近年来,随着我国生态环境建设步伐加快,造林绿化技术得到不断发展,保水剂越来越多的应用于绿化中。
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14公斤/平方厘米牞可吸收自身重量的数百至千倍的纯水,这些被吸收的水分不会被一般的物理方法排挤出来,所以它具有很强的保水性。由于树木根系的吸水力大多为18公斤/平方厘米,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中得到广泛应用。
市场上常见的保水剂,根据其品种和颗粒的大小,吸水性状有一定差异。颗粒小的吸水倍率较高,颗粒大的吸水倍率稍低。保水剂在吸水后有一个逐渐变软、膨胀的过程,并依品种不同分别以凝胶、絮状凝胶和颗粒状凝胶形式贮存水分。
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),另一类是淀粉接枝丙烯酸盐共聚交联物(聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钾、聚丙烯酸铵、淀粉接枝丙烯酸盐等)。
丙烯酰胺-丙烯酸盐共聚交联物类,即聚丙烯酰胺,呈白色颗粒状晶体,主要成分为丙烯酰胺66%、丙烯酸钾24%、水8% -10 %、交联剂0.5% -1%。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。该类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。
淀粉接枝丙烯酸盐共聚交联物类,包括聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钾、聚丙烯酸铵、淀粉接枝丙烯酸盐等。
聚丙烯酸钠一般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两年。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,市场价格也略有升高。
淀粉接枝丙烯酸盐产品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 %。这种产品的使用寿命一般只能维持一年多,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证明,该类保水剂在浸水后的15-20分钟内即可吸收自重150-1 60倍的水分。
一般而言,在造林绿化工程中,保水剂通常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。需要指出的是,保水剂并不是造水剂,只有在充分吸水的前提下,才能发挥蓄水保墒的作用。
北京林业大学资源与环境学院林业生态工程研究室通过对各类保水剂的多年使用对比得出,造林绿化适宜采用2-4毫米粒径的大颗粒保水剂产品,因为它既能满足土壤孔隙空气通畅的要求,所贮存吸收水分的80% -85%又可被林木高效利用;而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。
保水剂应用于造林绿化工程时,并非施入的越多越好。施入量过少,起不到蓄水保墒作用;施入量过大,不但不经济,而且雨季常会造成土壤贮水过高,引起土壤通气不畅而导致林木根系腐烂。在具体造林绿化中,保水剂的单位面积施用量取决于造林密度、树种、整地方式和植树穴规格等诸多因素。最后需要强调的是,目前我国市场上的保水剂多种多样,质量有好有差,使用之前,必须认真了解产品性状,掌握正确的使用方法和适宜的施入量,才能取得好的效果。田阳