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保水剂及其应用技术

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随着现代工业的快速发展、人口的急剧膨胀以及水资源环境的恶化,干旱和荒漠化问题日趋突出。保水剂的研制正是各国科学家致力于解决这些问题的有效办法。

   1974年,美国农业部北方研究所首先发明了淀粉-丙烯腈接枝聚合进而水解得到的高吸水性树脂,其吸水倍率令人瞩目。

   1978年,日本三洋公司将高吸水性树脂应用于卫生用品市场,市场行为促使科研工作更加注重这一全新领域。保水剂农林应用则需要较长的考察和评价时间,而推广和市场化过程较工业产品来得更长,加之开始的生产规模不大,售价奇高,真正得到较大规模应用只是近几年的事。

   高吸水性树脂是一类具高吸水特性的功能性高分子材料的统称,英文全称super absorbent polymers(简称SAP)。SAP一般是根据原料及合成方法来分类。相继开发了淀粉、纤维素和合成树脂系。合成树脂系包括聚丙烯酸盐、聚丙烯酰胺和聚乙烯醇等。

   农用SAP国内外通称保水剂(water retaining agent),它与其他用途SAP在合成原料和性能要求上有所区别。目前国际上只要有两类:即淀粉接枝丙烯酸盐聚合交联物(简称淀粉接枝型)和丙烯酰胺—丙烯酸盐共聚交联物(简称聚丙烯酰胺型)。

   保水剂由于分子结构交联,分子网络所吸得水分不能被简单物理方法挤出,故有很强的保水性。它好似微型水库,供种子和植物根部缓慢吸收,本身可以反复释放和吸收水分。

各种型号高分子吸水树脂(保水剂)

   保水剂如与农药、生根粉和肥料等结合使用,还可以使他们缓慢释放 ,提高利用率。它不会燃烧和爆炸,也无毒性和腐蚀性,降解物对植物和土壤有益无害。

   一般来说,同样组成的聚合物交联度越低,吸水倍率和速率相对越高,其保水性、稳定性和凝胶强度就越差,反之亦然。版图使用的保水剂并不追求高吸水倍率,更注意重凝胶强度。但包衣和蘸根一般要求较高的吸水倍率。

   聚丙烯酰胺型较淀粉接枝型成本高,但寿命长,是保水剂主流产品。形态有颗粒、粉末和片状等三种。颗粒和片状通透性较好,相比粉末状,寿命也长。粉末状适合于包衣和蘸根。

   拌土一般以耕作层干土重量的0.05-0.1%拌匀,再浇透水;或让保水吸足水成饱和凝胶,再以土与饱和凝胶体积比5%-15%拌匀,它适合于经济价值较高的园艺业,一般以穴施或沟施成本最低。20cm盆栽植物只需1g。干旱地区特别是季节性干旱的南方丘陵山区果树使用聚丙烯酰胺型最为经济, 保水剂需3-6kg。水稻盘式育秧折合大田每667m2约需淀粉接枝型保水剂150-250g。包衣需要保水剂不多,它与营养、农药和细土等组成种衣剂,保水剂一般含5%-20%,粒度在120目以上。这需要专门的技术支持。适合于水稻、玉米、油菜、烤烟和林木种子的包衣。

   蘸根是让40-80目的保水剂以0.1%比例放入盛水容器中,充分搅拌和吸水约20分钟后使用,裸根苗浸泡30秒后取出。最好再用塑料薄膜包扎。1kg保水剂至少可处理2000棵幼苗。

   保水剂适合于所有地区的所有植物,它可以改善土壤结构和抗板结,提高土壤透气性和有一定的保温效果。有效提高种子和植物对水肥的利用率。子午粗壮有力,根系发达。植物生长量和抗病害能力相应提高。拌土使用可节水50%-70%。生长期内,保水剂饱和凝胶可抵御连续40天无雨。北方 地区甚至可以秋水来年春用。营养不易流失,节肥超过30%,配合其他措施,果树可提前一年挂果,增产20%-30%。一般园艺作物增产超过10%。水稻盘式育秧成率高,易于抛栽。包衣提高出苗率10%以上。蘸根可防止根部干燥,延长萎蔫期,提高成活率15%-20%。

   保水剂并非造水剂,没有一定降雨或烧水也不行。北方地区拌土使用时全年要有300苗木降雨,拌土的最佳成本效果比是干土重量的0.1%。保水剂遇到金属离子吸水倍率会明显下降,除非是复合肥、邮寄费和尿素,一般不要与普通磷肥、钾肥一起混合使用。各地应根据土质、植物特点和雨水情况科学使用。

   需注意的是交联聚丙烯酸盐尽管有较强的吸水能力,但它并否真正意义上的保水剂,稳定性和耐盐性差。如含较多的钠离子,则对土壤和植物生长有害。


文章分类: 行业动态
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