高分子保水剂农业应用研究进展

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高分子保水剂农业应用研究进展

庄文化1,2,3,4,冯　浩1,2,3※,吴普特1,2,3

(1.中国科学院水利部水土保持与生态环境研究中心,杨凌712100;　2.西北农林科技大学水土保持研究所,杨凌712100;

3.国家节水灌溉杨凌工程技术研究中心,杨凌712100;　4.中国科学院研究生院,北京100039)

摘　要: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。关键词:保水剂;土壤水分;土壤肥料;植物生长;土壤侵蚀

中图分类号:S156.2　　　　文献标识码:A　　　　文章编号:1002-6819(2007)6-0265-06庄文化,冯　浩,吴普特.高分子保水剂农业应用研究进展[J].农业工程学报,2007,23(6):265-270.

ZhuangWenhua,FengHao,WuPute.Developmentofsuperabsorbentpolymeranditsapplicationinagriculture[J].TransactionsoftheCSAE,2007,23(6):265-270.(inChinesewithEnglishabstract)

0　引　言

保水剂是利用强吸水性树脂制成的一种具有超高吸水保水能力的高分子化合物颗粒剂。这类物质含有大量结构特异的强吸水基团,可吸收自身重量数百倍至上千倍的纯水[1]。这些被保水剂吸附的水能够慢慢释放出来供土壤、植物利用,遇到外界来水时保水剂能够继续膨胀吸水达到蓄水作用。20世纪60年代,美国农业部首先利用玉米制成淀粉接枝聚丙烯脂类保水剂,作为“改善水分状况的重要工具”在西部干旱地区推广应用,并取得了良好的效果。随后又研制开发了以“为代TAB”表的保水剂并进行了一系列实验,发现TAB用于地面撒施可节约用水50%～85%

[2,3]

础上,分析了保水剂对土壤水分和养分的影响,以及保水剂对作物出苗和生长发育的主要作用,介绍了保水剂在水土保持、植树造林等领域的应用情况以及保水剂施用方法,并对这项技术未来的研究重点进行了讨论。

1　保水剂吸水原理及性能

保水剂的成分因生产厂家和剂型而不同,主要成分有聚丙烯酸、聚乙烯酸、乙烯酸、异丁烯无水顺式丁烯二酸、淀粉聚丙烯酸、聚乙烯、纤维素、C-2聚谷氨酸(C-PGA)等高分子材料。不同高分子材料的吸水原理基本相同,衡量保水剂性能的主要参数包括吸水倍数、吸水速率和保水能力。

1.1　吸水原理

有机高分子化合物保水剂具有高分子三维网状结构,有大量羧基(-COO-)、羟基(-OH)、季铵盐(-NR)

等亲水性官能团,形成吸水动力,通过吸水和溶胀两种方式进行吸水。当聚合物接触水时,水分子渗入树脂中使树脂膨胀,进一步亲水而凝胶化,呈现高吸水性状态。由于其具有一定的交联度,保证了树脂吸水后并不溶解于水。在高吸水树脂内部,高分子电解质离子间的相斥作用(渗透压作用)使水进入分子而扩张,但交联作用使水凝胶具有一定的强度(橡胶弹性力),当二者达到平衡时,树脂吸水达到饱和。

1.2　吸水倍数

吸水倍数指保水剂所吸收水分质量与自身质量的比值,反映保水剂能够吸收水分的最大量,是保水剂保水性能的一个重要指标。各种保水剂在吸水性能上有很大的差异,从几十倍到上千倍不等,受离子影响的程度[5]

+3

。20世纪70年代以来,

保水剂的研究与应用日益普及,日本在沙漠绿化、英国

在水土保持、法国在土壤改良、俄罗斯在节水农业等方面保水剂的应用都取得了明显效果。中国从20世纪80年代开始研制和应用保水剂,现已在60多种作物上试验示范,应用面积超过7万hm

2[4]

。

本文在介绍保水剂吸水原理和主要性能参数的基

收稿日期:2006-05-22　修订日期:2006-10-12

基金项目:中国科学院知识创新工程重要方向项目(KZCX3-SW-444);西北农林科技大学科技专项(Z24015400,08080239)

作者简介:庄文化(1982-),男,江苏连云港人,博士生。主要从事高分子保水剂的农业应用方面研究。杨凌　中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心,712100。Email:whzhuang04@mails.gucas.ac.cn

