农林保水剂效果评价及其环境风险探讨

从我国“七五”计划旱农科研项目以来,农林保水剂作为抗旱保水产品受到关注。《农林保水剂》(NY 886)农业行业标准2004年颁布,2010、2016和2022年3次修改,但至今缺乏相关配套的田间试验效果评价体系,极大影响其推广应用。本文结合国内外30多年来的相关研发与应用文献分析,针对农林保水剂应用对土壤保水、作物用水、作物产量及其环境影响等效果进行综述研究,结果表明:(1)保水剂适用于改善土壤蓄水保水性能,对旱作地区作物抗旱保苗、节水增产和水分利用效率(WUE)提高有积极影响,尤其是在砂质土壤上。(2)提出农林保水剂效果评价指标,主要包括土壤贮水量、作物耗水量、作物产量及其WUE等指标,以适用于农林保水剂产品的田间试验效果评价。(3)根据农林保水剂对作物产量增减不一和增产与收益不统一等现象,提出农林保水剂应用需要制定相应的技术规程,明确作物适宜的保水剂类型及其施用方式和用量。(4)农林保水剂产品(以聚丙烯酰胺(PAM)和聚丙烯酸(PAA)型材料为主)的环境安全性主要涉及残留单体(丙烯酰胺(AM)和丙烯酸(AA))的生物毒性,以及材料的降解性等。市场上部分PAM和PAA相关产品分别存在残留AM和AA单体含量超标风险,超标率约占22%—100%。研究指出生物质类等天然聚合物类材料是农林保水剂发展方向。研究结果对农林保水剂效果评价标准的制定提供参考。建议相关部门对于PAM和PAA型农林保水剂产品加强残留单体检测及其残留单体的环境安全阈值的研究,并对产品的生物降解性指标与土壤生态环境的安全性的关联性进行探讨,以期为农林保水剂产品的环境安全性提供保障。

氨化椰糠基保水剂对娄土持水性能影响研究

本研究制备了一种氨化椰糠粉(AM/CBP)保水剂,结合室内基础试验与室内土壤环境模拟,分别以1%,5%和15%的3种用量将保水剂施入土壤中(1%,5%和15%AM/CBP-MIXED),探讨保水剂对陕西娄土物理性质及水分分布的影响。研究获得以下结论:1)经过接触角试验发现,制备后的保水剂亲水性提升,AM/CBP接触角为14.81°,证明其亲水性较好;2)AM/CBP能减少土壤容重,从提高土壤熟化度与总孔隙度分析。AM/CBP能增强土壤同一吸力下的含水量与饱和含水量,且这种趋势随着施加比例的增加而增加,残余含水量也符合此规律。3种比例的AM/CBP-MIXED土壤含水量增长由低到高依次为0%~193.1%,21.7%~381.7%和31.6%~604.3%;3)Gardern-Russo模型拟合能较精确地拟合AM/CBP-MIXED的土壤水分特征曲线。AM/CBP在5%的施加比例下拥有较大的田间持水量和总有效利用水,是最佳施加比例。

保水剂与氮肥的相互影响及节水保肥效果

【目的】研究保水剂在吸水的同时,对不同氮肥的吸持作用以及不同氮肥对保水剂吸水性能的影响;保水剂和不同氮肥配合施用下的节水保肥效果。【方法】采用茶袋法测定保水剂在尿素、碳酸氢铵、硫酸铵、氯化铵溶液中的吸水倍率,差减法计算保水剂对氮素养分的吸持量;盆栽条件下以玉米为供试作物,研究保水剂与这些氮肥配合施用的节水保肥效果。【结果】保水剂在不同氮肥溶液中的吸水倍率随肥料浓度的增加而下降;不同氮肥对保水剂吸水倍率的影响按尿素、碳酸氢铵、硫酸铵、氯化铵的顺序递增;保水剂在大量吸水的同时,也对溶于水中的尿素分子或者NH4+有吸持作用,吸持量均随肥料浓度的增加而增加;除尿素外,保水剂对氮素的吸持率随肥料浓度的增加而呈降低趋势。保水剂和尿素、碳酸氢铵配合施用能显著地提高玉米生物学产量、根系干重和水肥利用效率,增加叶片净光合速率、蒸腾速率和气孔导度。【结论】保水剂在吸水的同时,还能吸持溶解在水中氮素养分,氮肥能显著降低保水剂的吸水倍率;尿素对保水剂吸水性能影响最小,保水剂与尿素配合施用,水肥调控效果最好。

