中國是世界上水土流失最嚴重的國家之一，水土流失面積達356萬(wàn)km2，占國土面積的37%.目前，中國全國宜治理的水土流失面積仍有二百萬(wàn)平方公里，按現在的治理速度，需要半個(gè)世紀的時(shí)間才能得到初步治理。并且，水利、公路、鐵路、礦山等建筑工程建設以及人類(lèi)其他活動(dòng)會(huì )造成大量的裸露土坡和巖石邊坡，從而導致嚴重的水土流失。這些水土流失依靠自然力量難以恢復、甚至會(huì )更加惡化。為了加快邊坡水土流失的治理，科研工作者開(kāi)發(fā)出各種技術(shù)和產(chǎn)品來(lái)綠化邊坡。在眾多的措施中，應用保水劑治理邊坡水土流失是目前采用的重要手段之一。保水劑又稱(chēng)為高吸水性樹(shù)脂、超強吸水劑、固體水或高分子吸水劑，是利用強吸水樹(shù)脂制成的一種具有強力吸水保水能力的高分子聚合物。它能迅速吸收比自身重數百倍甚至上千倍的去離子水，數十倍至近百倍的含鹽水分，并且具有重復吸水的功能，吸水后膨脹為水凝膠，然后緩慢釋放水分供種子發(fā)芽和作物生長(cháng)利用，從而增強土壤保水性能、改良土壤結構、減少水的深層滲漏和土壤養分流失、提高水分利用率。保水劑適合在降水稀少、雨水年季分布不均勻的地區以及缺少灌溉水源的地區使用。

　　1、保水劑的類(lèi)型

　　保水劑是一種交聯(lián)密度很低、不溶于水、高水膨脹性的吸水力特別強的高分子聚合物。保水劑的成分因生產(chǎn)廠(chǎng)家和劑型而分為不同系列：

　　1）淀粉系列，包括淀粉接枝、羥甲基化淀粉、磷酸酯化淀粉和淀粉黃原酸鹽等。

　　2）纖維素系列，包括纖維素接枝、羥甲基化纖維素、羥丙基化纖維素和黃原酸化纖維素等。

　　3）合成聚合物系列，包括聚丙烯酸鹽類(lèi)、聚乙烯醇類(lèi)、聚氧化烷烴類(lèi)和無(wú)機聚合物類(lèi)等。

　　4）蛋白質(zhì)系列，包括大豆蛋白、絲蛋白類(lèi)和谷蛋白類(lèi)等。

　　5）其他系列，包括果膠、藻酸、殼聚糖等。

　　6）混合系列，各種不同類(lèi)別的保水劑的混合物。以淀粉接枝丙烯酸鹽共聚交聯(lián)物和丙烯酰胺-丙烯酸鹽共聚交聯(lián)物應用最為廣泛。聚丙烯酰胺型保水劑使用周期長(cháng)，穩定性和耐鹽性好，缺點(diǎn)是吸水能力逐年下降，一般可維持四年左右；淀粉接枝型保水劑吸水倍率和速率較大，成本相對較低，缺點(diǎn)是使用壽命短，易于降解，一般只能維持1-2年左右，穩定性和耐鹽性較差。

　　2、保水劑的特點(diǎn)

　　保水劑具有以下的特點(diǎn)：

　　1）能快速吸收雨水、灌溉水并保存起來(lái)，當植物需要時(shí)，又緩慢釋放，這樣既能保證植物正常生長(cháng)所需的水份，又能防止因蒸發(fā)、滲漏、流失把水份浪費掉，保證土壤長(cháng)期保持濕潤，可反復吸水、放水、緩慢供植物利用。

　　2）改良土壤結構（團粒結構、透水性、透氣性、熱容量）。反復的收縮與吸脹給土壤造成大量的孔隙，提高了土壤的透氣性、透水性，改善了根際環(huán)境，同時(shí)也增強了根際微生物的活動(dòng)，加快了根際周?chē)�有機礦物質(zhì)的分解有利于根系吸收，促進(jìn)了根系和植物的生長(cháng)發(fā)育，改良了土壤基質(zhì)，防止土壤板結，鹽漬化。

　　3）在各類(lèi)土壤、各種植物以及不同氣候條件下都能保持其穩定性和高效性。

　　4）促進(jìn)生長(cháng)，可提高種子發(fā)芽率5-15%，提早出苗1.5-3天，且促進(jìn)根系生長(cháng)，使植物根系更深。

　　5）節省肥料和農藥。如將農藥肥料與其混用，在其儲存雨水和灌溉水的同時(shí)也能把農藥肥料保存起來(lái)緩慢釋放，不會(huì )因蒸發(fā)、滲漏和流失而把農藥肥料浪費掉，從而提高農藥肥料的利用率。

