保水剂农业应用及其效应研究进展

简要阐述了保水剂的生产、应用概况以及保水剂的类型、性质、和作用机理,对保水剂对土壤特性的影响研究进行了综述,并重点对保水剂在农业生产中的应用及其效应进行了探讨     

高吸水树脂保水剂提高肥效及减少农业面源污染

高吸水树脂(保水剂)是一种新型多功能抗旱、防污材料,能够快速吸持水肥,增加土壤团粒结构和孔隙度,抑制土面蒸发,提升作物生理机能,减少养分淋失,从而达到提高水肥利用效率和减少肥料污染的作用。近年来,保水剂在农业面源污染防治方面得到了越来越广泛的应用。该文阐述了保水剂的防污作用机理及效能,介绍了保水剂主要防污作用方面的研究,重点对保水剂在农业生产上的防污应用及农用防污型保水剂的研制进行了综述,最后分析了保水剂在农业防污应用和研究过程中存在的问题,提出了保水剂未来进行防污应用的研究方向。     

保水剂在农业上的应用与研究进展

综述了国内外保水剂的研制、生产与应用概况,阐述了保水剂的应用机理与应用技术,探讨了保水剂的施用效果,指出了该领域研究中存在的问题。     

退耕还林工程中保水剂应用造林成本分析

为了比较退耕还林工程中应用保水剂造林和常规造林成本,以河北省张家口市崇礼县和康保县为例,对其应用保水剂造林成本进行了核算,结果表明,利用保水剂造林成本较高.但此方法可以提高造林的成活率,减少补植工作量或重造次数,也就相应降低了造林成本.保水剂作用发挥是在有降水或者提前吸水的条件下,因而选用保水剂造林时,要因地而异,选择合适的保水剂类型.只有掌握了使用比例、方法,选好造林季节,保水剂造林效果才能保证,成本方能降低.     

保水剂在农业改土节水中的效应研究

综合模拟和田间试验,比较研究了保水剂在改良土壤结构、保持土壤水分和节水农业生产中的应用,分析了保水剂对不同作物效应、保水剂对马铃薯应用效果。研究表明,保水剂能有效改善土壤结构,提高土壤保水和释水能力;能有效促进作物生长、增加作物产量和提高水分利用效率。文中还讨论了保水剂应用的发展趋势和研究方向。     

高分子保水剂在土壤水肥保持和污染治理中的应用进展

高分子保水剂(super absorbent polymer,SAP)是一种具有高吸水和保水能力的高分子聚合物,应用土壤具有水肥保持和土壤改良等多重效应,近年在农业生产、水土保持和污染治理中应用受到重视。该文通过作者多年研究积累和文献综合分析,回顾了高分子保水剂发展历程,提出其效应原理的理论体系,包括保水剂自身吸水、保水和释水原理,保水剂促进土壤改良和保持效应原理;保水剂提高肥料等农化产品利用效率原理;保水剂调节植物生理节水效应原理和固化土壤重金属效应原理。此外,文章对保水剂在农业水肥保持与高效利用、土壤重金属污染治理等方面的研究进展进行了系统分析,并根据其存在问题,指出加强新型产品研制及其应用基础研究,加快应用技术推广是保水剂发展的主要方向。     

保水剂在农业上的应用现状及前景分析

简述了保水剂的研制与生产概况,分析了保水剂在农业中的研究现状,指出了该领域研究中存在问题,展望了保水剂的应用前景。     

保水剂在水土保持中的应用及研究进展

保水剂作为一种高分子化合物,具有保水、保土、保肥功能.保水剂通过自身保水特性和土壤学作用机制,可改善土壤结构,降低土壤密度,提高土壤抗蚀性,起到水土保持作用.针对保水剂的水土保持功能,通过介绍保水剂的水土保持作用机制、在水土保持应用中的关键因素、水土保持效益以及目前应用中存在的问题,指出保水剂虽具有显著的水土保持效益,但必须结合适宜的保水剂类型、适宜的施用方法和施用量等因素合理使用.认为对于保水剂的研究,应以基础研究为重点,并开发多功能复合保水剂,同时扩大保水剂在水土保持中的应用领域和范围.     

