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收藏  |   举报 2013-06-07 10:05   关注:909   回答:0

保水剂在农业上的应用有哪些?

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       保水剂又称土壤保水剂、高吸水剂、保湿剂、高吸水性树脂、高分子吸水剂,是利用强吸水性树脂制成的一种超高吸水保水能力的高分子聚合物。它能迅速吸收和保持自身重量几百倍甚至上千倍的水分.具有反复吸水功能,吸水后膨胀为水凝胶,可缓慢释放水分供作物吸收利用。由于分子结构交联,能够将吸收的水分全部凝胶化,分子网络所吸水分不能用一般物理方法挤出,因而具有很强的保水性。

  1  保水剂的使用方法

  保水剂的使用方式有许多种,不同的使用方式适用于不同的作物,施用量也不相同。

  1.1  土壤直施

  土壤直施包括地表撒施和沟、穴施2种。地表撒施是将保水剂撒于地表,使土壤表面形成一层覆盖的保水膜,抑制土壤蒸发,主要用于草皮铺设,一般保水剂用量为99kg/hm2左右。沟施或穴施是根据区域土壤类型和作物选择保水剂用量,7.5~150kg/hm2不等。随开沟施入或按穴施入,施后即可播种或移栽,在经济作物栽植及育苗中应用效果较好。

  1.2  种子包衣

  种子包衣亦称拌种包膜或种子涂层,是在待播的种子表面形成一层保水剂水凝胶的保护膜。一般种子包衣保水剂浓度为0.5%~2%,即保水剂:水=1:50~1:200。适宜于小麦、玉米、花生、大豆及小面积直播造林的树种等。

  1.3  种子丸衣造粒

  将种子与保水剂、某些化肥、微量元素、农药及填充料拌和造粒成丸。其目的是在种子发芽成苗时,能及时有效地供给植物营养,杀菌消毒,促进生长发育。此法可使小粒种子大粒化,适于精量播种,常用于飞机播种造林、种草。保水剂用量一般采用种子重量的1%~3%较好。

  1.4  根部涂层(亦称蘸根保护)

  可用于苗木或甘薯、蔬菜幼苗的移栽。其保水剂浓度一般为0.5%~1%(重量百分比),蘸根处理后使植株根部形成一层保护膜,防止植物根系水分散失,延长植物抗旱时间,移栽可缩短缓苗期并提高成活率。

  1.5  流体播种

  流体播种是用0.1%~0.5%的保水剂水凝胶与发芽种子混合,通过专门的流体播种机直接播种人土。此法多用于蔬菜,效果明显。

  1.6  育苗培养基质

  可按保水剂0.5%~1%重量浓度比例搅和均匀成凝胶状,再与其他基质按1:1混合,可用于盆栽花卉、蔬菜、苗木等工厂化育苗,保水保肥效果明显。可用于盆栽花卉、蔬菜、苗木等的工厂化育苗。

  1.7  地面喷洒

  将保水剂加水配成一定浓度(2%以内)的溶液,用喷雾装置喷洒在栩苗周围,在地表形成—层保水剂“薄膜”,减少地面蒸发。此法在经济作物栽植及育苗中效果较好。

  另外,还有一些包括保水剂在内的综合措施。保水剂添加其他元素或材料可以制成抗旱种衣剂、保水储肥剂、吸水改土剂和果蔬保鲜剂等多功效合成剂,以及保水剂配合灌水、覆盖、地膜等等。有研究表明,综合措施可累加交互各方优势,能显著提高生产成效。同时,上述综合措施也存在进一步优化问题,这是今后有关栽培模式研究的重要方面,因为生产毕竟受多种因素影响。除保水剂的基本使用方法外,上述综合措施的研究可推出保水剂使用的一些衍生方法,促成新的高效栽培技术和播种技术的产生。

  无论哪种施用方法,施用后应立即充分灌水,且在植物根系发达(达到保水剂的施入土层)之前,都需保持正常的灌溉。

  2  保水剂对土壤水分含量的影晌

  植物的水分主要是通过根系从土壤中吸收获得,正常供水条件下,根系吸水容易,体内生理活动活跃,植株生长快。反之,植株的生长将受到抑制。因此,土壤水分含量是影响作物播种、出苗、生长、发育的重要环境因子。而对于节水农业来说,关于如何提高土壤水分含量的研究也是一个热点问题。大量研究表明,在农业生产中应用保水剂,土壤含水量能明显提高,但提高的程度因保水剂及作物的种类、当地的气候条件、土壤溶液的pH值、土壤中离子的类型及浓度、土壤质地的不同而有显著的差异。保水剂对提高土壤水分含量的研究主要集中在保水剂保持土壤水势及水分特征曲线的研究上。在实际应用中,保水剂吸持的水分并不能完全被植物吸收利用,保水剂所吸收的水分的利用效率还取决于保水剂对水分的吸附力和植物的水分生理特征。所以.在研究保水剂所吸水分的有效性时,最好把土壤水势特征与植物的水分生理特征结合起来进行研究。