※通讯作者:冯　浩,研究员,主要研究方向为土壤学。杨凌　中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心,712100。Email:nercwsi@vip.sina.com266农业工程学报　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2007年　

也各不相同。刘瑞凤等研究得出PAA-AM/SH复合保水剂在纯水中的吸水倍数可达到700g/g,第二次吸水倍率达680g/g,反复失水吸水后第五次吸水倍数达280g/g;在1%的氯化钠溶液中吸水倍数仅为45g/g。据黄占斌报道,钙、镁二价阳离子对钠类保水剂吸水力拮抗作用明显。当溶液中钙、镁离子达到200mg/kg时,钠保水剂的吸水倍数由228减少到100左右,减小近50%。在中国北方地区含钙、镁离子较高的土壤中,通过钠类保水剂与钙、镁离子结合,增强了土壤团粒间作用力而改善团粒结构。当保水剂与尿素混施时,因为尿素无离子析出,与钠离子没有交换反应,所以,钠性保水剂与尿素混合使用,不会产生离子拮抗作用[7]。有些类型保水剂虽然在纯水中吸水倍数较高,但有离子影响时,吸水倍数很低。王志玉通过实验发现在蒸馏水中,二元吸水树脂的吸水能力比三元吸水树脂强,而在0.9%生理盐水中,情况正好相反,三元的吸水能力要强一些。由于土壤溶液中均含有一定量的可溶性盐离子,三元吸水树脂耐盐性的增强,提高了其在农业生产应用中的实用性[8]。因此,在生产实践中选择保水剂时,要结合当地的土壤性质、土壤中的离子类型及浓度确定所用保水剂类型。

1.3　吸水速率

吸水速率是反映保水剂在单位时间内吸收的水量。刘宇光采用如下方法测定保水剂的吸水速率:将蒸馏水注入玻璃沙漏斗,抽滤,漏斗称重(G1),然后准确称量一定量的保水剂(G2)置于漏斗中,注入过量的水,在不同时间间隔内(t)抽滤,称量漏斗的质量(G3),测定不同时间内样品的吸水率,以吸水率对时间作图,即得吸G3-G1

。吸水速率是坡面上

t×G2

选择保水剂的一个重要指标。当坡度较大,上方来水流水速率曲线,吸水速率=

速很快时,应当选用吸水速率较快的保水剂,否则还没有及时吸水,水流已经沿坡流走;当坡度较缓,上方来水量大但是流速很慢,这时应该选用吸水倍率大的保水剂。保水剂C-PGA和聚丙烯酸吸水树脂的平均最大吸水倍数分别为1108.4和417.8倍,前者是后者的2.65倍。但C-PGA吸水达到饱和的时间是聚丙烯酸吸水树脂的3倍,吸水速率分别为60.0和69.8g/(g・h),两种材料的吸水速率差异较小。在不同的要求下,选择不同类型保水剂,可以达到经济实用目的。1.4　保水能力

保水能力是反映保水剂充分吸水后的供水能力,即所吸水量中能够释放而供植物吸收利用的比例。保水能力的大小用保水率来衡量[9]。测定方法分为加热干燥、加压或离心条件下的保水能力,保水率用下列公式计[9]

[6]

算:

R=G2/G1×100%

式中　R——保水率;G1——凝胶脱水前的质量,g;

G2——凝胶脱水后的质量,g。此法分别可测定材料在加热、加压、离心等条件下的保水率。

保水剂所吸收的水分,大都在植物最易利用水分含量范围内。土壤中作物最易利用的水分含量是指土壤饱和含水率与土壤水吸力达到80kPa时的土壤含水率之间的差值。黄占斌等研究指出土壤加入2%保水剂吸水饱和后所持水分至少90%可为植物所利用。另外,通过测定不同保水剂处理的土壤水分特征曲线发现:在相同土壤水吸力下,随着保水剂用量的增加,土壤含水率相应增加;在相同含水率时,土壤水吸力随着保水剂用量增大而增大,说明保水剂的施用可以增加土壤的持水能力。同时可以看出保水剂保持的这部分水大多在低吸力段(0～80kPa),是可以被作物吸收利用的水分[11,12]。也有实验通过对比不同保水剂处理的土壤含水率变化过程表明,保水剂中所吸持的水分是缓慢释放出来,其原因可能是保水剂是一种高分子聚集态的网状结构,所固持的水分不能用一般的物理方法排放出来[13],所以保水剂所吸收水分既能够释放出来供植物利用,又能够缓慢放出,证明保水剂对植物生长有重要作用。1.5　反复吸水性

