保水剂在农业生产应用上的研究进展
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摘要 保水剂作为一种化学抗旱节水材料，已经在农业生产中广泛应用。本文简述了保水剂的特性及其在农业生产上的应用，尤其是肥料上的应用，并对其存在的问题进行探讨，以期促进农业快速发展。
关键词 保水剂;保水缓/控释肥料;农业生产;应用
中图分类号 S482.99 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2019）12-0199-01
干旱是制约我国农业生产与发展的一个重要因素，水资源的合理开发与利用迫在眉睫。保水剂是一种化学抗旱节水材料，可以提高土壤持水力，改良土壤结构，吸附土壤速效养分，减少养分的淋溶流失，实现保水保肥的作用。保水剂的生产开始向复合化及多功能方向发展。
1 保水剂的特性
保水剂最早是美国人从玉米上研制而成。保水剂分为丙烯酰胺-丙烯酸盐共聚交联物（聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钾、聚丙烯酸铵等）和淀粉接枝丙烯酸盐共聚交联物（淀粉接枝丙烯酸盐）两大类。保水剂亲水性很强，能够反复吸水、释水，从而增强土壤的水分保持能力，以供植物吸收和利用。在吸水初始，保水剂吸水速率达到最大，随后逐渐减小并趋于溶胀平衡，吸水倍率与溶液浓度、保水剂粒径及吸水次数有关[1]。保水剂无毒无害，可以降解，被生物分解为CO2、H2O和K+。保水剂的物理与化学性能稳定，使用寿命长。
2 保水剂在农业上的应用
保水劑在农业生产上可用于播种、育苗和移栽、土壤改良、地面覆盖等。研究发现，其可降低植物的死亡率、加快作物的生长、增强土壤肥力、降低灌溉水的损耗。保水剂与肥料和农药共同作用，能减慢其释放速度，增加肥料和农药的利用率和有效性。丰丕建等[2]认为保水剂是一种优良的催熟材料，且能提高杏的产量及品质。荣俊冬等[3]研究发现，保水剂可影响麻竹叶片内叶绿素、可溶性糖和可溶性蛋白等变化趋势，沟施保水剂60.0 kg/hm2对麻竹的保水效果最佳。
2.1 对土壤的影响
保水剂不仅可以改善耕地土壤的团块结构，是一种优良的土壤改良剂，而且还能提高耕地土壤的透水、透气和保水性能，节约灌溉用水，从而促进农作物生长。保水剂能够提高土壤的吸水能力，当土壤干旱时，保水剂可减少土壤蒸发量并释放出所蓄存的水分，供作物根部吸收，用量越大保水效果越明显。保水剂的保水效果受土壤盐分的影响，并随着盐溶液浓度的增加而降低，使用时需考虑土壤的含盐状况。对于不同气候地区，不同pH值的土壤，均要选择相适应的保水剂，尤其是盐碱地，要选用碱性保水剂。
2.2 对土壤中肥料的影响
保水剂在土壤中保水的同时还能起到保肥的功效，减少肥料的淋失，但作物能利用的有效水分含量也有所减少[4]。研究表明，保水剂对氨态氮有明显的吸附作用，而且保水剂量一定时，吸肥量随肥料的增加而增加。保水剂可减少土壤中氮、磷、钾养分的淋溶损失，显著降低氨的挥发量。但不同的化学肥料会在不同程度上降低保水剂的吸水率，尿素、磷酸二氢钾、氯化钾、氯化铵依次递增。
2.3 在肥料上的应用
保水剂可通过物理混合、包膜或化学的方式制成保水缓/控释肥料。保水缓/控释肥料通过对肥料的水溶性进行控制，可延迟养分释放，使养分释放时间及强度符合植物对养分的吸收规律，从而促进植物生长和增产。保水剂在肥料上的开发应用还处于探索阶段，开发低成本的肥料载体及新型保水剂材料，并提高保水剂的吸水速率及耐盐性，是当前保水缓/控释肥料的关注焦点。宋双双等[5]通过保水剂与微生物菌剂混合的盆栽试验发现，不同处理不同程度地提高了土壤速效氮、磷、钾含量以及土壤含水量。保水剂与氮肥配施对作物的影响研究多集中于小麦、玉米、苗木、马铃薯等作物[6-9]。马力[10]研究表明，氮肥用量对青燕1号燕麦产量的影响极显著，保水剂类型与保水剂用量对产量的影响达到显著。
3 发展前景
保水剂在农业上的应用范围及方式逐渐多样化，但肥料影响保水剂吸水性能的机理研究极为少见，值得进一步研究。目前保水材料比较单一，限制了其与其他改良土壤的材料的综合应用。同时保水剂在土壤中不断积累，由此引发的土壤问题及环境影响也需要大家关注并深入研究。
4 参考文献
[1] 魏琛琛，廖人宽，王瑜.等.保水剂吸释水分与养分动力学规律研究[J].农业机械学报，2019，50（1）：275-284.
[2] 丰丕建，徐兴文，李欣，等.保水剂在金太阳杏上的应用效果研究[J].种子科技，2019（1）：116.
[3] 荣俊冬，凡莉莉，陈礼光，等.不同用量保水剂对沿海沙地麻竹生理特征的影响[J].南方农业学报，2019（2）：323-329.
[4] 张富仓，李继成，雷艳，等.保水剂对土壤保水持肥特性的影响研究[J].应用基础与工程科学学报，2010，18（1）：120-128.
[5] 宋双双，孙保平，张建锋，等.保水剂与微生物菌剂对土壤水分、养分的影响[J].干旱区研究，2018，35（4）：761-769.
[6] 杨永辉，武继承，吴普特，等.保水剂用量对小麦不同生育期根系生理特性的影响[J].应用生态学报，2011，22（1）：73-78.
[7] 刘学生，高凤文，赵凤民，等.保水剂对玉米产量性状和产量的影响[J].东北农业大学学报，2006，37（2）：151-154.
[8] 蔡典雄，王斌瑞，王百田，等.保水剂在林果业上的应用试验[J].西北园艺，2000（6）：12-13.
[9] 俞满源，黄占斌，方锋，等.保水剂、氮肥及其交互作用对马铃薯生长和产量的效应[J].干旱地区农业研究，2003，21（3）：15-19.
[10] 马力.保水剂与氮肥对燕麦产量及产量构成因素的影响[J].青海草业，2018，27（3）：7-11.
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