土壤保水剂（土壤保水剂技术措施）

土壤保水剂的缺点

保水剂的认识误区、作用机理、分类、区别及注意事项

保水剂的认识误区

保水剂虽然是高新技术产品，但是也不是像有些人所想象的那样，认为施用保水剂后“从此不用浇水了” ，将保水剂当“万金油”！

保水剂不是造水剂，其本身不能制造水分，对植物起到的是间接调节作用，只有在具备一定的降水、灌溉等条件下，保水剂才能发挥其吸水、保水保肥的作用。

保水剂首次施用时一定要浇透水，北方少雨地区以后还要定期补水，旱作物无浇水地区应在雨季前施用。同时，保水剂表层拌土虽有一定抑制土壤蒸发的效果，但深层施用效果不明显，所以施用后要采取覆盖措施以防止土壤水分蒸发。一般情况下，将保水剂与土壤充分混匀后施入表土5cm—20cm的深度为宜，施用过深起不到相应的效果，也不能施在土壤表面，会因为产品长时间见光而加速分解，缩短使用寿命。

保水剂的施用效果还受到保水剂特性、气候条件、土壤质地、土壤水分条件、土壤盐分及离子类型、灌溉水质及灌水量等多种因素的影响。保水剂也并非是吸水倍率越高越好，它的综合性能和质量指标是由多方面因素所决定的。

保水剂的作用机理

保水剂不同于一般树脂，也不是以单体形式出现。它既不会燃烧、爆炸、也无毒、无腐蚀性、不溶于水。是通过亲水性基团的网状结构来吸进自然水，吸水后膨胀为水凝胶，又因环境干旱形成的土壤水分蒸发蒸腾和植物的根抽力而缓慢释放水分，以保持周边土壤潮湿供植物根系吸收利用。

保水剂不仅具有吸收水分的作用，还可以将土壤中的水溶性肥料（如氮、磷、钾肥）等吸收起来，供植物施用。有效减少肥料和农药渗漏流失，减轻环境污染。由于保水剂吸存大量水分，降低土壤环境温度的变化，具有一定的土壤保温作用，即夏日隔热，冬季保温，避免因气候变化形成的土壤温差影响植物的正常生长。同时其反复的收缩与膨胀给土壤营造大量的孔隙，提高土壤透气性，改善根际环境，同时也增强根际微生物的活动，加快根际周围有机矿物质的分解，有利于根系吸收，促进根系和植物的生长发育，改良土壤基质环境，防止土壤板结。

保水剂的分类

一、 因原材料的不同而分为三大类：淀粉类、纤维素类、聚合物类

1. 淀粉接枝类 主要成分是淀粉/聚丙烯酸盐接枝聚合物。利用作物淀粉合成，稳定性和耐盐性较差，吸水倍率和速率较大，成本相对较低，缺点是使用寿命短，降解快，使用寿命一般只能维持3～12个月左右。

2. 纤维素类 主要成分是羧甲基纤维素交联体。由腐殖质合成，有效期3～8个月。

3. 高分子聚合物类 主要成分是以丙烯酸盐、丙烯酰胺通过聚知斗合而成。稳定性和耐盐性好，使用寿命长，在土壤中的使用寿命可长达3～5年。吸水能力为本身重量的150～400倍，pH值6～8范围内，为白色粉末或颗粒状，即一般所说的农林保水剂。

二、 从结构上来分

从结构上来说高分子聚合物类保水剂又分为两大类型：

一种使用接枝聚合的方法，在亲水性高分子链中接亲水性高分子；

另一种是将人工合成的水溶性高分子转变成不溶于水，但在水中可以溶胀的产品。

虽然它们均具有不溶于水、不溶于有机溶剂、能够吸收自身重量几百至上千倍水的特性。淀粉类、纤维素类产品成本低，但易腐败失效。合成聚合物类是更大的一类，因其原料和交联方式不同，其亲水性、交联性、亲水基团不同，制成的产品吸水性、持水性、释水性、耐候性、稳定性（光、热、冻、微生物）、生物组织适应性等差异较大。

