城市园林绿化保水剂的应用及其效果

城市园林绿化保水剂的应用及其效果

摘要：近年来，随着园林绿化建设的迅速发展以及气候干旱、降水偏少等因素的影响，城市园林绿化的用水量逐年提高，由于缺水所导致的草坪、花卉与苗木等生长不良的现象普遍存在。面对日趋紧张的城市供水，如何节约用水，提高园林用水利用率已经成为城市园林绿化中的一个突出问题。为了科学地解决这个问题并最大限度地节约宝贵的淡水资源，使用保水剂成为目前园林绿化行业节水研究中的重要课题。

本文在介绍保水剂发展概况的基础上，重点对保水剂在城市园林绿化中的应用研究进行了综述，指出了保水剂应用中存在的问题并对其进一步的研究方向进行了探讨。

1保水剂发展概况

保水剂(WaterRetainingAgent)是一种含强亲水性基团并经过适度交联的功能高分子材料，它的最大吸水力高达1.32万～1.43万Pa，能吸收自身重量几百倍甚至上千倍的水分，而且其保持的水分85%以上可供作物吸收利用。20世纪60年代，美国农业部首次利用玉米制成淀粉接枝聚丙烯脂类保水剂，作为“改善水分状况的重要工具”在西部干旱地区推广应用，并取得良好效果。20世纪70年代以来，保水剂的研究与应用全面推广，日本在沙漠绿化、英国在水土保持、法国在土壤改良、俄罗斯在节水农业等领域应用保水剂并取得了显着成

效。中国从20世纪80年代开始研制和应用保水剂，现已在60多种作物上试验示范，应用面积超过7万。

保水剂作为新型功能性材料，已被广泛应用于农林、园艺、工业、纺织、医疗卫生、人工器官、石油化工、建材、环保、食品、日用品、化妆品等多个领域。目前，由于保水剂在农业、林业、园林园艺等领域所获得喜人的应用效果，受到了国内外农林专家的高度重视，被誉为继农药、化肥、塑料薄膜之后的第四大农用化学品。

生产上使用的保水剂种类较多，主要包括2类：聚丙烯酸盐类和聚丙烯酰胺类。聚丙烯酸盐类主要以丙烯酸为聚合单体，而聚丙烯酰胺类主要以丙烯酸、丙烯酰胺为聚合单体。丙烯酸盐是极为活泼的聚合单体，含羧基，其聚合交联物吸水能力和速率很强，但耐盐和稳定性差，寿命短。丙烯酰胺是极具极性而相对惰性的单体，其聚合物吸水倍率较小，但稳定性和耐盐性较好，使用周期和寿命较长，凝胶强度高，颗粒状产品在土壤中的蓄水保墒能力可维持1年以上，甚至4～5年，是主流产品，发达国家的产品多属此类。保水剂的合成就是综合了上述成分的特定优化组合的结果。丙烯酸盐可能是钾型，也可能是钠型，钾型较钠型贵得多，但钾型比钠型好。如果其盐完全是钠型的，对植物和土壤不利。对于同样组成的聚合物，在一定范围内，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低，反之亦然。

不同原材料，不同生产厂家，不同工艺过程生产出的保水剂，其吸水性、保水性、耐盐性、稳定性和价格相差万别。园林绿化用保水

剂要根据使用对象和目的考虑这几个方面的问题进行优化筛选。例如，育苗一般选用丙烯酸盐类保水剂，吸水倍率高，吸水速度快，使用寿命为1?2年，与园林树木育苗的周期相吻合。管理中多用聚丙烯酰胺类保水剂，使用期和寿命较长，在土壤中的蓄水保墒能力维持时间长，可减少园林管理用工。

2城市园林绿化保水剂的应用及其效果

2.1拌土施用

拌土施用即在土壤中直接施用保水剂，具体分为2种方法：一是先使保水剂吸水成凝胶后拌土施用，适合干旱地区和保水保肥差的土壤采用；二是保水剂不吸水与土壤拌匀后施用，施后浇水，简便直接，适合自然降水多的地区。拌土施用的保水剂用量为土壤质量的0.1%～0.2%，绿化大苗定植时保水剂的用量以占施入范围内(植树穴)干土重的0.1%为最佳，草坪铺设用量为90kg/hm2左右Asgha。利用再生纤

