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新疆干旱荒漠区是我国荒漠化最为严重的区域之一,该区域降水稀少,蒸发量大,土壤保水性差,如何增加土壤含水量及保水能力,为植物提供更多的可利用水分,是荒漠化防治需要解决的重要难题之一。将新材料、新技术应用于荒漠化造林,将有助于这一问题的解决。作为新型吸水、保水材料,保水剂已被广泛应用于农林业,并取得了较好效果,但保水剂在新疆干旱荒漠区的应用研究尚不多见。因此,探讨保水剂在该地区的适用性,对于上述问题的解决具有重要意义。本文对营养型保水剂(N)、生态多功能型保水剂(L)、植物体保水剂(D)、旱宝贝保水剂(B)等的吸水、保水特性,抗冻融性及其对土壤理化性状的影响进行了研究。在对数据进行处理和分析的基础上,得出如下结论:
⑴试验所用保水剂均具有较好的吸水性,但保水剂不同,吸水特性不同。在同种溶液中,L型保水剂吸水性最好,B和N型次之,D型最差。受溶液中离子影响,保水剂在井水和土壤提取液中的吸水倍率明显低于在蒸馏水中吸水倍率。组成和剂型相同的保水剂,小颗粒吸水快,大颗粒吸水慢,但两者间的吸水倍率差异不显著。保水剂在15%土壤含水量下的最大吸水量大于其它3种情况下的吸水量,且随土壤含水量的减小,保水剂最大吸水量逐渐减小。
⑵保水剂不同,其保水性不同:在充分吸水情况下,保水剂吸水倍率越大,所能的吸收水分越多,完全失水所需时间也越长;四种保水剂中L型保水性最好,B和N型次之,D型最差。相同吸水量下,不同保水剂间保水性差异可分为显著期和不显著期,差异显著期主要存在于失水中期,不显著期主要存在于失水前期和失水后期,且这种差异性主要存在于处理与对照之间,不同保水剂之间差异不显著。
⑶随吸水次数增加,各保水剂吸水倍率的变化趋势不同,反复吸水6次后,L型保水剂吸水倍率迅速下降,B和N型变化不大。试验所用保水剂均具有较好的耐低温和抗冻融性,经5次反复冻融后仍具有较好的吸水、保水性。
⑷保水剂对土壤理化性质的影响与所用保水剂及土壤类型有关。在沙土中,L型保水剂保水效果最好,B和N型次之,D型最差;在0.5%的保水剂用量下,沙土的保水效果明显优于0.1%和0.2%用量下的保水效果。在黏土中,保水剂不同用量间的保水效果差异不显著,且经保水剂处理后土壤含水量较对照均有所降低。保水剂能减小土壤的渗透系数,减缓水分向土壤深层渗透:在保水剂用量为0.1%的沙土中,4种保水剂对沙土渗透系数的影响为B最大,L和D次之,N最小;用量为0.5%时,L和D最大,B次之,N最小。在黏土中,两种用量下4种保水剂对黏土渗透系数影响均为N最大,L和B次之,D最小。
⑸随保水剂用量的增加,土壤容重和孔隙度分别呈现为增加和减小的变化趋势。在沙土中表现为L>N>B>D,在黏土中表现为L>B>N>D。4种保水剂对土壤固相比和气相比的影响为L>B>N>D和L>N>D>B,对沙土和黏土液相比的影响分别为L>B>N>D和N>L>D>B。在0.5%用量下,4种保水剂对土壤容重,孔隙度和三相比影响最大。
⑹在沙土中,经N型保水剂处理的土壤pH值变化最大;在黏土中,L和N型对土壤pH值影响程度大于B和D型。经L型处理后的两种土壤pH值差异极显著,经B、N和D型处理后的两种土壤间pH值无显著差异。保水剂对土壤电导率影响与所用保水剂类型有关。在沙土中,经4种保水剂处理的土壤电导率与对照间差异均达极显著水平,在黏土中,经B型处理的土壤与对照间电导率无显著性差异,经L、N、D型处理的土壤与对照间差异均极显著。
⑺颗粒状保水剂较粉末状保水剂具有更好的吸水性,且小颗粒的吸水性优于大颗粒的。当吸水量相同时,不同保水剂间保水性差异性不显著,而在相同土壤环境条件下,不同保水剂的最大水量不同,其达失水平衡所需时间不同,因此,是否具有优越的吸水性应作为选取保水剂的一个指标。保水剂在沙土中的保水效果与其用量成正比,在黏土中则加快了土壤水分散失,因此保水剂更适宜于在沙土中使用。