第25卷第2期农业工程学报Vol.25No.2182009年2月TransactionsoftheCSAEFeb.2009保水剂对土壤水分垂直入渗特征的影响白文波1,2,3，宋吉青1,2,3※，李茂松1,2,3，汪亚峰4，武永峰1,2,3，刘布春1,2,3，王春艳1,2,3，王秀芬1,2,3（1．中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所，北京100081；2．农业部农业环境与气候变化重点开放实验室，北京100081；3．农业部旱作节水农业重点开放实验室，北京100081；4．中国科学院生态环境研究中心，北京100085）摘要：为了探明保水剂对土壤水分入渗性能及变化过程的影响，该文通过室内积水入渗试验，比较分析了保水剂作用下土壤水分的入渗率、累积入渗量及湿润锋等的动态变化。结果表明：保水剂对入渗率的影响具有稳定性和一致性。上层混施（0～10cm）和层施（5cm）保水剂会限制土壤水分向下运移，30min后累积入渗量分别比对照显著减少了17.3%～36.6%和5.5%～46.6%；而且随着保水剂用量增加，抑制效应增大。相比较而言，这种减缓入渗的程度在保水剂层施，且用量为0.1%时更为明显。下层（10～20cm）混施和层施（10cm和15cm）保水剂对土壤水分入渗的抑制是有限的，约比对照降低了4.9%～11.9%；但当保水剂层施量为0.1%时，土壤水分入渗反而会随着入渗进程而增加，累积入渗量可达到对照的1.1倍。层施保水剂后，保水剂层及保水剂下层土壤含水率会普遍增加1.1～1.9倍。关键词：积水入渗，入渗率，土壤含水率，保水剂，湿润锋中图分类号：S152.7文献标识码：A文章编号：1002-6819(2009)-2-0018-06白文波，宋吉青，李茂松，等.保水剂对土壤水分垂直入渗特征的影响[J].农业工程学报，2009，25(2)：18－23.BaiWenbo,SongJiqing,LiMaosong,etal.Effectofsuperabsorbentpolymeronverticalinfiltrationcharacteristicsofsoilwater[J].TransactionsoftheCSAE,2009,25(2)：18－23.(inChinesewithEnglishabstract)0引言?干旱缺水和土壤退化是制约中国农业持续发展的重要因素。近年来，随着全球变化，干旱加剧，农业受旱面积不断扩大，全国年均农田受旱面积已由20世纪50年代的1330万hm2上升到90年代以来的2670万hm2[1]。此外，全国水土流失面积达到367万km2，沙漠和沙漠化土地面积达到171.1万hm2[2]。因此，保持水土和抗旱节水已成为中国农业面向未来持续发展的必然选择。新型节水保水材料——保水剂的出现为解决上述问题提供了一种新途径和新方法。保水剂能迅速吸收和保持比自身重几百倍甚至上千倍的水分，而且具有反复吸水功能；吸水膨胀，能缓慢释放水分供植物吸收利用[3,4]。同时，保水剂能够通过自身特殊的结构改善土壤物理性状，提高土壤水分利用率，影响土壤水分的时空分布，从一定程度上缓解农田干旱缺水的现状[5]。目前关于保水剂在农业上的应用主要集中在新材料、新产品的研制[6,7]，物理化学性能验证[8]，以及保水剂对土壤理化特性及作物收稿日期：2008-02-27修订日期：2009-02-12基金项目：国家“十一五”863计划项目（2006AA100215）；国家科技支撑计划项目（2006BAD04B07）作者简介：白文波（1980－），女，山西偏关人，博士，主要从事作物逆境生理生态与农业减灾方面的研究。北京中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所，100081。Email：wbbai@sohu.com※通讯作者：宋吉青（1963－），男，河南人，研究员，博士，博士生导师，主要从事作物生长环境与材料的开发和利用，盐碱地生物修复与资源化利用技术等领域的研究。北京中国农业科学院农业环境与持续发展研究所，100081。Email：sokise63@yahoo.com.cn生长和产量影响的研究上[9-11]。水分在田间的入渗过程决定着降雨和灌溉水进入土壤的速度和数量，也决定着地表径流的大小和土壤侵蚀程度的强弱。尤其在水资源紧缺的情况下，关于入渗的理论和实践乃是发展节水型农业的重要依据之一。目前国内外已有大量研究关于土壤初始含水率、土壤容重、土壤质地等因素对土壤入渗特征的影响[12,13]，而就保水剂对土壤水分入渗及水分再分布过程影响的定量研究较少