魏云華　張燕青　潘宏

摘 要：保水劑（SAP）是一種高分子材料，其本身不溶于水，具有吸水性極強(qiáng)的特點(diǎn)。為了檢測(cè)保水劑吸水和反復(fù)吸水的能力，進(jìn)行了保水劑吸水性能模擬研究及應(yīng)用效果試驗(yàn)。結(jié)果表明，保水劑能多次短時(shí)重復(fù)大量吸收多余水分，其持水能力能有效延長(zhǎng)模塊式種植草坪的保持可觀賞的時(shí)間。研究結(jié)果在多用途輕便綠化種植模塊的研制中，為添加保水緩釋層提供了數(shù)據(jù)支持。

關(guān)鍵詞：保水劑;吸水性能;應(yīng)用效果

中圖分類(lèi)號(hào) S152文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 1007-7731（2019）15-0132-02

保水劑是一種新型高分子吸水材料，具有很強(qiáng)的保水性，可在農(nóng)業(yè)、林業(yè)、水利、沙產(chǎn)業(yè)等領(lǐng)域發(fā)揮抗旱保苗、增產(chǎn)增收、改良土壤，防風(fēng)固沙、水土保持等多種功能。近年來(lái)，水資源的日益匱乏已引起高度重視，發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)已是必然趨勢(shì)，高性能保水劑的研制和應(yīng)用研究越來(lái)越受到國(guó)內(nèi)外廣泛重視[1-4]。繼化肥、農(nóng)藥、地膜之后，高性能保水劑已越來(lái)越被農(nóng)民接受。

保水劑本身并不溶于水，但具有吸水性極強(qiáng)的特點(diǎn)。大量研究表明，保水劑具有改善土壤結(jié)構(gòu)、提高肥料利用效率、有效抑制土壤中水分的蒸發(fā)等效果[5-6]，廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)保護(hù)當(dāng)中[7-11]。近10來(lái)年，農(nóng)業(yè)保水劑的應(yīng)用日益發(fā)展，但是保水劑在農(nóng)地使用中的吸水能力受到土壤團(tuán)粒大小、pH值、離子濃度等諸多因素的影響。由于在多用途輕便綠化種植模塊的研制中，運(yùn)用到保水劑，且保水劑和基質(zhì)層是相對(duì)隔離，因此，需要特別關(guān)注保水劑的2項(xiàng)性能，一是保水劑吸水能力，二是保水劑反復(fù)吸水的能力。因此，本研究進(jìn)行了保水劑吸水性能模擬及應(yīng)用效果試驗(yàn)。

1 研究方法

1.1 試驗(yàn)地概況 試驗(yàn)于2018年3～6月在福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)工程技術(shù)所進(jìn)行，試驗(yàn)地點(diǎn)位于位于北緯25°15′～26°39′，東經(jīng)118°08′～120°31′，屬典型的亞熱帶季風(fēng)氣候，氣溫適宜，溫暖濕潤(rùn)，四季常青，陽(yáng)光充足，雨量充沛，霜少無(wú)雪，夏長(zhǎng)冬短，無(wú)霜期達(dá)326d。

1.2 試驗(yàn)材料 試驗(yàn)材料為東營(yíng)華業(yè)新材料有限公司的沃特農(nóng)用保水劑。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 吸水能力試驗(yàn) 試驗(yàn)設(shè)30個(gè)處理，選用沃特保水劑1g，放置于玻璃燒杯，倒入500mL自來(lái)水，從試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)間間隔10min、30min、60min、90min、120min、150min，分6次測(cè)量吸水后保水劑重量。測(cè)量時(shí)將保水劑從燒杯中撈起，在紗網(wǎng)上靜置2min濾去表面浮水后放置在1個(gè)干凈燒杯內(nèi)稱重，每次稱重完用吸水紙吸干燒杯內(nèi)壁殘留水分，并重新測(cè)量空燒杯重量。統(tǒng)計(jì)30個(gè)處理同一測(cè)試時(shí)段的吸水重量平均值。具體計(jì)算公式為：Qn=（Gn-Gn1-Gn2）/Gn1，式中Qn為編號(hào)為n的保水劑吸水倍率（g/g），Gn為編號(hào)n的保水劑吸水后連同燒杯的總重量，Gn1為保水劑原始重量，統(tǒng)一為1g，Gn2為盛放編號(hào)為n的保水劑的燒杯重量。