冻干水痘减毒活疫苗接种反应及免疫效果观察

目的了解冻干水痘减毒活疫苗接种后的反应和免疫效果,为进行大规模水痘疫苗接种提供依据。方法在辖区内随机选择125名1周岁以上的儿童,接种冻干水痘减毒活疫苗。结果125名儿童均未发现不良反应;血清抗体阳转率为92.86%,GMT为12.93。免疫前后抗体水平差异有非常显著意义(t=5.87,P>0.001)。结论冻干水痘减毒活疫苗接种后临床反应轻微,免疫效果理想。

抗旱保水剂在果园中的应用效应研究

利用大田试验的方法研究了KD—1型抗旱保水剂在苹果树上的使用效应。结果表明,每棵果树使用抗旱保水剂25～100g,可使土壤含水量平均增加2.01%～2.25%,土壤容重降低0.093g/cm3,大于0.25mm的团粒结构增加10.28%,果树新梢长度和粗度分别增加3.66cm和0.04cm,单果重平均增加23g,差异明显。但使用保水剂对土壤酸碱度和果实含糖量的影响作用不明显。

SA-IP-SPS型保水剂及其对土壤物理性能的影响

以未经预处理的工业级丙烯酸、聚乙烯醇为原料 ,首先通过氯磺酸磺化法在聚乙烯醇分子中引入强亲水性离子基团 ,然后采用静态水溶液聚合法合成了吸盐水率较高、凝胶机械强度较高的的聚丙烯酸钠 -聚乙烯醇硫酸钠互穿网络 (SA-IP -SPS)型保水剂。研究了 SA-IP-SPS型保水剂含量、颗粒大小对南方赤红壤的水分抑蒸发性能和团粒结构的影响 ,比较研究结果表明 ,SA-IP -SPS型保水剂对赤红壤的水分抑蒸发性能和团粒结构改良性能与丙烯酸 -丙烯酰胺交联共聚型保水剂效果相当 ,但明显优于传统的交联聚丙烯酸钠保水剂。

保水剂对土壤积水入渗特征的影响

【目的】水分在田间的入渗过程是发展节水型农业的重要依据之一,比较研究保水剂对土壤积水入渗特征及其变化过程的影响,以期为保水剂的研发和大田合理应用提供理论参考。【方法】模拟大田积水入渗过程,分别层施(L)和混施(M)不同浓度(0、0.2%、0.4%和0.6%)的2种保水剂——日本触媒(JP)和德国巴斯夫(BF),比较分析保水剂对土壤水分垂直入渗的3个特征量:累积入渗量、入渗速率和稳定入渗率的影响。【结果】2种保水剂对土壤水分累积入渗量和入渗速率的影响具有稳定性和一致性。同时,层施和混施保水剂都能不同程度地增加土壤入渗;不同的是,层施保水剂对土壤入渗增加的效应是有限的,JP以浓度0.2%,BF以0.4%为界,大于此浓度不仅会抑制土壤入渗,而且抑制效应会随着保水剂浓度的进一步增加而加剧;但是混施条件下,保水剂可使120min内土壤累积入渗量增加1.1—2.1倍,且土壤入渗的增加与保水剂浓度正相关。【结论】在本试验条件下,保水剂对土壤水分向下运动的影响与保水剂自身的吸水倍率和膨胀性能密切相关。

