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保水剂是一种新型高分子化合物,具有较强的吸水、持水特性。使用保水剂可以改善土壤物理结构,改善土壤透气性和水分状况,降低肥料的淋溶散失,是提高农作物产量的一项有效措施。随着我国干旱缺水问题日趋加剧,保水剂的应用近年来发展迅速,成为在造林种草绿化、经济作物果树栽培等方面的应用广泛的化学节水技术,可大幅度提高经济作物的产量,取得明显的社会、经济和生态效益,应用前景广阔。
一、保水剂研制应用发展现状
保水剂的应用是一种通过改善植物根土界面环境,供给植物水分的化学节水技术。保水剂本身是一种超强吸水树脂,又称吸水剂或吸湿剂。20世纪50年代之前,使用的吸收材料主要为天然物质和无机物,20世纪50年代。Goodrich公司开发了交联聚丙烯酸的生产技术。60年代,美国科学家研制出淀粉型保水剂,70年代在玉米、大豆等进行涂层和造林等方面应用,取得良好效果后,世界各国竞相研制出数十种保水剂。日本20余家公司生产保水剂,与埃及政府使用沙漠绿化大地计划也获得成功。英国研制出防止土壤侵蚀,保证作物需水防蚀的聚合物和保水聚合物。法国研制出能吸收自身水分500至700倍的“水合土”,用于改良沙特阿拉伯旱区土壤结构。俄罗斯合成的保水剂用于节水农业,在伏尔加格勒每公顷使用100公斤,节水50%农作物增产20%至70%。在生产能力方面,1980年世界保水剂年产0.5万吨,1989年升至21万吨,1998年已发展到85万吨,现已超过100万吨。
我国保水剂研制和应用始于20世纪80年代中期,起步较晚,但发展较快。全国已有20余家单位在保水剂应用原理和应用技术方面进行广泛研究和推广,在60多种作物上试验示范,面积超过10多万亩,发表相关论文300多篇。生产保水剂的公司全国有50多家。国家“十五”863项目中已将“新型多功能保水剂系列产品研制与产业化开发”列为重要内容。
二、保水剂的种类与主要成分
保水剂按原料成分分为淀粉接枝类、合成聚合物类等;根据功能和使用方法可分为种衣剂、土壤改良剂、化肥缓释剂、果蔬保鲜剂、抗旱剂等;产品形态有颗粒状、粉末状、胶液状、膜状等。高吸水性树脂的聚丙烯酰胺型淀粉接枝型成本高但寿命长。颗粒状保水剂通透性好,寿命长,适合拌土使用;粉末和片状适合蘸根和包衣。
保水剂保水效果受气候、保水剂类型、应用量、施用方法、土壤含盐量、盐分类型、灌溉方式和灌水量等许多因素的制约,对不同的经济作物应采用不同的方法,使其达到最佳效果。不同的农作物有不同的生理特征,不同的生长阶段对水分、营养等也有不同的需求。
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