保水剂在通道绿化中的应用

2014-08-15刘金平

山西林业 2014年5期

刘金平

（方山县马坊镇林业站，山西方山 033100）

我国大部分地区属于干旱、半干旱区，尤其是黄土高原、西北地区年均降水量不足400mm，而天然降水又是林业生产中最主要的水源来源。通道绿化作为国家的形象工程、基础工程，点多线长，地形也复杂多样，使得人工灌溉费时费力，提高投资成本的同时还难以保证幼树的成活率。因此，提高降水的利用率对提高造林质量和人工造林的存活率，有着非常重要的意义。新型吸水保水材料——保水剂的出现有效地解决了这一难题。近年来保水剂已经应用于土壤改良、花卉、蔬菜种植以及水果保鲜等领域，并且取得了重要的进展。

1 保水剂的功能

1.1 保水剂的特点

保水剂是一种具有高吸水特性的高分子材料，又被称为土壤保水剂、高效吸水剂，能吸收比自身重百倍、千倍的水，而且有反复吸水释放的功能，是干旱时期农林作物的微型水库。目前，林业生产上应用的保水剂主要有两种：一种是聚丙烯酰胺型，它是丙烯酰胺、丙烯酸盐的共聚交联物；另一种是淀粉接枝型，属于淀粉接枝丙烯酸盐共聚交联物。

聚丙烯酰胺型保水剂在林业生产中使用得比较广泛，主要是由于该产品使用寿命长，平均能达到4年，符合林业生产周期，稳定性较好，但是保水能力逐年递减，而且成本较高；淀粉接枝型保水剂相对于前者，吸水能力明显提高，生产成本较低，但是容易降解，导致使用寿命减少，一般为两年左右，主要应用于农业生产中。

1.2 保水剂的作用机理

保水剂的种类多种多样，但均为高分子聚合物，这也是保水剂具有超高吸水能力的原因。高聚物遇水之后电解，离子间相互排斥导致分子扩张，使分子链无限延长，但由于分子链之间存在轻度交联，形成网状结构，使其具有一定的强度而不能无限伸缩。在其网状结构上有许多羟基、羧基等亲水基团，遇水之后形成氢键，来吸引更多的水，这样网络内部和外部产生渗透压，促使更多水分子进入。而且在形成氢键的过程中，又产生了多余的同种电荷，排斥作用进一步扩大了分子间隙，构成一个稳定的系统，从而确保保水剂能够反复吸水。

保水剂的高分子结构，使其在水中只膨胀而不会被溶解，只要分子链未被破坏，就能反复吸水。其吸水能力可以达到每平方厘米13kg~14kg，吸水率达100倍以上，具有较强的保水性能。另一方面，植物根系的吸水能力为每平方厘米17kg~18kg，所以不会出现保水剂吸收植物中水分的现象，而植物能够从保水剂中吸水，体现了保水剂的优越性，使其在农林业中能够应用广泛。

2 保水剂的使用

2.1 保水剂湿施（吸涨使用）

所谓保水剂湿施，就是指在造林、定植前，将保水剂置于麻袋中，浸入水池充分吸水，使之成为保水剂凝胶。在通道绿化过程中，对于裸根苗可使用蘸根或浸根的方法，往保水剂凝胶中加入适量黄土调成泥浆，再将苗木根系放入泥浆中浸蘸，随蘸随栽，若加入生根粉，效果会更佳。而对于容器苗木、带土球的苗木，可以将保水剂凝胶直接放于坑底或土球周围，边回填土边撒，并且踩实。保水剂湿施主要用于就近无水源、用水不方便的地方，使之提前吸足水，即使短期内不浇水也能够提供植物生长所需水分，保证苗木的成活。

2.2 保水剂干施

保水剂干施适用于雨季造林，或水源充足可以进行灌溉的路段。造林时，直接将保水剂放于坑底，与坑内土壤均匀搅拌，然后再栽植苗木。需要特别注意的是保水剂不是造水剂，在使用时应保证土壤墒情较好，能够提供足够的水分。若是春季造林，需要在回土之后浇足底水，隔一段时间之后再浇灌；若是秋季造林，保水剂经过一个雨季吸水，可达到保水效果。此外，保水剂干施时，由于土壤颗粒的相互挤压，使保水剂的吸水效果下降，因而使用量应大一些。

2.3 保水剂的使用量

保水剂应用于通道绿化工程时，并非施入的数量越多越好，合理的使用量，既要考虑保水剂的施用效果，又必须考虑其造林成本。施入量太少，起不到蓄水保墒作用，施入量过多，会增加造林成本，而且还会造成土壤蓄水过多，使土壤通气性差而导致苗木根系腐烂。为此，依据造林树种、造林密度以及立地条件等诸多因素，为了确保施用效果，造林树种2.0a～3.0a生针叶树苗木、植树穴规格40cm×40cm时，施用量为每穴20g～25g；1.0a～2.0a生阔叶树苗木、植树穴规格50cm×50cm时，施用量为每穴35g～40g；1.0a～2.0a生经济林苗木、植树穴规格50cm×50cm，施用量为每穴 50g～60g。

3 保水剂的作用效果

3.1 保水保肥

保水剂和土壤混合均匀后，形成吸水土，强大的吸水能力使土壤具有一定的渗透压，从而造成该土壤的饱和含水率较普通土壤明显提高，且保水剂吸足水分后能保持较长时间，在干旱季节持续缓慢释放水分，提供植物生长需要。通道绿化栽植效果表明，在不添加保水剂的情况下，土壤含水量在5.0d～10d之内将从32.30%下降到2.50%，蓄水能力很差；而加入保水剂以后，土壤含水率40d～70d内仍能维持在5.50%以上。保水剂吸水是由分子电解引起的，因此在其内部存在大量的游离电子，通过分子吸附和离子交换，保水剂能吸附 NH4Cl、Zn（NO3）2 等电解质肥料，在增加土壤肥力的同时，通过吸涨作用提高土壤孔隙度，从而提高了土壤的通透性，促进了植物对水、肥的吸收。

3.2 提高造林成活率

保水剂吸水迅速，能够在短时间内吸水形成水凝胶，确保干旱季节的保水效果。在应用保水剂造林过程中，植物苗木的根系将处在一个由保水剂凝胶构成的小水库中。当干旱季节来临时，保水剂凝胶自动缓慢的释放水分供苗木根系吸收利用，营造出一个苗木根部湿润的小土壤环境，使苗木能够在较长时间内维持体内水分平衡，从而保持苗木生长活力，达到提高造林成活率的目的。