1.3.2 重復(fù)吸水能力試驗(yàn) 取保水劑0.5g充分吸脹后，稱量完畢連同燒杯一起在溫度80℃環(huán)境中烘干，靜置回室溫后重新加入自來(lái)水，靜置24h后測(cè)定保水劑充分吸水后重量，重復(fù)上述過(guò)程6次。

1.3.3 種植模塊添加保水緩釋層效果試驗(yàn) 試驗(yàn)于2018年3月在福建省農(nóng)科院工程所樹(shù)兜基地薄膜溫室內(nèi)進(jìn)行，供試3種草，溝葉結(jié)縷草采自福州市建新專(zhuān)業(yè)花木市場(chǎng)，佛甲草采自基地以往種植的植株，狗牙根種子購(gòu)自廈門(mén)愛(ài)墾園藝有限公司。試驗(yàn)設(shè)6個(gè)處理，每個(gè)處理3個(gè)重復(fù)。供試草種種植在自行研發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)植物種植模塊中，選用復(fù)合基質(zhì)（泥炭4∶珍珠巖2∶蛭石2∶椰糠1），試驗(yàn)所用泥炭土為品氏托普泥碳，椰糠、蛭石、珍珠巖購(gòu)自上海。以抽掉保水緩釋層的標(biāo)準(zhǔn)模塊作為對(duì)照。完全避雨，停止?jié)菜M(jìn)行干旱脅迫，觀察植物植株形態(tài)外觀變化。在干旱脅迫期間，植株形態(tài)外觀發(fā)生了最直觀的變化，出現(xiàn)不同程度枯黃、萎蔫、死亡等現(xiàn)象。采用目測(cè)法，將植株外觀形態(tài)變化設(shè)置5個(gè)質(zhì)量等級(jí)進(jìn)行評(píng)價(jià)，詳見(jiàn)表1。

2 結(jié)果與分析

2.1 保水劑的吸水能力 由圖1可知，保水劑吸水倍率可以達(dá)到133g/g，前10min吸水速率最快，至60min接近飽和，說(shuō)明其性能可保證在南方雨水天氣下迅速吸收多余雨水。

2.2 保水劑的重復(fù)吸水能力 圖2可見(jiàn)，保水劑第2、第3次吸水時(shí)，吸水能力下降了50%;從第4次吸水開(kāi)始，吸水倍率維持在1個(gè)較為穩(wěn)定的水準(zhǔn)上，吸水量在210g/g左右。

2.3 添加保水緩釋層的效果 由表2可見(jiàn)，各處理在初期能明顯延長(zhǎng)保持植物外觀形態(tài)良好的時(shí)間1～2d，但隨著保排水層保持的水分析出，后期對(duì)延緩植株受干旱脅迫作用不大。由于試驗(yàn)是在完全避雨的環(huán)境中進(jìn)行，考慮到陰雨天氣等影響，在自然種植狀態(tài)下，各處理可有效減少澆水養(yǎng)護(hù)的工作量。

3 結(jié)論與討論

試驗(yàn)結(jié)果表明，保水劑能多次重復(fù)短時(shí)大量吸收多余水分，尤其適合福建省夏季高溫、多雷陣雨的自然氣候條件;其持水能力能有效延長(zhǎng)模塊式種植草坪的保持可觀賞的時(shí)間，并降低10%以上的澆水養(yǎng)護(hù)工作量。試驗(yàn)結(jié)果在多用途輕便綠化種植模塊的研制中，可為添加保水緩釋層提供數(shù)據(jù)支持。

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（責(zé)編：楊 林）