司徒艳结，卫尤明，杨俊颖，毛小云,2，廖宗文，陈 娴*

    (1 华南农业大学资源环境学院，广东广州 510642；2 广东省生态循环农业重点实验室，广东广州 510642)

    水资源缺乏是我国农业生产面临的一个主要问题，农田年均干旱受灾面积高达200万hm2[1]。由于全球气候变化加剧了降水的不均匀分布，农业生产干旱灾害更为严峻[2]，亟需工程技术措施来抵御短期的旱灾。近年来，化学保水剂 (superabsorbent polymers)在农业和园林方面得到快速应用，取得了显著的保水、保肥、改土效果[3–6]，已经成为解决农业旱灾、提高水肥利用率、促进作物增产的重要手段[7–8]。然而，保水剂大量使用(大于90～150 kg/hm2)的负面影响报道也逐渐增多[9–11]。目前，保水剂应用中出现的抑制作物生长、减产等现象尚缺乏深入研究分析，不利于制定科学的预防措施，影响了保水剂在节水农林业生产中的应用潜力。本文从保水剂与作物的关系出发，尝试解析保水剂抑制作物生长的主要原因，为改进农林保水剂生产工艺、消除有害因素提供思路。

    1 保水剂过量施用不利于作物生长和品质

    保水剂由于其特殊的分子结构，能够快速吸收水分，其所吸持的水分一般在干旱时才能缓慢释放供植物吸收利用，因而具有明显的保水抗旱[5,12]、减少养分流失[13–14]和改善土壤物理结构的功效[15–16]。介晓磊和康玲玲[17]利用张力计和恒温脱水动力学方法，研究了不同剂量保水剂对土壤持水性的影响，发现随保水剂用量的增加土壤持水容量增大，因此作物可利用的有效水增加。保水剂不仅可以增加土壤含水量，而且可以有效降低土壤水分蒸发提高水分的利用率[18–19]，用量越大，吸水量越多且保肥能力越强[20–23]。

    保水剂被施入土壤后，反复吸水膨胀和释水收缩使土壤孔隙增加，从而在一定程度上改善了土壤的通透状况。黄占斌等[24]研究表明，保水剂在土壤中反复吸水膨胀和释水收缩可显著增加土壤中0.5～5 mm 粒径的团粒结构，随着土壤保水剂用量的增加，土壤中粒径大于1 mm的大团聚体和土壤孔隙增加，这对改善土壤通透性和减少土面蒸发有重要作用。然而，在农、林、园艺等领域的应用研究中发现，保水剂促进作物生长的效果不稳定，与其施用量关系尤为密切，如吴琳杰等[25]对侧柏的盆栽试验发现，随保水剂施用量的增加侧柏出苗率显著下降，土壤含水率为15%时，各处理的种子出芽率、发芽势、幼苗株高、鲜重等均低于空白对照，出芽率比空白对照低30%，负效应显现。表1列举了一些保水剂及其对蔬菜、园艺等作物生长和品质产生负效应时的施用量[10,26–37] ......