保水剂应用 244398639_【保水剂】

在农林上使用的高吸水性树脂俗称“保水剂”，它是一种新型功能高分子材料，这类物质含有大量的强吸水集团，结构特异...

在农林上使用的高吸水性树脂俗称“保水剂”，它是一种新型功能高分子材料，这类物质含有大量的强吸水集团，结构特异，在树脂内部可产生高渗透缔合作用并通过其网孔结构吸水，它的最大吸水力达13-14kg/cm2，可吸收并保持自身重量几百倍的纯水，并且这些被贮存在保水剂中的水分可以为各种家作物、果树、蔬菜、花卉、树木等根系直接吸收（由于树木根系的吸水力为17-18kg/cm2），这一特性决定了保水剂在农林抗旱节水中的广泛应用前景。同于种类型高吸水性树脂原料不同，制法律各异，品种甚多，组成了保水剂的庞大家族，冠以各种名称：如超吸水树脂、超力湿润剂、土壤保湿剂、高吸水剂、抗旱保水剂、法国叫 “水和土”，英国收“塑料沙”等等，由于对水分吸收的显著特点，而广泛应用于工业、卫生和农林业等方面。七十年代中期美国农业部北部研究中心首先开发，将保水剂用于玉米和大豆的种子涂层大田试验，在取得良好结果后，已在美国西部地区推广。在世界上除美国外，日本、法国、英国、比利时、前苏联和中东的一些国家都有实验和应用，并取得良好效果。我国保水剂的研究和生产的在八十年代初开始的，虽起步较晚，但发展很快。并在家林业中开民用工业了广泛的实验研究，取得了可喜的结果。

在农林业上应用的高吸水性树脂俗称保水剂，它是一种新型功能高分子吸水材料，能吸收并保持其自身重量百倍甚至上千倍的水分。70年代中期首先在美国研制成功，并在美国西部干旱地区推广。日本、法国、英国、加拿大、俄罗斯和中东的一些国家都有试验和应用。我国保水剂的研制和生产是在80年代开始的，90年代中期又开始形成第二个高潮。“七五”期间在全国20多个省、自治区、直辖市60多种作物上试验，应用面积达到近100万亩。据不完全统计，“八五”和“九五”示范推广1100多万亩，取得显著的经济效益和社会效益。目前国内保水剂在农林业方面的应用已初见成效，具有很好的推广前景。

保水剂是国内外新近发展起来的高新技术产品，是一种能保持土壤水分、改良土壤、提高作物产量的新型制剂，是农业节水、节肥、持续增产、水肥高效利用的重要措施。尤其是近一时期，全球性的干旱所带来的影响，更加显示出保水剂农用开发和应用的重要性。

有关资料表明，我国水资源人均占有量不足世界人均占有量的1/4，农业用水亩均占有量只有世界平均水平的1/2。严重缺水却要养活13亿人口，农业可持续发展靠什么？从今年我国南北方发生大面积干旱的情况来看，保水剂在农业生产中的作用不可忽视。

据了解，保水剂源于70年代中期，采用各种人工合成或亲水性高分子材料制成。它可以利用分子的亲水特性，在短时间内吸纳比传统材料（如海绵）吸水量高几十到上千倍的水分，当相当湿度降低时，它又可以缓慢地释放水分。目前有近30个国家已经在农业生产上使用保水剂，其效果在于提高土壤保水性能，减少雨水和养分流失，改良土壤结构（如荒地沙漠地改造、废地污染土净化、盐碱地改良）。

我国对保水剂研究相对起步较晚，由中国科学院土壤肥料研究所最早研究出我国第一代保水剂产品的复配技术，在北方旱地作物保苗、抗旱增产、提高水肥利用及在果树、花卉蔬菜等经济作物上使用显示出很好的应用前景。

