保水剂简介

保水剂的认识误区、作用机理、分类、区别及注意事项

保水剂的认识误区

保水剂虽然是高新技术产品，但是也不是像有些人所想象的那样，认为施用保水剂后“从此不用浇水了”，将保水剂当“万金油”！

保水剂不是造水剂，其本身不能制造水分，对植物起到的是间接调节作用，只有在具备一定的降水、灌溉等条件下，保水剂才能发挥其吸水、保水保肥的作用。

保水剂首次施用时一定要浇透水，北方少雨地区以后还要定期补水，旱作物无浇水地区应在雨季前施用。同时，保水剂表层拌土虽有一定抑制土壤蒸发的效果，但深层施用效果不明显，所以施用后要采取覆盖措施以防止土壤水分蒸发。一般情况下，将保水剂与土壤充分混匀后施入表土5cm—20cm的深度为宜，施用过深起不到相应的效果，也不能施在土壤表面，会因为产品长时间见光而加速分解，缩短使用寿命。

保水剂的施用效果还受到保水剂特性、气候条件、土壤质地、土壤水分条件、土壤盐分及离子类型、灌溉水质及灌水量等多种因素的影响。保水剂也并非是吸水倍率越高越好，它的综合性能和质量指标是由多方面因素所决定的。

保水剂的作用机理

保水剂不同于一般树脂，也不是以单体形式出现。它既不会燃烧、爆炸、也无毒、无腐蚀性、不溶于水。是通过亲水性基团的网状结构来吸进自然水，吸水后膨胀为水凝胶，又因环境干旱形成的土壤水分蒸发蒸腾和植物的根抽力而缓慢释放水分，以保持周边土壤潮湿供植物根系吸收利用。

保水剂不仅具有吸收水分的作用，还可以将土壤中的水溶性肥料（如氮、磷、钾肥）等吸收起来，供植物施用。有效减少肥料和农药渗漏流失，减轻环境污染。由于保水剂吸存大量水分，降低土壤环境温度的变化，具有一定的土壤保温作用，即夏日隔热，冬季保温，避免因气候变化形成的土壤温差影响植物的正常生长。同时其反复的收缩与膨胀给土壤营造大量的孔隙，提高土壤透气性，改善根际环境，同时也增强根际微生物的活动，加快根际周围有机矿物质的分解，有利于根系吸收，促进根系和植物的生长发育，改良土壤基质环境，防止土壤板结。

保水剂的分类

一、因原材料的不同而分为三大类：淀粉类、纤维素类、聚合物类

1. 淀粉接枝类主要成分是淀粉/聚丙烯酸盐接枝聚合物。利用作物淀粉合成，稳定性和耐盐性较差，吸水倍率和速率较大，成本相对较低，缺点是使用寿命短，降解快，使用寿命一般只能维持3～12个月左右。

2. 纤维素类主要成分是羧甲基纤维素交联体。由腐殖质合成，有效期3～8个月。

3. 高分子聚合物类主要成分是以丙烯酸盐、丙烯酰胺通过聚合而成。稳定性和耐盐性好，使用寿命长，在土壤中的使用寿命可长达3～5年。吸水能力为本身重量的150～400倍，pH值6～8范围内，为白色粉末或颗粒状，即一般所说的农林保水剂。

二、从结构上来分

从结构上来说高分子聚合物类保水剂又分为两大类型：

一种使用接枝聚合的方法，在亲水性高分子链中接亲水性高分子；

另一种是将人工合成的水溶性高分子转变成不溶于水，但在水中可以溶胀的产品。

虽然它们均具有不溶于水、不溶于有机溶剂、能够吸收自身重量几百至上千倍水的特性。淀粉类、纤维素类产品成本低，但易腐败失效。合成聚合物类是更大的一类，因其原料和交联方式不同，其亲水性、交联性、亲水基团不同，制成的产品吸水性、持水性、释水性、耐候性、稳定性（光、热、冻、微生物）、生物组织适应性等差异较大。

三、从外观来分

从外观上划分保水剂，可分为颗粒型、粉末型和片状型、液体型等，颗粒和片状型通透性较好，寿命较粉末的长。液体型保水剂的效果好，在土壤中分布均匀，但寿命较短。

保水剂的吸水原理

保水剂的吸水原理是高分子电解质分子链在水中酰胺基和，或羧基团同性相斥使分子链扩张力和由于交联点的限制分子链扩张力而相互作用而成的。大量酰胺和羧基亲水基团，利用其内部离子和基团与水溶液相关成分的浓度之差产生的渗透压及高分子电解质与水的亲和力，可大量吸水直至浓度差消失为止。而控制保水剂达到令人满意吸水程度的是橡胶弹力。分子结构交联度越高，橡胶弹力越强，而橡胶弹力和吸水力的平衡点即是其表观吸水能力。

