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保水劑有哪些誤區?帶你詳細了解土壤保水劑

保水劑(土壤保水劑)雖然是高新技術產品,但是也不是像有些人所想象的那樣,認為使用保水劑后“從此不用澆水了”,將保水劑當“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節作用,只有在具備一定的降水、灌溉等條件下,才能發揮其吸水、保水保肥的作用。

保水劑首次施用時一定要澆透水,北方少雨地區還需要定期補水,無灌溉條件地區應在雨季前施用。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,過深起不到相應的效果,過淺施于土壤表面,則會因為產品長時間見光而加速分解,縮短使用壽命。

保水劑的使用效果還受到保水劑特性、氣候條件、土壤質地、土壤水分條件、土壤鹽分及離子類型、灌溉水質及灌水量等多種因素的影響。保水劑并非是吸水倍率越高越好,它的綜合性能和質量指標是由多方面因素共同決定的。

保水劑的作用機理

保水劑不同于一般樹脂,并非以單體形式呈現。它既不會燃燒、爆炸、也無毒、無腐蝕性、不溶于水,通過親水性基團的網狀結構來吸收自然水,吸水后膨脹為水凝膠,在環境干旱時,形成與土壤水分間的水勢差而緩慢釋放水分以保持周邊土壤潮濕,在植物根抽力作用下供植物根系吸收利用。

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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,供植物利用,有效減少肥料和農藥的滲漏流失,減輕環境污染。由于保水劑可吸存大量水分,這樣就降低了土壤環境溫度的變化,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。保水劑反復的收縮與膨脹給土壤營造了大量的孔隙,可有效提高土壤透氣性,改善根際環境,增強根際微生物的活動,加快根際周圍有機礦物質的分解以利于根系吸收,促進根系和植物的生長發育,改良土壤基質環境,防止土壤板結。

保水劑的分類

(一)從原材料上分

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,吸水倍率 和速率較大,成本相對較低,缺點是穩定性和耐鹽性較差,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體。由腐殖質合成,有效期3~8個月。

3. 高分子聚合物類 主要成分是丙烯酸鹽、丙烯酰胺聚合物。優點是穩定性和耐鹽性好,使用壽命長,在土壤中的使用壽命可長達3~5年。吸水能力為本身重量的150~400倍,pH值為6~8,為白色粉末或顆粒狀。即一般所說的農林保水劑。它們均具有不溶于水、不溶于有機溶劑、能夠吸收自身重量幾百至上千倍水的特性。其中,淀粉類、纖維素類產品成本低,但易腐敗失效;而合成聚合物類則種類繁多,因原料和交聯方式不同,導致親水性、交聯性、親水基團有異,制成的產品吸水性、持水性、釋水性、耐候性、穩定性(光、熱、凍、微生物)、生物組織適應性等差異較大。

(二)從結構上分

高分子聚合物類保水劑在結構上又分為兩大類型:

1. 利用接枝聚合技術,在親水性高分子鏈中接親水性高分子;

2. 將人工合成的水溶性高分子轉變成不溶于水,但在水中可以溶脹的產品。

(三)從外觀上分

從外觀上,保水劑可分為顆粒型、粉末型、片狀型和液體型,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電解質高分子鏈中大量酰胺和羧基親水基團,利用其內部離子和基團與水溶液相關成分濃度之差產生的滲透壓及高分子電解質與水的親和力,大量吸水直至濃度差消失為止?刂票K畡┻_到令人滿意吸水程度的是橡膠彈力,分子結構交聯度越高,橡膠彈力越強,而橡膠彈力和吸水力的平衡點是其表觀吸水能力。

一般來說,相同組成的聚合物交聯度越低,其保水性、穩定性和凝膠強度越低,但吸水倍率相對較高,反之亦然。因此,國際上對使用周期較長的保水劑要求有較高的交聯度,而并不追求高吸水倍率和速率。林業生產因生產周期長,要求所用保水劑的保水性、穩定性和凝膠強度要高,保證摻入地下5~20cm的保水劑,所吸80%~95%的水能夠被植物利用。

國際上更強調保水劑在加壓下的吸水倍率。保水劑表觀吸水倍率與加壓下的吸水倍率有明顯區別。加壓下的吸水倍率才是保水劑的最主要衡量指標,因為此時所吸水的大部分能被土壤和根系利用。保水劑釋水一是通過水勢平衡作用,二是通過植物的根抽力釋放,緩釋性由此體現。

試驗結果表明,保水劑的最大吸水力為13~14kg/cm2,而樹木根系的吸水力為17~18kg/cm2。因此,樹木根系可以直接吸收貯存在保水劑中的水分和養分而不會出現植物根系水分的倒流現象。

