生物質基復合保水劑的制備及水分利用特性基礎研究.pdf

1、本課題在新疆科技廳科技支撐計劃項目“新疆土壤荒漠化防治系列滴灌肥產(chǎn)業(yè)關鍵技術研宄與示范”的資助下，以高吸水性樹脂(SAP)為對照，通過考察濃度、不同水質、鹽溶液對魔芋葡苷聚糖(KGM)、羧甲基纖維素（C M C)、海藻酸鈉(SA)溶膠的影響，探討了材料及外部條件的變化對三種材料水分利用特性的影響，并將三種材料復配制備成生物質基復合保水劑，與滴灌相結合，通過人工土柱淋溶試驗探討了其應用于土壤后的水肥應用效果，研宄結果表明：
　　(1

2、)三種原料溶于水后形成溶膠，其溶膠粘度與原料濃度分別滿足關系式為11(醫(yī))=1255.17 e3.56ra(KGM)、1!(cmc)=10.36 e615a(CMC)、ii(sa)=19.78 e256ffl(SA); K G M溶膠在不同水質中的溶膠粘度為＃水，KGM在自來水中溶膠粘度最大下降率不超過在去離子水中的44.5％，C M C在濃度低于0.6%時不同水質中的溶膠粘度相差較小，濃度為0.6%?1.0%的 C M C和濃度為1.

3、0%?2.0%的S A在不同水質的粘度變化趨勢為ti自
　　K G M在0.9wt%的 N a C l溶液中溶膠粘度有所下降，其下降幅度不超過在去離子水中的28.6%，1.0評^%?2.0評^%的 S A溶膠與0.6評^%?1.0評^%的 C M C溶膠在0.9wt%的 N a C l溶液中的粘度高于其在去離子水中的粘度；隨著放置時間的延長，CMC、SA溶膠粘度變化較小，K G M溶膠粘度隨放置時間的延長粘度逐漸減小。
　　

4、(2) KGM、CMC、SA復配具有協(xié)同增效作用，三元復配溶膠的最優(yōu)質量比為m(KGM):m(SA):m(CMC)=1:2:1。考察氯化鉀、硫酸鉀、磷酸二氫銨、氯化銨、硫酸銨五種肥料對生物質基復合保水劑的粘度的影響可以得到：生物質基復合保水劑溶膠適宜配施的N、P、K肥分別為NHfl、NH4H2PO4、K2S O4。生物質基復合保水劑的溶膠粘度在濃度為0.4%?1.6%的 K2S O4(最大 K肥用量超過標準土壤K肥用量的23倍）溶膠仍可

5、保持較好的穩(wěn)定性，溶膠粘度保持對照的85.5%以上；0.4wt%、0.8*〖％的N H4C l中（N含量為土壤標準N用量的1.5、3倍）粘度分別可達對照的91.7%、86.7%; N H4H2P O4在濃度為0.4%、0.8%( P肥用量為土壤標準P肥用量的0.7、1.4倍）溶膠穩(wěn)定性較好，分別為對照的86.7%、80.5%。而 S A P在氯化鉀、硫酸鉀、磷酸二氫銨、氯化銨、硫酸銨五種肥料濃度最低（0.4%)時的吸水倍率分別為對照的2

6、1.8%、24.7%、19.4%、23.0%、27%，下降率接近八成，隨著肥料濃度繼續(xù)增大，吸水倍率下降超過90%，基本失去保水性。生物質基復合保水劑與肥料具有良好配伍性，為其應用奠定了良好的基礎。
　　(3)采用人工土柱淋溶試驗方法，添加生物質基復合保水劑濃度為4g/L?7g/L的土壤保水性能均優(yōu)于對照；保持添加液量1000mL不變，添加4g/L的生物質基復合保水劑的累計滲液量為對照的79.2%，能減少約20.8%深層滲透水，添

7、加復合保水劑濃度分別為5、6、7g/L時，前4天累計滲液量不超過對照12.4%，能減少約為87.6%的深層滲透水，到11天后，添加復合保水劑濃度分別為5、6、7g/L累計滲液量分別為330mL、280mL、290mL，比對照減少49.5%、58.5%、57%的深層滲透水。添加6 g/L的保水劑到飽和含水的土壤能減少98%的滲透水；且使用生物質基復合保水劑的土壤抗蒸發(fā)性能在一定時間范圍內優(yōu)于對照。
　　(4)添加肥料對生物質基復合保

8、水劑的土壤保水性能有較大的影響，保持添加液體量500 m L不變時，0.4%?6.4%的 N、P、K肥與保水劑配施對土壤保水性能的影響不同。單獨使用保水劑為對照，保水劑與鉀肥互作表明保水劑與濃度為0.4?0.8%的 KCl(超過土壤標準K肥用量的10.5倍）和濃度為0.4%?1.6%的K2S O4( K肥最大用量超過土壤標準K肥用量的23倍)互作保水性較好，分別能減少85.6%以上和86.5%以上的滲透水，保水性可維持對照的90%;與氮