保水劑是當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的化學(xué)節(jié)水制劑之一,系統(tǒng)研究保水劑與土壤之間的水分交換關(guān)系及互作效應(yīng),明確保水劑-土壤多相體系中的水分交換機制,以及土壤團聚體對土壤水分運移的間接影響效應(yīng),對于保水劑的研發(fā)和合理應(yīng)用具有重要意義。本研究利用全反射紅外光譜和環(huán)境掃描電鏡等現(xiàn)代分析技術(shù),研究連續(xù)失水-復(fù)水條件下保水劑的分子結(jié)構(gòu)和形態(tài)特征變化,以及保水劑對土壤物理參數(shù)和團聚體分布等的影響;結(jié)合盆栽試驗,研究不同水分條件下保水劑對黃瓜根系形態(tài)、葉片氣孔性狀和葉綠素?zé)晒鈪?shù)等的影響,綜合評價保水劑-土壤-根系之間的水分交換作用與機制,以期為農(nóng)田水分管理提供理論和技術(shù)支撐。本文研究結(jié)果表明:1.保水劑與土壤混合后,土壤中的Si-O-Si鍵、-OH、蒙脫石礦物,以及無定形二氧化硅等礦物膠體會進(jìn)入保水劑的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中,使保水劑的膜結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不均勻的褶皺,甚至破裂。隨著保水劑用量的增加和作用時間的延長,土壤中的礦物膠體對保水劑的化學(xué)影響逐漸加劇。由此直接證明了土壤礦物膠體與保水劑發(fā)生不同程度的反應(yīng)是導(dǎo)致保水劑隨使用時間延長吸持水性能降低的主要原因之一。2.保水劑能增加土壤液相比,有效地改善土壤的持水能力,使土壤田... 

【文章來源】：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京市

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

不同土壤水分影響下的保水劑全反射紅外光譜圖

中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院碩士學(xué)位論文第二章連續(xù)失水-復(fù)水中土壤水分對保水劑形態(tài)和結(jié)構(gòu)的影響11（a）D-SAP×500（b）W-SAP×500（c）L-SAP-T1×500（d）L-SAP-T2×500（e）L-SAP-T3×500（f）S-SAP-T1×500（g）S-SAP-T2×500（h）S-SAP-T3×500圖2-2保水劑在不同狀態(tài)下的形態(tài)特征Fig.2-2Morphologicalcharacteristicsofsuperabsorbentpolymersunderdifferentconditions注：D-SAP和W-SAP分別為干燥保水劑顆粒和吸水飽和的保水劑顆粒；L-SAP-T1、L-SAP-T2和L-SAP-T3分別為第一次，第二次和第三次灌水10天后，受壤土水分影響的保水劑凝膠；S-SAP-T1、S-SAP-T2和S-SAP-T3分別為第一次，第二次和第三次灌水10天后，受沙土水分影響的保水劑凝膠；×500指放大500倍。Note:D-SAPandW-SAPrepresentdryandwaterabsorbedsuperabsorbentpolymer,respectively;L-SAP-T1,L-SAP-T2和L-SAP-T3denotethesuperabsorbentpolymersaffectedbyloamysoilmoistureafter10daysofirrigation,atthefirst,secondandthirdsamplingstages,respectively;S-SAP-T1,S-SAP-T2andS-SAP-T3denotethesuperabsorbentpolymersaffectedbysandysoilmoistureafter10daysofirrigation,atthefirst,secondandthirdsamplingstages,respectively.×500meansobservedat500magnification.2.2.3保水劑凝膠的質(zhì)量變化如圖2-3所示，在每次取樣階段，受沙土水分影響的保水劑凝膠質(zhì)量始終要顯著大于壤土的。從表2-2中可以看出，與沙土相比，壤土的持水能力較強，當(dāng)灌水后壤土將能保蓄更多的水分，

中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院碩士學(xué)位論文第三章連續(xù)失水-復(fù)水中不同用量保水劑對土壤結(jié)構(gòu)和物理性狀的影響22（d）圖3-1不同狀態(tài)下的保水劑樣品和土壤樣品全反射紅外光譜圖Fig.3-1ATR-FTIRspectraofsoilsampleandsuperabsorbentpolymersunderdifferentconditions注：D-SAP為干燥保水劑顆粒；L表示壤土；L-SAP表示保水劑-土壤混合體；C1、C2、C3分別表示保水劑施用比例0.1%、0.2%、0.3%；T1、T2、T3分別為第一、第二和第三次灌水10天后取樣。Note:D-SAPrepresentsdrysuperabsorbentpolymer;Lrepresentsloamysoil;L-SAPrepresentsthemixtureofsuperabsorbentpolymerandsoil;C1、C2、C3representtheapplicationproportionofsuperabsorbentpolymerare0.1%、0.2%、0.3%,respectively;T1,T2andT3denotethesamplestagesofthefirst,secondandthirdirrigationafter10days,respectively.3.2.2保水劑-土壤混合體的形態(tài)特征變化由圖3-2可以看出，受土壤水分蒸發(fā)的影響，在不同失水階段下，不同處理保水劑的膜表面出現(xiàn)了不同程度的褶皺狀。在初次失水階段，C1、C2、C3處理的保水劑（L-SAP-C1-T1、L-SAP-C2-T1、L-SAP-C3-T1）膜上均附著不同形狀細(xì)小的土壤礦物膠體，并且膜表面受礦物膠體的擠壓而凹凸不平。隨著保水劑施用量的增加，附著在保水劑上的土壤礦物膠體有增加的趨勢（圖a~c）。在使用時間延長的情況下，到了第二次和第三次失水階段，不同處理的保水劑（L-SAP-C1-T2、L-SAP-C2-T2、L-SAP-C3-T2、L-SAP-C1-T3、L-SAP-C2-T3、L-SAP-C3-T3）表面已經(jīng)出現(xiàn)了片狀的土壤礦物膠體。但在后兩次失水階段，不同處理的保水劑凝膠表面的礦物膠體數(shù)量之間的差異沒有T1階段明顯（圖d~i）；與T1階段相比，C2和C3處理的保水劑凝膠膜結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了更明顯的褶皺（圖e~f、圖h~i）。說明隨著保


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