维素合成的复合保水剂按1%的比例同沙土混合施用时，可使沙土的

持水时间增加3倍。大面积应用时，可配合土壤耕作，采用穴施和沟施的办法，保水剂施用深度一般为15～20cm，栽植好后浇透水，使

土层中的保水剂能充分吸水。

保水剂具有较强的保水和提供植物水分的释水特性，同时具有改善土壤结构，增强土壤吸水、保水和保肥能力的特点。当土壤中施加一定剂量的保水剂时，由于保水剂的强吸水性，土壤的水分含量增加，同时保水剂所吸持的水分的释放比较缓慢，因此起到了抑制土壤水分蒸发的作用。保水剂施用在土壤中，吸水后体积膨胀，土壤的体积也

明显增加，这种膨胀效应有利于改善土壤紧实度，调节土壤透气性。另外，Sojka等发现在土壤中施入保水剂能够促进土壤中微生物活动，提高土壤养分的利用效率。重要的是，保水剂还能促进土壤团粒结构的形成，提高土壤渗透系数，适当提高土壤坚实度，降低土壤容重，从而有效改善土壤状况。例如，在进行边坡恢复时，可利用保水剂拌土和其他辅助材料在坡面构建一个具有自身生长能力的防护系统，然后再喷播草种。保水剂吸收和保持土壤中的水分，改善边坡植被生长的生态环境，从而大大提高了边坡植被恢复的可能性。

在保肥方面，杜建军等研究了土壤中施用保水剂后尿素氨挥发以及尿素、磷酸二氢铵、氯化钾养分淋溶损失的变化。结果表明，与未施用保水剂的空白土壤相比，保水剂的使用增加了土壤吸附氮、磷和钾的能力，土壤氨挥发和氮、磷、钾淋溶损失显着减少，使土壤的保肥能力和供肥能力都得到了提高。黄凤球等的研究表明，保水剂拌土可有效降低植物的蒸腾速率，提高植物的叶片水势，增加植物叶绿素含量，增加光合强度，降低叶片相对电导率。梁砚清等使用保水剂处理仙客来，发现保水剂能延缓土壤的干旱出现时间，且使用保水剂的仙客来植株叶片比未使用保水剂的厚绿。在万寿菊、矮牵牛等露地栽培时，土中拌入保水剂可有效减少灌溉水量，促进花卉整齐生长与开花，提高花卉质量。在北方地区，施用保水剂的草坪返青期可提前10d，绿色期延长约20d。

2.2拌基质施用

在基质栽培中，由于基质对水分、养分的吸持能力有限，水分无

效蒸发严重，容易产生盐害，过量灌溉引起营养液或肥料养分直接排入地表、地下水体，不仅造成水和肥料的浪费，还会加重水源污染。因此，降低水分和肥料的淋溶渗漏量，提升水肥利用效率是解决这些问题的根本。利用保水剂的节水保水和对养分、农药的缓释性能，开发具有节水保肥、缓释养分或农药的复合基质是国内外这一研究领域的重要课题。拌基质施用与拌土施用类似，可以用干燥的保水剂或凝胶与其他基质材料按一定比例混合。研究表明，一般按基质体积计，用量为0.5?4g/L。

将保水剂与肥料、农药等进行混合或使用保水剂对肥料进行包膜，形成具有缓释作用的颗粒，施用后能控/缓释肥料、农药的有效成分，延长肥料、农药的作用时间的研究表明，交联聚丙烯酰胺具有一定的密封性、养分缓释性、保水性，可作为控释肥料的包膜材料，还可用醋酸乙烯乙酯做密封剂可进一步提高交联聚丙烯酰胺包膜材料的控

释性能。李雅丽[28]在糊化淀粉和丙烯酸盐及丙烯酰胺共溶液中加入微量元素锌肥或硼砂，制成的400～600g，g-1吸水倍率、90?120g.g-1吸0.19%NaC丨溶液的保水肥料，是一种保水缓释微肥。Kay海藻酸

钠溶液中加入硝酸铵，通过凝胶化作用包埋和吸附硝酸铵肥料，最终形成的海藻酸钠氮肥能显着降低氮素的淋失。邢海洪等用氧化乐果乳油与保水剂按1:4比例混配，防治杨十星吉丁，效果显着。

将保水剂与营养液按一定体积分数搅和均匀成凝胶状，再与其他基质按比例混合形成的基质，其保水保肥效果显着，用于基质育苗效果显着。谢勇等研究发现，保水剂应用于无土栽培基质，可以增加基