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魔芋超强吸水剂对土壤水分及植物生长中的节水抗旱效果的研究

作　者: 姚蕾
导　师: 姜发堂
学　校: 湖北工业大学
专　业: 食品科学
关键词: 魔芋超强吸水剂保水土壤有效含水量狗牙根
分类号: S482.99
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 34次
引　用: 1次
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内容摘要

我国水资源的供求矛盾日益突出,通过多种技术手段提高水分的利用效率已经势在必行,因此节水抗旱技术也日益受到人们的重视。在现有的节水技术中以保水剂为基础的保水技术是节水抗旱中最为有效的方法之一。保水剂是利用强吸水性树脂制成的一种具有很高吸水能力的高分子化合物,这类物质含有大量的强亲水性基团,能吸收自身重量百倍以上的水分,可以反复释放和吸收水分,供土壤和植物利用。魔芋超强吸水剂(KSAP)含有的大量羟基和羧基等亲水性基团使其具有了优良的保水性能。本文在KSAP作为新型保水剂的性能及其对土壤水分和植物生长的影响方面进行了较为系统的研究,取得了如下结论:1.以KGM为材料,丙烯酸为单体通过水相体系接枝共聚反应合成了魔芋超强吸水剂(KSAP)。FT-IR谱图表明KSAP含有大量的-OH和-COO-亲水性基团;SEM照片显示KSAP在微观上呈现相对均匀多网格物理结构;DSC分析表明,丙烯酸(钠)已经接枝在魔芋多糖上,其热性能相应改变;TG分析表明,KSAP比魔芋粉的起始失重温度高,热稳定性更好。2.三种粒径的KSAP吸纯水倍率分别是:701.4g/g(KSAP≤80目)、730.8g/g(80目<KSAP<20目)、752.6g/g(20目≤KSAP≤10目);在盐水中吸水倍率比较接近为:120.3～143.0g/g;KSAP在0.5min内吸水量分别为153.5g(KSAP≤80)、78.5g(80目<KSAP<20目)、28.4g(20目≤KSAP≤10);KSAP所保持的水分在机械条件下不易释放出来,在离心转速5000r/min时保水率均在95%以上。3. KSAP能够减缓土壤水分蒸发,大幅度提高土壤有效含水量。当KSAP用量为0.30%、粒径0.80mm,以表层喷洒的方式分别加入沙、红壤和棕壤中,则沙的有效含水量增加32.7%;红壤的有效含水量增加18.1%,棕壤的有效含水量增加24.3%。4.KSAP用量为0.20%并充分供水,狗牙根的发芽率提高35%;KSAP在限量供水条件下,能够降低狗牙根草的蒸散量,提高狗牙根的叶片含水量及相对含水量,改善植株的水分状况,有利于草坪草抗旱。在实际应用中要根据土壤类型及植物种类而选取适当的KSAP用量及使用方法。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第1章引言  8-23
  1.1 研究背景  8-9
  1.2 节水抗旱技术的发展现状与趋势  9-14
    1.2.1 节水抗旱技术发展的现状  9-13
    1.2.2 节水抗旱技术发展的趋势  13-14
  1.3 生物化学技术在节水抗旱中的应用  14-20
    1.3.1 生物膜覆盖技术  14
    1.3.2 生物结皮技术  14-15
    1.3.3 遗传育种技术  15
    1.3.4 保水技术  15-20
  1.4 研究的目的、意义  20-23
第2章魔芋超强吸水剂(KSAP)的制备、结构表征  23-33
  2.1 引言  23
  2.2 魔芋超强吸水剂（KSAP）的制备  23-24
    2.2.1 实验部分  23-24
  2.3 KSAP 的结构表征  24-32
    2.3.1 实验部分  24-25
    2.3.2 结果与讨论  25-32
      2.3.2.1 FT-IR 分析  25-26
      2.3.2.2 SEM 表征  26-28
      2.3.2.3 X-衍射  28
      2.3.2.4 热分析  28-32
  2.4 小结  32-33
第3章魔芋超强吸水剂(KSAP)吸水保水特性的研究  33-38
  3.1 引言  33
  3.2 实验部分  33-34
    3.2.1 材料与仪器  33
    3.2.2 实验方法  33-34
  3.3 结果与分析  34-37
    3.3.1 吸水性能  34-36
      3.3.1.1 吸水倍率  34-35
      3.3.1.2 吸水速率  35-36
    3.3.2 保水性能  36-37
  3.4 小结  37-38
第4章魔芋超强吸水剂（KSAP）对土壤保水性能的影响  38-49
  4.1 引言  38
  4.2 实验部分  38-40
    4.2.1 实验材料  38-39
    4.2.2 实验方法  39-40
  4.3 结果与讨论  40-47
    4.3.1 KSAP 的不同用量对土壤保水性能的影响  40-41
    4.3.2 不同粒径的KSAP 对土壤保水性能的影响  41-42
    4.3.3 KSAP 的不同施入方式对土壤保水性能的影响  42-43
    4.3.4 KSAP 在不同类型土壤中对土壤保水性能的影响  43-44
    4.3.5 不同浇水频率下KSAP 对沙保水性能的影响  44
    4.3.6 析因设计法的优化结果  44-47
  4.4 小结  47-49
第5章魔芋超强吸水剂（KSAP）对草坪草生长的影响  49-54
  5.1 引言  49
  5.2 实验部分  49-50
    5.2.1 实验材料  49
    5.2.2 实验方法  49-50
  5.3 结果与讨论  50-53
    5.3.1 不同用量的KSAP 对草坪草发芽率的影响  50-51
    5.3.2 不同用量的 KSAP 对草坪草生长速度的影响  51
    5.3.3 不同用量的KSAP 对草坪蒸散量的影响  51-52
    5.3.4 不同用量的KSAP 对叶片含水量的影响  52-53
  5.4 小结  53-54
第6章结论  54-56
  6.1 主要结论  54-55
  6.2 本研究的创新点  55
  6.3 展望  55-56
参考文献  56-61
致谢  61-62
附录攻读硕士期间发表的论文  62

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