三、 从外观来分

从外观上划分保水剂，可分为颗粒型、粉末型和片状型、液体型等，颗粒和片状型通透性较好，寿命较粉末的长。液体型保水剂的效果好，在土壤中分布均匀，但寿命较短。

保水剂的吸水原理

保水剂的吸水原理是高分子电解质分子链在水中酰胺基和，或羧基团同性相斥使分子链扩张力和由于交联点的限制分子链扩张力而相互作用而成的。弯猛裤大量酰胺和羧基亲水基团，利用其内部离子和基团与水溶液相关成分的浓度之差产生的渗透压及高分子电解质与水的亲和力，可大量吸水直至浓度差消失为止。而控制保水剂达到令人满意吸水埋简程度的是橡胶弹力。分子结构交联度越高，橡胶弹力越强，而橡胶弹力和吸水力的平衡点即是其表观吸水能力。

一般来说，同样组成的聚合物交联度越低，吸水倍率相对越高，其保水性、稳定性和凝胶强度就越低，反之亦然。所以，国际上对于使用周期较长的保水剂自然需要较高的交联度，并不追求高吸水倍率和速率。林业因生产周期长，要求所用保水剂保水性、稳定性和凝胶强度要高。因为保水剂一般掺入地下5～20cm，所吸80%～95%的水能够被植物利用。

国际上对于使用保水剂更强调加压下的吸水倍率。保水剂表观吸水倍率与加压下的吸水倍率有明显区别，且随着水中离子浓度的升高而吸水倍率明显降低。加压下的吸水倍率才是保水剂最主要的指标。因为此时所吸水的大部分能被土壤和根系利用。保水剂所吸水一是通过水势平衡出来，二是通过植物的根抽力而释放，缓释性由此体现。

试验结果表明，保水剂的最大吸水力高达13～14kg/cm2，树木根系的吸水力多为17～18kg/cm2，因而不会出现植物根系水分的倒流现象，而树木根系却能直接吸收贮存在保水剂中的水分和养分。

保水剂的区别

保水剂主要原料均为聚丙烯酸盐和聚丙烯酰胺，原料中存在钠盐和钾盐之分，钠盐对土壤环境和植物有害。交联剂有多反应官能团的交联剂、多价金属离子交联剂、多价酸交联剂和高分子化合物交联剂等主要品种，交联剂的价格较昂贵，合成效果差异较大。交联剂用量少的保水剂产品价格较低，吸水倍数虽高，但水分释放差，凝胶强度低。市场原料价格有差异，为降低成本，随意调整聚丙烯酸盐和聚丙烯酰胺比例，会影响产品质量。

在合成原料方面，丙烯酸盐是极为活泼的聚合单体，为羧基团，呈离子性，其聚合交联物吸水能力和速率最强，耐盐和稳定性较差，寿命短。如果其盐完全是钠型的，将会对植物和土壤带来不利。淀粉是天然高分子，便宜但易于降解，其吸水能力较丙烯酸盐差。丙烯酰胺是具极性而相对惰性的单体，其聚合物吸水倍率较聚丙烯酸盐差，但稳定性和耐盐性好，且还有更好的凝胶强度。

保水剂含有大量亲水性基团，利用渗透压和基团亲和力可吸收自身重量成百倍的水分，由于分子机构交联，分子网络所吸收水分不能用一般物理方法挤出。因此，分子网络越密，吸水速率越慢，凝胶强度越高，稳定性和使用寿命越长。

目前，国际上的主流产品聚丙烯酰胺型保水剂就是综合了上述成分的特点优化组合的结果。其凝胶强度高，使用寿命可长达3～5年。由于钾较钠贵得多，丙烯酸盐可能是钾型，也可能是钠型，钾盐型保水剂用于农林业，钠在一定含量下尚可使用。如果钠含量过高将会对植物和土壤、环境带来危害，也不利于人体长期接触，纳盐型保水剂大部分用于工业。

保水剂选购注意事项

有的用户在选购产品时往往进入误区，认为价格低、吸水倍数高才好，一般超过500倍的吸水材料不能用于农林业生产。国际上更加注重保水剂掺入表土5cm以下的土层中的吸水倍率，国际上常用的聚丙烯酸胺型保水剂加压下一般吸水200～400倍。如果某个公司介绍自己的产品加压吸水超过500倍，您就要做一下吸水实验，观察其分解的速度是不是过快、是不是可反复吸水放水、吸水后凝胶强度大小、有无孔隙（无则根系无法穿透吸水，水利用率过低）等。经过短期内室内反复吸水放水观察，就可判断其质量优劣。

在选购保水剂时应综合考虑以下几个方面:

1. 农林保水剂关系植物和生态环境安全，不论是进口还是国产产品，都必须经过国家农林等相关部门的登记注册认可。如在代理经销商处购买，请认准代理经销授权证书、农业部颁发的《肥料登记证书》以及产品的检测报告。

