保水剂对土壤化学性质的影响

（一）保水剂对土壤养分的影响

保水剂具有吸收和保蓄水分的作用，可将溶于水中的化肥等农作物生长所需要的营养物质固定其中，在一定程度上减少了可溶性养分的淋溶损失，达到节水节肥、提高水肥利用率的效果（庒文化等，2007）。百喜草栽培中土壤添加保水剂，土壤营养元素淋溶损失减少明显（陈晓佳等，2004）。模拟试验表明（安娟等，2013），保水剂有削减径流和抑制产沙的作用，淋溶液中总氮和总磷流失量分别较对照减少28.9%和26.6%。Sojka，et al.，（2006）发现，在土壤中施入保水剂能够促进土壤中微生物活动，提高土壤养分的利用效率。员学锋等（2005a）通过室内模拟试验发现，淋溶过程中保水剂处理的土壤淋溶液中PO43-、K+、NO3-的含量均远低于对照。马焕成等（2004）在森林土壤中进行试验，结果表明施加保水剂后，氮钾流失量大幅度减少，同时随着保水剂施用浓度的增加土壤中养分淋溶损失量愈少。因此，保水剂的使用能够提高肥料利用效率，具有很高的社会效益、经济效益和生态效益。

（二）保水剂对肥料利用效率的影响

在土壤中加入保水剂能提高土壤对肥料的利用率，减少养分的淋失，起到保肥的作用。化学氮肥的铵离子等官能团被保水剂上离子交换或络合，在植物根系量作用下缓慢释放，提高氮肥利用效率（黄占斌等，2016）。黄震等（2010）试验表明，不同类型保水剂对氮素（硝态氮、铵态氮和尿素）保肥效果差异很大，尿素等非电解质肥料与保水剂混用保肥效果都较好。保水剂在氮肥溶液中吸水倍数降低，且随氮肥浓度增大而降低（宫辛玲等，2008）。杜建军等（2007）研究结果表明，尿素氨挥发量显著降低，并随着保水剂用量的增加效果更加明显，加入0.05%～0.20%的保水剂时，氮、磷、钾养分累积淋失量分别较不施保水剂处理减少13.6%～39.6%、17.0%～28.3%和6.8%～24.6%。研究表明（李嘉竹等，2012），尿素等非电质肥料与保水剂等材料混施，能很好地发挥二者的协同作用，实现土壤水分和氮肥最佳耦合，较常规施肥提高水分和氮素利用效率110%和39%以上。姚建武等（2010）研究结果表明，施用保水剂处理0～30 cm土层的氮肥淋失率从26.2%降至17.1%，氮肥淋失减少34.7%。岳征文等（2011）发现，复合保水剂与同营养型的混合肥料处理相比，提高氮素表观利用率可提高0.2～1.9倍，磷素表观利用率可提高0.23～2.0倍。因此，保水剂对土壤中的养分起保蓄作用，提高养分的利用率，从而减缓了传统农药及化肥对环境的污染，有益于净化环境。

（三）保水剂对土壤酶活性的影响

土壤酶参与土壤各种生物化学过程中，对土壤有机质的矿化和营养元素的循环具有非常重要的作用，与环境质量和作物生产力密切相关（包开花，2015）。不同粒度的保水剂均能降低土壤过氧化氢酶活性，增加土壤蔗糖转化酶活性；中粒、粉末状的保水剂均能提高蛋白酶的活性；大粒、中粒保水剂能提高多酚氧化酶活性；中粒保水剂能增加土壤脲酶活性（崔娜等，2010）。邢世和等（2005）研究发现，石灰、粉煤灰、白云石和废菌棒4种保水材料施入土壤后，都能不同程度地提高土壤过氧化氢酶、脲酶、磷酸酶和纤维素酶活性。相关研究发现，保水剂及其复合材料对土壤重金属元素的钝化固化效应与土壤pH、全盐、有机质、养分及土壤酶活性等变化紧密相关（黄占斌等，2016）。

（四）保水剂对土壤微生物的影响

适量施用保水剂对增大土壤孔隙有积极作用，因此可以推定对土壤微生物的影响有增加的趋势。过量施用保水剂破坏土壤结构，减小孔隙，则对土壤微生物可能产生消极影响。当土壤含水量降低到一定程度时，微生物数量就会大幅度下降（蔡艳等，2002）。有研究表明（Sojka，et al.，2006），在保水剂高施用量条件下，微生物生物量比无保水剂条件下小得多。分析原因是保水剂使得微生物与土壤颗粒紧密结合，或者微生物之间结合紧密，从而抑制了微生物的增长。该研究还表明，多年连续施用保水剂与每年的用量和总用量有关。在高水平保水剂施用条件下，微生物生物量差异不显著。这可能与过量施用保水剂减少土壤孔隙有关。