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農(nóng)用保水劑十大排名
大家好!今天讓創(chuàng)意嶺的小編來大家介紹下關(guān)于農(nóng)用保水劑十大排名的問題,以下是小編對此問題的歸納整理,讓我們一起來看看吧。
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本文目錄:
一、農(nóng)用保水劑可以用來種蘭花嗎?
農(nóng)用保水劑不可以用來種蘭花。因為會影響蘭花的生長。
二、城市園林綠化保水劑的應(yīng)用及其效果?
摘要:近年來,隨著園林綠化建設(shè)的迅速發(fā)展以及氣候干旱、降水偏少等因素的影響,城市園林綠化的用水量逐年提高,由于缺水所導(dǎo)致的草坪、花卉與苗木等生長不良的現(xiàn)象普遍存在。面對日趨緊張的城市供水,如何節(jié)約用水,提高園林用水利用率已經(jīng)成為城市園林綠化中的一個突出問題。為了科學(xué)地解決這個問題并最大限度地節(jié)約寶貴的淡水資源,使用保水劑成為目前園林綠化行業(yè)節(jié)水研究中的重要課題。
本文在介紹保水劑發(fā)展概況的基礎(chǔ)上,重點對保水劑在城市園林綠化中的應(yīng)用研究進(jìn)行了綜述,指出了保水劑應(yīng)用中存在的問題并對其進(jìn)一步的研究方向進(jìn)行了探討。
1保水劑發(fā)展概況
保水劑(WaterRetainingAgent)是一種含強(qiáng)親水性基團(tuán)并經(jīng)過適度交聯(lián)的功能高分子材料,它的最大吸水力高達(dá)1.32萬~1.43萬Pa,能吸收自身重量幾百倍甚至上千倍的水分,而且其保持的水分85%以上可供作物吸收利用。20世紀(jì)60年代,美國農(nóng)業(yè)部首次利用玉米制成淀粉接枝聚丙烯脂類保水劑,作為“改善水分狀況的重要工具”在西部干旱地區(qū)推廣應(yīng)用,并取得良好效果。20世紀(jì)70年代以來,保水劑的研究與應(yīng)用全面推廣,日本在沙漠綠化、英國在水土保持、法國在土壤改良、俄羅斯在節(jié)水農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域應(yīng)用保水劑并取得了顯著成效。中國從20世紀(jì)80年代開始研制和應(yīng)用保水劑,現(xiàn)已在60多種作物上試驗示范,應(yīng)用面積超過7萬。
保水劑作為新型功能性材料,已被廣泛應(yīng)用于農(nóng)林、園藝、工業(yè)、紡織、醫(yī)療衛(wèi)生、人工器官、石油化工、建材、環(huán)保、食品、日用品、化妝品等多個領(lǐng)域。目前,由于保水劑在農(nóng)業(yè)、林業(yè)、園林園藝等領(lǐng)域所獲得喜人的應(yīng)用效果,受到了國內(nèi)外農(nóng)林專家的高度重視,被譽為繼農(nóng)藥、化肥、塑料薄膜之后的第四大農(nóng)用化學(xué)品。
生產(chǎn)上使用的保水劑種類較多,主要包括2類:聚丙烯酸鹽類和聚丙烯酰胺類。聚丙烯酸鹽類主要以丙烯酸為聚合單體,而聚丙烯酰胺類主要以丙烯酸、丙烯酰胺為聚合單體。丙烯酸鹽是極為活潑的聚合單體,含羧基,其聚合交聯(lián)物吸水能力和速率很強(qiáng),但耐鹽和穩(wěn)定性差,壽命短。丙烯酰胺是極具極性而相對惰性的單體,其聚合物吸水倍率較小,但穩(wěn)定性和耐鹽性較好,使用周期和壽命較長,凝膠強(qiáng)度高,顆粒狀產(chǎn)品在土壤中的蓄水保墑能力可維持1年以上,甚至4~5年,是主流產(chǎn)品,發(fā)達(dá)國家的產(chǎn)品多屬此類。保水劑的合成就是綜合了上述成分的特定優(yōu)化組合的結(jié)果。丙烯酸鹽可能是鉀型,也可能是鈉型,鉀型較鈉型貴得多,但鉀型比鈉型好。如果其鹽完全是鈉型的,對植物和土壤不利。對于同樣組成的聚合物,在一定范圍內(nèi),交聯(lián)度越低,吸水倍率和速率相對越高,其保水性、穩(wěn)定性和凝膠強(qiáng)度就越低,反之亦然。
不同原材料,不同生產(chǎn)廠家,不同工藝過程生產(chǎn)出的保水劑,其吸水性、保水性、耐鹽性、穩(wěn)定性和價格相差萬別。園林綠化用保水劑要根據(jù)使用對象和目的考慮這幾個方面的問題進(jìn)行優(yōu)化篩選。例如,育苗一般選用丙烯酸鹽類保水劑,吸水倍率高,吸水速度快,使用壽命為1?2年,與園林樹木育苗的周期相吻合。管理中多用聚丙烯酰胺類保水劑,使用期和壽命較長,在土壤中的蓄水保墑能力維持時間長,可減少園林管理用工。
2城市園林綠化保水劑的應(yīng)用及其效果
2.1拌土施用