保水剂具有反复吸水功能。由于交联作用,树脂在水中发生溶胀,而不发生溶解,形成凝胶,并在很长时间内保持足够的强度。当凝胶中的水分释放殆尽后,只要分子链未被破坏,它的吸水能力仍可恢复[14]。陈宝玉等通过对3种剂型保水剂进行吸水-烘干-再吸水-再烘干这一可逆反应的测定,发现3种剂型保水剂经过27次反复吸水-烘干吸水倍数仍能达到20倍以上[15]。不同保水剂的反复吸水性能不同,在评价保水剂整体功能时,反复吸水性应作为评价的重要指标之一。

[10]

2　保水剂对土壤性状的影响

2.1　对土壤水稳性团粒结构的影响

土壤中团聚体特别是大团聚体的形成有助于稳定土壤结构,改善土壤通透性,防止表土结皮,减少土壤表面蒸发,从而更有利于植物生长。添加的保水剂高分子链结构可增强易分散微粒间的黏结力,使微粒能够彼此黏结,团聚成水稳性团粒,从而引起粒径组成的变化,形成较大团粒结构。大量的试验研究表明,在土壤中加入高分子保水剂有利于土壤团粒结构的形成,特别是大于1mm的团聚体比例增长迅速[10,16,17]。而且随着保水剂用量的增加,土壤团聚体的含量提高,但并非呈线性关系。当土壤中保水剂含量小于某一值时,随着加入量的　第6期　　　　　　　　　　　　　　　庄文化等:高分子保水剂农业应用研究进展267

增加,团聚体含量明显提高。超过这个临界值,加入再多量保水剂,土壤团聚体占干土重的百分数增加缓慢[12]。以后的研究应该把不同土壤的这个临界值确定出来,以便确定在不同土壤中的不同施用量。2.2　对入渗的影响

渗透系数是衡量土壤的表层板结程度和抗侵蚀的参数之一。土壤水渗透的难易可用土壤的饱和导水率(Ks)来衡量。饱和导水率是指饱和土壤在单位水头梯度下,单位时间内通过单位面积土层的水的通量(cm/min)。

员学锋等用入渗透仪法测定了轻壤土、中壤土和重壤土3种土壤加入1%BP保水剂后土壤的饱和导水率。结果表明,3种土壤加入BP保水剂使土壤饱和导水率降低1个数量级左右,其原因是在溶胀过程中体积膨大使土壤中大孔隙不断减小导致Ks逐渐降低[11]。龙明杰等根据实验得出施用聚丙烯酰胺的土壤渗透系数比对照土壤增加,土壤结构的改善使土壤的孔隙增多,从而也使其渗透性增强,因而可减少降雨或灌溉时的地表径流,并使水土流失降低[18]。另外亦有试验结果表明在土壤中加入聚丙烯酰胺浓度为1/10000时可以增加土壤入渗速率,当聚丙烯酰胺以4/10000和8/10000的比例与土壤混合时,土壤的稳渗速率大幅度降低,二者分别较对照土壤的稳渗速率减少65.88%和88.23%[16]。这说明,保水剂的施用量要根据实际情况进行控制。2.3　对土壤蒸发的影响

保水剂具有明显抑制蒸发、保持水分的效果。其原因可能有以下两方面:一是保水剂改善了土壤孔隙的组成,毛管上升水被团粒间的毛管孔隙吸持而减少,同时它还与团粒内非毛管孔隙增加而切断表面土毛管联系相关;二是由于聚合电解质的作用,影响水分形态,使其发生变化,降低水压,从而降低土壤水分的蒸发强度,增加土壤的持水量。黄占斌等观察土壤饱和后自然蒸发至恒重所需时间,发现有0.1%保水剂处理的土壤需25d,而对照土壤只有16d。表明保水剂具有明显保水又供水的功效。证明了保水剂改变了土壤孔隙的组成,降低了土壤不饱和导水率,使表层土与下层土的水势梯度变陡,减缓了土面蒸发[10]。王志新通过试验得出相似结论[8]。