农用保水剂作用原理研究与发展趋势分析

保水剂应用是一项化学节水抗旱新技术，近年在农业节水方面研究较多、发展较快。本文简要总结了国内外保水剂发展现状，研究和提出保水剂作用原理理论体系，结合农用保水剂研制和应用中应注意问题，指出其发展前景和研究方向，为我国未来保水剂研究与大范围推广应用提供参考。     

复合营养长效保肥保水剂应用及其缓释节肥效果

为探索保水剂与肥料复配混合后的缓释节水效果。该文应用整体法将N、P、K 3种植物必需的营养物质与保水剂进行复合自制复合营养长效保肥保水剂（简称复合保水剂）,并采用盆栽对比方法,通过观测植株生长指标与植株N、P、K含量、植株含水量试验了这种复合保水剂应用效果。结果显示：复合保水剂、保水剂、混合肥料与对照之间对一年生黑麦草出苗率的影响差异不显著;复合保水剂处理与对照处理相比提高株高达12%～47%,提高生物量达1.3～5.6倍;复合保水剂显著的提高植物体内水分含量及水势;与同营养型肥料配方处理的生物量比平均高出3.88倍;复合保水剂与同营养型的混合肥料处理相比,提高N元素表观利用率可提高0.2～1.9倍,P元素表观利用率可提高0.23～2倍,但是K元素表观利用率则减少了33%～200%。复合保水剂对黑麦草出苗率没有影响;复合保水剂处理可以显著增加黑麦草的苗期生长量;复合保水剂处理可显著提高黑麦草的N、K利用率,复合保水剂可以减少肥料的使用量,并能大幅度提高其利用率,用整体法制备复合保水剂的方法可行,可以起到保水保肥的效果。     

农用除草剂对土壤保水剂吸液性能的影响

吸液性能是土壤保水剂在进行农业抗旱应用时的重要参考指标之一。除草剂在农业生产上应用广泛,其淋溶进入土壤中会影响保水剂的吸液性能,原因在于除草剂分子导致保水剂膜结构破裂,改变了保水剂水凝胶表面的微形貌特征,从而导致其吸液性能的下降。该文采用扫描电镜分析技术和分形分析方法,研究了3种农用除草剂(阿特拉津、甲草胺、苯磺隆)对保水剂水凝胶表面微形貌特征的影响规律,并探讨了其对保水剂吸液性能的影响机制。结果表明,0.5、1、2mg/L质量浓度的除草剂甲草胺和苯磺隆溶液降低了保水剂的吸液能力和水凝胶表面微形貌的单分形维数,但其对保水剂吸液性能的影响并不显著;然而,除草剂阿特拉津对保水剂水凝胶表面微形貌特征的影响比较明显,阿特拉津质量浓度越大,保水剂的吸液质量越小,当质量浓度为2mg/L时,保水剂水凝胶表面的膜结构发生一定程度的破坏,保水剂吸液性能也显著降低,相对降低幅度达到9.64%,保水剂水凝胶表面孔隙分布的单分形维数值和多重分形谱奇异性指数跨度均随着阿特拉津浓度的加大而减小,表明其孔隙分布更为均匀,网络结构的复杂度减小。     

PAM-atta复合保水剂的保水性能及影响因素研究

针对目前保水剂成本高、耐盐性差和实际应用效果不理想等因素，该文以丙烯酰胺和凹凸棒黏土为原料合成了有机-无机复合保水剂(PAM-atta)，模拟实际应用情况并对其吸水、释水及耐盐性能进行了研究。结果表明：加入凹凸棒黏土合成的PAM-atta型复合保水剂具有更高的吸水倍数和耐盐碱性能，综合性能优于单一聚丙烯酰胺类保水剂。     

保水剂施用对丹参物质形成与养分利用的影响

阐明保水剂在道地丹参种植中的应用效果有助于保水剂在丹参节水抗旱种植中的合理应用.利用盆栽试验,比较不同保水剂用量下丹参物质形成、氮磷钾养分的吸收与利用效率的差异.结果表明,施用保水剂能促进干物质的积累与分配,增加根/冠比和丹参产量;保水剂施用降低了土壤容重,适度的土壤容重减小有助于丹参高产;不同保水剂用量下氯磷钾养分在丹参根系与地上部中的吸收分配与积累、农艺利用效率存在明显差异,过高的剂量不利于丹参的生长与养分的吸收利用,适宜剂量能显著提高丹参产量和氮磷钾肥农艺利用效率.1.2～1.8 g/kg干土的保水剂用量可作为田间丹参节水抗旱种植的参考用量.     