施用保水剂和稻草覆盖对作物和土壤的效应

在江苏淮北东海县季节性干旱严重的岗岭沙土上 ,开展了施用保水剂和稻草覆盖对保持土壤水分和作物产量的效应的比较试验 .保水剂和稻草的用量各分 4级 ,分别为 1、2、3、6g·kg-1土和 15 0 0、3 0 0 0、45 0 0、60 0 0kg·hm-2 .结果表明 ,两者均可促进小麦生长 ,提高当季及后茬作物产量 ,覆盖稻草和施用保水剂分别比对照增产小麦 12 .5 %和 10 % .其作用机制在于两者均能减少土壤水分蒸发 ,提高土壤持水能力 ,增加有效水供应 ,并对土壤容重、温度及养分状况有一定的改善作用 .

保水剂在农业生产中的应用与发展趋势

总结了国内外保水剂研制与应用概况,介绍了保水剂自身保水特性和土壤学作用机理;分析了保水剂在农业生产中的应用方法和效果,以及发展前景和需要加强研究的问题。认为保水剂研制和应用应向多功能和复合产品的方向发展。

保水剂的研究进展及发展新动向

阐述了保水剂的作用机理、类型、性质、制备,介绍了保水剂国内外研究开发情况。结合市场潜力重点探讨了保水剂在各行业的应用及效应,并展望了保水剂的开发动向。

淀粉-丙烯酸钠高吸水树脂的辐射反相悬浮法制备与性能

研究了用60Coγ射线辐射引发反相悬浮聚合法制备淀粉-丙烯酸钠高吸水树脂的工艺条件,讨论了吸收剂量、吸收剂量率、反应物配比、交联剂用量、单体中和度等不同反应条件对共聚物吸水性能的影响.结果表明,采用本法制备的高吸水树脂可吸去离子水约760mL/g,自来水约200mL/g,0 9%(w)NaCl约55mL/g,吸液速率较快,6min内可达吸液饱和,压力下保水性能良好.

表面活性剂对土壤中多环芳烃生物有效性影响的研究进展

表面活性剂能够改变多环芳烃 (Polycyclicaromatichydrocarbons,PAHs)在土壤中的溶解度、吸附 /解吸平衡和与土壤微生物的相互作用 ,从而改变PAHs的生物有效性 .表面活性剂主要通过降低土壤 -水之间的界面张力、增加PAHs的溶解度、促进PAHs的运输等方式来加强PAHs的生物有效性 ;但由于表面活性剂本身对微生物的毒害作用或无毒的表面活性剂优先作为微生物的生长基质 ,可能会对PAHs的生物有效性起到抑制作用 .另外 ,表面活性剂对土壤中不同形态的PAHs生物有效性的影响不同 .表面活性剂、PAHs和土壤微生物的类型浓度以及土壤的物理化学条件等都对PAHs的生物有效性有影响 .

四种不同类型土壤保水剂保水性能的比较

采用室内实验和田间试验,研究了4种不同类型的保水剂在水溶液及土壤中的保水性能及其差异,分析了保水剂类型与用量对保水性能的影响、以及它们对田间土壤贮水量和玉米产量的影响。结果表明:保水剂的保水性能与剂型粒度关系密切,聚丙烯酸盐类以及粒度较小的保水剂在水溶液和土壤中具有较好的持水性能,可将水溶液中的水分蒸发速率降至对照的0.76和0.75倍。保水剂的施用存在一个最佳区间,过量或不足量施用均会降低其保水性能。保水剂对田间土壤的保水效果受作物吸收的影响,保水剂可提高玉米产量和水分利用效率(WUE),淀粉-丙烯酸类聚合物的增产增效效果显著,其中海礁王(HJW)对玉米WUE的增幅高达15.06%。