2.4　对土壤容重的影响

土壤容重(或总孔隙度)是反映土壤紧实状况的物理参数,适宜的容重使土壤具有合适的气液固三相比,能提高土壤的农学价值。

高超等将聚丙烯酸钾盐型保水剂施用在红壤上发现,因为保水剂吸水膨胀,使土壤也发生膨胀,变得疏松,孔隙度增加容重降低,土壤容重随着使用保水剂量[17]

的增加,降低的程度增大[12]。何传龙用新型抗旱保水剂处理砂姜黑土发现,土壤的容重下降13.5%,毛管持水量、总孔隙度分别提高18.3%、9.4%;高有机质砂姜黑土容重下降9.6%、毛管持水量、总孔隙度分别提高9.1%、6.3%;盐碱土容重下降23.8%,毛管持水量、总孔隙度分别提高55.2%、23.5%;黄棕壤容重下降9.7%,毛管持水量、总孔隙度分别提高28.6%、8.5%[19]。龙明杰通过实验得出近似结论[18],可见新型抗旱保水剂明显改善了根系生长环境,使作物抗逆能力增强,为作物高产稳产打下基础。

2.5　对土壤养分的影响

肥料使用量和使用方式的不合理,不仅导致作物体内有害物质含量的增加,降低产品品质,还会加剧土壤及其营养元素淋洗渗漏,降低肥料利用率,造成严重的环境污染问题。由于保水剂具有吸收和保蓄水分的作用。因此,可将溶于水中的化肥、农药等农作物生长所需要的营养物质固定其中,在一定程度上减少了可溶性养分的淋溶损失,达到了节水节肥、提高水肥利用率的效果。Sojka等人发现在土壤中施入保水剂能够促进土壤

[20]

中微生物活动,提高土壤养分的利用效率。Melissa和PaulWalker通过试验发现在废水中和动物粪便溶液中加入保水剂可以吸附溶液中的氮磷钾等营养元素[21,22]。员学锋等通过室内模拟试验发现淋溶过程中保水剂处理的土壤淋溶液中PO3-4、K+、NO-3的含量均远远低于对照。马焕成等在森林土壤中进行试验,结

果表明施加保水剂后,氮钾流失量大幅度减少,同时随着保水剂施用浓度的增加,土壤中养分淋溶损失量愈少[23]。因此,保水剂的使用能够提高肥料利用效率,具有较高的经济效益和生态效益。

[11]

3　保水剂对作物生长发育的影响

3.1　对出苗的影响

王志玉研究了盆栽条件下两种高吸水树脂(二元接枝共聚物SA和三元接枝共聚物SAM)包衣对大豆出苗时间及出苗率、光合作用、蒸腾作用及水分利用效率的影响。结果表明:经高吸水树脂包衣处理的大豆,出苗期提前12～24h,出苗率提高4.6%～27.3%。两种树脂包衣都表现出促进大豆早期营养生长的作用,导致其生殖生长期的净光合速率均高于对照,有利于作物光合产物的积累,并提高了其生殖生长期的水分利用效率。何传龙等通过实验发现小麦在土壤含水率16%时,对照出苗明显受到影响,而新型抗旱保水剂处理则能全苗,到土壤含水率降至12%时,不论对照还是新型抗旱保水剂处理小麦都不能出全苗,但用新型抗旱保水剂处理小麦出苗率明显高于对照[25]。谭国波等研究发现,吉林省乾[24]

268农业工程学报　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2007年　

安县淡黑钙土表层0～7cm土壤持水量达到田间持水量的40%时,对照出苗率达18.8%;当土壤持水量达到田间持水量的45%时,对照达到100%的出苗率,但施用保水剂在上述两种含水率时均不能出苗。在淡黑钙土区施保水剂出苗率均比对照低30.2%,这可能是由于播种时坐水种,土壤水分相对不足,说明保水剂在种床部位与种子存在争水问题,进而影响种子的出苗率。证明了保水剂在土壤含水率不足的情况下对玉米出苗率有一定的负面影响,所以在坐水播种时应该浇足底水,让保水剂充分吸水供种子吸收利用。3.2　对植物生长及产量的影响