应用保水剂对黄绵土水分特征的影响研究

为了探求保水剂在黄绵土中的作用规律,选取了三种国内外不同的保水剂,利用离心机法测定了不同浓度保水剂作用下黄绵土水分特征曲线。从保水剂种类、浓度对土壤含水量的影响、不同保水剂对土壤吸释水及效率的影响、保水剂品种比选等方面系统进行了研究。结果表明:（1）浓度对黄绵土土壤饱和含水率的影响显著,且0.75%是明显的分界线。（2）土壤含水量随保水剂浓度增加而增大,随着土壤水吸力的增大而减小,且这种改变作用在低吸力段（0.01～0.8MPa）明显高于高吸力段（0.8～1.5MPa）,在0.01～0.05MPa之间尤其显著。（3）保水剂在黄绵土中的应用效果来看,钾-聚丙烯酸酯-聚丙烯酰胺共聚物类保水剂最好,其次是聚丙烯酸盐类保水剂,再次是丙烯酰胺与丙烯酸钾共聚物类保水剂,主要表现在提高土壤有效水分吸收效率和吸收数量两个方面。     

保水剂作为肥料养分缓释载体的应用

保水缓/控释肥料是具有吸水、保水及释水的新型缓/控释肥料,其对改善水肥效率具有良好的前景。保水缓/控释肥料的开发应用技术关键是研究开发可作为肥料载体材料的低成本新型保水剂材料。保水剂在性能上应具备吸水倍率高,吸水速率适宜,耐盐性好的优点;保水剂对肥料的吸附容量及其与肥料的化学结合性也是保水剂实际应用应考察的重要性能。不同类型的保水剂对肥料显示不同的吸附及化学结合特征,保水剂与肥料复合可以是物理、化学或物理化学的作用机制。保水剂可以通过物理包埋,物理、化学吸附、氢键、离子键及共价键结合、复合肥料养分。今后应加强新型廉价高效保水剂材料及其与肥料复合机制的研究。     

复合保水剂吸水保水性能及其应用

为了促进自制的复合保水剂(以下称复合保水剂)在节水型设施基质栽培中的合理应用,该文比较了复合保水剂和对照保水剂(旱宝贝MP3005KM)的吸水保水性和发芽率,以β-环糊精(β)、羧甲基纤维素钠(CMC)、可溶性淀粉(K)、竹炭粉(Z)和玉米芯热解粉(TD)为原料,采用水浴加热法制备,分析5种保水剂的pH值、溶胀度、吸水速率、失水速率、反复吸水性并进行发芽试验,对结果进行方差分析和多重比较。结果表明:4种复合保水剂性能均优于对照,其中以β-环糊精+羧甲基纤维素钠+可溶性淀粉+玉米芯热解粉配方的复合保水剂为最优,溶胀度达183.98mL/g,吸水速率最大,失水速率最小,发芽指数达对照的7倍。该研究可为中国未来保水剂的研究开发、生产和应用提供参考。     

