保水劑在水土保持中的應(yīng)用及研究進(jìn)展

趙文華

(景東彝族自治縣水務(wù)局水保站,云南景東　676299)

保水劑在水土保持中的應(yīng)用及研究進(jìn)展

趙文華

(景東彝族自治縣水務(wù)局水保站,云南景東676299)

保水劑是通過吸收比自身體積高出數(shù)倍的水分,達(dá)到改善土壤結(jié)構(gòu)、提高肥料利用效率、促使農(nóng)作物生長的一種高分子化合物,其在農(nóng)作物生產(chǎn)加工、水土流失以及增加農(nóng)作物含水率等方面有著廣泛的應(yīng)用價值。本文旨在對保水劑發(fā)展現(xiàn)狀以及性能等因素展開介紹,提出了保水劑在水土保持應(yīng)用中要注意的問題以及未來的展望。為提高保水劑在水土保持中的保持效益,只有采取適宜的方法和解決措施才可以保證保水劑在水土保持中的合理應(yīng)用,達(dá)到其研究領(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展。

保水劑水土保持存在問題應(yīng)用

隨著科學(xué)技術(shù)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的飛速前進(jìn)，全球人口數(shù)量也在急劇上升，全球用水量也在不斷增加，而我國是世界上水土流失最為嚴(yán)重的國家之一。由于我國地域遼闊，因水土流失造成耕地面積減少的影響明顯，水土流失面積占國土面積的近三分之一，使得我國每年的經(jīng)濟(jì)損失影響較大。水資源的嚴(yán)重缺乏、流失是我國未來農(nóng)業(yè)發(fā)展中亟需解決的問題。保水劑的應(yīng)用，可以有效促進(jìn)水分的凝聚，還可以增強(qiáng)水壤的保水性，改善土壤結(jié)構(gòu)，使農(nóng)作物得以快速健康的成長，因此，保水劑在水土保持中的應(yīng)用具有一定的探討和研究意義。

1　保水劑的發(fā)展起源與現(xiàn)狀

保水劑最早起源于20世紀(jì)70年代中期，由美國首次研制，而后日本、德國、法國等近30多個國家也都開始了研制與試驗，并將其應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、工業(yè)、建筑、園林等多個領(lǐng)域。從第一代保水劑以丙烯腈單體為原料開始，原材料的毒性揮發(fā)對環(huán)境產(chǎn)生了不利影響; 1975年研發(fā)的第二代保水劑，以淀粉-聚丙烯酸接枝化合物為原料，盡管其毒性少，但高溫條件下的穩(wěn)定性不高、耐鹽性差，在高鹽性土壤中容易造成土壤板結(jié);因此，在80年代中期新一輪的研發(fā)技術(shù)出來后，其在高溫穩(wěn)定性、保水性以及耐鹽性方面有了一定的提高，有效改善了土壤板結(jié)的問題。但是，保水劑的推廣并不能解決我國目前面臨的各項環(huán)境問題，在對土壤化合物的使用上沒有任何作用。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，人們對于水土流失的預(yù)防工作也在不斷創(chuàng)新和探索，而土壤化合物所含的保水性能評價已無法滿足時代需求，尤其是土壤微生物部分，與土壤的水土流失緊密相關(guān)，保水劑在土壤微生物的研究上并無科學(xué)研究。因此，探討保水劑水土流失的預(yù)防工作迫在眉睫，對于保水劑在水土保持中的應(yīng)用研究顯得尤為重要。

2　保水劑在水土保持中的應(yīng)用

根據(jù)保水劑在最新研究進(jìn)展中的探索，現(xiàn)將保水劑的種類、性能以及在農(nóng)業(yè)等方面的應(yīng)用進(jìn)行展開介紹，基于其在環(huán)境問題中產(chǎn)生的影響以及水土保持中的應(yīng)用，在環(huán)境污染研究方法的基礎(chǔ)上，對保水劑環(huán)境安全評價提出了新的思路，為預(yù)防土壤生態(tài)風(fēng)險提供了科學(xué)保障。