2. 不要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）；要考虑植物根系生长的营养要求和施用保水剂对土壤透气性的影响；一般以胺类、钾聚合物类保水剂为最好，以防止长期大量施用对土壤的破坏。

3. 要根据自己的用途来选择适合自己使用的产品，根据土壤类型不同施用保水剂，沙土中适宜施用较小颗粒的保水剂，粘土和壤土中适宜使用较大颗粒的保水剂。颗粒状产品通气性较好、寿命长、适合于拌土使用。粉末状保水剂拌土使用时，如若与土壤搅拌不匀，吸水后易造成土壤局部含水量过多，影响土壤透气性，甚至造成苗木根系腐烂，故一般不用于拌土，而适合于种子包衣或蘸根。

4. 不要使用含对植物和土壤不利的、易分解的钠离子型产品用于农林种植，因其成分中含有钠盐，会使土壤PH值升高，导致土壤盐碱化，给土壤造成结构性的破坏，对自然环境有极大的危害性。

5. 不同型号的保水剂有不同的适用范围和施用方法，要按照规范要求使用，才能取得最佳效果。目前保水剂的施用方法有拌土、拌肥、拌种、包衣、蘸根和喷播等。

6. 禁用卫生用途的超强吸水树酯。卫生用吸水树脂多为聚丙烯酸钠盐自交联网状化反应制成，吸水倍数可达上千倍，极易降解，尤其水分释放极差，又不能重复施用，吸水倍数过大还会倒吸植物水分，适得其反。

如何保存保水剂

1. 保水剂应避光保存。长时间见光，会明显缩短使用寿命。

2. 室内应保持通风干燥、注意防潮。保水剂可以吸收空气中的水蒸气，空气中的细菌也会在吸潮的保水剂中繁殖，使得保水剂发霉变质。保水剂都是按袋密封的，施用保水剂时，尽量一次打开一袋保水剂一次用完，如果用不完需要保存，一定要封好袋子开口，注意防潮变质。

保水剂的识别方法

近年来有越来越多的人注意到保水剂的广阔市场前景，个别厂家和个人在利益的驱使下，大量生产、销售假冒、伪劣农林用保水剂，个别厂家和个人缺乏产品生产的核心技术和设备，生产工艺简陋，更有甚者为了降低生产成本牟取暴利，以至于偷工减料、大量添加填充物，致使产品本身成分存在严重缺陷，所生产的保水剂产品不但不符合国际环保标准，还存在寿命短、易引起土壤板结、盐碱化、抗旱效果差等问题，以次充好，鱼目混珠，将卫生用、工业级吸水树脂等产品倾销到农林业市场，坑害蒙蔽广大用户，危害我们赖以生存的环境。

鉴别和评价保水剂要从其吸水能力、保水能力、释放水能力、吸水速度、稳定性、使用寿命、凝胶强度、抗盐能力、功能性以及安全性等指标加以综合考虑。不单要看吸水倍率和速度，更重要的是看它的化学成分、功效和安全性。吸水倍率、速度与凝胶强度互为矛盾。凝胶体间互不粘联，保水剂的寿命和提高土壤透气性能力才好。吸水倍率越高和速度越快，保水剂的凝胶强度越差，寿命也就越短，反之亦然。也不要单看价格，要根据自己的需要和用途综合考虑其性价比。不能光图便宜而购买劣质产品，影响到使用效果后，反而增加工程成本，得不偿失。目前市场上供应的多功能复合长效型保水剂，如聚丙烯酰胺型保水剂有效期一般为3～5年，价位在3～5万元/吨，适用于农业、林业、水利、公路、铁路、矿山、园林工程建设等领域。

一般而言，吸水能力在200～400倍之间，15分钟内吸足水分是比较理想的。优良的保水剂在吸水饱和后呈晶莹透明颗粒状，在土壤中仍呈颗粒状，说明其凝胶强度好，能加大土壤通透性，利于土壤结构的改良，利于植物生长；相反，低劣的产品遇水后便发粘胶着在一起成糊状，在光照下颜色变黑变暗，表面看能吸水但实质上没有反复吸水和释放水的能力，在土壤潮湿时容易腐蚀植物根部，在干旱条件下便会引起土壤板结。