据中国科学院土壤肥料研究所土壤资源与管理研究室副主任蔡典雄介绍说，水分和土壤是农作物生长必不可少的两大重要物质，其协调与否关系到作物的产量和品质，关系到作物对水肥资源的合理利用。由于保水剂特有的营造土壤水库、创造有益作物根系生长的土壤水肥环境，减少水土养分流失、改良土壤结构、提高水肥利用率，解决干旱缺水、协调土壤—作物系统中水肥平衡关系，维持土壤肥力、持续提高作物产量、改善农作物品质关系重大。在我国肥料短缺和水危机日益加剧的严峻形势下，近年来保水剂作为农业增产的措施越来越被看好，不少化工科研机构和企业纷纷介入这一新兴农用化工领域。然而，由于我国在保水剂生产工艺、产品质量、农用指标上还存在种种问题，多数保水剂产品还不能符合农用领域对共吸水性、保水性、水合速率、胶结性以及安全性等方面的要求，目前可推荐作为逐用的产品仍然较少。国内高效、高质量的土壤保水剂市场几乎是空白，其原因在于生产企业对保水剂农用领域要求了解不够。

其缺陷主要存在于以下几个方面，一是片面追求高吸水倍数和速率，忽视其稳定性、保水有效性和凝胶强度（寿命）；二是长期大量使用含对植物和土壤不利的、易分解的钠离子型保水剂产品，造成土壤PH值升高，土壤结构破坏；三是较少考虑植物根系生长的营养要求和使用保水剂对土壤透气性的影响；四是保水剂质量缺少规范化控制和标准。

目前保水剂尚无国产名牌产品和大规模的市场联销，保水剂品种少，产品缺少深度开发。这不仅是化工行业的事情，更重要的是要求化工行业的研究人员和生产企业与农业部门多进行沟通。要推出农业生产上可推荐使用的保水剂产品不能没有农业专业人员参与，需要对产品的物理、化学特性以及对土壤、生态、环境的影响进行研究和鉴定，并对农艺指标及质量标准进行规定。

另外，有关专家还提出，在保水剂选用中应注意以下几点：一是不同应用目的选用不同类型的保水剂。目前国内吸水性材料类型较多，但并不一定都能作为农林用保水剂。对施用于土壤的保水剂和用于蓄纳雨水目的的保水剂应选用颗粒状、凝胶强度（寿命）高的保水剂。二是应注意施用时间，注意土壤水分条件。保水剂不是造水剂，其有效作用要求一定的水分条件，通常在土壤中需一段蓄积雨水的时间。三是应考虑保水剂对土壤的破坏作用和安全性。一般以胺类、钾聚合物类保水剂为最好，尽管少加钠聚合物，以防长期大量使用对土壤的破坏。对于以含氢化物作为聚合中间物的生产工艺，更要注意合成产物提纯。

2、保水剂的特性

保水剂外观形态多样，以粉末和颗粒状为主。无毒、无臭、无害，以白色和淡黄色居多，pH值一般呈中性，不溶解于水，但能吸水膨胀，是一种调节水分的理想制剂。具有吸水性强、保水力大、释水性好、有效期长的特性。

3、保水剂的主要功效

经过各地保水剂试用，具有以下几个主要功效：抗旱保水，提高水分利用效率；调温保肥，提高肥料利用率；改善土壤结构，降低土壤容重，增加土壤团聚体；促进作物生长发育，提高出苗率和成活率；增产提质增效，投入产出比在1∶10～30之间，最高达1∶100以上。

4、保水剂的使用方法

大田作物最好以用保水剂拌种为主，果树及其他经济作物以基施或蘸根（茎块）为主。具体施用方法介绍如下：

4.1　拌种：唐山博亚科技工业开发有限责任公司开发的抗旱拌种剂根据状态不同分为保水拌种液、保水拌种粉两种。将拌种剂按1∶100～500比例加入水中，待吸水成凝胶状后，将种子浸入，取出晾晒，使大粒种子互不粘连，小粒种子互相搓散后即可。或者将保水剂按1％浓度对水，用于浸种，晾干后即形成包衣。若需要对种子进行其他药物处理，则先用农药，再用保水剂拌种。

