土壤特性对保水剂持水性能的影响

为研究土壤特性对保水剂持水性能的影响,测试了4种保水剂分别与砂壤土、壤砂土、砂粘壤土1和砂粘壤土2共4种土壤混合后的保水率,混合时土壤为风干土,保水剂与土壤混合的质量百分比为0.5%。结果表明:与单纯保水剂或者保水剂与砂子混合相比,保水剂与土壤混合后可明显降低保水剂的释水速度,提高保水剂的持水能力。土壤特性对保水剂释水速度有明显影响,土壤粘粒含量高,保水剂的释水速度慢,反之,则快。土壤粘粒含量高,土壤含水量高,保水剂表面水势梯度变低,使释水速度变慢;粘粒含量低,水势梯度变大,保水剂释水速率加快。经过7 h的恒温蒸发后,4种保水剂在粘粒含量较高的砂粘壤土(粘粒含量25%)中的保水率比在粘粒含量低的壤砂土(12.5%)中的保水率高43.7%~71.3%,且具有明显的差异。     

自制林木废弃物再生型保水剂在林业生产中的应用潜力评价

以商品保水剂聚丙烯酸钾为参照,通过比较分析保水刘的保水能力以及土壤的物理、化学、微生物学指标,评估杉木屑和竹屑2种林木废弃物再生型保水剂的应用前景和生态环境风险,旨在筛选出保水性能好、价格低廉的环保型保水剂.结果表明:2种自制再生型保水剂在纯水中的吸水能力不如聚丙烯酸钾强,但与土壤(1∶200)混合后,保水能力表现为杉木屑保水剂(88.60％)＞竹屑保水剂(86.50％)＞聚丙烯酸钾(84.00％).施入0.50％,0.25％杉木屑和竹屑保水剂后,土壤田间持水量依次表现为杉木屑73.80％和58.80％,聚丙烯酸钾67.80％和49.30％,竹屑58.40％和46.50％,明显高于对照(35.80％).施入0.25％保水剂的70 d田间水分动态监测表明,杉木屑保水剂、竹屑保水剂、聚丙烯酸钾的最高含水量分别为43.21％,40.57％和38.58％,高于对照(35.69％),但大部时间聚丙烯酸钾与对照的保水能力没有差异.随着时间的推移,自制保水剂的优势逐渐下降,70 d时基本消失.保水剂能提高土壤pH和速效钾含量,对土壤细菌和真菌均没有不利影响,相反自制保水剂对细菌有积极作用.综合评价得出结论:自制保水剂有较强保水能力且有利于土壤微生物活动,在林业生产上具有推广应用价值,建议用量为1∶200(0.50％).     

施用保水剂对旱地赤红壤持水能力及氮肥淋失的影响

为探明保水剂在旱地赤红壤对水分和氮素养分的保持效果,用土柱开展旱地赤红壤施用保水剂试验。结果表明,保水剂具有明显的保水保肥效果。添加土重1‰的保水剂,土壤吸持的水量增加18%～50%。保水剂的吸水能力在土壤水分处于饱和状态时为64～71g/g,在田间持水量状态时为112～115g/g,当土壤水分处于较低的供给水平时,保水剂的保水效果更明显。相比保水剂在不受土壤颗粒约束(无空间限制)的条件下,对0.01%～0.1%NaCl溶液及去离子水235～539g/g吸水能力的表现,表明土壤固相的限制和土壤盐分或电解质的影响,妨碍了保水剂吸水能力的发挥。保水剂的保肥效果也值得关注,在10mm/d的灌水强度下经过35d淋溶,施用保水剂的处理0-30cm土层的氮肥淋失率从26.2%降至17.1%,氮肥淋失减少了34.7%。     

不同保水剂吸水保水能力聚类分级研究

运用SPSS 11.5中的聚类分析方法,利用25种保水剂产品的吸水能力(吸水倍数、吸水速度)和保水能力(保水率、释水速度)的测定结果,根据保水剂特性分别进行了聚类,对产品的性能相应的建立了分级指标:吸无离子水能力,分为高(≥350 g/g),中(100~350 g/g),低(<100 g/g);在吸0.9%NaCl水溶液方面,分为高(≥45 g/g),中(20~44 g/g),低(<20 g/g);吸无离子水达到80%饱和所需时间,分为快(<10 min),中(10~25 min),慢(>25 min);综合保水能力,分为较弱、中等、较强。对产品各个特性分级聚类,旨在为用户结合保水剂的特性和自己的要求,合适的选购产品提供依据。     