  3  保水剂对作物的影响

  3.1  保水剂在作物育苗中的效果

  由于保水剂的作用效果是与土壤中的水分含量紧密结合的,因而,灌水量和灌水频率对保水剂的应用效果有着显著的影响。国内外研究表明.保水剂若施用得当,可促进植物根系发育,提高出苗率和移栽成活率,促进植株生长发育,增强作物的抗旱性,延缓凋萎时间。但保水剂的施用应因土壤质地而异,用量过大,不仅不能促进根系发育,反而抑制根的伸长和降低根的生理机能,抑制种子萌芽。降低出苗率和移植成活率。

  3.2  保水剂对作物生长发育的影响

  保水剂施入土壤后,一方面,可以使土壤疏松,容重降低,总孔隙度增加,从而改善土壤通气状况,增强土壤保肥能力。另一方面.在干旱胁迫下,保水剂吸收的水分被植物吸收后,保证了植物体内各种物质代谢仍能正常进行。从这两方面来看都十分有利于植物的营养生长和生殖生长。高会东研究表明,施用保水剂能促进夏花生的营养生长和生殖生长,使花生的分枝数和侧枝长分别比对照增加。刘子凡试验表明,保水剂能够增加甘蔗+1叶(最高肥厚带所在的叶)叶面积、株高、茎叶及根系干重。罗维康也认为,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。这与胡芬与姜雁北的研究是一致的。国外赤有研究认为,施用保水剂促进了植物嫩枝和根系的生长,促使植物干物质量增加,显著提高了植物的生物量和叶面积。但也有一些与之相反的结论。究其原因,可能与当地土壤质地、气候条件、保水剂种类及其施用量有关。

  3.3  保水剂对作物的增产效应

  施用保水剂对农作物具有普遍的增产效果。何滕兵等研究表明,在模拟干旱条件下,保水剂对玉米主要经济性状产生一定的影响,并因土壤质地不同而异,但保水剂用量过大会降低这种作用。罗维康发现,在相同土壤条件下,施用不同用量的保水剂,对甘蔗有不同的增产效果,保水剂施用量以75kg/hm2效果比较好。川岛和夫认为,保水剂的增产效应必须在灌水量较大的前提下才能表现出来。李青丰等则认为,保水剂对环境中水分的吸收与对种子释放水分是相互矛盾的。可见保水剂的应用效果受多种因素制约,必须对此进行深入的研究,才能使保水剂的节水功能得到充分发挥。

  4  保水剂对作物生理生化特征的影响

  在干旱胁迫下。保水剂能够缓慢释放水分,提高植物根系周围含水量,维持植物体内水分平衡,对植物的生理生化产生影响。大量研究表明,保水剂可以提高作物的利用效率。究其原因,除了保水剂在干旱条件下能减少土壤水分蒸发外,还可能与其对气孔导度的影响有关。另外,在国内,刘子凡通过盆栽方法研究在水分胁迫下土壤保水剂对甘蔗抗旱性的影响,结果表明,施用保水剂后,土壤含水量、叶片相对含水量增加,叶片质膜透性、脯氨酸含量、丙二醛含量减少,陆国盈和高凤文也得出了相似的结论。朱元骏等认为,在50%土壤饱和持水量下,分根区施保水剂显著降低了叶片气孔导度,叶片C02吸收量和H2O蒸腾量也同时降低,但H2O蒸腾量下降幅度更大。赵敏试验表明,保水剂能明显改善土壤供水状况,促进花生出苗,使植株维持较高的抗氧化能力和根系活力,提高植株的抗旱性。周世新等的田间试验表明,高效营养保水剂有促进玉米种子萌发、抗旱保苗,促进茎叶生长和根系发达,增加叶绿素含量和增强光合功能的作用。这与刘子凡的试验结果是一致的。当然,与此同时,也存有与之不同的结沦。迟永刚等研究表明,与单独施用保水剂处理相比,保水剂+泥炭在正常和水分胁迫2种水分条件下均能提高玉米叶片的原初光能转化效率和PSⅡ活性;保水剂+沸石在正常供水时能提高玉米叶片的原初光能转化效率和PSⅡ活性,而在水分胁迫时无此作用;保水剂+稀土在2种水分条件下均明显降低了玉米叶片的原光能转化效率和PSⅡ活性。可见.保水剂与其他物质的综合施用效果还需进一步研究。

  5  保水剂应用中存在的问题

  目前,保水剂在农业上的应用尚有许多问题待深入研究:①在实际应用时,由于各种因素(土壤结构、水分、温度、通气状况等)的影响,只是在一定条件下,保水剂保持的水分才能被植物吸收利用。另外,保水剂所吸收和保持的水能否为作物利用,还取决于保水剂对水分的吸附力和植物水分的生理特征。②保水剂与其他物质结合形成多功能混合剂虽已有应用,但对它们之间混合施用比例、施用方法以及相互作用机理等仍研究较少。③相对于保水剂对作物出苗率、生长、产量的影响,保水剂对作物抗旱的一些生理生化特征的影响研究还是较少,且大都局限于盆栽或苗期,缺乏系统性和深入性。④缺乏长期施用保水剂对作物、土壤、环境的影响及其降解性、持效性的研究。⑤由于保水剂类型、土壤质地、试验作物、水质、气候条件等试验条件的不一致且大多数试验都是针对特定的产品,在特殊条件下进行的,必然会导致很多试验结果的不一致。因而,所研究的结果并非针对所有作物及地区使用

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