拌土施用即在土壤中直接施用保水劑,具體分為2種方法:一是先使保水劑吸水成凝膠后拌土施用,適合干旱地區(qū)和保水保肥差的土壤采用;二是保水劑不吸水與土壤拌勻后施用,施后澆水,簡便直接,適合自然降水多的地區(qū)。拌土施用的保水劑用量為土壤質(zhì)量的0.1%~0.2%,綠化大苗定植時保水劑的用量以占施入范圍內(nèi)(植樹穴)干土重的0.1%為最佳,草坪鋪設(shè)用量為90kg/hm2左右Asgha。利用再生纖維素合成的復(fù)合保水劑按1%的比例同沙土混合施用時,可使沙土的持水時間增加3倍。大面積應(yīng)用時,可配合土壤耕作,采用穴施和溝施的辦法,保水劑施用深度一般為15~20cm,栽植好后澆透水,使土層中的保水劑能充分吸水。
保水劑具有較強(qiáng)的保水和提供植物水分的釋水特性,同時具有改善土壤結(jié)構(gòu),增強(qiáng)土壤吸水、保水和保肥能力的特點。當(dāng)土壤中施加一定劑量的保水劑時,由于保水劑的強(qiáng)吸水性,土壤的水分含量增加,同時保水劑所吸持的水分的釋放比較緩慢,因此起到了抑制土壤水分蒸發(fā)的作用。保水劑施用在土壤中,吸水后體積膨脹,土壤的體積也明顯增加,這種膨脹效應(yīng)有利于改善土壤緊實度,調(diào)節(jié)土壤透氣性。另外,Sojka等發(fā)現(xiàn)在土壤中施入保水劑能夠促進(jìn)土壤中微生物活動,提高土壤養(yǎng)分的利用效率。重要的是,保水劑還能促進(jìn)土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成,提高土壤滲透系數(shù),適當(dāng)提高土壤堅實度,降低土壤容重,從而有效改善土壤狀況。例如,在進(jìn)行邊坡恢復(fù)時,可利用保水劑拌土和其他輔助材料在坡面構(gòu)建一個具有自身生長能力的防護(hù)系統(tǒng),然后再噴播草種。保水劑吸收和保持土壤中的水分,改善邊坡植被生長的生態(tài)環(huán)境,從而大大提高了邊坡植被恢復(fù)的可能性。
在保肥方面,杜建軍等研究了土壤中施用保水劑后尿素氨揮發(fā)以及尿素、磷酸二氫銨、氯化鉀養(yǎng)分淋溶損失的變化。結(jié)果表明,與未施用保水劑的空白土壤相比,保水劑的使用增加了土壤吸附氮、磷和鉀的能力,土壤氨揮發(fā)和氮、磷、鉀淋溶損失顯著減少,使土壤的保肥能力和供肥能力都得到了提高。黃鳳球等的研究表明,保水劑拌土可有效降低植物的蒸騰速率,提高植物的葉片水勢,增加植物葉綠素含量,增加光合強(qiáng)度,降低葉片相對電導(dǎo)率。梁硯清等使用保水劑處理仙客來,發(fā)現(xiàn)保水劑能延緩?fù)寥赖母珊党霈F(xiàn)時間,且使用保水劑的仙客來植株葉片比未使用保水劑的厚綠。在萬壽菊、矮牽牛等露地栽培時,土中拌入保水劑可有效減少灌溉水量,促進(jìn)花卉整齊生長與開花,提高花卉質(zhì)量。在北方地區(qū),施用保水劑的草坪返青期可提前10d,綠色期延長約20d。
2.2拌基質(zhì)施用
在基質(zhì)栽培中,由于基質(zhì)對水分、養(yǎng)分的吸持能力有限,水分無效蒸發(fā)嚴(yán)重,容易產(chǎn)生鹽害,過量灌溉引起營養(yǎng)液或肥料養(yǎng)分直接排入地表、地下水體,不僅造成水和肥料的浪費,還會加重水源污染。因此,降低水分和肥料的淋溶滲漏量,提升水肥利用效率是解決這些問題的根本。利用保水劑的節(jié)水保水和對養(yǎng)分、農(nóng)藥的緩釋性能,開發(fā)具有節(jié)水保肥、緩釋養(yǎng)分或農(nóng)藥的復(fù)合基質(zhì)是國內(nèi)外這一研究領(lǐng)域的重要課題。拌基質(zhì)施用與拌土施用類似,可以用干燥的保水劑或凝膠與其他基質(zhì)材料按一定比例混合。研究表明,一般按基質(zhì)體積計,用量為0.5?4g/L。
將保水劑與肥料、農(nóng)藥等進(jìn)行混合或使用保水劑對肥料進(jìn)行包膜,形成具有緩釋作用的顆粒,施用后能控/緩釋肥料、農(nóng)藥的有效成分,延長肥料、農(nóng)藥的作用時間的研究表明,交聯(lián)聚丙烯酰胺具有一定的密封性、養(yǎng)分緩釋性、保水性,可作為控釋肥料的包膜材料,還可用醋酸乙烯乙酯做密封劑可進(jìn)一步提高交聯(lián)聚丙烯酰胺包膜材料的控釋性能。李雅麗[28]在糊化淀粉和丙烯酸鹽及丙烯酰胺共溶液中加入微量元素鋅肥或硼砂,制成的400~600g,g-1吸水倍率、90?120g.g-1吸0.19%NaC丨溶液的保水肥料,是一種保水緩釋微肥。Kay海藻酸鈉溶液中加入硝酸銨,通過凝膠化作用包埋和吸附硝酸銨肥料,最終形成的海藻酸鈉氮肥能顯著降低氮素的淋失。邢海洪等用氧化樂果乳油與保水劑按1:4比例混配,防治楊十星吉丁,效果顯著。
