高分子保水材料在农业中的应用及问题研究

（一）高分子保水材料合成技术途径

高分子保水剂的合成，主要是天然亲水性单体经交联剂和引发剂等助剂发生合成反应而成，其合成反应类型可分三种：接枝共聚反应、羧甲基化反应和交联反应。接枝共聚反应主要是亲水单体与聚合物主链的活动中心发生聚合，聚合需要交联剂和引发剂使单体接枝聚合，如以丙烯酸（AA）或丙烯酰胺（AM）为单体，N，N′-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，以过硫酸钾和亚硫酸氢钠体系为引发剂，采用水溶液聚合法合成的丙烯酸一丙烯酰胺保水剂；羧甲基化反应主要是淀粉和纤维素等多糖类单体经羧甲基化后可直接植被保水剂，改善了保水剂对盐分的吸收；交联反应是目前最活跃的研发应用技术，主要是含有羧基、酰胺基和羟基等单体自身交联或加入交联剂聚合的反应，该方法可使不同类型原料的亲水单体聚合，可赋予保水剂更多的功能，如凝胶强度和耐盐性等。保水剂的合成方法一般有本体共聚法、溶液共聚法、反向悬浮聚合法和反向乳液聚合法，较先进的方法还有光辐射聚合法和保水剂的共混合复合。目前，SAP按其原料和合成技术可分为有机单体聚合（如聚丙烯酸钠）、淀粉聚合（如淀粉接枝丙烯酸钠）、有机无机复合（如凹凸棒/聚丙烯酸钠）、有机单体与功能性成分复合（如腐植酸型保水剂）等类型。

（二）高分子保水材料发展趋势

高分子保水材料的发展已经引起世界各国高度关注，从而有了飞速发展。对于保水剂农用的发展，主要包括以下三方面：(www.xing528.com)

（1）加强高分子保水材料的应用基础研究。高分子保水材料应用存在许多问题需要研究，包括高分子保水材料对土壤和植物作用的时间效应问题，长期施用保水剂对作物、土壤、环境的影响及其降解性、持效性问题。高分子保水材料与肥料等农业化学品的偶合，高分子保水材料在植物根一土界面的水分变化与植物效应的关系问题等。

（2）加强低成本、长效、多功能、复合、专用保水剂研制。一是加强低成本和抗离子性研究。针对丙烯酸等化工原料不断涨价和成本增加问题，开发抗离子交联的保水剂有机分子单体，研究抗水解、抗光老化、微生物降解缓慢的保水材料添加剂，改进保水剂合成生产工艺，生产长效新型保水剂。二是加强研究保水剂添加其他农林制剂，形成植树造林、防沙治沙、农田生产（经济植物、大田作物）、绿化护坡等不同用途专用，以及拌种、土壤施用、灌水施用等不同剂型的多功能保水剂系列化复合产品，形成专用性、多元素全营养性、生物防治无污染性、用途明确的环保新型多功能保水剂。

（3）建立高分子保水材料及其系列产品的应用技术规范。高分子保水材料应用一般技术主要有拌种（种子涂层）、种子丸衣造粒、根部涂层（也称蘸根）、土壤直接施用法、用作育苗培养基质等方法。应用最多的是土壤直接施用法。但在实际应用中，缺乏对保水剂作用原理理论的全面、正确理解，应用技术缺乏规范，使得保水剂的作用没有得到充分发挥，甚至出现一些相反的结果。以往相关的一些研究已经有较多报道，但多数为试验报告，没有形成针对不同产品或应用范围的应用技术规范，这也是制约保水剂应用推广的重要方面。因此，必须加强保水剂应用原理的全面普及，并研究和制定针对不同保水剂产品和应用目的的应用技术规程，包括研究适合不同气候、地区、土壤的保水剂最佳施用量、施用方式和施肥方式保水剂应用技术；研究保水剂与其他旱作农业措施相结合为特征的综合保水技术。