4.2　蘸根：用保水剂按1％浓度制成凝胶液，再将蔬菜、花卉幼苗、甘薯、马铃薯或苗木根部浸蘸即可。此法用于幼苗栽种或苗木长途运输，可明显提高成活率。

4.3　用作育苗培养基质将保水剂与营养液按1％浓度混合形成均匀凝胶状，即可直接育种。若再与其他基质按1∶1混合，则可用于花卉、蔬菜、珍贵苗木的工厂化育苗，效果十分明显。

4.4　土壤直接施用法(见表1)

表1　土壤直接施用法

作物、用量及使用方法

玉米、大豆、花生 1.5～2kg/亩将保水剂与细土混合，均匀撒入播种沟或播种穴内，播种后浇水，然后用土将沟穴填平；

蔬菜 2～2.5kg/亩将保水剂与细土混合，均匀撒入沟或穴内，或移栽后浇水，然后用土将沟穴填平；

葡萄、瓜类 3～5kg/亩将保水剂与细土混合，均匀撒入沟或穴内，浇水后用土将沟穴填平；

果树（幼龄）果树（成年） 20～30g/株50g/株以树冠的投影为准，沿其投影边缘挖一条环形沟，深度以露出部分根系为准，将保水剂与距沟底10cm处的土混匀施入沟中，灌水后把沟填平。如果与肥料同时基施，建议将肥料置于保水剂之上，肥料与保水剂间用土隔开；

植树造林 25g/株挖1个足能容下树根的坑，保水剂与土按1/1000拌匀，填到根部压实，浇透水；

苗圃 1～2kg/m3土保水剂、肥料和土壤混合，然后栽植花木，浇足水，最好在上面覆盖约3cm厚粗沙土。

全国农业技术推广服务中心

保水剂应用技术是国家实施农业生态环境建设、农业结构调整和中西部开发战略重点推广的技术，农用保水（拌种）剂，是国家旱作农业示范建设项目重点支持开发的新技术产品。该产品由全国农业技术推广服务中心和唐山博亚科技工业开发有限责任公司联合开发，初步认定至少有以下主要作用：一是显著提高土壤持续抗旱能力，单位用水效益增加一倍以上；二是明显改善水肥藕合环境，减少肥料浪费，延长肥效，提高氮钾肥利用率；三是明显改善土壤物理和生物状况，协调土壤“三相（固、液、气）”比，水土保持效果显著；四是无污染，能调理植物生长，改善农产品品质，提高单产，特别有利于种子发芽、保苗和幼苗健壮生长.

我国地域辽阔，各地的气候、土壤、作物不同，为了更广泛地验证农用保水剂的应用效果，探讨适宜的使用方法和用量，我中心2000年在全国18个重点省（区）、市组织此项技术产品应用的试验示范。经过各地一年的试验、示范工作，现将试验结果按作物分述如下：

一、大田作物

玉米是我国华北、东北、西北广大地区和南方旱地种植的主要粮食作物，在我国的粮食生产中占有重要地位。从收集到的13 份试验报告分析，玉米使用保水剂较对照可以看出：一是出苗整齐，出苗率提高5-10%；二是根系发达，根长增加3-5cm；三是抗旱能力提高，如平凉市农技中心试验，在玉米大喇叭口期，连续2个月的干旱，对照田叶片卷曲，而处理田旱象不明显，土壤含水量提高2.1个百分点。四是一般增产7-15%，有的甚至高达30%以上。在不考虑保水剂3-5年后效的情况下，一般用保水拌种液拌种比保水剂基施或穴施增产效果好，成本低。为了保证农民增产增收，建议在玉米、小麦等经济效益较低的粮食作物上，使用保水拌种剂拌种。使用方法：保水剂基施或穴施，一般每亩地用量3kg。保水拌种液拌种一般以100-120ml 拌种液/1kg种子为宜。拌种液与水按1：1-2比例缓慢加入水中，待吸水成凝胶状态后，将种子浸入，取出晾干，撮散后即可播种。