將保水劑與營養(yǎng)液按一定體積分?jǐn)?shù)攪和均勻成凝膠狀,再與其他基質(zhì)按比例混合形成的基質(zhì),其保水保肥效果顯著,用于基質(zhì)育苗效果顯著。謝勇等研究發(fā)現(xiàn),保水劑應(yīng)用于無土栽培基質(zhì),可以增加基質(zhì)的持水量,從而減少灌溉次數(shù)和水分的浪費,提高水分利用效率,節(jié)省人力、物力和財力。張華君也發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)基質(zhì)中施加保水劑能促進(jìn)高羊茅(Fensfucaarundinacea)、百喜草(Paspalunnotatumflugge)、白三葉(Trifoliumrepens)等草坪植物的出苗和株高的生長,并能顯著增加其地上部分生物量。陳寶玉等研究表明,在干旱脅迫條件下,用保水劑處理過的爬山虎的葉水勢與電導(dǎo)率成周期性降低趨勢,有效緩解了水分對植物的脅迫。杜建軍等研究表明,保水劑應(yīng)用于基質(zhì)栽培,其功能是多方面的,主要包括增加基質(zhì)持水量,減少滲漏損失;改變基質(zhì)空隙度狀況,協(xié)調(diào)基質(zhì)固、液、氣三相組成;促進(jìn)根系發(fā)育,增強(qiáng)植物吸水能力;減少基質(zhì)表面蒸發(fā),延長植物萎蔫天數(shù),增加抗旱能力;提高光合效率;減少水肥損失,同時提高水肥利用效率;促進(jìn)植物生長,改善品質(zhì)。
2.3種子包衣或造粒
種子包衣是先按體積分?jǐn)?shù)0.15%的保水劑和體積分?jǐn)?shù)2%的水量制成保水劑水凝膠,然后浸入種子,靜置一段時間后撈出晾干,種子表面即形成一層薄膜包衣。種子造粒是將保水劑與化肥、微肥、農(nóng)藥以及粉碎均勻過篩的腐殖土按質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%配比摻和均勻,再將用保水劑水凝膠包衣的種子與混合好的土按1:3的重量比在制丸機(jī)中造粒。
用保水劑對植物種子進(jìn)行包衣、造粒后再播種,能較好地改善種子及幼苗根系周圍的生態(tài)環(huán)境,促進(jìn)優(yōu)質(zhì)種苗的形成。馬嘵娣等用保水劑包衣、造粒的雞冠花種子進(jìn)行研究,同時用未用保水劑包衣的雞冠花種子作為對照,實驗表明,用保水劑包衣、造粒的雞冠花種子的出苗率比對照種子提高4.2%和5.5%,出苗時間縮短1~2d。同時幼苗的株高、葉片的長度和寬度、主根的直徑和側(cè)根數(shù)等均高于對照,但主根的長度低于對照,說明保水劑的保水作用促進(jìn)了根的增粗,一定程度上限制了根的伸長,有利于形成優(yōu)質(zhì)壯苗。
2.4蘸根涂層
蘸根涂層是把保水劑制成濃度為0.75%~11%的水凝膠液,充分?jǐn)嚢韬臀髮⒙愀绶湃虢汉笕〕?,這樣可以在根部表面形成一層保水劑凝膠保護(hù)膜,防止根部干燥,延長植物萎蔫期。這種方法主要應(yīng)用于綠化苗木的移栽和運輸。
裸根苗在保水劑凝膠中浸泡30s后,可保證苗木根系在10h內(nèi)不失水,提高栽植成活率。蘋果、山楂、油松等使用保水劑蘸根處理后,其移栽成活率提高12%~60%。馬嘵娣等在雞冠花幼苗移栽時進(jìn)行保水劑蘸根處理,發(fā)現(xiàn)保水劑有利于緩苗和形成壯苗,促進(jìn)植株的生長發(fā)育,花徑增大,花色鮮艷,花期延長。
2.5花木保鮮
在保水劑中添加成膜劑、殺菌劑、除氧劑等做成保鮮劑或涂覆劑,涂于用作切葉切花切枝生產(chǎn)的植物材料切口處,可達(dá)到保水保鮮的效果。
富貴竹產(chǎn)品裝前需要進(jìn)行根部保濕處理,目前美國海運采用保水劑保濕,保水劑與水按比例1:150吸水6h,膨脹后加入2~3cm厚,裝箱。孫玉霞等采用保水劑浸沾月季切花枝葉,并對切花的蒸騰量、呼吸速率以及保鮮期等進(jìn)行測定與觀察。結(jié)果表明用保水劑處理不同開放度的月季切花,可減少日蒸騰量4.49%~28.54%,降低呼吸速率15.61%~25.49%,延長保鮮期2~6d。
保水劑在花卉生產(chǎn)中的應(yīng)用可顯著延長花卉的保鮮期,增加觀賞價值,是提高花卉生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益和社會效益的重要途徑,值得推廣應(yīng)用。
3保水劑在城市園林綠化應(yīng)用研究中存在的問題與展望
保水劑因其獨有的特性,吸水倍率大,保水能力強(qiáng),無毒、無刺激等而在城市園林綠化中得到越來越廣泛的應(yīng)用。但也必須清楚保水劑不是萬能的,不能認(rèn)為施用了保水劑就可以不用灌溉,因為保水劑必須在有水的情況下才能發(fā)揮作用,而且保水劑的用量也不是越多越好,必須控制在一定的用量范圍之內(nèi),否則反而會適得其反。目前,保水劑在城市園林綠化上的應(yīng)用研究尚有許多問題有待深入研究。
1)保水劑生產(chǎn)成本高,推廣應(yīng)用緩慢。目前,我國生產(chǎn)保水劑的技術(shù)都比較單一,而且由于原料選擇范圍小,使得生產(chǎn)成本較大,產(chǎn)品價格偏高,推廣應(yīng)用緩慢,加上缺乏有效的質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn),作為保水劑統(tǒng)一生產(chǎn)與應(yīng)用的規(guī)范,許多企業(yè)生產(chǎn)的保水劑性能和質(zhì)量相差很大。因而今后應(yīng)通過改進(jìn)生產(chǎn)工藝,開發(fā)新的廉價合成原料,研制出吸水能力強(qiáng),吸水速度快,持效性長,價格低廉,適應(yīng)范圍廣的系列產(chǎn)品,真正促進(jìn)保水劑在園林生產(chǎn)上大面積應(yīng)用。