保水剂的施用能有效提高玉米的生物量[23,27],使玉米、辣椒和大豆在低水条件下干物质的水分利用效率(WUE)分别提高63.6%、47%和27.8%,且施用保水剂有利于辣椒形成壮苗、增加分枝、提高生物产量和保持土壤水分、提旱区有限水分利用率[28]。据中国农科院报道,施用保水剂对农作物有普遍的增产效果,冬小麦增产7.9%～17.8%,玉米增产8.0%～14.9%,甘薯增产66.5%,花生增产21.0%,其他作物增产幅度分别为:棉花21.3%、谷子7.7%、糜子8.1%、芝麻10.5%。杨晓昀等在武山县旱坡地进行的冬小麦抗旱保水剂拌种对土壤水分和冬小麦产量的影响研究结果表明,采用抗旱保水剂500g拌种冬小麦种子20kg可使翌年3～7月份不同耕层土壤含水率较对照提高15～30g/kg,冬小麦折合产量达5410kg/hm,较对照增加530

2[29]

黄占斌通过田间试验发现,穴kg/hm,增产10.86%。

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。在相同土壤条件

下,施用适量的保水剂,可促进甘蔗生长,增加生长后期的青叶片数,增强光合作用,促进糖分积累,提高单产和糖分,经济效益幅度提高14.04%

[30][7]

2

[10]

[26]

水土流失己成为土壤环境保护的首要问题,中国各类水土流失面积达492万km2,占国土面积的51.5%,每年流失土壤50亿t,肥料4000万t。保水剂施入土壤中,必然会与土壤中的黏粒发生相互作用,特别是吸附作用,可以抑制土壤的水化、膨胀和分散作用,从而防止水土流失。孙宏义等通过试验发现将保水剂喷施用于黄土、粉煤灰、风沙土中,具有明显的抗风蚀、抑制沙尘的效果,且保水剂和固沙复合材料共同施用于风沙土,防风蚀效果更为显著[32]。以色列农业研究组织(ARO)水土研究所,采用当地土壤混入0.1%保水剂的人工降雨模拟试验,发现土壤在第一次降雨时,土壤水分最终水分入渗率(FIR)为11mm/h,高于无保水剂土壤对照的43%,径流和土壤流失量分别减少1%和34%;第二次降雨时,FIR为9.3mm/h,高于对照44%,径流和土壤流失量分别减少5%和9.4%[7,10],说明保水剂有改土保水特性,在水土保持实践中有重要应用潜力。

4.2　植树造林

韩恩贤等在黄土高原应用AS型高效保水剂进行了不同施量造林试验,连续8a测定试验林标准株生长情况结果表明,5月中旬土壤含水率仍较对照高19%,保水剂保水持效期达3个月以上,对半干旱地区提高造林成活率起到了关键作用。但对高、径生长影响不大;穴施保水剂对林木后期生长无副作用[33]。刘衍春等在含沙量高、干燥、贫瘠的一处山地用同一批种子培育出的3年生樟子松树苗做试验,发现使用河北省天寿化工厂生产的IBOⅢ型的聚丙烯酸铵颗粒剂和粉剂,不但可提高樟子松的移栽成活率10%～15%,还可以促进苗木生长,效果明显。黄凤球等的研究表明,保水剂拌土可有效降低植物的蒸腾速率,提高植物的叶片水势,增加植物叶绿素含量,增加光合强度,降低叶片相对电导率[35]。滕元文等的研究认为,保水剂处理的苹果幼树可显著提高其地上部分生物量、根系生物量、根冠比、株高、胸径、冠幅。李秋梅等的研究表明,保水剂施于果树下的土壤能改善果树水环境,使单果质量增加,单株结果量提高[37]。国外有研究认为,施用保水剂促进了植物嫩枝和根系的生长,促使植物干物质质量增加,显著提高了植物的生物量和叶面积[38]。4.3　栽种草皮

Letey和Morgan等研究发现,保水剂对普通狗牙根草坪根系生长影响不显著,并分析认为保水剂的用量过少是主要原因[39]。McGuire和Carrow等以温室栽培和大田试验相结合的方法,研究了8种保水剂对多年生黑麦草(LoliumperenneL)和“Penncross”匍匐翦股颖草坪草地上、地下生物量及密度的影响,结果表明LabofinaPAM保水剂仅对草坪草密度影响显著,密度

[36][34]

。保水剂对猕猴桃

的生长量、根冠比(C/R)有所改善,强壮了树体;每株穴施保水剂10、40、70g,分别较对照增产3.5%、12.1%、20.7%,保水剂配合微肥施用可减缓黄叶病的发病程度,提高树体抗性,改善果实品质。小白菜盆栽试验发现在其他条件相同情况下,分期施入保水剂的小白菜产量比对照产量有很大提高[31]。

