保水劑與肥料養(yǎng)分的互作效應(yīng)研究

朱本國，何 琴，吳 丹，楊麗軍，白家云，王麗娟

(1.重慶市風(fēng)景園林科學(xué)研究院，重慶 401329；2.重慶市城市園林綠化工程技術(shù)研究中心，重慶 401329；3.重慶市園林土壤質(zhì)量檢測中心，重慶 401329；4.重慶市農(nóng)業(yè)生態(tài)與資源保護(hù)站，重慶 400020)

1 引言

保水劑是一種獨(dú)具三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的有機(jī)高分子吸水性樹脂，是一種吸水能力特別強(qiáng)的功能性高分子材料，這類物質(zhì)含有大量結(jié)構(gòu)特異的強(qiáng)吸水基團(tuán)，在其內(nèi)部可產(chǎn)生高滲透締合作用并通過其網(wǎng)狀孔隙結(jié)構(gòu)進(jìn)行吸水。它無毒無害，其特有的吸水、貯水、釋水、保水性能，又被稱為土壤保水劑、高吸水劑、高吸水性樹脂或“微型水庫”。保水劑除了具有重復(fù)吸水保水的功能以外，還起到土壤改良劑、化肥緩釋劑的功能[1～7]。

近幾年，通過研究發(fā)現(xiàn)保水劑對肥料養(yǎng)分具有一定的緩釋作用，保水性肥料為緩釋肥料提出了新的控釋機(jī)制，利用其緩慢釋放有效態(tài)養(yǎng)分，提高肥料利用率等方面具有重要意義。將保水劑用作緩釋材料制造新型保水型緩釋肥，實(shí)現(xiàn)對水、肥的一體化調(diào)控，是今后保水功能肥料發(fā)展和創(chuàng)新的一個重要方向[8～12]。

目前，我國對于保水劑的研究大多局限于保水或者保肥的單因子研究，缺乏水肥一體化調(diào)控研究，關(guān)于保水劑保肥效果研究的比較多，但是關(guān)于保水性能與保肥功效的合理優(yōu)化、保水劑與不同肥料的混合施用比例的研究較少。因此，本文就保水劑與肥料養(yǎng)分混合施用比例進(jìn)行研究，尋找一個能夠達(dá)到肥料養(yǎng)分足夠、保水性能最佳的合適配比[13～16]。

2 材料與方法

2.1 試驗地點(diǎn)

試驗在重慶市城市園林綠化工程技術(shù)中心和重慶市園林土壤質(zhì)量檢測中心實(shí)驗室進(jìn)行。

2.2 試驗材料

試驗保水劑：LQ保水劑。

試驗肥料：尿素((NH2)2CO，含N 46.7%)、重過磷酸鈣(Ca(H2PO4)2，含P26.5%)、氯化鉀(KCl，含K 52.3%)、硝酸鉀(KNO3，含K 38.6%，含N 13.8%)。

2.3 試驗設(shè)計

2.3.1 液體肥料對保水劑吸肥量的影響試驗方法

用1/1000電子天平稱取約1.00 g LQ保水劑放置于燒杯中，分別加入500 mL的去離子水以及濃度分別為0.1、0.5、1.0、5.0、50.0、100.0 gN/L液體肥料，放置24 h后，用100目(0.15 mm)尼龍網(wǎng)篩過濾，測定過濾后保水劑水凝膠重量和剩余溶液體積，計算出相應(yīng)的保水劑在不同濃度和不同液體肥料處理下的吸肥量。

3.3.2 液體肥料對保水劑吸肥速率的影響試驗方法

用1/1000電子天平稱取約1.00 g LQ保水劑放置于燒杯中，分別加入500 mL的去離子水以及濃度分別為0.1、0.5、1.0、5.0、50.0、100.0 gN/L液體肥料，在加完300 mL水后開始計時，直到LQ保水劑達(dá)到飽和，停止計時，并記錄讀數(shù)。

2.4 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理釆用Excel2010和SPSS 19.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析。

3 結(jié)果與分析

3.1 液體肥料對保水劑吸肥量的影響

將LQ保水劑分別與4種液體肥料(尿素、重過磷酸鈣、氯化鉀、硝酸鉀)進(jìn)行吸肥量的試驗，通過試驗研究發(fā)現(xiàn)，重過磷酸鈣、氯化鉀和硝酸鉀這3種液體肥料隨著液體肥料濃度的增大，保水劑的吸肥量明顯下降，吸肥量降低的幅度也越來越大，也證明液體肥料對保水劑的吸肥量有比較顯著的影響；尿素這種液體肥料隨著液體肥料濃度的增大，尿素液體肥料在0～5 g/L濃度下保水劑的吸肥量緩慢下降，尿素液體肥料在5～100 g/L濃度下吸肥量基本持平，也證明尿素液體肥料對保水劑的吸肥量有一定的影響。液體肥料對保水劑吸肥量的影響圖見圖1。

圖1 液體肥料對保水劑吸肥量的影響

3.2 液體肥料對保水劑吸肥速率的影響

將LQ保水劑分別與4種液體肥料(尿素、重過磷酸鈣、氯化鉀、硝酸鉀)進(jìn)行吸肥速率的試驗，通過試驗研究發(fā)現(xiàn)，重過磷酸鈣、氯化鉀和硝酸鉀這3種液體肥料隨著液體肥料濃度的增大，保水劑的吸肥速率明顯下降，吸肥速率降低的幅度先是增大后是漸緩；尿素這種液體肥料隨著液體肥料濃度的增大，吸肥速率整體趨勢緩慢下降。液體肥料對保水劑吸肥量的影響圖見圖2。

圖2 液體肥料對保水劑吸肥速率的影響

3.3 液體肥料對保水劑相互作用的分析

將LQ保水劑分別與4種液體肥料(尿素、重過磷酸鈣、氯化鉀、硝酸鉀)進(jìn)行吸肥量的試驗，通過試驗研究發(fā)現(xiàn)，重過磷酸鈣、氯化鉀、硝酸鉀這3種液體肥料與LQ保水劑存在著相互抑制的作用，這種抑制作用隨著濃度的增大而增大；尿素這種液體肥料與LQ保水劑存在著一定的抑制作用，在0～5 g/L濃度下這種抑制作用隨著濃度的增大而緩慢增大，但在5～100 g/L濃度下，這種抑制作用趨于穩(wěn)定。

4 結(jié)論

通過試驗發(fā)現(xiàn)，重過磷酸鈣、氯化鉀和硝酸鉀這3種液體肥料隨著液體肥料濃度的增大，保水劑的吸肥量和吸肥速率明顯下降，吸肥量降低的幅度是越來越大，吸肥速率降低的幅度先是增大后是漸緩，由此可證明液體肥料對保水劑的吸肥量和吸肥速率有比較顯著的影響，液體肥料與LQ保水劑存在著相互抑制的作用；尿素這種液體肥料隨著液體肥料濃度的增大，尿素液體肥料在0～5 g/L濃度下保水劑的吸肥量緩慢下降，在5～100 g/L濃度下吸肥量基本持平，而吸肥速率整體趨勢是緩慢下降，由此可證明尿素液體肥料對保水劑的吸肥量和吸肥速率有一定的影響，尿素這種液體肥料與LQ保水劑存在著一定的抑制作用。