2)缺乏保水劑使用的成套技術(shù)。目前,保水劑市場上種類繁多,良莠不齊,加之保水劑作用的發(fā)揮受到多種因素的限制,如土壤質(zhì)地、養(yǎng)分條件、氣候、灌水模式等,導(dǎo)致保水劑的施用量沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),而且由于保水劑的宣傳力度不夠,許多用戶對產(chǎn)品知之甚少,施用方法不當(dāng),作用不明顯,為保水劑的推廣使用增加了難度。探討不同條件下保水劑的最佳施用量、施用方式,才能減少浪費,充分發(fā)揮保水劑的效益。另外,使用保水劑應(yīng)與其他栽培措施相配合,針對不同的情況合理搭配。
3)缺乏保水劑對園林植物作用的系統(tǒng)研究。保水劑的應(yīng)用研究資料較多,但絕大部分集中在保水劑在不同植物上的應(yīng)用效果。由于保水劑種類繁多,在使用過程中又受到不同植物、不同自然條件和不同使用方法的影響,得到的結(jié)果缺乏代表性。在水一土一植物系統(tǒng)中,保水劑不僅有水的吸收和釋放的功能,還有許多其他方式對植物產(chǎn)生作用,如:影響土壤對肥料的吸持和釋放,影響土壤空隙率、毛管持水量、土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)等多種土壤物理特性。系統(tǒng)研究保水劑對植物的生長發(fā)育的綜合應(yīng)用,才能對保水劑的合理使用提供有效的指導(dǎo)。
4)缺乏針對性強(qiáng)的專用保水劑。雖然保水劑種類繁多,但這是對保水劑的組成而言。在實際應(yīng)用中,不同情況下對保水劑的要求差異很大,如:在拌種或種子包衣時要求保水劑對種子發(fā)芽無毒害,并且應(yīng)有一定的促進(jìn)作用;在保水劑蘸根時要求保水劑有足夠的黏性和吸水倍數(shù);在與肥料一起使用時要求保水劑有強(qiáng)的耐鹽性;在一般溝施或穴施時希望保水劑能長期有效。一般保水劑的生產(chǎn)廠家往往聲稱其產(chǎn)品能應(yīng)用于多種場合,但并未進(jìn)行針對性的開發(fā)。
隨著我國城市環(huán)境建設(shè)水平的提高,園林綠化面積將不斷增加并發(fā)展到立體綠化,城市園林綠地灌溉用水量逐年增加、城市生態(tài)環(huán)境用水供需矛盾更加突出。因此,發(fā)展節(jié)水型園林,把噴灌、微灌等先進(jìn)的灌溉技術(shù)和保水劑應(yīng)用結(jié)合起來,提高園林綠地灌水利用效率是緩解用水供需矛盾的重要途徑。這為保水劑在城市園林綠化中的應(yīng)用提供了廣闊的空間。
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三、土壤保水劑的缺點
保水劑的認(rèn)識誤區(qū)、作用機(jī)理、分類、區(qū)別及注意事項
保水劑的認(rèn)識誤區(qū)
保水劑雖然是高新技術(shù)產(chǎn)品,但是也不是像有些人所想象的那樣,認(rèn)為施用保水劑后“從此不用澆水了” ,將保水劑當(dāng)“萬金油”!
保水劑不是造水劑,其本身不能制造水分,對植物起到的是間接調(diào)節(jié)作用,只有在具備一定的降水、灌溉等條件下,保水劑才能發(fā)揮其吸水、保水保肥的作用。
保水劑首次施用時一定要澆透水,北方少雨地區(qū)以后還要定期補水,旱作物無澆水地區(qū)應(yīng)在雨季前施用。同時,保水劑表層拌土雖有一定抑制土壤蒸發(fā)的效果,但深層施用效果不明顯,所以施用后要采取覆蓋措施以防止土壤水分蒸發(fā)。一般情況下,將保水劑與土壤充分混勻后施入表土5cm—20cm的深度為宜,施用過深起不到相應(yīng)的效果,也不能施在土壤表面,會因為產(chǎn)品長時間見光而加速分解,縮短使用壽命。
保水劑的施用效果還受到保水劑特性、氣候條件、土壤質(zhì)地、土壤水分條件、土壤鹽分及離子類型、灌溉水質(zhì)及灌水量等多種因素的影響。保水劑也并非是吸水倍率越高越好,它的綜合性能和質(zhì)量指標(biāo)是由多方面因素所決定的。
保水劑的作用機(jī)理
保水劑不同于一般樹脂,也不是以單體形式出現(xiàn)。它既不會燃燒、爆炸、也無毒、無腐蝕性、不溶于水。是通過親水性基團(tuán)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)來吸進(jìn)自然水,吸水后膨脹為水凝膠,又因環(huán)境干旱形成的土壤水分蒸發(fā)蒸騰和植物的根抽力而緩慢釋放水分,以保持周邊土壤潮濕供植物根系吸收利用。
保水劑不僅具有吸收水分的作用,還可以將土壤中的水溶性肥料(如氮、磷、鉀肥)等吸收起來,供植物施用。有效減少肥料和農(nóng)藥滲漏流失,減輕環(huán)境污染。由于保水劑吸存大量水分,降低土壤環(huán)境溫度的變化,具有一定的土壤保溫作用,即夏日隔熱,冬季保溫,避免因氣候變化形成的土壤溫差影響植物的正常生長。同時其反復(fù)的收縮與膨脹給土壤營造大量的孔隙,提高土壤透氣性,改善根際環(huán)境,同時也增強(qiáng)根際微生物的活動,加快根際周圍有機(jī)礦物質(zhì)的分解,有利于根系吸收,促進(jìn)根系和植物的生長發(fā)育,改良土壤基質(zhì)環(huán)境,防止土壤板結(jié)。