二、经济作物

在农业结构调整中，发展名、特、优、新农产品，提高农民收入十分重要。为此，我们在花生、地瓜、马铃薯、西瓜、甘蔗、豇豆等作物上做了保水剂试验，将结果汇总如下：

1、花生

从栖霞市、泗水县农业局等单位5个试验报告看，一般增产8-17%，甚至更高。在山东栖霞市，花生播种后30 多天内，基本没有有效降雨，干旱严重，至6月14号观察，发现经拌种处理的植株上均有新叶片长出，而对照组则没有这一现象。另据多处示范户反映，这期间处理组萎蔫时间较短，或者基本没有出现萎蔫情况；而对照组萎蔫时间较长。由此可以看出，保水拌种液的确有一定的水份调控功能，可提高作物的抗旱能力，促进作物在干旱时期的生长发育。平均亩增产81.3-182.4kg。建议使用方法：保水剂掺细土穴施或拌种，穴施一般每亩地用量2.5kg。保水拌种液拌种一般以250ml拌种液/10kg种子为宜。拌种液与水按1：2比例缓慢加入水中，待吸水成凝胶状态后，将种子浸入，取出晾干，撮散后即可播种。

2、地瓜

从河南、湖北、四川、山东、河北等地的试验看：使用保水剂蘸根移栽，处理成活率在98.5%，对照成活率71.5%，成活率提高27%。除河南省土肥站试验鲜地瓜亩产量2785-2856kg，增产108-179kg，增产率4—6.7%外，其它各地试验增产幅度都在15-30%，最多达到67.5%。使用方法：保水剂掺细土穴施后浇水后播种，每亩用量2-2.5kg 。

3、马铃薯

从甘肃静宁县、天镇县试验看：使用保水剂拌种，处理出苗率平均在93.1%，高出对照4.6%。不同拌种处理亩产量2397.9-2484.7kg，亩增产130.1-516.9kg，增产率为5.7-22.8%。天镇县大田示范拌种剂处理亩产1041kg，亩增产113kg，增产率12%。保水剂基施试验平均增产率在10.29-11.98%，大田示范亩产量1119kg，增产 98kg，增产率9.6%。使用方法：保水剂基施每亩用量2-3kg 。拌种液与水配合比例1：3-5，亩施用拌种剂500-1000ml为宜。

4、西瓜

从湖北、山东、河北等地的试验看：使用保水剂处理叶子绿，短时间干旱没发生萎蔫，长时间干旱叶片萎蔫推迟7-10天，比对照少浇水1次。收获提前1-2天，亩增产10-36%。建议保水剂穴施后浇水播种或移栽种植西瓜，每亩用量3-4kg。

5、其它经济作物

甘蔗用保水剂拌土后盖在甘蔗种上，亩用量4kg，出苗率提高30%，产量提高35%；冬小麦使用保水剂后，观察保水剂后效，在夏大豆看，大豆亩产234kg ,较对照增产15.5kg，增产率7.08%；平菇栽培上使用保水剂，平均增产36.24%，最多增产53.99%。建议使用方法：棉子皮100kg，石灰1kg，保水剂1kg，料水比1： 2。

三、蔬菜、花卉

蔬菜、花卉经济价值较高，探讨保水剂在这一领域试验效果和使用方法，对于农民增产增收具有重要意义。为此，将保水剂在黄瓜、海椒、大白菜、石榴上试验汇总如下：

1、黄瓜

甘肃静宁县试验，保水剂不同处理亩产量2747-3261kg，比对照增产440-954kg，增产幅度19.1-41.3%，处理间差异显著。建议保水剂基施，每亩用量3kg。

2、海椒

四川省农业厅土壤肥料生态建设处在南方旱地上试验，每亩保水剂用量2-3kg，将保水剂均匀撒入穴内，施肥盖土后载植秧苗（苗根不接触肥料），再用清粪水灌足定根水，海椒春旱期间增加抗旱天数5天，夏旱期间增加抗旱天数3天。亩增产41kg，增幅15.4%。

