保水剂的保水及其对土壤的改良增效作用

    

保水剂能吸收相当于自身重量几百倍至数千倍的去离子水和数十倍到百倍以上的含盐水分，吸水膨胀后形成凝胶物质，在干燥条件下又能将水分缓慢释放，供给植物利用；同时，保水剂通过自身特性还能有效改良土壤结构，改善土壤微生物活性，增强肥料和农药等农化材料的作用效率，进而促使植物的生长发育和提高生产力。因此，在农林园艺等领域被广泛用作土壤保水剂、土壤改良剂或者肥料增效剂。

保水剂是一种高分子化合物，要完全理解保水剂在农林生产中的效应，就必须对保水剂的作用原理及其影响因素有充分了解，这样才能使应用这根据生产应用的实际确定合理的用法和用量，并解决在生产实际中遇到的各种问题。

保水剂在农林生产中的作用主要包括以下方面：一是保水剂自身吸水、保水和释水源里；二是保水剂的改图原理；三是保水剂对肥料和农药等农化材料的效应原理。

保水剂的自身吸水、保水和释水原理

保水剂开始阶段的吸水是通过毛细管吸附和分散作用实现的。接着，水分子通过氢键与树脂的亲水基团作用，离子型的亲水集团遇水开始离解，阴离子数目增多。离子间的静电斥力增大，使树脂网络扩张。同时为了维持电中性，阳离子不能向外部溶剂扩散，导致可移动阳离子在树脂网络内的浓度增大，网络内外的渗透压随之增加，水分子进一步渗入。随着吸水量的增大，网络内外的渗透压差趋向于零，并且随网络扩张其弹性收缩力也在增加，逐渐抵消了阴离子的静电斥力，达到吸水平衡。Nakamura.K等人运用DSC、NMR法分析树脂凝胶中水的结合状态，结果发现有三种状态，即不冻结水、冻结结合水和自由水，其中大量为自由结合水。这一研究也表明了高吸水性树脂为可高度扩展的交联网络，网络内外的渗透压差是树脂大量吸水的关键。

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