保水劑的分類
一、 因原材料的不同而分為三大類:淀粉類、纖維素類、聚合物類
1. 淀粉接枝類 主要成分是淀粉/聚丙烯酸鹽接枝聚合物。利用作物淀粉合成,穩(wěn)定性和耐鹽性較差,吸水倍率和速率較大,成本相對較低,缺點是使用壽命短,降解快,使用壽命一般只能維持3~12個月左右。
2. 纖維素類 主要成分是羧甲基纖維素交聯(lián)體。由腐殖質(zhì)合成,有效期3~8個月。
3. 高分子聚合物類 主要成分是以丙烯酸鹽、丙烯酰胺通過聚合而成。穩(wěn)定性和耐鹽性好,使用壽命長,在土壤中的使用壽命可長達(dá)3~5年。吸水能力為本身重量的150~400倍,pH值6~8范圍內(nèi),為白色粉末或顆粒狀,即一般所說的農(nóng)林保水劑。
二、 從結(jié)構(gòu)上來分
從結(jié)構(gòu)上來說高分子聚合物類保水劑又分為兩大類型:
一種使用接枝聚合的方法,在親水性高分子鏈中接親水性高分子;
另一種是將人工合成的水溶性高分子轉(zhuǎn)變成不溶于水,但在水中可以溶脹的產(chǎn)品。
雖然它們均具有不溶于水、不溶于有機(jī)溶劑、能夠吸收自身重量幾百至上千倍水的特性。淀粉類、纖維素類產(chǎn)品成本低,但易腐敗失效。合成聚合物類是更大的一類,因其原料和交聯(lián)方式不同,其親水性、交聯(lián)性、親水基團(tuán)不同,制成的產(chǎn)品吸水性、持水性、釋水性、耐候性、穩(wěn)定性(光、熱、凍、微生物)、生物組織適應(yīng)性等差異較大。
三、 從外觀來分
從外觀上劃分保水劑,可分為顆粒型、粉末型和片狀型、液體型等,顆粒和片狀型通透性較好,壽命較粉末的長。液體型保水劑的效果好,在土壤中分布均勻,但壽命較短。
保水劑的吸水原理
保水劑的吸水原理是高分子電解質(zhì)分子鏈在水中酰胺基和,或羧基團(tuán)同性相斥使分子鏈擴(kuò)張力和由于交聯(lián)點的限制分子鏈擴(kuò)張力而相互作用而成的。大量酰胺和羧基親水基團(tuán),利用其內(nèi)部離子和基團(tuán)與水溶液相關(guān)成分的濃度之差產(chǎn)生的滲透壓及高分子電解質(zhì)與水的親和力,可大量吸水直至濃度差消失為止。而控制保水劑達(dá)到令人滿意吸水程度的是橡膠彈力。分子結(jié)構(gòu)交聯(lián)度越高,橡膠彈力越強(qiáng),而橡膠彈力和吸水力的平衡點即是其表觀吸水能力。
一般來說,同樣組成的聚合物交聯(lián)度越低,吸水倍率相對越高,其保水性、穩(wěn)定性和凝膠強(qiáng)度就越低,反之亦然。所以,國際上對于使用周期較長的保水劑自然需要較高的交聯(lián)度,并不追求高吸水倍率和速率。林業(yè)因生產(chǎn)周期長,要求所用保水劑保水性、穩(wěn)定性和凝膠強(qiáng)度要高。因為保水劑一般摻入地下5~20cm,所吸80%~95%的水能夠被植物利用。
國際上對于使用保水劑更強(qiáng)調(diào)加壓下的吸水倍率。保水劑表觀吸水倍率與加壓下的吸水倍率有明顯區(qū)別,且隨著水中離子濃度的升高而吸水倍率明顯降低。加壓下的吸水倍率才是保水劑最主要的指標(biāo)。因為此時所吸水的大部分能被土壤和根系利用。保水劑所吸水一是通過水勢平衡出來,二是通過植物的根抽力而釋放,緩釋性由此體現(xiàn)。
試驗結(jié)果表明,保水劑的最大吸水力高達(dá)13~14kg/cm2,樹木根系的吸水力多為17~18kg/cm2,因而不會出現(xiàn)植物根系水分的倒流現(xiàn)象,而樹木根系卻能直接吸收貯存在保水劑中的水分和養(yǎng)分。
保水劑的區(qū)別
保水劑主要原料均為聚丙烯酸鹽和聚丙烯酰胺,原料中存在鈉鹽和鉀鹽之分,鈉鹽對土壤環(huán)境和植物有害。交聯(lián)劑有多反應(yīng)官能團(tuán)的交聯(lián)劑、多價金屬離子交聯(lián)劑、多價酸交聯(lián)劑和高分子化合物交聯(lián)劑等主要品種,交聯(lián)劑的價格較昂貴,合成效果差異較大。交聯(lián)劑用量少的保水劑產(chǎn)品價格較低,吸水倍數(shù)雖高,但水分釋放差,凝膠強(qiáng)度低。市場原料價格有差異,為降低成本,隨意調(diào)整聚丙烯酸鹽和聚丙烯酰胺比例,會影響產(chǎn)品質(zhì)量。
在合成原料方面,丙烯酸鹽是極為活潑的聚合單體,為羧基團(tuán),呈離子性,其聚合交聯(lián)物吸水能力和速率最強(qiáng),耐鹽和穩(wěn)定性較差,壽命短。如果其鹽完全是鈉型的,將會對植物和土壤帶來不利。淀粉是天然高分子,便宜但易于降解,其吸水能力較丙烯酸鹽差。丙烯酰胺是具極性而相對惰性的單體,其聚合物吸水倍率較聚丙烯酸鹽差,但穩(wěn)定性和耐鹽性好,且還有更好的凝膠強(qiáng)度。