保水剂的具体使用方法？

1.施在根部。施在种植坑穴中根系分布的土壤层中，任何植物都必须让部分根系接触到本剂。 2.根据施用本剂时的季节或地块的旱、湿情况，选用以下两种方法之一：

湿施法：干旱雨少掘如的季节或地块，将本剂吸水成凝胶剂后施用。

干施法：雨多地湿的季节或地块，将干状本剂直接施用。

3.勿让判嫌启阳光照晒本剂，因为紫外线对本剂有裂解作用，所以无论凝胶剂还是干剂均勿撒在地面，都需撒施在沟穴内，并与根土拌匀(或先拌土10～30倍后施入)，最后用土盖住。

4.以下所称“凝胶剂”：是指干品保水剂投入一定比例的水中变成的凝胶状物质。例如“吸水200倍的凝胶剂”是指1公斤干品保水剂投入200公斤水中、经吸水溶胀后制得的凝胶物。其中“200倍”是以1：200为例，以便于计算每亩或每株的用量；具体吸水倍率可根据旱情适当增加或减少。

5.本剂不宜与化肥搀和使用，因为Na离子、K离子、Cl离子及磷肥对保水剂有拮抗作用。若确实需要与化肥同施，请勿将本剂与化肥直接混合，而是先将化肥施入挖好的沟穴底部，然后用薄土将化肥覆盖，再将本剂施入。即可达到省工、节肥的效果。

6.保水剂不是造水剂，必须在有少量水的情况下才能起到抗旱的效果；

7.采用“干施法”使用后，必须按常规及时浇足水；如果无浇水条件，请采用“湿施法”；

8.无论是干施法还是湿施法，必须将保水剂与沟穴中者备的底土翻拌均匀，防止水分过度集中而造成烂种或烂根；同时，搅拌后可扩大保水剂的分布范围，使根系长大伸展后可吸收水分。

边坡绿化中保水剂具体有哪些作用？

保水剂又称为高吸水性树枝燃脂、超强吸水剂梁搭如、固体水或高分子吸水剂,是一种人工合成的具有超强吸水、保水能力的高分子聚合物，在边坡生态恢复方面具有广阔的应用前景。它能迅速吸收大橡启量水分, 并且具有重复吸水的功能, 吸水后膨胀为水凝胶，然后缓慢释放水分供种子发芽和作物生长利用，从而增强土壤保水性能，改良土壤结构，减少水的深层渗漏和土壤养分流失，提高水分利用率。保水剂适合在降水稀少、雨水年季分布不均匀的地区和缺少灌溉水源的地区使用。

保水剂的作用是什么?

⒈保水.保水剂不溶于水，但能吸收相当自身重量成百倍的水.保水剂可有效抑制水分蒸发.土壤中渗入保水剂后，在很大程度上抑制了水分蒸发，提高了土壤饱和含水量乎消正，降低了土壤的饱和导水率，从而减缓了土壤释放水的速度，减少了土壤水分的渗透和流失，达到保水的目的.还可以刺激作物根系生长和发育，使根的长度增加、条数增多，在干旱条件下保持较好长势。

2，保肥.因为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.

3，保温.保水岁悔剂具有良好的保温性能.施用保水剂之后，可利用吸收的水分保持部分白天光照产生的热能调节夜间温度，使得土壤昼夜温差减小.在砂壤土中混有0.1%～0.2%的保水剂，对10厘米土层的温度监测表明，对土温升降有缓冲作桥链用，使昼夜温差减少为11～13.5℃，而没有保水剂的土壤为11～19.5℃.

4，改善土壤结构.保水剂施入土壤中，随着吸水膨胀和失水收缩的规律性变化，可使周围土壤由紧实变为疏松，孔隙增大，从而在一定程度上改善土壤的通透状况.

保水剂的种类都有哪些？具体使用在哪些方面？

1．保水剂的种类 目前国内外的保水剂共分为两大类，一类是丙烯酰胺-丙烯酸盐共聚交联物(聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钾、聚丙烯酸铵等)；另一类是淀粉接枝丙烯酸盐共聚交联物(淀粉接枝丙烯酸盐)。

(1)聚丙烯酰胺 聚丙烯酰胺呈白色颗粒晶体状，主要成分为：丙烯酰胺65％-66％ 丙烯酸钾23％-24％ 水8％-10％ 交联剂0.5％-1.0％。在国际上，法国、德国、日本、美国和比利时等国所生产的保水剂大多属于这类成分的产品。该产品的特点是：使用周期和寿命较长，在土壤中的蓄水保墒能力可维持4年左右，但其吸水能力会逐年降低。据黄土区造林试验观察，使用该类保水剂造林后的当年，其吸水倍率维持在100-120倍，第二年吸水倍率降低20％-30％，第三年降低约40％-50％，第四年降低更多。

