保水劑的保水及其對土壤的改良增效作用

    

保水劑能吸收相當(dāng)于自身重量幾百倍至數(shù)千倍的去離子水和數(shù)十倍到百倍以上的含鹽水分，吸水膨脹后形成凝膠物質(zhì)，在干燥條件下又能將水分緩慢釋放，供給植物利用；同時，保水劑通過自身特性還能有效改良土壤結(jié)構(gòu)，改善土壤微生物活性，增強(qiáng)肥料和農(nóng)藥等農(nóng)化材料的作用效率，進(jìn)而促使植物的生長發(fā)育和提高生產(chǎn)力。因此，在農(nóng)林園藝等領(lǐng)域被廣泛用作土壤保水劑、土壤改良劑或者肥料增效劑。

保水劑是一種高分子化合物，要完全理解保水劑在農(nóng)林生產(chǎn)中的效應(yīng)，就必須對保水劑的作用原理及其影響因素有充分了解，這樣才能使應(yīng)用這根據(jù)生產(chǎn)應(yīng)用的實際確定合理的用法和用量，并解決在生產(chǎn)實際中遇到的各種問題。

保水劑在農(nóng)林生產(chǎn)中的作用主要包括以下方面：一是保水劑自身吸水、保水和釋水源里；二是保水劑的改圖原理；三是保水劑對肥料和農(nóng)藥等農(nóng)化材料的效應(yīng)原理。

保水劑的自身吸水、保水和釋水原理

保水劑開始階段的吸水是通過毛細(xì)管吸附和分散作用實現(xiàn)的。接著，水分子通過氫鍵與樹脂的親水基團(tuán)作用，離子型的親水集團(tuán)遇水開始離解，陰離子數(shù)目增多。離子間的靜電斥力增大，使樹脂網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)張。同時為了維持電中性，陽離子不能向外部溶劑擴(kuò)散，導(dǎo)致可移動陽離子在樹脂網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的濃度增大，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)外的滲透壓隨之增加，水分子進(jìn)一步滲入。隨著吸水量的增大，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)外的滲透壓差趨向于零，并且隨網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)張其彈性收縮力也在增加，逐漸抵消了陰離子的靜電斥力，達(dá)到吸水平衡。Nakamura.K等人運(yùn)用DSC、NMR法分析樹脂凝膠中水的結(jié)合狀態(tài)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)有三種狀態(tài)，即不凍結(jié)水、凍結(jié)結(jié)合水和自由水，其中大量為自由結(jié)合水。這一研究也表明了高吸水性樹脂為可高度擴(kuò)展的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)外的滲透壓差是樹脂大量吸水的關(guān)鍵。

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