一般来说，同样组成的聚合物交联度越低，吸水倍率相对越高，其保水性、稳定性和凝胶强度就越低，反之亦然。所以，国际上对于使用周期较长的保水剂自然需要较高的交联度，并不追求高吸水倍率和速率。林业因生产周期长，要求所用保水剂保水性、稳定性和凝胶强度要高。因为保水剂一般掺入地下5～20cm，所吸80%～95%的水能够被植物利用。

国际上对于使用保水剂更强调加压下的吸水倍率。保水剂表观吸水倍率与加压下的吸水倍率有明显区别，且随着水中离子浓度的升高而吸水倍率明显降低。加压下的吸水倍率才是保水剂最主要的指标。因为此时所吸水的大部分能被土壤和根系利用。保水剂所吸水一是通过水势平衡出来，二是通过植物的根抽力而释放，缓释性由此体现。

试验结果表明，保水剂的最大吸水力高达13～14kg/cm2，树木根系的吸水力多为17～18kg/cm2，因而不会出现植物根系水分的倒流现象，而树木根系却能直接吸收贮存在保水剂中的水分和养分。

保水剂的区别

保水剂主要原料均为聚丙烯酸盐和聚丙烯酰胺，原料中存在钠盐和钾盐之分，钠盐对土壤环境和植物有害。交联剂有多反应官能团的交联剂、多价金属离子交联剂、多价酸交联剂和高分子化合物交联剂等主要品种，交联剂的价格较昂贵，合成效果差异较大。交联剂用量少的保水剂产品价格较低，吸水倍数虽高，但水分释放差，凝胶强度低。市场原料价格有差异，为降低成本，随意调整聚丙烯酸盐和聚丙烯酰胺比例，会影响产品质量。

在合成原料方面，丙烯酸盐是极为活泼的聚合单体，为羧基团，呈离子性，其聚合交联物吸水能力和速率最强，耐盐和稳定性较差，寿命短。如果其盐完全是钠型的，将会对植物和土壤带来不利。淀粉是天然高分子，便宜但易于降解，其吸水能力较丙烯酸盐差。丙烯酰胺是具极性而相对惰性的单体，其聚合物吸水倍率较聚丙烯酸盐差，但稳定性和耐盐性好，且还有更好的凝胶强度。

保水剂含有大量亲水性基团，利用渗透压和基团亲和力可吸收自身重量成百倍的水分，由于分子机构交联，分子网络所吸收水分不能用一般物理方法挤出。因此，分子网络越密，吸水速率越慢，凝胶强度越高，稳定性和使用寿命越长。

目前，国际上的主流产品聚丙烯酰胺型保水剂就是综合了上述成分的特点优化组合的结果。其凝胶强度高，使用寿命可长达3～5年。由于钾较钠贵得多，丙烯酸盐可能是钾型，也可能是钠型，钾盐型保水剂用于农林业，钠在一定含量下尚可使用。如果钠含量过高将会对植物和土壤、环境带来危害，也不利于人体长期接触，纳盐型保水剂大部分用于工业。

保水剂选购注意事项

有的用户在选购产品时往往进入误区，认为价格低、吸水倍数高才好，一般超过500倍的吸水材料不能用于农林业生产。国际上更加注重保水剂掺入表土5cm以下的土层中的吸水倍率，国际上常用的聚丙烯酸胺型保水剂加压下一般吸水200～400倍。如果某个公司介绍自己的产品加压吸水超过500倍，您就要做一下吸水实验，观察其分解的速度是不是过快、是不是可反复吸水放水、吸水后凝胶强度大小、有无孔隙（无则根系无法穿透吸水，水利用率过低）等。经过短期内室内反复吸水放水观察，就可判断其质量优劣。

在选购保水剂时应综合考虑以下几个方面:

1. 农林保水剂关系植物和生态环境安全，不论是进口还是国产产品，都必须经过国家农林等相关部门的登记注册认可。如在代理经销商处购买，请认准代理经销授权证书、农业部颁发的《肥料登记证书》以及产品的检测报告。

2. 不要片面追求高吸水倍数和速率，忽视其稳定性、保水有效性和凝胶强度（寿命）；要考虑植物根系生长的营养要求和施用保水剂对土壤透气性的影响；一般以胺类、钾聚合物类保水剂为最好，以防止长期大量施用对土壤的破坏。

3. 要根据自己的用途来选择适合自己使用的产品，根据土壤类型不同施用保水剂，沙土中适宜施用较小颗粒的保水剂，粘土和壤土中适宜使用较大颗粒的保水剂。颗粒状产品通气性较好、寿命长、适合于拌土使用。粉末状保水剂拌土使用时，如若与土壤搅拌不匀，吸水后