2.1保水劑種類

保水劑吸水是通過高分子電解質(zhì)離子排斥作用，引起分子擴(kuò)張和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)擴(kuò)張相結(jié)合而實現(xiàn)的，這種高分子化合物有一定的交聯(lián)度，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的膨脹，使得網(wǎng)眼內(nèi)流入大量水分。根據(jù)原高分子化合物的差異，一般可以將保水劑分為:水解聚丙烯腈或淀粉、纖維素接枝聚丙烯腈、淀粉與丙烯酸、丙烯酸交聯(lián)化合物、復(fù)合材料型等，其中復(fù)合材料性不僅吸水能力強(qiáng)、穩(wěn)定性高、耐鹽性好，目前我國應(yīng)用較多的是丙烯酸交聯(lián)化合物以及淀粉與丙烯酸，而復(fù)合材料型也在不久后將投入市場，是保水劑研究的新方向。

2.2保水劑在水土保持中的性能

(1)保水性能。保水劑在提高土壤水分吸收以及樹脂凝化中都有一定的保水作用。保水劑在降水以及灌溉中水分吸收力極強(qiáng)，能提高水分滲入速率，減少地表的直接沖刷，達(dá)到預(yù)防土壤被侵蝕的目的。保水劑不僅可以增強(qiáng)土壤的吸水能力和水分滲速率，還能將農(nóng)作物中的有效水抽出貢獻(xiàn)給農(nóng)作物生長。由此可見，保水劑在水土保持中的作用非常顯著，其對于農(nóng)作物措施的發(fā)揮具有一定的促進(jìn)作用。

(2)保土性能。保水劑作為一種吸水性較強(qiáng)的高分子化合物，可以有效吸附土壤，可將吸水膨脹后的土壤分散并結(jié)成團(tuán)狀，降低土壤密度，改良土壤結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)抗腐蝕能力，達(dá)到保土的效果。在農(nóng)作物灌溉前或雨季前應(yīng)用保水劑不僅可以防止土壤表面結(jié)皮，還可以提高水分利用率，但因土壤地質(zhì)、施用量以及方法的不當(dāng)也會造成一定的土壤水土流失。

(3)保肥性能。保水劑有吸附、離子交換的作用，土壤中的游離銨離子可以被保水劑離子交換并把銨離子包裹，有效避免肥料的流失。保水劑在一定情況下，會隨著吸肥量增加而增加，降低溶漲度，起到保肥作用。保水劑的保水性能不僅可以有效預(yù)防土壤流失，還可以提高農(nóng)業(yè)效益，具有一定的實用價值。

2.3保水劑在水土保持應(yīng)用中的注意事項

目前，我國在保水劑的應(yīng)用上對于預(yù)防水土流失還處于發(fā)展階段，盡管保水劑具有較好的吸水能力，但受土壤質(zhì)地、施用量以及使用方法等因素的影響，在實際應(yīng)用中還存在著諸多問題。為保證保水劑在施用過程中的最佳效果，應(yīng)采取林草及工程措施，進(jìn)行多次試驗，在灌溉水的基礎(chǔ)上結(jié)合配套技術(shù)，實現(xiàn)其作用的最大化，給保水劑在水土保持中的應(yīng)用提供有力的科學(xué)指導(dǎo)方向。

3　保水劑在水土保持應(yīng)用中的發(fā)展趨勢

在未來的發(fā)展中，要不斷推廣和擴(kuò)大保水劑在水土保持中的應(yīng)用，對于保水劑的研發(fā)，將會有更多的新思路和新方法。加強(qiáng)保水劑在農(nóng)業(yè)灌溉、植樹造林、園林綠化等方面的發(fā)展，使其得到多功能高效率的應(yīng)用。另外，保水劑在土壤應(yīng)用中可以起到保水、保土、保肥的作用，給水土保持提供了有力的理論依據(jù)。構(gòu)建一套科學(xué)完善的綜合保水技術(shù)系統(tǒng)，制定安全的保水評價體系，不僅對預(yù)防土壤退化和腐蝕有一定的幫助，還可以形成保水劑市場環(huán)境的規(guī)范化。

4　結(jié)語

綜上所述，保水劑在水土保持中的應(yīng)用范圍廣泛，不僅可以有效改善環(huán)境污染，還可以促進(jìn)農(nóng)作物的生長，提高農(nóng)作物生長效益，促進(jìn)企業(yè)以及國家效益的增加。隨著當(dāng)前保水劑在水土保持應(yīng)用中的發(fā)展，只有建立完善的保水體系工程結(jié)構(gòu)，建立科學(xué)的保水環(huán)境，結(jié)合高科技的研發(fā)技術(shù)，才能帶動經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，使其在未來的應(yīng)用研究中走可持續(xù)發(fā)展之路。

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