保水劑的區別

保水劑主要原料均為聚丙烯酸鹽和聚丙烯酰胺,但原料中存在鈉鹽和鉀鹽之分,鈉鹽對土壤環境和植物有害。交聯劑有多反應官能團交聯劑、多價金屬離子交聯劑、多價酸交聯劑和高分子化合物交聯劑等主要類型,交聯劑的價格較昂貴,合成效果差異較大。交聯劑用量少的保水劑產品價格較低,吸水倍數雖高,但水分釋放性能差,凝膠強度低。由于市場原料價格有差異,為降低成本,隨意調整聚丙烯酸鹽和聚丙烯酰胺比例,會影響產品質量。

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,呈離子性,其聚合交聯物吸水能力和速率強,但耐鹽和穩定性較差,壽命短。丙烯酰胺是具極性、惰性的單體,其聚合物吸水倍率較聚丙烯酸鹽差,但穩定性、耐鹽性以及凝膠強度很好。

保水劑含有大量親水性基團,利用滲透壓和基團親和力可吸收自身重量成百倍的水分。由于分子機構交聯,分子網絡吸收的水分不能用一般物理方法擠出。因此,分子網絡越密,吸水速率越慢,凝膠強度越高,穩定性和使用壽命越長。

目前,國際上的主流產品聚丙烯酰胺型保水劑就是綜合了上述成分的特點優化組合的產物。聚丙烯酰胺型保水劑凝膠強度高,使用壽命可長達3~5年。丙烯酸鹽可能是鉀鹽型,也可能是鈉鹽型,單從成本考慮,鉀鹽型要顯著高于鈉鹽型。鈉鹽型保水劑大部分用于工業,而鉀鹽型則主要用于農林業。雖然鈉鹽保水劑在一定程度上可以在農林生產中應用,但如果鈉含量過高則會對植物、土壤和環境帶來危害,不利于農林業生產。

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保水劑選購注意事項

部分用戶在選購保水劑產品時往往會進入誤區,認為吸水倍率高的產品好。然而,專家指出,超過500倍的吸水材料是不能用于農林業生產的。國際上更加注重保水劑在表土5cm以下土層中的吸水倍率,常用的聚丙烯酰胺型保水劑在加壓條件下的吸水倍率為200~400倍。如果某個公司介紹自己的產品加壓吸水超過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、是不是可反復吸水釋水、吸水后凝膠強度大小、有無孔隙(若無空隙,根系則無法穿透吸水,導致水分利用率過低)等。通過短期室內反復吸水釋水實驗觀測,就可判斷保水劑質量的優劣。

選購保水劑綜合考慮因素

農林保水劑關系到植物和生態環境的安全,不論是進口還是國產產品,都必須經過國家農林等相關部門的登記注冊認可。如在代理經銷商處購買,請認準代理經銷授權證書、農業部頒發的《肥料登記證書》。

1. 不要片面追求高吸水倍數和速率,忽視其穩定性、保水有效性和凝膠強度(壽命);要綜合考慮植物根系生長的營養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,這樣可以避免長期大量施用對土壤的破壞。

2. 要根據自己的用途來選擇適合自己使用的產品。土壤類型不同需選擇不同型號保水劑,沙土中適宜施用較小顆粒的保水劑,粘土和壤土中適宜施用較大顆粒的保水劑。

3. 不宜選用鈉離子型產品用于農林種植,因其成分中含有鈉鹽,會使土壤pH值升高,導致土壤鹽堿化,破壞土壤結構,對植物以及自然環境有極大的危害性。

4. 不同型號的保水劑有不同的適用范圍和使用方法,要按照規范要求使用,才能取得最佳效果。顆粒狀產品通氣性較好、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。目前保水劑的施用方法主要有拌土、拌肥、拌種、包衣、蘸根和噴播等。

5. 農林生產中禁用衛生用途的超強吸水樹酯。衛生用吸水樹脂由聚丙烯酸鈉鹽自交聯網狀化反應制成,吸水倍數可達上千倍,但極易降解,尤其水分釋放性能差,不能重復施用,吸水能力過強還會倒吸植物水分,適得其反。

如何保存保水劑

1. 土壤保水劑應避光保存。長時間見光,會明顯縮短使用壽命。

2. 室內應保持通風干燥、注意防潮。保水劑可以吸收空氣中的水蒸氣,空氣中的細菌也會在吸潮的保水劑中繁殖,使保水劑發霉變質。保水劑都是按袋密封的,使用保水劑時,盡量一次性用完,如果用不完需要封口保存,以防受潮變質。


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