保水剂与肥料养分的互作效应研究

朱本国，何 琴，吴 丹，杨丽军，白家云，王丽娟

(1.重庆市风景园林科学研究院，重庆 401329；2.重庆市城市园林绿化工程技术研究中心，重庆 401329；3.重庆市园林土壤质量检测中心，重庆 401329；4.重庆市农业生态与资源保护站，重庆 400020)

1 引言

保水剂是一种独具三维网状结构的有机高分子吸水性树脂，是一种吸水能力特别强的功能性高分子材料，这类物质含有大量结构特异的强吸水基团，在其内部可产生高渗透缔合作用并通过其网状孔隙结构进行吸水。它无毒无害，其特有的吸水、贮水、释水、保水性能，又被称为土壤保水剂、高吸水剂、高吸水性树脂或“微型水库”。保水剂除了具有重复吸水保水的功能以外，还起到土壤改良剂、化肥缓释剂的功能[1～7]。

近几年，通过研究发现保水剂对肥料养分具有一定的缓释作用，保水性肥料为缓释肥料提出了新的控释机制，利用其缓慢释放有效态养分，提高肥料利用率等方面具有重要意义。将保水剂用作缓释材料制造新型保水型缓释肥，实现对水、肥的一体化调控，是今后保水功能肥料发展和创新的一个重要方向[8～12]。

目前，我国对于保水剂的研究大多局限于保水或者保肥的单因子研究，缺乏水肥一体化调控研究，关于保水剂保肥效果研究的比较多，但是关于保水性能与保肥功效的合理优化、保水剂与不同肥料的混合施用比例的研究较少。因此，本文就保水剂与肥料养分混合施用比例进行研究，寻找一个能够达到肥料养分足够、保水性能最佳的合适配比[13～16]。

2 材料与方法

2.1 试验地点

试验在重庆市城市园林绿化工程技术中心和重庆市园林土壤质量检测中心实验室进行。

2.2 试验材料

试验保水剂：LQ保水剂。

试验肥料：尿素((NH2)2CO，含N 46.7%)、重过磷酸钙(Ca(H2PO4)2，含P26.5%)、氯化钾(KCl，含K 52.3%)、硝酸钾(KNO3，含K 38.6%，含N 13.8%)。

2.3 试验设计

2.3.1 液体肥料对保水剂吸肥量的影响试验方法

用1/1000电子天平称取约1.00 g LQ保水剂放置于烧杯中，分别加入500 mL的去离子水以及浓度分别为0.1、0.5、1.0、5.0、50.0、100.0 gN/L液体肥料，放置24 h后，用100目(0.15 mm)尼龙网筛过滤，测定过滤后保水剂水凝胶重量和剩余溶液体积，计算出相应的保水剂在不同浓度和不同液体肥料处理下的吸肥量。

3.3.2 液体肥料对保水剂吸肥速率的影响试验方法

用1/1000电子天平称取约1.00 g LQ保水剂放置于烧杯中，分别加入500 mL的去离子水以及浓度分别为0.1、0.5、1.0、5.0、50.0、100.0 gN/L液体肥料，在加完300 mL水后开始计时，直到LQ保水剂达到饱和，停止计时，并记录读数。

2.4 数据处理

数据处理釆用Excel2010和SPSS 19.0软件进行统计分析。

3 结果与分析

3.1 液体肥料对保水剂吸肥量的影响

将LQ保水剂分别与4种液体肥料(尿素、重过磷酸钙、氯化钾、硝酸钾)进行吸肥量的试验，通过试验研究发现，重过磷酸钙、氯化钾和硝酸钾这3种液体肥料随着液体肥料浓度的增大，保水剂的吸肥量明显下降，吸肥量降低的幅度也越来越大，也证明液体肥料对保水剂的吸肥量有比较显著的影响；尿素这种液体肥料随着液体肥料浓度的增大，尿素液体肥料在0～5 g/L浓度下保水剂的吸肥量缓慢下降，尿素液体肥料在5～100 g/L浓度下吸肥量基本持平，也证明尿素液体肥料对保水剂的吸肥量有一定的影响。液体肥料对保水剂吸肥量的影响图见图1。

图1 液体肥料对保水剂吸肥量的影响

3.2 液体肥料对保水剂吸肥速率的影响

将LQ保水剂分别与4种液体肥料(尿素、重过磷酸钙、氯化钾、硝酸钾)进行吸肥速率的试验，通过试验研究发现，重过磷酸钙、氯化钾和硝酸钾这3种液体肥料随着液体肥料浓度的增大，保水剂的吸肥速率明显下降，吸肥速率降低的幅度先是增大后是渐缓；尿素这种液体肥料随着液体肥料浓度的增大，吸肥速率整体趋势缓慢下降。液体肥料对保水剂吸肥量的影响图见图2。

图2 液体肥料对保水剂吸肥速率的影响

3.3 液体肥料对保水剂相互作用的分析

将LQ保水剂分别与4种液体肥料(尿素、重过磷酸钙、氯化钾、硝酸钾)进行吸肥量的试验，通过试验研究发现，重过磷酸钙、氯化钾、硝酸钾这3种液体肥料与LQ保水剂存在着相互抑制的作用，这种抑制作用随着浓度的增大而增大；尿素这种液体肥料与LQ保水剂存在着一定的抑制作用，在0～5 g/L浓度下这种抑制作用随着浓度的增大而缓慢增大，但在5～100 g/L浓度下，这种抑制作用趋于稳定。

4 结论

通过试验发现，重过磷酸钙、氯化钾和硝酸钾这3种液体肥料随着液体肥料浓度的增大，保水剂的吸肥量和吸肥速率明显下降，吸肥量降低的幅度是越来越大，吸肥速率降低的幅度先是增大后是渐缓，由此可证明液体肥料对保水剂的吸肥量和吸肥速率有比较显著的影响，液体肥料与LQ保水剂存在着相互抑制的作用；尿素这种液体肥料随着液体肥料浓度的增大，尿素液体肥料在0～5 g/L浓度下保水剂的吸肥量缓慢下降，在5～100 g/L浓度下吸肥量基本持平，而吸肥速率整体趋势是缓慢下降，由此可证明尿素液体肥料对保水剂的吸肥量和吸肥速率有一定的影响，尿素这种液体肥料与LQ保水剂存在着一定的抑制作用。