保水劑含有大量親水性基團(tuán),利用滲透壓和基團(tuán)親和力可吸收自身重量成百倍的水分,由于分子機(jī)構(gòu)交聯(lián),分子網(wǎng)絡(luò)所吸收水分不能用一般物理方法擠出。因此,分子網(wǎng)絡(luò)越密,吸水速率越慢,凝膠強(qiáng)度越高,穩(wěn)定性和使用壽命越長。
目前,國際上的主流產(chǎn)品聚丙烯酰胺型保水劑就是綜合了上述成分的特點優(yōu)化組合的結(jié)果。其凝膠強(qiáng)度高,使用壽命可長達(dá)3~5年。由于鉀較鈉貴得多,丙烯酸鹽可能是鉀型,也可能是鈉型,鉀鹽型保水劑用于農(nóng)林業(yè),鈉在一定含量下尚可使用。如果鈉含量過高將會對植物和土壤、環(huán)境帶來危害,也不利于人體長期接觸,納鹽型保水劑大部分用于工業(yè)。
保水劑選購注意事項
有的用戶在選購產(chǎn)品時往往進(jìn)入誤區(qū),認(rèn)為價格低、吸水倍數(shù)高才好,一般超過500倍的吸水材料不能用于農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)。國際上更加注重保水劑摻入表土5cm以下的土層中的吸水倍率,國際上常用的聚丙烯酸胺型保水劑加壓下一般吸水200~400倍。如果某個公司介紹自己的產(chǎn)品加壓吸水超過500倍,您就要做一下吸水實驗,觀察其分解的速度是不是過快、是不是可反復(fù)吸水放水、吸水后凝膠強(qiáng)度大小、有無孔隙(無則根系無法穿透吸水,水利用率過低)等。經(jīng)過短期內(nèi)室內(nèi)反復(fù)吸水放水觀察,就可判斷其質(zhì)量優(yōu)劣。
在選購保水劑時應(yīng)綜合考慮以下幾個方面:
1. 農(nóng)林保水劑關(guān)系植物和生態(tài)環(huán)境安全,不論是進(jìn)口還是國產(chǎn)產(chǎn)品,都必須經(jīng)過國家農(nóng)林等相關(guān)部門的登記注冊認(rèn)可。如在代理經(jīng)銷商處購買,請認(rèn)準(zhǔn)代理經(jīng)銷授權(quán)證書、農(nóng)業(yè)部頒發(fā)的《肥料登記證書》以及產(chǎn)品的檢測報告。
2. 不要片面追求高吸水倍數(shù)和速率,忽視其穩(wěn)定性、保水有效性和凝膠強(qiáng)度(壽命);要考慮植物根系生長的營養(yǎng)要求和施用保水劑對土壤透氣性的影響;一般以胺類、鉀聚合物類保水劑為最好,以防止長期大量施用對土壤的破壞。
3. 要根據(jù)自己的用途來選擇適合自己使用的產(chǎn)品,根據(jù)土壤類型不同施用保水劑,沙土中適宜施用較小顆粒的保水劑,粘土和壤土中適宜使用較大顆粒的保水劑。顆粒狀產(chǎn)品通氣性較好、壽命長、適合于拌土使用。粉末狀保水劑拌土使用時,如若與土壤攪拌不勻,吸水后易造成土壤局部含水量過多,影響土壤透氣性,甚至造成苗木根系腐爛,故一般不用于拌土,而適合于種子包衣或蘸根。
4. 不要使用含對植物和土壤不利的、易分解的鈉離子型產(chǎn)品用于農(nóng)林種植,因其成分中含有鈉鹽,會使土壤PH值升高,導(dǎo)致土壤鹽堿化,給土壤造成結(jié)構(gòu)性的破壞,對自然環(huán)境有極大的危害性。
5. 不同型號的保水劑有不同的適用范圍和施用方法,要按照規(guī)范要求使用,才能取得最佳效果。目前保水劑的施用方法有拌土、拌肥、拌種、包衣、蘸根和噴播等。
6. 禁用衛(wèi)生用途的超強(qiáng)吸水樹酯。衛(wèi)生用吸水樹脂多為聚丙烯酸鈉鹽自交聯(lián)網(wǎng)狀化反應(yīng)制成,吸水倍數(shù)可達(dá)上千倍,極易降解,尤其水分釋放極差,又不能重復(fù)施用,吸水倍數(shù)過大還會倒吸植物水分,適得其反。
如何保存保水劑
1. 保水劑應(yīng)避光保存。長時間見光,會明顯縮短使用壽命。
2. 室內(nèi)應(yīng)保持通風(fēng)干燥、注意防潮。保水劑可以吸收空氣中的水蒸氣,空氣中的細(xì)菌也會在吸潮的保水劑中繁殖,使得保水劑發(fā)霉變質(zhì)。保水劑都是按袋密封的,施用保水劑時,盡量一次打開一袋保水劑一次用完,如果用不完需要保存,一定要封好袋子開口,注意防潮變質(zhì)。
保水劑的識別方法
近年來有越來越多的人注意到保水劑的廣闊市場前景,個別廠家和個人在利益的驅(qū)使下,大量生產(chǎn)、銷售假冒、偽劣農(nóng)林用保水劑,個別廠家和個人缺乏產(chǎn)品生產(chǎn)的核心技術(shù)和設(shè)備,生產(chǎn)工藝簡陋,更有甚者為了降低生產(chǎn)成本牟取暴利,以至于偷工減料、大量添加填充物,致使產(chǎn)品本身成分存在嚴(yán)重缺陷,所生產(chǎn)的保水劑產(chǎn)品不但不符合國際環(huán)保標(biāo)準(zhǔn),還存在壽命短、易引起土壤板結(jié)、鹽堿化、抗旱效果差等問題,以次充好,魚目混珠,將衛(wèi)生用、工業(yè)級吸水樹脂等產(chǎn)品傾銷到農(nóng)林業(yè)市場,坑害蒙蔽廣大用戶,危害我們賴以生存的環(huán)境。
