干旱缺水是我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要限制因素，尤其在我國北方旱耕區(qū)，降水是解決干旱問題的主要水源，如何提高有限水分資源的利用效率，是提高旱地農(nóng)作物生產(chǎn)效率的關(guān)鍵問題。利用保水劑達(dá)到節(jié)水增產(chǎn)是旱區(qū)值得推廣應(yīng)用的新措施，其應(yīng)用前景廣闊。

    一、保水劑的功能

   我國是一個(gè)水資源較缺乏的國家，人均水資源占有量不足世界的1/4。目前我國45%的地區(qū)年均降水量不足400mm，灌溉農(nóng)田缺水300多億m。干旱與半干旱地區(qū)主要分布在西北地區(qū)，隨著我國戰(zhàn)略重點(diǎn)逐步向西部轉(zhuǎn)移，水資源越來越成為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要制約因素之一，實(shí)施高效節(jié)水農(nóng)業(yè)是我國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。

  利用土壤保水劑達(dá)到節(jié)水增產(chǎn)目的是目前節(jié)水研究的一種新途徑和新方法。保水劑又稱土壤保水劑、高吸水劑、保濕劑、高吸水性樹脂、高分子吸水劑，是利用強(qiáng)吸水性樹脂制成的一種超高吸水保水能力的高分子聚合物，通過改善植物根土界面環(huán)境供給植物水分。保水劑可以減少降雨或灌溉時(shí)水分的下滲流失或蒸發(fā)，使植物達(dá)萎蔫點(diǎn)時(shí)間延長，減少灌水次數(shù)，提高水分利用效率。隨著植物生長與蒸散耗水，干旱時(shí)保水劑保蓄的水分慢慢釋放以供作物利用，為植物生長提供一個(gè)適宜的水分生態(tài)條件和水分供需條件。因此，保水劑用于農(nóng)業(yè)園林、醫(yī)藥衛(wèi)生、日用化工、油水分離、建筑材料、污泥固化等領(lǐng)域。

  保水劑的主要類型有水解聚丙烯腈或淀粉、纖維素接枝聚丙烯腈；交聯(lián)的聚乙烯醇衍生物；淀粉與丙烯酸（或丙烯酰胺）、交聯(lián)性的單體接枝共聚物；丙烯酸鹽交聯(lián)聚合物；丙烯酰胺交聯(lián)聚合物。第一和第二類保水劑聚合后需進(jìn)行水解，難以造粒，在土壤中容易流失；第三類保水劑吸水性和耐鹽性較好，成本低，但穩(wěn)定性較差；第四類保水劑吸水性能非常強(qiáng)，穩(wěn)定性也較好，但耐鹽性較差，且其鈉鹽會(huì)造成土壤板結(jié)和鹽漬，生產(chǎn)中一般宜采用鉀或銨鹽；第五類保水劑吸水性能稍差，但耐鹽性和穩(wěn)定性均較好。

  通過試驗(yàn)證明，某些保水劑在秸稈覆蓋的情況下，可以使土壤含水量提高117個(gè)百分點(diǎn)—311個(gè)百分點(diǎn)， 而在單獨(dú)使用的情況下，能夠使這個(gè)數(shù)據(jù)更大。還有一些試驗(yàn)指出，保水劑加入土壤中可以增加土壤的保水性能，還可以增加土壤的通氣性。在缺水地區(qū)，保水劑在降水和灌溉期間大量吸收的水分可以在干旱時(shí)期緩慢放出，從而節(jié)約灌溉用水，減少勞動(dòng)強(qiáng)度，抗旱保收。施加保水劑的土壤種植的蘿卜比未施加的大3倍左右；在不添加水的情況下，蘿卜在14d以后才發(fā)生萎蔫，這遠(yuǎn)高于對照的萎蔫時(shí)間9d。這些結(jié)果表明，用保水劑處理過的土壤有較高的吸水和保水能力，并且可以緩解干旱等造成的損失。由此可見，采用高能抗旱保水劑進(jìn)行重鹽堿地土壤改造，成本低，效果明顯，是一條經(jīng)濟(jì)、合理的技術(shù)途徑。