多功能保水剂对作物抗旱效应的初步研究

本试验在盆栽条件下 ,研究了多功能抗旱保水剂对玉米、大豆、小麦和花生成苗率及干物质积累量的影响。研究表明 :多功能抗旱保水剂能够促进作物种子发芽 ,在一定干旱条件下能提高作物的成苗率 ,增加玉米、大豆、小麦和花生的干物质积累量 ,其效果优于单功能保水剂。

哒嗪类化合物9403诱导小麦雄性不育的初步研究

940 3是国内新合成的一种哒嗪类化合物 ,经初步研究证明 ,940 3具有诱导小麦雄性不育的作用。试验以 GENESIS化学杂交剂为对照 ,对 940 3诱导小麦雄性不育的作用进行了研究 ,结果表明 :940 3对试验的两个品种西农 641 9与 BAU 95在其花药发育的药隔期 ,用剂量 0 .75kg/hm2 进行一次叶面喷施 ,诱导雄性不育率可达到 96%以上。人工饱和授粉证明940 3对雌蕊的育性没有影响 ,平均人工饱和授粉结实率为 88.6% ,与 GENESIS相比 ,940 3的杀雄效果较不彻底且具有一定的药害。

保水剂对干旱胁迫下刺槐叶绿素a荧光动力学参数的影响

研究了保水剂对干旱胁迫下刺槐叶绿素 a荧光动力学参数的影响。结果表明 ,在干旱胁迫下刺槐叶绿素 a荧光动力学参数 Fv/Fm,φPS ,q P,NPQ均有所下降 ,且随着保水剂用量增大 ,下降程度减小 ,即保水剂用量越大 ,对受刺槐干旱胁迫的缓解作用愈明显。保水剂不同水平处理对刺槐叶绿素荧光参数的影响达到显著水平。多重比较结果表明 ,土壤中保水剂用量只有在不低于 0 .5 kg/m3时才能有效地发挥抗旱作用。

保水剂在节水农业中的应用研究现状与展望

简述了保水剂的研制与生产概况 ,分析了保水剂在节水农业中的应用研究现状与研究前景 ,指出了该领域研究中存在的问题 。

保水剂、液态地膜在苗木栽植中的应用研究

通过田间试验,比较研究了保水剂、液态地膜对仁用杏(Armeniacavulgarislam)、栾树(KoelreuteriapaniculataLaxm)移栽树苗的缓苗期、成活率、生物量及土壤水分含量的影响。结果表明,保水剂、液态地膜能够提高苗木的成活率,缩短缓苗期,增加苗木生物量,提高土壤含水量。

保水剂聚丙烯酸钠不同施用方法对玉米生长和水分利用效率的影响

采用盆栽模拟法对保水剂不同应用法 ,包括土壤上干下湿 (深施 )、上湿下干 (浅施 ) ,单侧干旱 (侧施 )和不施 (对照 )等 ,研究高低两种供水条件下玉米 (ZeamaysL .)生长和水分利用效率 (WUE)。试验结果表明 ,各种保水剂使用方法对玉米株高都有促进作用 ,且主要在玉米生长中后期 ;渐进干旱下能促进玉米根系发育。深施保水剂在充分供水和渐进干旱下较对照提高玉米产量 2 0 .6 %和 74 .9% ,提高WUE为 3 0 .2 %和 89.0 % ;浅施和侧施保水剂在渐进干旱下提高玉米产量和WUE分别为 4 1 .5 %、1 9.3 %和 3 1 .1 %、3 5 .6 %。

保水剂农业应用研究现状与展望

我国大部分地区处于干旱和半干旱地区,发展节水农业是我国农业发展的必然趋势。保水剂由于其高吸水性和良好的保水能力,有效的满足了我国发展节水农业的要求,在农业生产中受到了越来越多的重视,具有广阔的应用前景。简述了保水剂的发展概况、作用原理进行,重点讨论了其在农业上所发挥的保水保墒、改良土壤、保肥以及增效等作用,同时对保水剂在农业应用研究中存在的问题进行了探讨。