不同材质保水剂对玉米生长综合效率的DEA模型分析

为进一步促进保水剂在干旱区农业生产和生态修复中的合理应用,利用数据包络分析(Data Envelopment Analysis,DEA)模型评价不同材质保水剂施用在干旱区荒漠土壤时对生物生长促进的综合效率,从而确定在该环境中最具效率的保水剂品种。本研究选取AA-AH,KCE和PAA3种保水剂,首先测试了3种保水剂在模拟当地自然环境基本特征条件下的基本特性,其次将它们应用于室内玉米盆栽种植试验,最后在上述试验结果的基础上使用DEA模型分析了3种不同保水剂在荒漠土壤中对生物生长的促进作用,结果表明:(1)PAA的耐盐性能较好,而AA-AH的环境持久性最好,AA-HA保水剂的施用对土壤的副作用最小;(2)3种保水剂都有显著提高玉米出苗率和土壤持水能力,其中AA-HA对增加土壤持水性能的效果最好,PAA促进玉米株高的效果最好,保水剂浓度的增加并不能显著改善土壤持水性能,但不同保水剂功效在同等浓度下表现也不同,如KCE在20g/m~2浓度下增加玉米地面生物量的效果最好,而AA-AH则在40g/m~2下表现最佳。综合评价表明3种保水剂在0.6g浓度时玉米生长的综合效率都达到DEA有效值,当浓度增加到1.2g时玉米生长的综合效率均下降,降幅为:PAAKCEAA-HA,说明AA-HA在低浓度使用量下在荒漠土壤环境中使用时效率最佳的。综上所述保水剂在干旱荒漠地区的农业生产和荒漠生态修复方面有很好的应用前景。面对品种繁多的保水剂产品,DEA模型可以用来分析评价最适合当地应用环境的品种,本研究为提高保水剂对植物生长综合效率及合理选用保水剂提供了理论方法。     

不同保水剂对土壤水分和氮素保持的比较研究

保水剂应用对土壤水肥利用效率具有重要影响。本文采用土柱模拟试验方法,以不施保水剂处理为对照,比较3种保水剂——聚丙烯酸盐类保水剂(A)、有机–无机复合保水剂(B)、腐植酸型多功能保水剂(C)对土壤水分和两种氮肥(尿素、硝酸铵)的保持效应,筛选保水剂与氮肥的合理施用配合。8次土壤淋溶结果表明:3种保水剂对土壤水分和两种氮肥都有保持作用,但差异明显。在保水方面,A、B保水剂土壤水分保持效果较好且保水效果相近,C保水剂相对较差;随浇水次数增加,3种保水剂的保水效果均有所降低。在保肥方面,C保水剂对两种氮素的保持效果显著优于对照,且对硝酸铵保持效果优于对尿素的保持效果;A保水剂对尿素的保持效果明显,但对硝酸铵的保持效果很小,淋溶8次后,甚至对氮素淋溶有促进作用;B保水剂对尿素的保持效果8次淋溶后与C保水剂相近,对硝酸铵的保持效果介于其他两种保水剂之间。此外,保水剂对土壤脲酶活性有一定影响,其变化与氮素转化有关;施用尿素的土壤中,保水剂对土壤脲酶活性的影响为B保水剂C保水剂A保水剂,而施用硝酸铵的土壤中为A保水剂B保水剂C保水剂。     

保水剂包膜尿素的特征与性能

保水肥料是缓/控释肥料研究的新方向,本文利用聚合化学反应制备出了一种保水剂包膜尿素肥料,并对该肥料的包膜特征、养分控释性能及其对土壤水分的影响进行了研究。结果表明:保水剂包膜尿素的实际包膜量低于设计包膜量,一般低10%～12%。扫描电镜成像图显示:保水剂包膜尿素包膜上存在纤维网状孔隙,膜厚度为0.15～0.25mm。7d水溶出率的实验结果表明,保水剂包膜尿素养分控释效果低于塑料包膜尿素,保水剂包膜尿素的养分缓释作用主要来自包膜对尿素的吸附作用。保水剂包膜尿素处理土壤的土壤水分脱水曲线测定结果说明,保水剂包膜尿素可提高土壤水分含量,增加土壤水分的有效性,改善土壤的保水、释水性能。因此,保水剂包膜尿素肥料是具有开发应用前景的新型缓/控释肥料。     

保水剂在改良土壤和作物抗旱节水中的效应

保水剂应用是一种化学节水技术。实验表明,土壤中保水剂含量在0.1%以下时,土壤团聚体增加,土面蒸发明显降低;模拟降雨实验证明,0.1%保水剂的土壤在15%坡度下,其水分入渗增加43%,土壤流失率减少54%。田间试验发现,土壤穴施保水剂使马铃薯增产52%;盆栽实验证明,土壤加入保水剂后的玉米和烤烟抗旱存活率增加,保苗效果好。