　　6）無(wú)毒、無(wú)害、無(wú)副作用，使用過(guò)程對環(huán)境作物沒(méi)有任何污染。

　　3、保水劑的保水改土作用

　　保水劑加入土壤以后能提高土壤對降水的吸收能力，提高土壤的吸水速度。在一定范圍內，土壤吸水能力隨著(zhù)保水劑用量的增加而增加。

　　保水劑在水份充足時(shí)吸收水份并將其儲存起來(lái)供植物生長(cháng)需要時(shí)使用，能提高土壤的保水能力，抑制土壤水分的無(wú)效蒸發(fā)，增加土壤含水量。

　　保水劑能改善土壤結構，增強土壤抗侵蝕能力。保水劑加入土壤以后，土壤形成團聚體的能力增強。保水劑反復地收縮與吸脹給土壤造成了大量的孔隙，提高了土壤的透氣性，改善了根隙環(huán)境，同時(shí)也增強了根隙微生物的活動(dòng)，加快了根際周?chē)�有機礦物質(zhì)的分解，有利于根系吸收，促進(jìn)了根系和植物的生長(cháng)發(fā)育，改良了土壤基質(zhì)，防止土壤板結和鹽漬化。

　　保水劑與其它肥料結合使用，可以延緩肥料釋放速度，提高肥料的利用效率率。保水劑中所含有的微量元素也可以緩慢釋放，供植物生長(cháng)使用。

　　由于保水劑吸收大量的水分，減少了保水劑周?chē)�環(huán)境溫度的變化，因此，還具有一定的保溫性能。

　　4、保水劑的使用方法

　　保水劑的物理形狀為規則或不規則的顆粒狀和粉末狀固體。一般來(lái)說(shuō)，顆粒狀產(chǎn)品通氣性較好，壽命長(cháng)，適合于拌土使用。粉末狀保水劑拌土使用時(shí)，如若與土壤攪拌不勻，吸水后易造成土壤局部含水量過(guò)多，影響土壤透氣性，甚至造成苗木根系腐爛。故一般不用于拌土，而適合于種子包衣或蘸根。一般還需要根據土壤類(lèi)型不同使用保水劑，砂土中適宜使用較大顆粒的保水劑，粘土和壤土中適宜使用粉末狀的保水劑。

　　5、保水劑在邊坡綠化中的應用

　　由于邊坡、特別是陡峭的巖質(zhì)邊坡，土層瘠薄，水分不易保存，植物難以生根發(fā)芽，用保水劑混合植物種子播種，結合其他土壤穩定技術(shù)，可以提高邊坡土壤的存水量，使植物能夠正常生長(cháng)，并能夠減少灌溉用水量和提高植物的抗逆能力。陳本建（2000）報道，使用保水劑可以提高黑麥草的出苗率，提高其抗旱性，減少灌水量，并使其提前出苗。楊勇等（2002）、丁書(shū)俠等（2003）試驗研究表明，利用保水劑在路基邊坡造林，可提高苗木成活率和保存率，增加根系層土壤含水率，促進(jìn)植物生長(cháng)，使苗木成活保存率提高7%，生長(cháng)量增加19.2%，土壤含水率提高1.83%。

　　6、討論

　　保水劑不是造水劑，在使用時(shí)應使其充分吸水，才能發(fā)揮保水作用。不同的廠(chǎng)家生產(chǎn)的保水劑性質(zhì)不同，還需要對照說(shuō)明書(shū)，按照要求規范使用，才能取得最佳效果。

　　目前保水劑的功能主要是集水、保水和節水，但是保水劑與水、土壤的相互作用、以及保水劑與植物根系相互作用的研究還不多。我們還需要開(kāi)發(fā)具有更多諸如保肥、促進(jìn)生長(cháng)等功能的保水劑。

　　保水劑的制作原料主要是石油產(chǎn)品、纖維素、淀粉及其衍生物，制造成本較高。今后應開(kāi)發(fā)出廉價(jià)并且吸水能力強、吸水速度快、持效性長(cháng)的保水劑產(chǎn)品，真正促進(jìn)保水劑在水土保持和邊坡綠化中的大面積推廣利用。