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让耕层土壤像肌肤一样有弹性

——矿物复合保水剂人工保水层一席谈

2020-10-13 7:53:53 来源:中国矿业报 作者:李备 刘景涛 张玉玺

水是万物之源,肌肤因为有水而光滑圆润。同样,具有重要耕植意义及减缓蒸发作用的耕层土壤,其保水意义不容忽视。给耕层土壤保水,将对我国水资源有着革命性的意义。我国水资源分布不均,干旱半干旱地区面积占国土总面积的47%,特别是西北地区,春旱秋涝,水资源短缺并且利用率较低。加强土壤水土保持功能,是提高水资源利用率的有效方法,一直受到国内外诸多学者的高度关注。保水剂具有惊人的吸水能力和良好的持水特性,利用保水剂达到节水增产、荒漠化治理是节水措施中的一种有效途径和方法。

矿物复合保水剂是丙烯酸与膨润土经过聚合反应得到的一种吸水能力极强的保水产品,有小米粒1/5到1/10大小,吸水倍率高达150倍~700倍,吸住的水分不会被挤出来,因而具有极强的保水性能。将矿物复合保水剂施用于耕层土壤,形成人工保水层,遇水则迅速吸收,并能长时间蓄储,当土壤干旱时保水层则将水分均衡释放出来供植物利用,而且可以常年反复吸释水,起到长期抗旱保墒、疏松土壤的作用。人工保水层还可减小耕层土壤昼夜温差,起到保温效果,同时具有保水保肥,防止水肥流失、缓慢释放、增强药效的功能。矿物复合保水剂不会对土壤环境及地下水造成污染,生产成本低,强度好,因此具有很大的应用潜力。

将矿物复合保水剂施用与盆栽中,在培养箱内进行了小白菜种子萌发实验和新疆45号棉种植实验,适量的矿物复合保水剂添加量和初始给水量组成的人工保水层对植株生长有极强的促进作用。在未补水情况下,人工保水层持续给植株幼苗供水维持达3个月有余。在此基础上,结合室内实验数据,在塔克拉玛干沙漠南缘新疆121团场土壤改良实验基地进行了棉花野外种植实验。结果表明无人工保水层保护的棉花幼苗仅在萌发一周后便枯萎死亡,而有人工保水层保护的棉花幼苗发芽率高,且在人工保水层持续供水的过程中,安全度过了生根期,其根系得以深扎耕层土壤,汲取地下水分而成活。在植株生长过程中,人工保水层将吸持的降雨及凝结水缓慢释放,为植株提供生长必须水分,表明人工保水层在种子萌发期和生长期发挥了重要作用。

将矿物复合保水剂应用于尾矿库生态修复方面,在广西南宁隆安凤凰山银矿尾矿库用矿区附近常见的草本植物鬼针草和灌木植物黄蝉进行种植,3个月后对试验小区幼苗进行了盖度、株高、成活率统计。结果表明有人工保水层的实验小区植株长势明显优于对照小区,无人工保水层的实验小区植株零存活。

目前,我国森林覆盖率偏低,水土流失较为严重,林草措施在水土保持中占据重要地位,矿物复合保水剂在造林绿化中具有显著作用。矿物复合保水剂组成的人工保水时,能将自身保持的水分释放,供植物生长。

我国应用保水剂防治水土流失还处于起步阶段,在实际推广过程中,保水剂的作用往往得不到充分发挥,甚至出现一些负面评价。主要原因包括:产品价格过高、质量参差不齐,与实际使用需求存在差异;缺乏宣传,对保水剂的作用效果、作用原理理解不全面;应用技术缺乏专业指导等。保水剂在使用过程中受诸多因素影响,如土壤质地、施用方法、地区气候条件、施用时机等,这也给其推广应用带来了较大阻力。因此,在实际应用时,应针对地区差异,结合室内盆栽实验和大田实验,进行实际自然状况下的系列优化实验,以获取最佳的施用类型、施用量和施用方法,从而保证施用效果。

正确运用矿物复合保水剂及其人工保水层施用方法增加耕层土壤含水率和通透性,极大地提高干旱区地表植被成活率及水肥利用水平,促进耕层土壤水循环,为我国全面应对水土流失和遏制干旱面积扩大化问题提供有效手段。□

(作者单位:中国地质科学院水文地质环境地质研究所)

网站编辑:宫莉

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