(2)聚丙烯酸钠 聚丙烯酸钠为白色或浅灰色颗粒状晶体，主要成分有：聚丙烯酸钠88％(其中含钠24.5％) 水8％-10％ 交联剂0.5％-1.0％。国内生产的保水剂大多是这种成分的产品。其主要特点是：吸水倍率高，吸水速度快，但保水性能只能保持2年有效。据造林试验观测，这类产品的吸水能力和吸水速率明显高于聚丙烯酰胺产品，在土壤中如遇充分给水，0.5-1.0小时后便迅速吸收自重的130-140倍的水分；但第二年的吸水倍率要降低约60％左右。由于聚丙烯酸钠会造成土壤中钠离子含量的递增，林业和农业用保水剂的生产厂家大多改为生产聚丙烯酸钾或聚丙烯酸铵。

(3)淀粉接枝丙烯酸盐 淀粉接枝丙烯酸盐为白色或淡黄色颗粒状晶体，主要成分为：淀粉18％-27％ 丙烯酸盐62％-71％ 水10％ 交联剂0.5％-1.0％。这种产品在用于造林地蓄水保墒时，使用寿命一般只能维持1年多的时间，但吸水倍率和吸水速度等性状极佳。据实验室对黄土浸提液的吸水对比试验，该类保水剂在遇水后的15-20分钟内即可吸收自重150-160倍的水分。

2．使用方法 保水剂是一种高吸水性树脂，这类物质含有大量结构特异的强吸水基团，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。它的最大吸水力高达每平方厘米13-14千克，可吸收自身重量的数百倍至上千倍的纯水，并且这些被吸收的水分不能用一般的物理方法排挤出来，所以它又具有很强的保水性。由于树木根系谈扰的吸水力大多为每平方厘米17-18千克，一般情况下不会出现根系水分的倒流，而林木根系却能直接吸收贮存在保水剂中的水分，这一特性决定了保水剂在农林业抗旱节水植物栽培技术中的广泛应用。

造林绿化工程中，保水剂一般的使用方法是，在植树穴内将保水剂与土壤充分均匀混合后再栽植苗木，当土壤中的保水剂遇到下渗水后，可以有效蓄贮水分供苗木利用。要注意的是，保水剂并不是造水剂。因此，正确的使用应该是在雨季造林前整地时就施用保水剂，经一个雨季的充分吸水，便可使当年的雨季或秋季造林成活率甚至翌年春季造林的成活率提高15％-20％，生长量提高25％左右。

而在干旱少雨且又无灌溉条件的情况下，例如春季造林，当土壤含水量不足10％时，施用保水剂前应将其投入大液尺容器中充分浸泡，使之充分吸水呈饱和凝胶后再与土壤混合使用，否则结果将适得其反。当然，如条件允许，各造林季节尽量都使用浸泡吸水后的保水剂，效果会更好，因为干保水剂在闹侍高土壤中遇水膨胀时，由于周边土壤的压力会降低其吸水的能力；而使用事先吸水膨胀后的保水剂，特别是大颗粒的保水剂，既可保证其释水缩小后再遇水膨胀的有效空间，还可增大土壤孔隙和通气性能。

通过对各类保水剂的多年使用对比，造林绿化适宜采用0.5-3毫米粒径的大颗粒保水剂产品，这样既能满足土壤孔隙空气通畅的要求，又可保证所贮存水分的80％-85％被林木高效利用；一些粉状保水剂产品，使用时若与土壤混合不均匀，吸水后容易在局部产生糊状凝胶，造成相当范围的土壤蓄水过高，严重影响土壤通气和林木生长，甚至造成林木枯死。

什么是土壤保水剂？

土壤保水剂就是农林保水剂，号称植物微型水库，是一种独隐散判具三维网状结构的有机高灶改分子聚合物。在土壤中能将雨水或浇灌水迅速吸收并保住，不渗失，进而保证根际范围水份充足、缓慢释放供植物利用。它特有的吸水、贮水、保水性能，在改善生态环境、防风固沙工程中起到决定成掘掘败的作用。广泛用于土地荒漠化治理、农林作物种植、园林绿化等领域。