保水剂对土壤水肥保持及植物抗旱节水的效应研究

保水剂应用是现代农业生产中的一种化学节水新技术，近年其新产品研发和农业应用试验示范较快，但推广较慢，重要的问题之一是对保水剂应用中一些基础科学问题研究不够，包括保水剂对土壤水肥保持和植物抗旱节水效应等。本研究通过收集国内外主要保水剂产品和并进行分类，在比较不同类型保水剂自身理化性能和对土壤性能影响的基础上，采用盆栽模拟和田间实验相结合方法，研究不同类型保水剂应用对土壤水分和氮肥和磷肥保持和对植物抗旱性和水分利用效率效应及其机理；通过土壤性能指标、植物生理生态和土壤微生物等相关指标分析，建立相应的效应关系和动态模型。结合保水剂应用方法（全施、侧施），揭示保水剂对土壤水肥保持和植物抗旱节水的机理及有效性，建立保水剂对土壤水分和氮、磷肥保持和植物抗旱节水效应的理论体系，为完善保水剂作用理论体系和应用技术提供依据和参考。

保水剂应用是现代农业生产中的一种化学节水新技术，近年其新产品研发和农业应用试验示范较快，但推广较慢，其关键是对保水剂的土壤和植物效应基础科学问题研究不够。本课题通过模拟、田间实验和系统研究，分析了各类保水剂的特性，提出了土壤保水剂的作用原理体系，包括保水剂自身吸水、保水和释水原理、促进土壤改良和保持原理、提高肥料和农药等农化产品利用效率原理、调节植物生理节水效应原理和降低重金属污染效应原理等；实验证明，各类保水剂对土壤保水性都有明显促进效应，随着浇水次数增加，保水剂的土壤保水效果均有降低；在保肥方面，聚丙烯酸钠保水剂与尿素、腐殖酸保水剂与硝铵组合，对土壤重的氮素保持、减少氮素淋溶效果明显；土壤淋溶氮素多少与土壤脲酶活性高低有关；保水剂类型、氮肥种类对磷肥的保持效应不同。腐殖酸保水剂能明显促进尿素和碳铵下的磷肥淋溶，促进磷肥的释放和利用，这与腐植酸降低土壤pH、保水剂降低土壤碱性磷酸酶活性有关。通过土壤理化性能、电镜表面土壤结构、能谱和土壤Zeta电位变化、土壤微生物种群和土壤酶活性等测定，揭示保水剂的保水和氮肥增效关键是促进氮素的保持和缓慢释放，抑制土壤微生物种群和土壤酶活性，达到水肥耦合和对植物抗旱节水效应；正交试验发现，保水剂：沸石：腐植酸配比为土壤0.15%：0.6%：0.05%比例和用量使用，对亩用量50kg尿素保水保氮效果最优；通过系列实验，提出一种具有保水保肥效应的氮肥增效剂及其应用技术。这些结果为完善保水剂效应理论体系和应用技术提供依据和参考。