3、大白菜

湖南省土肥站试验，保水剂均匀撒施后翻压入土，每亩保水剂用量3-4kg。大白菜处理平均产量5156kg，亩增产207.8kg，增幅4.2%,增收70元。

4、石榴

贵州省热作所试验，保水剂每亩4kg均匀撒施后翻压，处理成活率92%、出苗率85%，而对照成活率72%、出苗率51%，成活率提高19%、出苗率提高34%。如果采用保水剂穴施，每穴施用保水剂5-15g，苗木成活率95 -100%；20-30g苗木成活率75-80%，较对照苗木成活率提高24-29%。建议移栽每穴施用5-15g保水剂。

四、果树

我国果树种植面积大，水果年销售收入达100 多亿元，是农民脱贫治富的一条重要途径。水果多数种植在坡耕地上，一般没有灌溉条件，即使有灌溉，多数也不能保证充足灌溉。在这种条件下，保水剂可以充分发挥保水、保肥作用，提高水果的产量和品质，提高农民收入。为此，在苹果、梨、柑橘、茶叶上布置试验，现将试验结果汇总如下：

1、苹果

辽宁省土肥站试验，在果树树冠投影边缘挖宽为10-15cm长条坑，露出部分根系为准，将坑底10cm处的土与保水剂拌匀，回填后充分灌水，剩余土回填压实，每株果树施用40g、50g、60g保水剂。试验结果显示：座果率增加6-7%，百果重增2.8-5.1kg；平均亩增产89-163kg，增产幅度4.9-8.9%，处理间差异极显著；使用量以每株60g处理效果最好。

2、梨树

四川省农业厅土壤肥料与生态建设处、泗水县农业局试验，保水剂使用方法同上。梨树掺土穴施15g/株，幼树成活率98%，抽枝快，新枝多，叶色正常，无旱象、无落叶；对照区成活率92.5%，生长缓慢，处理区分枝较对照区长20cm，增加59.3%。黄花梨环行沟施50g/株，亩增产44kg，增幅 7.4%。

3、柑橘

湖北省土肥站试验，每株柑橘树拌土沟施保水剂30g、50g、70g，处理单株较对照增产1.73-3.91kg/株，增产幅度8.0-18.2%，处理间差异显著，产投比3.35-4.04:1；成龄柑橘以每株50g保水剂为宜。

4、茶叶

湖北省土肥站在青山九龙菜场茶叶上保水剂的对比应用试验，地块面积2亩，一半施5kg保水剂，在茶行上边缘挖沟深施，浇水后盖土；另1亩地开沟浇水后盖土不施。对比结果：各选择3处有代表性，树势一样大小的三蔸树观察记载，第一次采收芽茶增产0.4kg，炒青茶增产7.5kg。

五、植树造林

青海省农林厅、迁安、迁西、济宁、蓟县、唐山郊区在造林上使用保水剂试验，明显提高苗木成活率，实践证明，保水剂应用是解决当前绿化、苗木成活绿低的一项重要措施。青海农林厅在柠条和沙棘上试验，不论保水剂单独稀释蘸根、拌泥浆蘸根、穴施，还是保水剂与生根粉混合稀释蘸根、拌泥浆蘸根，较对照成活率都有显著提高。处理柠条成活率为59-94%，对照为45%，提高14-49%，平均提高33.6%。处理沙棘成活率为 78-97%，对照为78%，平均提高13%。另外，唐山海港开发区管委会和唐山市园林绿化管理处在乐亭盐碱地用保水剂作绿化试验表明：保水剂抗盐碱作用明显；敷放两层保水剂比一层土壤次生盐渍化程度慢，绿化效果好；保水剂用量为40g/m2，成本造价0.8元/ m2，而常规的盐碱地绿化改造措施（铺渗水盲管、隔离层）造价达8.1元/ m2以上，相当于10倍的保水剂改造土壤造价。通过试验证明，采用高能抗旱保水剂进行重盐碱地土壤改造，成本低，效果明显，是一条经济、合理的技术途径。