保水剂与肥料互作及保水缓/控释肥料研究展望

保水剂在农业上的作用日益重要,肥料与保水剂一体化使用是水肥调控的重要技术,是肥料研究的国际前沿。保水剂是吸水量超过自身重量数百倍以上的亲水性高聚物。保水剂一般分为天然的,合成的及半合成的。保水剂与肥料可以通过物理混合、包膜或化学合成三种方式结合为一体化的保水缓/控释肥料。保水剂具有吸水吸肥功能,保水剂可吸附大量中性分子,对阳离子养分也有较强吸附作用,对阴离子养分吸附弱。肥料种类与盐浓度影响保水剂的吸附作用与膨胀能力。保水缓/控释肥料在土壤中对肥料养分有延迟释放作用。保水缓/控释肥料可改善土壤持蓄水分和水肥交互作用,促进植物对养分的吸收和作物增产。保水缓/控释肥料发展方向是包膜和化成保水缓/控释肥料。保水缓/控释肥料湿润及养分控释机理研究也需要加强。     

保水剂特性测定及其在农业中的应用

高分子化学材料的保水剂,具有高倍吸水和保水能力,种类较多。该研究测定了钠类保水剂主要化学特性改土保土效应。通过田间试验,分析其对作物产量和肥料利用率的影响。研究表明,保水剂溶液钠离子和电导度随其浓度增加而增加,但增幅较小,对pH值影响不大。钙、镁等二价离子对聚丙稀酸钠保水剂的吸水力拮抗作用明显,与尿素混用无不良效果。土壤加入保水剂后,其保水能力增加,改善结构,沙壤土较重壤土更显著。当土壤中保水剂含量在0.005%～0.01%范围时,土壤团聚体增加量明显。在-0.5MPa土壤水势压内,含保水剂0.5%的土壤中90%水分可为植物根系利用。研究认为,保水剂保水作用主要表现4方面:自身保水、改良土壤结构增加土壤保水、促进植物生长提高肥料利用率、缓慢释水减少蒸发。田间试验发现,穴施15kg/hm²的保水剂的玉米和马铃薯分别增产22%和16%,投产比为1∶3.5和1∶4.2。保水剂与尿素或尿素磷肥混合使用于玉米,可分别提高尿素和磷肥利用效率18.72%和27.06%。     

BP保水剂及其对土壤与作物的效应

对美国生产的ＢＰ保水剂在土壤中的试验结果表明,ＢＰ保水剂有极强的吸水保水能力,对无离子的吸水能力为３８．７ｍＬ／ｇ,含盐量在０～０．１％范围内,溶胀度变化最大,在０．１％盐水中的溶胀度仅为蒸馏水的６３％,吸持的有效水占２／３以上;ＢＰ保水剂施加到土壤中可改善土壤物理水分性状,土壤持水性能显著增大,在０．０１～１．５ＭＰａ土壤水势范围内,砂土和重壤土较轻壤土和中壤土有显著增加;土壤中施加ＢＰ保水剂,土壤饱和导水率显著降低,土壤蒸发性能无显著变化,土壤团聚作用增强;其中砂土增加效果显著;ＢＰ保水剂加入砂土中盆栽种植小麦试验表明,加入ＢＰ保水剂,可使小麦幼苗株重、根系长度和根重有明显的增加,根冠比明显增大,根系营养状况良好,对小麦生长有明显的促进作用。     

PAMN保水剂的吸水、保水机理及应用

以水溶液聚合的方式研制出了PAMN保水剂,并研究了中和度、温度、压力、pH值对其吸水性能、保水性能的影响,从理论上初步解释了PAMN保水剂的吸水、保水机理.实验结果表明:PAMN保水剂的吸水倍比达1200倍以上,PAMN保水剂具有很强的保水能力,在常温相同条件下其蒸发量为普通水的1/8～1/6.     

保水缓/控释肥料的研究进展

肥料与保水剂复合一体化使用是水肥调控的重要技术,是肥料研究的国际前沿。该文主要对保水剂与化肥的复合方式与工艺,保水剂与肥料养分相互作用及其研究方法,以及保水及保水肥料应用的水肥效应方面的进展进行综述,并指出了保水缓/控释肥料研究存在的问题和今后努力的方向。保水剂与肥料可以通过物理混合(吸附或造粒)、包膜或化学合成3种方式结合为材料与功能复合一体化的保水缓/控释肥料,包膜和化学合成是高养分含量保水缓/控释肥料制备的先进工艺。肥料或盐影响保水剂的吸水膨胀及吸附作用,因肥料及盐的种类和离子电价而异。7 d溶解量法、土壤淋洗法及土壤培养法等是研究保水剂及保水缓释肥料养分吸附解吸的常用方法。保水剂或保水缓/控释肥料对一些养分的缓释作用报道基本一致,对土壤水分改善作用存在不一致的报道,与高盐含量和保水剂用量有关。保水缓/控释肥料今后发展方向应加强养分含量与吸水倍率指标标准、保水材料及其与肥料复合机制的创新、以及湿润及养分控释机理的研究,还应加强中试及产业化技术开发研究。     