鑒別和評價保水劑要從其吸水能力、保水能力、釋放水能力、吸水速度、穩(wěn)定性、使用壽命、凝膠強(qiáng)度、抗鹽能力、功能性以及安全性等指標(biāo)加以綜合考慮。不單要看吸水倍率和速度,更重要的是看它的化學(xué)成分、功效和安全性。吸水倍率、速度與凝膠強(qiáng)度互為矛盾。凝膠體間互不粘聯(lián),保水劑的壽命和提高土壤透氣性能力才好。吸水倍率越高和速度越快,保水劑的凝膠強(qiáng)度越差,壽命也就越短,反之亦然。也不要單看價格,要根據(jù)自己的需要和用途綜合考慮其性價比。不能光圖便宜而購買劣質(zhì)產(chǎn)品,影響到使用效果后,反而增加工程成本,得不償失。目前市場上供應(yīng)的多功能復(fù)合長效型保水劑,如聚丙烯酰胺型保水劑有效期一般為3~5年,價位在3~5萬元/噸,適用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、水利、公路、鐵路、礦山、園林工程建設(shè)等領(lǐng)域。
一般而言,吸水能力在200~400倍之間,15分鐘內(nèi)吸足水分是比較理想的。優(yōu)良的保水劑在吸水飽和后呈晶瑩透明顆粒狀,在土壤中仍呈顆粒狀,說明其凝膠強(qiáng)度好,能加大土壤通透性,利于土壤結(jié)構(gòu)的改良,利于植物生長;相反,低劣的產(chǎn)品遇水后便發(fā)粘膠著在一起成糊狀,在光照下顏色變黑變暗,表面看能吸水但實質(zhì)上沒有反復(fù)吸水和釋放水的能力,在土壤潮濕時容易腐蝕植物根部,在干旱條件下便會引起土壤板結(jié)。
四、我國農(nóng)業(yè)干旱地區(qū)能用保水劑嗎
安信農(nóng)林保水劑是一種高吸水性樹脂,一般能吸收自重幾百倍乃至上千倍的水,它具有緩釋性、反復(fù)性、保水性等多種功能。
一、 性能與特點:
●保水、節(jié)水特性:
該品是具有超強(qiáng)吸水能力的高分子材料,反復(fù)吸收純水能力可達(dá)自身重量的數(shù)百倍乃至上千倍,吸收灌溉水的能力也在100-200倍。其顆粒越細(xì),吸水能力愈強(qiáng),速度越快。保水劑能快速吸收雨水、灌溉水并保存起來,當(dāng)植物需要時,又緩慢釋放,這樣既能保證植物正常生長所需的水份,又能減少因蒸發(fā)、滲漏、流失導(dǎo)致水分和養(yǎng)分的損失,保證植物利用更多的雨水和灌溉水。實驗證明,植物整個生長期土壤含水量均比對照高5-15%,可節(jié)約用水50%以上,其意義相當(dāng)于降雨量增加了一倍以上,因此能大幅度提高旱區(qū)作物的成活率和產(chǎn)量。
●改良土壤的通透性:
保水劑在土壤中可以上千次反復(fù)地釋水收縮與吸水膨脹,給土壤造成大量的孔隙,提高了土壤的透氣性、透水性,改善了根際環(huán)境,同時也增強(qiáng)了根際微生物的活動,加快了根際周圍有機(jī)礦物質(zhì)的分解有利于根系吸收,促進(jìn)了根系和植物的生長發(fā)育,改良了土壤基質(zhì),防止土壤板結(jié),鹽漬化。
●促進(jìn)生長:
可提高種子發(fā)芽率5-15%,提早出苗1.5-3天,且促進(jìn)根系生長,使植物根系更深、更發(fā)達(dá)。
●吸肥保肥:
施用保水劑的時候,可與大量的水溶性肥料混合使用,在其吸收水分的同時也能夠?qū)⒎柿稀⑥r(nóng)藥等一起吸收保存起來而形成“微型水肥庫”,然后在干旱季節(jié)再緩慢的釋放其中的水分和養(yǎng)分,從而提高了肥料利用率減少了肥料流失,增長肥效,節(jié)省肥料30%以上,同時減少因肥料滲漏導(dǎo)致的對土壤和地下水的污染(農(nóng)藥原理一樣)。
●高度環(huán)保:
保水劑無毒、無害、無副作用,經(jīng)環(huán)境監(jiān)測機(jī)構(gòu)及衛(wèi)生防疫部門的檢測,使用過保水劑對環(huán)境和作物沒有任何污染,3-5年后,可以最終分解成氨、二氧化碳和水。
二、保水劑的應(yīng)用范圍及使用方法:
A、城市園林綠地(草坪、花壇、足球場、高爾夫球場等):
在北方地區(qū)使用保水劑,可使草坪返青提前10天,綠期延長約20天。
1.新種草坪:在土地表面均勻撒上保水劑干粉,然后和表面10厘米深土壤充分混拌均勻,再鋪上表土或細(xì)沙(有助于保濕),最后將草籽撒入土壤表面,鈀平鎮(zhèn)壓,澆透水(以確保保水劑能吸足水分)。 保水劑用量為沙質(zhì)上80克/平方米、沃土40克/平方米、粘土20克/平方米。
2.移植草坪:在準(zhǔn)備鋪植草坪的土壤表面均勻撒施一層保水劑干粉,和表面10厘米深土壤充分混拌均勻,然后將草皮鋪好,再澆大量的水即可,用量同上。
3.液力直接噴播:在公路護(hù)坡、高爾夫球場草種噴播上,將保水劑與草種、木纖維及粘合劑結(jié)合使用,用量為每平方米2~10克。
4.客土噴播:保水劑和土壤、肥料等混合噴在需要覆蓋的基礎(chǔ)層,然后再二次噴播種子。保水劑的用量一般是40克/平方米,可根據(jù)斜坡的坡度、植物的需要、氣候條件的不同調(diào)整用量。
