干旱缺水是我国农业生产面临的重大问题。改善土壤/植物/大气连续体的水分平衡和高效利用，开发化学节水制剂与应用，是近年发展迅速的一项植物抗旱节水高新技术。保水剂作用于土壤/植物系统，增加土壤保水和供水能力，降低土面蒸发，提高植物对土壤水分有效利用；蒸腾抑制剂作用于植物叶面/大气系统，调控与优化植物叶面气孔，降低蒸腾，提高植物水分利用效率和产量。发展高效、低毒、价廉的绿色环保多功能节水制剂，已经成为现代节水制剂研究和发展的重要方向。 从绿色多功能节水制剂研制和应用入手，优化生产工艺和技术，产学研紧密结合，加快化学节水制剂在农业生产中的应用，对提升农业节水技术装备水平，保障我国农业生产和粮食安全、促进农业可持续发展和循环经济发展，具有重要意义。研究内容包括： （1）有机无机复合型保水剂，最优合成条件（腐殖酸钠30wt%，黏土20wt%）中试放大产物，其纯水和0.9wt%NaCl溶液的吸水倍率为425g/g和51g/g。矿物质保水剂吸水倍率测定，膨润土（>600g/g）>高岭土、
凹凸棒土（>500g/g）>硅藻土、白云母、累托石、黑云母（>400g/g）>海泡石、未膨胀蛭石、膨胀蛭石（～300g/g）。矿物质原材料添加比率30wt%，与聚丙烯酸保水剂相比原材料成本降低20-30%。草木灰型保水剂减少了富钠对土壤的负荷影响。以淀粉和丙烯酸为主原料的“淀粉基保水剂”，淀粉添加量大于50%，吸水倍率大于250，吸盐水倍率大于40，与聚丙烯酸保水剂相比原材料成本降低30-40%。 （2）以生物质资源为基质，研究低成本、生物可降解型液态生物质土壤水分保持制剂；作物秸秆物理法制浆抄膜（10-25g/m2），浸织新型液态生物质土壤水分保持材料，制造农用草纤维地膜（既成膜）。材料耐水性能有很大程度的改善，减少土壤水分蒸发10-30%。为解决农田地膜污染提供新的材料选择。 （3）筛选植物蒸腾抑制腐殖酸基质活性物，研发的调节代谢、膜阻断和反射降温等多功能一体，减少作物奢侈耗水的植物蒸腾抑制剂；大幅增加叶绿素含量，提高冬小麦灌浆速率8.8-23.7%；提高春玉米光合速率，蒸腾速率减弱，气孔开度小幅减小；春玉米穗长增加12.6%，秃尖长明显减小，穗粒数增加14.3%，趋向籽实的生物产量分配率提高了19.2-21.4% （4）多功能节水制剂系列产品。针对旱区特定优势作物和高价值经济作物的实际需要，提高产品保水性能、降低价格，开发了适宜不同作物的绿色环保多功能保水制剂； （5）针对不同类型地区和作物，开展多功能保水剂和蒸腾抑制剂的应用方式和应用技术试验，建立了多功能节水制剂在主要农作物田间应用的技术模式，以及应用操作规程。
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关键词：
绿色环保 有机无机保水剂 植物蒸腾抑制 节水材料
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作者：
宋吉青 白文波
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作者单位：
中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所
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报告类型：
最终报告
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公开范围：
公开
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全文页数：
35
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项目/课题名称：
绿色环保多功能保水制剂
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计划名称：
国家高技术研究发展计划
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编制时间：
2013-08-07
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立项批准年：
2006
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馆藏号：
306--2013-007482