  二、保水劑使用效果

  保水劑施入土壤后，一方面可以使土壤疏松，容重降低，總孔隙度增加，從而改善土壤通氣狀況，增強(qiáng)土壤保肥能力。另一方面在干旱脅迫下，保水劑吸收的水分被植物吸收后，保證了植物體內(nèi)各種物質(zhì)代謝仍能正常進(jìn)行。從這兩方面來看都十分有利于植物的營養(yǎng)生長與生殖生長。

  保水劑對玉米的生長有明顯的促進(jìn)作用，主要表現(xiàn)為玉米苗期施用保水劑，可以促進(jìn)玉米苗期的生長發(fā)育；施用保水劑處理的玉米植株出現(xiàn)萎蔫的時(shí)間均比對照延遲；施用保水劑的各處理，玉米根系的生長顯著提高；施用保水劑可以促進(jìn)植株地上部的生長，生物量均較對照有明顯增加，使玉米光合作用能力得到了加強(qiáng)。

  小麥保水劑試驗(yàn)結(jié)果表明，在適宜用量范圍內(nèi)能使冬小麥提前出苗1d-4d，出苗率提高10%-30%，延遲作物凋萎3d和延長作物枯萎出現(xiàn)的時(shí)間1d-5d，小麥增產(chǎn)18.8%。

  用保水劑預(yù)處理棉種，不管在任何質(zhì)地的土壤中，土壤含水率只要在棉種萌發(fā)低含水率之間（7.44%-13.5%）都促進(jìn)棉種萌發(fā)，處理比對照早出苗2d-3d。棉花產(chǎn)量比對照平均高11%-21%。同期播種的棉花，處理比對照植株高0.9cm（苗齡10d），莖粗增加0.4mm，棉花增產(chǎn)21.4%。 在果蔬保鮮包裝中，在塑料薄膜包裝袋內(nèi)加入吸水保水劑，一方面保水劑可以吸收包裝袋內(nèi)的結(jié)露水，另一方面可以捕集袋內(nèi)空氣中的水分，并且當(dāng)袋內(nèi)濕度降低時(shí)，可自行放出已捕集的水分，調(diào)節(jié)濕度，還可以配以氣體吸收劑和氣體發(fā)生劑調(diào)節(jié)袋內(nèi)氣體的組成，更有益于果蔬的保鮮。

  三、保水劑的發(fā)展前景及發(fā)展趨勢

  保水劑對改善土壤物理性質(zhì)、增強(qiáng)土壤的吸水保水和保肥能力、促進(jìn)作物生長發(fā)育有著十分重要的影響，因而保水劑在我國節(jié)水農(nóng)業(yè)發(fā)展中具有巨大的開發(fā)潛力和廣闊的應(yīng)用前景。保水劑有可能成為繼化肥、農(nóng)藥、地膜之后又一個(gè)對農(nóng)作物起重要作用的一種化學(xué)制品。通過對保水劑在農(nóng)業(yè)上應(yīng)用技術(shù)及其效應(yīng)的研究，將會(huì)形成一套以保水劑應(yīng)用為中心的保水節(jié)水技術(shù)體系，對于緩解我國水資源緊缺矛盾、提高水肥利用效率，促進(jìn)旱作農(nóng)業(yè)的發(fā)展有著極其重要的意義。

  進(jìn)入21世紀(jì)后，我國的水資源會(huì)更加短缺，同時(shí)又必須擔(dān)負(fù)起16億人口的農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)的安全重任。對保水劑進(jìn)行深入性的應(yīng)用研究，開發(fā)研究出價(jià)格低廉、實(shí)用性強(qiáng)、性能穩(wěn)定的多功能復(fù)合型保水劑對于促進(jìn)高效農(nóng)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，對于減少污染、美化環(huán)境、促進(jìn)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展都有積極的現(xiàn)實(shí)意義。