Hablando de la investigación y aplicación del agente de retención de agua

Hablando de la investigación y aplicación del agente de retención de agua

Resumen

En vista de los requisitos técnicos actuales que surgen de la construcción del entorno ecológico y el desarrollo de la agricultura ahorradora de agua, se describen brevemente la naturaleza y tipos de agentes de retención de agua, el mecanismo de absorción de agua y los efectos de la aplicación, y se discuten los problemas existentes en el uso agrícola de los agentes de retención de agua.

En la investigación de la agricultura que ahorra agua, se han llevado a cabo plenamente medidas de ingeniería y medidas biológicas, y se han logrado grandes resultados. Sin embargo, la agricultura que ahorra agua es una ingeniería de sistemas compleja que involucra muchos aspectos. Con la profundización de la investigación agrícola en regiones áridas y semiáridas Varias medidas de cultivo de alta eficiencia para la agricultura de cultivo temprano han surgido una tras otra, y la aplicación de una pequeña cantidad de agentes de control químico para la sequía agrícola y la resistencia a la sequía ha atraído cada vez más la atención de expertos nacionales y extranjeros. La aplicación de un agente de retención de agua es una tecnología importante que ahorra agua y es resistente a la sequía. La aplicación de un agente de retención de agua en la agricultura que ahorra agua puede desempeñar el papel de retención de agua, retención de fertilizantes, mejora de la humedad y reducción de la evaporación.

1 La naturaleza y el tipo de agente de retención de agua.
El agente de retención de agua, también conocido como agente de retención de agua del suelo, resina superabsorbente y superabsorbente y agente absorbente de agua de alto peso molecular, es un polímero de alto peso molecular con propiedades de retención y absorción de agua súper altas hecho de resina fuerte absorbente de agua. Las propiedades físicas y químicas del agente de retención de agua se manifiestan principalmente en: excelente rendimiento de absorción de agua, su tasa de absorción de agua es generalmente decenas, cientos o incluso miles de veces su propio peso, y absorbe agua y humedad rápidamente; tiene buena retención de agua y se convierte en un hidrogel después de la absorción de agua. , La presión no es fácil de doblar, la evaporación es lenta; la estabilidad térmica es buena, el rango de aplicación es amplio; la durabilidad es fuerte y puede absorber agua repetidamente; la capacidad de absorción de amoníaco es fuerte y la tasa de utilización de fertilizantes nitrogenados en el suelo se puede aumentar en aproximadamente un 10%; es seguro y no tiene ningún efecto en humanos y animales. No cambiará el pH del suelo. Además, el agente de retención de agua también tiene las características de absorción selectiva de líquidos, resistencia al frío, permeabilidad al agua, liberación lenta, hinchazón, etc. [1].
En la actualidad, los agentes de retención de agua en el hogar y en el extranjero se dividen en dos categorías, uno es el copolímero reticulado de acrilamida-acrilato (poliacrilamida), y el otro es el copolímero reticulado de acrilato injertado con almidón (poliacrilato de sodio, Poliacrilato de potasio, poliacrilamida, acrilato injertado de almidón, etc.) [2].
(1) Tipo poliacrilamida. La poliacrilamida son cristales granulares blancos y sus componentes principales son: acrilamida, acrilato de potasio, agua y agente reticulante. A nivel internacional, la mayoría de los agentes de retención de agua producidos en Francia, Alemania, Bélgica, Japón, Estados Unidos y otros países son productos de este tipo de composición. Las características del producto son: larga vida útil y larga vida útil, la capacidad de almacenar agua y humedad en el suelo se puede mantener durante aproximadamente 4 años, pero su capacidad de absorción de agua disminuirá gradualmente y el costo será mayor.
(2) Tipo de injerto de almidón. En el poliacrilato, si el monómero polimerizado es del tipo sodio, el uso a largo plazo provocará el aumento del contenido de iones de sodio en el suelo, lo que hará que el suelo se endurezca, lo que no es bueno para las plantas. Por lo tanto, la mayoría de los fabricantes de agentes de retención de agua para la silvicultura y la agricultura pasan a la producción de poliacrilato o acrilamida de potasio. Este tipo de producto son cristales granulares de color blanco o amarillo claro, los ingredientes principales son: almidón, acrilato, agua, reticulante. Cuando este producto se utiliza para el almacenamiento de agua y la conservación de la humedad en la forestación, la vida útil solo se puede mantener durante más de 1 año, pero la tasa de absorción de agua y la velocidad de absorción de agua son excelentes y el costo es bajo [3].
2 Mecanismo de absorción de agua del agente de retención de agua
El mecanismo de absorción de agua del agente retenedor de agua está relacionado con su estructura molecular y es el resultado de la expansión molecular causada por la repulsión iónica del electrolito polimérico y la estructura de red que dificulta la interacción de la expansión molecular. Las cadenas moleculares de este compuesto polimérico están conectadas infinitamente y las moléculas presentan una compleja estructura de red tridimensional, lo que hace que tenga cierto grado de reticulación. Hay muchos grupos hidrófilos, como los grupos hidroxilo y los grupos carboxilo, en la estructura de la red reticulada. Cuando entran en contacto con el agua, los grupos hidrófilos de la superficie molecular se ionizan y se combinan con las moléculas de agua para formar enlaces de hidrógeno. De esta manera, una gran cantidad de De humedad. En el proceso de absorción de agua, el electrolito en la cadena de la red crea una diferencia en el potencial de penetración entre la solución dentro de la red y el agua externa. Bajo la acción de esta diferencia de potencial osmótico, las moléculas de agua externas continúan ingresando al interior de las moléculas. Los iones en la red se electrolizan con agua y los iones positivos están en un estado libre, mientras que los grupos de iones negativos todavía están fijos en la cadena de la red. Los iones negativos adyacentes generan una fuerza repulsiva, lo que provoca la expansión de la estructura de la red del polímero, y una gran cantidad de moléculas de agua entran en la estructura de la red molecular. El estado agregado del polímero tiene un tipo de cuerpo y una estructura lineal. La estructura del cuerpo puede mantener una cierta resistencia y no se puede estirar sin límite; mientras que la estructura lineal está ligeramente reticulada entre cadenas, y la parte lineal puede ser libre. Retráctil. Por lo tanto, el agente de retención de agua solo se hincha en agua para formar un gel sin disolverse. Cuando se liberan las moléculas de agua en el gel, siempre que la cadena molecular no se rompa, su capacidad de absorción de agua aún se puede restaurar [4].