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。     

掺砂对土壤水分入渗和蒸发影响的室内试验

通过掺砂调控农田土壤水分入渗和蒸发,对新疆干旱绿洲农田抑盐、保水及合理的掺砂制度制定具有重要意义。该研究以不同的掺砂率为影响因子进行土柱模拟试验,设置了4个掺砂率水平,分别是0（对照）、25%、50%、75%。结果表明：不同掺砂率条件下湿润锋和累积入渗量与入渗历时有显著地乘幂关系,影响顺序为75%＞50%＞25%＞0,且在掺砂率≥25%影响幅度较大;不同掺砂处理对土壤水分蒸发过程同样也有显著地影响,随着掺砂率的增加,土壤蒸发显著减弱,随着掺砂率的增加,抑制土壤蒸发越强,且在掺砂率≥75%时有较大幅度影响。土壤在连续20 d蒸发过程中,各个处理的土壤累积蒸发量随时间的关系和Rose经验公式拟合度高; 不同掺砂处理能显著提高土壤掺砂层以下的土壤含水率,随着掺砂率的增加而增加,其中掺砂75%时最高。     

保水剂对注水播种玉米土壤水分运移及水分生产效率的影响

通过大田免储水灌注水加保水剂播种玉米灌溉试验,分析了保水剂对土壤水分扩散规律及变化动态、玉米耗水量、水分生产效率和产量等指标的影响效果。结果表明,保水剂施量为2.5 g/m2的注水播种玉米（YB2.5）在全生育期都具有良好的保水效果,是既增产又节水的最佳处理;保水剂施量为1.5 g/m2和保水剂拌种处理只在播后101 d内可有效增加土壤含水率,之后保水效果逐步衰减;施量为0.5 g/m2处理与不施加保水剂处理相比,土壤含水率无明显提高,说明保水剂施量过小时,保水效果不明显。     

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。     

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.     

半干旱地区多因素保水措施对土壤水分及造林成活率的影响

以神府-东胜煤矿采煤沉陷区为试验地,通过正交试验,分析了覆盖材料、保水剂施用量、肥料配比的保水效果及对成活率的影响。结果表明,覆盖材料、保水剂施用量、肥料配比对长梗扁桃成活率、土壤含水量的影响极显著,其影响程度为:覆盖材料>保水剂施用量>肥料配比。在地膜覆盖-保水剂(60 g)-当地土:肥料(4:1)的保水措施下,土壤含水量最高达到17.11%,长柄扁桃成活率最高,为80.5%。无任何保水措施的处理土壤含水量为8.59%,成活率仅为30.13%。栽植长柄扁桃的多因素保水技术措施最佳组合为:地膜覆盖-保水剂60 g-当地土:肥料(4:1)。     

土壤保水剂对土壤持水特性及作物出苗的影响

保水剂农业节水、保水、增产新技术一直是国内外学者重点研究的对象之一,但目前缺少一些基础性研究数据,本文着重就保水剂物理保水特性及对作物出苗的影响进行探讨。结果表明保水剂具有良好的膨胀性,吸水快和减少蒸发的特性,特别是改变水分特征曲线,大幅度增加土壤有效水,促进作物出苗作用尤为突出,可成为未来人工调控土壤水分的重要手段,应用前景非常广阔。     

高分子保水剂农业应用研究进展

高分子化合物作为一种新型保水抗旱材料在农业上得到了广泛的应用。保水材料通过自身的吸水供水,增加土壤团粒结构,降低土壤容重,增加孔隙度,抑制蒸发达到保水效果,减小了降雨对土壤的侵蚀。通过减少养分淋失,达到提高肥料利用效率和减少肥料污染的作用。大量试验结果表明高分子保水剂能够促进种子的出苗及植物生长,但必须结合土壤含水率正确使用。未来研究应重点开发低成本保水保肥多功能保水剂,不断扩大保水剂的应用领域和范围。     

保水剂粒径与不同质地土壤吸、失水特性的相关关系

通过室内模拟试验,对2种保水剂4个粒径(0.25~0.5mm,0.5~1mm,1~2mm,2~3mm)的吸、失水特性进行测定分析,同时研究2种保水剂4个粒径分别与砂壤土、壤砂土、砂粘壤土混合后吸、失水的变化特性。结果表明:①2种保水剂的4个粒径段中1~2mm粒径的保水剂吸水量和累积蒸发量最大,不同粒径保水剂随着吸水次数的增多吸水量逐渐降低,且粒径越小下降幅度越大;②保水剂与土壤混合后吸水量减小,初次吸水时土壤含水量与保水剂粒径成反比,随着吸水次数的增多3种质地土壤在保水剂作用下土壤含水量大小顺序分别为壤砂土-砂粘壤土-砂壤土(1~2次)、砂粘壤土-壤砂土-砂壤土(3~5次)、砂粘壤土-砂壤土-壤砂土(6~8次);③2种不同粒径保水剂的施用增加了3种质地土壤的累积蒸发量,壤砂土、砂壤土中0.5~1mm粒径的保水剂累积蒸发量最大,砂粘壤土中1~2mm粒径的保水剂累积蒸发量最大,0.25~0.5mm粒径保水剂在3种土壤中累积蒸发量最小。