B、植樹造林:
可用于樹木、灌木的栽培。保水劑能夠有效降低移植死亡率,幫助根系發(fā)育,促進(jìn)植物生長,提高成活率20%。在干旱地區(qū)荒山造林上使用效果更為顯著。
1. 苗木移植:
挖一個足夠容下移栽樹根的坑,將頂層5厘米土留出來,樹坑內(nèi)其他的土與保水劑充分混合均勻,保水劑用量:每立方米土用1公斤-2公斤,然后將混合后的土填入坑內(nèi)的底部,將成樹放入坑內(nèi),再將其他混合土填入四周,壓實后,澆透水(可多澆幾遍),再將頂層留出的土填入。有條件的地方最好是將保水劑吸飽水呈凝膠體后使用,效果更好。
在干旱地區(qū)可用沾根法,將保水劑充分吸足水成凝膠體,加泥土調(diào)成凝膠泥漿,將此泥漿包裹根系后植入坑內(nèi),再填土,保水劑用量為10-300克/株。
2.扦插蘸枝:
對需扦插的枝蔓可在枝蔓基部4-5cm處浸蘸保水劑凝膠體,浸蘸均勻后栽植。
3.原有樹木:
在樹冠投影處挖20厘米左右寬的溝(溝深視根系分布情況而定,要求達(dá)到根系集中分布層),將溝內(nèi)土挖出與保水劑拌勻(用量按每立方米土拌保水劑干粉1-2公斤)后回填,踏實后澆透水。有條件的地方最好是將保水劑吸飽水呈凝膠體后使用,效果更好。
4. 苗木運輸或花卉保水:
將保水劑用水浸成凝膠狀,再加與凝膠狀同等體積的腐植土與草木灰,用適量水調(diào)成泥狀,用此泥包裹苗木、花卉的根系,可提高苗木的成活率20-50%。
C、大田作物
對大田作物如小麥、玉米、花生、大豆、棉花等使用方法如下:
1.拌種 保水劑吸飽水后所形成的膠體稱凝膠體,將凝膠體用水稀釋2-3倍,加入需要拌種的種子中,邊加邊攪拌,直到拌勻,堆悶4-5小時,種子無粘連即可播種,播種后澆透水。每0.5kg凝膠體拌種量如下:小麥為15-20kg,玉米、大豆、高梁、花生、棉種(脫絨)為20kg;谷子、棉種(未脫絨)為15kg。(這里為推薦用種量,具體可視種粒大小及種子表面光滑程度而定。)
2.浸種 將種子放入保水劑凝膠體中,浸種12小時,陰干后播種,播后澆透水,用量為凝膠體:種子=1:5-10(一般點播時用此方法)
3.涂膜 播種前,先將種子用水浸泡,表面完全濕潤后,撒入保水劑的粉末中,使表面沾一層保水劑,然后撒播于耕地。保水劑用量大致在4-5公斤/畝.
4.干播法 將保水劑干粉與化肥、農(nóng)藥、殺菌劑等均勻混合后,隨播種機(jī)播于溝內(nèi)或人工播種,然后澆足水。保水劑用量大致在4-5公斤/畝。
D、蔬菜、經(jīng)濟(jì)瓜果類:
1.拌種:保水劑凝膠1公斤,加入4公斤苗期需水量較大而需浸種的蔬菜、瓜類等種子中拌均勻,堆悶1-8小時,無粘連時即可播種。也可以將保水劑直接拌土,再加入僅濕潤表面的種子中,用通常方式整地,用傳統(tǒng)的方法播種后,充分澆水。對于穴植類的西紅柿、青椒及豆類,將穴內(nèi)的土與保水劑(每畝3-5公斤保水劑)充分拌勻后回填穴內(nèi)澆足水即可。
2.苗床育秧:按1-2公斤/畝的保水劑用量,加水形成凝膠體撒在育秧土上,與上層土混均后播種,最后用無保水劑的細(xì)土覆蓋表面。
3.蘸根:幼苗移植也可用此方法,即把幼苗根部去土放入保水劑的凝膠體中浸蘸移植,植苗后應(yīng)澆透水。
E、花卉:
1.盆栽花卉:盆栽花卉中,將保水劑(用量應(yīng)按1~2公斤/立方米土)、肥料和土壤按比例拌均后,回填到花盆內(nèi),栽好花后,充分澆透水。定植花卉時先裝混合土至7成滿,再在表面覆蓋2cm以上不含保水劑的土。
2.制成七彩水晶凝膠:保水劑吸水后制成凝膠,加入紅、黃、藍(lán)、綠、紫 等多種色彩,酷似水晶,可以把幾種不同色彩的水晶凝膠分層混裝在透明的花瓶、工藝玻璃缸等容器中,再栽入不同品種的花卉,具有很好的裝飾效果和很強(qiáng)的觀賞性。
三.產(chǎn)品優(yōu)勢:
1.國際國內(nèi)市場情況:保水劑在國外從九十年代已被廣泛使用,目前國內(nèi)所用的保水劑主要依賴進(jìn)口。近年來雖有幾家企業(yè)以水溶液法生產(chǎn),但因技術(shù)未過關(guān),產(chǎn)品質(zhì)量不高,很難與進(jìn)口產(chǎn)品相比,生產(chǎn)規(guī)模也不大,不能達(dá)到質(zhì)優(yōu)價廉的市場需求。
2.技術(shù)優(yōu)勢:我公司經(jīng)過多年自行研究,采用全球唯一的光化學(xué)聚合法生產(chǎn)本劑。產(chǎn)品純度高、性能好、質(zhì)量穩(wěn)定。經(jīng)過多年的穩(wěn)定生產(chǎn),已形成年產(chǎn)6000噸規(guī)模。自主發(fā)明的多項具有國際先進(jìn)水平的專利技術(shù),獲得了一系列技術(shù)突破。其中吸水倍率、受壓吸收量、耐候性、重復(fù)性、穩(wěn)定性、產(chǎn)品外觀、手感等性能指標(biāo)均處于國際領(lǐng)先水平。對此,在北京召開的“第二屆全國保水劑應(yīng)用研討會”上,得到了有關(guān)專家的認(rèn)可。
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