3 Efecto de la aplicación del agente de retención de agua en la agricultura.
El agente de retención de agua muestra un mejor rendimiento de retención de agua en el proceso de aplicaciones agrícolas y forestales. Estudios experimentales relevantes han demostrado [5] que bajo las mismas condiciones de agua y fertilizantes, el uso de agentes de retención de agua puede aumentar significativamente el rendimiento de los cultivos en un 10% -30%, ahorrando agua y fertilizantes en un 5% -20%; en flores y otros cultivos comerciales, utilizando El agente puede extender significativamente el intervalo de riego (3-7 días), los botones florales son grandes, la duración es larga y los beneficios económicos son altos. Huang Fengqiu et al. [6] encontraron en el estudio que el uso de un agente de retención de agua para preparar semillas en condiciones de sequía (con una concentración de 1:10 es la mejor) puede aumentar la tasa de emergencia de las semillas entre un 5,0% y un 7,2%; al mismo tiempo, el experimento también señaló que el agente de retención de agua puede aumentar el contenido de clorofila. Para mejorar la fotosíntesis, la combinación de agente de retención de agua y agente de recubrimiento de semillas puede aumentar el rendimiento de los cultivos. El agente retenedor de agua se aplica al suelo del huerto [7] (con condiciones de riego), y el contenido de humedad del suelo se puede incrementar en más de un 4% en comparación con el control hasta el tercer año; al mismo tiempo, se encuentra que existe un dispositivo de prevención de la humedad del suelo cerca de la capa de suelo de 45 cm. Capa impermeable, donde el contenido de humedad del suelo es más alto.
El efecto promotor de los agentes de retención de agua en los cultivos se logra principalmente mejorando las condiciones de humedad del suelo [8]. La aplicación de agentes de retención de agua no solo puede mejorar significativamente las propiedades físicas de la arena, sino también aumentar el contenido efectivo de agua del suelo [9]. Los agentes de retención de agua se pueden utilizar para la retención de agua del suelo y la conservación de la humedad. , Mejorar la capacidad de retención de agua del suelo [10]. Los estudios han demostrado que con una resina absorbente de agua al 0,5%, el tiempo de retención del suelo se puede extender en casi 40 días [11].

4 Problemas en la aplicación del agente de retención de agua.
El agente de retención de agua es conocido como el producto químico más prometedor para la aplicación a gran escala en la agricultura después de los fertilizantes, pesticidas y películas de cobertura. Sin embargo, la popularidad de los agentes de retención de agua en China todavía se encuentra en un nivel bajo. Las principales razones son: primero, el precio del producto es alto, segundo, el rendimiento del producto está lejos de la demanda real, el tercero es la falta de reconocimiento de un método de uso razonable y el cuarto es el agente de retención de agua en condiciones climáticas, textura del suelo, condiciones de humedad del suelo y salinidad del suelo. Y la influencia de varios factores como el tipo de iones, la calidad del agua de riego y el volumen de agua de riego no se ha estudiado de forma sistemática.
Con el agravamiento de la sequía y la escasez de agua en nuestro país y la implementación de la estrategia de desarrollo occidental, la necesidad de desarrollar una agricultura que ahorre agua, restaurar y construir el entorno ecológico se ha vuelto cada vez más urgente. En los últimos años, los agentes de retención de agua se han desarrollado rápidamente y se han convertido en una importante tecnología química de ahorro de agua en los campos de la agricultura de alta eficiencia y ahorro de agua, la forestación, la plantación de pastos y el cultivo de hortalizas y frutas. Creo que en un futuro cercano, con la ciencia y la tecnología como precursora y la empresa como factor principal, los agentes de retención de agua jugarán un papel importante en el campo de la agricultura y la silvicultura en nuestro país.