保水剂在水土保持中的应用研究.docx

保水剂在水土保持中的应用研究 摘要：随着人们生活水平的提升和科研技术的发展，人们对水土保持工作的重视程度逐渐提升，经过长时间的探索研究，人们发现高分子化合物保水剂能够利用自身的保水性能和土壤学作用机制，实现较理想的保水、保土和保肥效果，并对其推广使用，本文以保水剂为研究对象，结合个人经验通过其类型选择、应用量、应用方法、应用范围及应用效果的系统分析，对其在水土保持方面的具体应用展开研究，为提升我国水土保持的实际效果作出努力。 关键词：保水剂 水土保持 应用 保水剂所应用的高吸水性树脂，具有非常强的吸水能力，而且反复进行的吸水和释水无毒无害，在农业上被称为“微型水库”，另外，其对于肥料、农药也具有吸收和缓慢释放的性能，对于增强土壤的肥力效果也具有明显的效果，所以被广泛应用于农林、园艺、建筑、工业等各方面，近年来随着可持续发展战略的逐步落实，其在水土保持方面的应用也曰益广泛。 1.保水剂在水土保持方面的应用可行性 1.1 类型选择的可行性 随着近年来工业的迅速发展和人口数量的急剧上升，气候变暖问题的逐渐严峻，水土保持工作受到广泛的关注，保水剂通过高分子电解质分子链，使水中的酰胺基或羧基团在互相排斥的过程中增加分子链的张力，并结合交联点限制分子链的作用实现保水，在此基础上利用其自身与土壤黏粒之间形成一定的吸附作用，使土壤的密度得到有效的缩减，从而使其孔隙度在原有的程度上得到提升，土壤的结构得到改善，实现保土；除此之外，在保水剂表面分子吸附、离子交换的过程中，土壤内的肥料淋失概率缩减，土壤的肥力得到保证，由此可见保水剂在水土保持方面应用具有一定的效果，但不同的土壤状况对保水剂的要求存在一定的差异，所以结合吸水倍数、持水性、稳定性、耐盐性等进行保水剂的选型，在应用中至关重要。经过大量的实践研究和推理总结，人们发现由交联度较低的聚合物构成的保水剂，其吸水倍数和速率相对较理想，但保水性和稳定性、凝胶强度水平越不理想，所以在沙漠地区，由于水土保持工作对吸收倍数和速率有较高的要求，可考虑应用交联度较低的聚合物构成的保水剂，而地表植被覆盖较高的区域，由于对土壤的透气性、吸收和释水的可逆性要求较高，所以应选择交联度较高的聚合物构成的保水剂，通过吸水后不易解体的高凝胶强度，提升水体的利用效率。 1.2 应用量的可行性 理论上保水剂在水土保持方面的应用量应越多越好，但受到经济供给条件的制约，现实应用中具体应用量，主要由其应用土壤性质、应用目的和具体的应用过程决定，通过对众多应用影响因素的系统分析，确定产投比相对较理想的数值，现阶段对土壤中保水剂应用量与土壤团聚体的关系研究结果如表1所示。由此可见保水剂的吸水效果、水土保持功能与其具体应用量有较直接的关系。现阶段为实现理想的水土保持，人们尝试进行抗旱造林，为在促进其蓄水保墒效果实现的同时，有效的对其费用进行控制，使土壤的蓄水量与林地植被的实际需求量相适应，人们对其实际应用量进行了研究，结果显示降水量在350至400毫米的环境中，保水剂的应用量如表2所示，而对于自身土层深度、厚度、肥力较好的土壤，应适当降低保水剂用量，相反自身土层深度、厚度、肥力较差的土壤，应适当提高保水剂用量，其中盐碱地类型，应加大保水剂的应用量。 1.3 应用方法的可行性 发达国家将保水剂应用于水土保持方面相对我国较早，已经取得了较理想的水土保持效果，其主要应用将保水剂与土壤混合实施的方法，近年来日本在此基础上研发了复合保水剂和膨润土型保水剂，应用效果得到较大幅度的提升，我国利用保水剂在农业方面的应用经验，创造了沟施、层施、翻施、穴施等方法，将保水剂应用于O至10毫米以下的土层，虽工程量较大，但效果也较为理想。 1.4 应用范围的可行性 由于保水剂自身组成结构、应用的外界条件、土壤的PH值及盐分含量等因素都会对保水剂的实际效果产生影响，所以其应用范围会受到一定的限制，例如黑垆土的持水性通过沃特保水剂得到有效的改善，但其导水率却得不到提升，而应用于黄绵土虽在持水性方面不能达到预期的效果，但可显著提高其导水率，而且随着时间的推移，在土壤中离子溶解量不断增多的过程中，保水剂的吸水倍率会呈现出下降的趋势，特别是土壤黏粒含量较大的土壤，其表现更加明显。 2.保水剂在水土保持方面的应用效果 2.1 提升植被成活率，促进植被生长，降低径流含沙量 植树种草、退耕还林是现阶段我国水土保持的重要措施，但受到降水分布不均，干旱半干旱区域范围大等原因的影响，其具体落实难度较大，而将保水剂应用其中，可以有效的提升干旱少雨区域植被的成活概率，有效地推动水土保持工作的开展，例如将AS型保水剂应用于黄土高原地区的造林过程中，其保水实效可持续近3个月，其应用的树木平均高度和粗度相比提升14%和13%；将IB-保水剂应用于河北樟子松移栽过程中，其成活率相比同期提升近15%，移栽后的樟子松生长状态更理想；将抗旱保水剂应用于西北沙漠紫花苜蓿的成苗过程中，其每平方米的出苗平均增多24.25株，存苗增加35.62株，而且单株苗的高度、根长等也有明显优化，由此可见水土保持过程中地表植被的成活率和生长状态都得到了提升。由于保水剂具有一定的保土作用，所以其在抑制沙尘、保护地表径流、控制径流中含沙量等方面也会起到重要的作用。 2.2 优化土壤结构 将保水剂应用于土壤中可有效的提升易分散微粒之间的黏结力，使土壤的团聚力得到加强，而土壤团聚力的稳定性和总体数量，直接关系到土壤的可蚀性和整体的质量，团聚力得到保证是土壤优化的重要途径，由此可见保水剂对土壤结构的优化具有重要的作用。 2.3 保证土壤肥力 保水剂的吸附作用不仅作用于水，而且对肥料也同样适用，通常情况下会随着肥料含量的增加而愈加明显，将其应用于土壤中，对于氮肥等檀被生长所需但易挥发肥料的保持具有重要的作用，是保证土壤肥力的有效途径，在土壤流失较严重的地区，其土壤通常较为贫瘠，是制约其地表植被生长的重要因素，利用保水剂可有效的改善其土壤肥力，这也是在提升其植被成活率的基础上，促进其