黄占斌指出保水剂种类、粒径、施用量不同,对植株生长影响效果不一。因此,在实际应用中,不仅要慎重选择保水剂种类,还要考虑适宜的粒径,通过试验确定最佳施用量,在保证存活与产量时,兼顾经济效益,以达节水高效生产目的。

[4]

[17]

4　保水剂在水土保持领域中的应用

4.1　保持水土　第6期　　　　　　　　　　　　　　　庄文化等:高分子保水剂农业应用研究进展269

值增加了25.5%,其余保水剂影响均不显著[40]。JohnKarlik研究保水剂与表层3cm土壤混合,对高羊茅和普通狗牙根草坪质量的影响。结果表明施用保水剂对草坪的出苗及草坪质量影响均不显著[41]。宋永莲等在柴达木盆地典型干旱荒漠气候,年蒸发量与年降水量之比在20∶1以上,使用抗旱保水剂试验地,出苗每平方米较对照增加24.25株,存苗增加35.62株,苗高平均增加0.32cm,根长平均增长0.69cm,鲜草增加0.41kg/m2,使用抗旱保水剂对紫花苜蓿的生长发育有明显促进作用[42]。

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[22]　PaulWalker,TimKelley.

Solids,

organicloadand

nutrientconcentrationreductionsinswinewasteslurry

5　结　语

通过国内外对保水剂的研究可以看出,保水剂的使用不仅能够通过自身的特殊结构和改变土壤性状而蓄水保水,影响土壤水分的时空分布,从一定程度上缓解农田干旱缺水现状;同时能够减少土壤养分的淋溶损失,提高肥料利用效率,增加农业产量,降低农业生产投入以及因此造成的肥料面源污染;另外,在水土保持方面的应用也能够取得很好的效果。可见,保水剂在中国生产实践上的应用前景广阔,值得进一步深入研究。经过“八五”、“十五”专门设立保水剂研制与开发专题,中国保水剂的研究、生产、农业应用已经进入到一个新的阶段。同时,由于保水剂价格较高、种类繁多而特性各异,没有形成一套成熟的应用技术规范,对土壤的长期效应也没有论证,所以保水剂在大面积推广应用方面还有一定阻力。

今后,还需要从以下6个方面对保水剂展开展研究:1)长期使用保水剂对土壤综合效应的影响。2)研制出适宜不同土壤,不同植物应用的保水剂类型,确定其使用方法及施用量等。3)在保水剂中添加各种物质,如各种植物生长所需肥料及各种必需元素、农药等,使其功效更加强大,应用范围更广泛。4)将保水剂与节水灌溉相结合,研究出一套可行的灌溉制度,提高水分与肥料利用效率。5)制定出一个保水剂评价体系,作为保水剂统一的生产与使用规范。6)研制出更加安全、使用方便、价格便宜的保水剂,使其能够在更大面积范围推广使用。

[参　考　文　献]

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Developmentofsuperabsorbentpolymer

anditsapplicationinagriculture

ZhuangWenhua

1,2,3,4

,FengHao1,2,3※,WuPute1,2,3

(1.InstituteofSoilandWaterConservation,ChineseAcademyofSciencesandMinistryofWaterResources,Yangling712100,China;　2.InstituteofSoilandWaterConservation,NorthwestAgricultureandForestryUniversity,Yangling712100,China;　3.NationalEngineeringResearchCenterforSavingIrrigationatYangling,

Yangling712100,China;　4.GraduateSchoolofChineseAcademyofSciences,Beijing100039,China)

Abstract:Superabsorbentpolymeriswidelyusedinagricultureasanewmaterialofabsorbingandstoringwater.Itcanholdwaterinsoilandreducesoilerosionbythewayofabsorbingwateritself,increasingsoilaggregatesandporosity,reducingsoilbulkdensityandevaporation.Thesuperabsorbentaddedinsoilcanreducethefertil-izerloss,controlthepollutioncausedbythelostfertilizer,increasefertilizeruseefficiency.Alotofexperimentsshowedthatusingsuperabsorbentpolymerproperlyabsolutelyincreasedtherateofseedemergenceandpromotedtheplantgrowthwithpropersoilmoisture.Themultifunctionalsuperabsorbentpolymerwithlowercostshouldbedevelopedandtheapplicationfieldsandscaleshouldbeextendedinthefurtherstudy.Keywords:superabsorbentpolymer;soilwater;soilfertilizer;plantgrowth;soilerosion