/hm2對麻竹的保水效果最佳。

2.1? ? 對土壤的影響

保水劑不僅可以改善耕地土壤的團塊結(jié)構(gòu)，是一種優(yōu)良的土壤改良劑，而且還能提高耕地土壤的透水、透氣和保水性能，節(jié)約灌溉用水，從而促進農(nóng)作物生長。保水劑能夠提高土壤的吸水能力，當土壤干旱時，保水劑可減少土壤蒸發(fā)量并釋放出所蓄存的水分，供作物根部吸收，用量越大保水效果越明顯。保水劑的保水效果受土壤鹽分的影響，并隨著鹽溶液濃度的增加而降低，使用時需考慮土壤的含鹽狀況。對于不同氣候地區(qū)，不同pH值的土壤，均要選擇相適應的保水劑，尤其是鹽堿地，要選用堿性保水劑。

2.2? ? 對土壤中肥料的影響

保水劑在土壤中保水的同時還能起到保肥的功效，減少肥料的淋失，但作物能利用的有效水分含量也有所減少[4]。研究表明，保水劑對氨態(tài)氮有明顯的吸附作用，而且保水劑量一定時，吸肥量隨肥料的增加而增加。保水劑可減少土壤中氮、磷、鉀養(yǎng)分的淋溶損失，顯著降低氨的揮發(fā)量。但不同的化學肥料會在不同程度上降低保水劑的吸水率，尿素、磷酸二氫鉀、氯化鉀、氯化銨依次遞增。

2.3? ? 在肥料上的應用

保水劑可通過物理混合、包膜或化學的方式制成保水緩/控釋肥料。保水緩/控釋肥料通過對肥料的水溶性進行控制，可延遲養(yǎng)分釋放，使養(yǎng)分釋放時間及強度符合植物對養(yǎng)分的吸收規(guī)律，從而促進植物生長和增產(chǎn)。保水劑在肥料上的開發(fā)應用還處于探索階段，開發(fā)低成本的肥料載體及新型保水劑材料，并提高保水劑的吸水速率及耐鹽性，是當前保水緩/控釋肥料的關注焦點。宋雙雙等[5]通過保水劑與微生物菌劑混合的盆栽試驗發(fā)現(xiàn)，不同處理不同程度地提高了土壤速效氮、磷、鉀含量以及土壤含水量。保水劑與氮肥配施對作物的影響研究多集中于小麥、玉米、苗木、馬鈴薯等作物[6-9]。馬力[10]研究表明，氮肥用量對青燕1號燕麥產(chǎn)量的影響極顯著，保水劑類型與保水劑用量對產(chǎn)量的影響達到顯著。

3? ? 發(fā)展前景

保水劑在農(nóng)業(yè)上的應用范圍及方式逐漸多樣化，但肥料影響保水劑吸水性能的機理研究極為少見，值得進一步研究。目前保水材料比較單一，限制了其與其他改良土壤的材料的綜合應用。同時保水劑在土壤中不斷積累，由此引發(fā)的土壤問題及環(huán)境影響也需要大家關注并深入研究。

4? ? 參考文獻

[1] 魏琛琛，廖人寬，王瑜.等.保水劑吸釋水分與養(yǎng)分動力學規(guī)律研究[J].農(nóng)業(yè)機械學報，2019，50（1）：275-284.

[2] 豐丕建，徐興文，李欣，等.保水劑在金太陽杏上的應用效果研究[J].種子科技，2019（1）：116.

[3] 榮俊冬，凡莉莉，陳禮光，等.不同用量保水劑對沿海沙地麻竹生理特征的影響[J].南方農(nóng)業(yè)學報，2019（2）：323-329.

[4] 張富倉，李繼成，雷艷，等.保水劑對土壤保水持肥特性的影響研究[J].應用基礎與工程科學學報，2010，18（1）：120-128.

[5] 宋雙雙，孫保平，張建鋒，等.保水劑與微生物菌劑對土壤水分、養(yǎng)分的影響[J].干旱區(qū)研究，2018，35（4）：761-769.

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[7] 劉學生，高鳳文，趙鳳民，等.保水劑對玉米產(chǎn)量性狀和產(chǎn)量的影響[J].東北農(nóng)業(yè)大學學報，2006，37（2）：151-154.

[8] 蔡典雄，王斌瑞，王百田，等.保水劑在林果業(yè)上的應用試驗[J].西北園藝，2000（6）：12-13.

[9] 俞滿源，黃占斌，方鋒，等.保水劑、氮肥及其交互作用對馬鈴薯生長和產(chǎn)量的效應[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2003，21（3）：15-19.

[10] 馬力.保水劑與氮肥對燕麥產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響[J].青海草業(yè)，2018，27（3）：7-11.