土壤表面固定劑的研制及其對坡面侵蝕的防治
發(fā)布時間:2021-08-30 12:25
為進(jìn)一步降低東北黑土區(qū)坡耕地水土流失,研制了一種施用于較陡坡地且具有良好水土保持效益的新型覆蓋材料土壤表面固定劑。通過單因素試驗和響應(yīng)面試驗確定最優(yōu)合成參數(shù)比例;采用室內(nèi)模擬降雨法進(jìn)行地面覆蓋效果的對比試驗,探討其在坡面土壤侵蝕中的作用機(jī)理及防治效應(yīng)。制備條件驗證試驗結(jié)果表明:固定劑中添加淀粉4.0%、甘油35.0%(甘油占淀粉的比例,下同)、檸檬酸4.0%、堿化玉米秸稈粗纖維2.0%時,土壤表面固定劑的平均抗拉強(qiáng)度、斷裂伸長率分別為(6.91±0.12) MPa,(60.55±0.95)%。經(jīng)SEM表征,土壤表面固定劑表面明顯比較粗糙,且其與土粒間明顯形成的雙層結(jié)構(gòu)粘結(jié)層共同起到固土透水作用。對2種覆蓋處理的坡面地表徑流、產(chǎn)沙量指標(biāo)進(jìn)行測定,土壤表面固定劑覆蓋下徑流量與液體地膜覆蓋相比最大可減少3 7.9%;土壤表面固定劑覆蓋和液體地膜覆蓋處理抑制產(chǎn)沙作用明顯,減沙率分別在74.5%和86.6%以上。所以土壤表面固定劑覆蓋的抗水蝕效應(yīng)優(yōu)于裸地;透水能力優(yōu)于液體地膜覆蓋。
【文章來源】:吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2020,42(03)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:8 頁
【部分圖文】:
圖1淀粉添加量對土壤表面固定劑力學(xué)性能的影響??Fig.1.?Effect?of?starch?concentration?on?mechanical??
?,一TS;?-?A-?-?E??圖2甘油添加量對土壤表面固定劑力學(xué)性能的影??響??Fig.?2.?Effect?of?glycerin?content?on?mechanical??properties?of?soil?surface?fixation?agent??2.?1.3檸檬酸添加董對土壤表面固定剳力學(xué)性??能的影響在4.0%淀粉溶液(含35.0%甘油)中??分別添加?2.?Q%、4.?0級、.6.?0%、8.?0%、10.?0餘#顰??酸,成膜后測定其力學(xué)性能。由圖3可見,抒檬酸??添加量_變化,使II在成膜體系中發(fā)揮不同作用??(增塑劑、交聯(lián)劑、水解劑和增容劑)[1819]。當(dāng)添??加量為4.0%時,73和£均達(dá)峰值。當(dāng)含量<??4.?0%時,拉伸強(qiáng)度('TS)隨添加比例增大,從6.?4??MPa提高靈6.?8?MPa,斷囊忡長率E)從仇??增加:至..肌修3可簾暈由于桴響酸(矣4.?0%)主??寒誠交聯(lián)攻ft.作風(fēng)^當(dāng)‘_伽量>4.?0%時,檸檬酸??增塑怍用使7^和£顯著降flL另外,檸檬酸相??對其他交聯(lián)劑價廉且無毒,并易賦予被交聯(lián)材料??所需性龍[M]。因此,綜合經(jīng)濟(jì)和上述性能因素考??慮,確定貯檬酸最適:含量為2.?0% ̄6.?0咯。??■■—TS;?-?A-?-?E??圖3檸檬酸含量對土壤表面固定劑力學(xué)性能的影??響??Fig.?3.?Effect?of?citric?acid?content?on?mechanical??properties?of?soil?surface?fixation?agent??2.?1.4堿化玉米藉稈粗纟千維添加量對土壤表面??固定■力
5.?0%、40.?0%、45.?0%甘油進(jìn)行成膜,分別測定其.??#學(xué)_能4?ft輝2可見,加人甘油:焉,rs隨添加??#增加而降低,為先上升后下降!鰸嵉龋郏罚敝??.出,混:合膜力學(xué)性能往往和材料間混溶性及基面??間氫鍵的形成有關(guān)。在本研究中,甘油小分子:能??插人淀粉鏈間,與部分羥基形成新鍵,淀粉鏈間??分子作用力大寧淀粉/甘油分子間作用力,致:T5??下降,當(dāng)甘禎添加鼉<?40%時,拉伸遲慮>??5.?0?MPa,基本符合要求。??,一TS;?-?A-?-?E??圖2甘油添加量對土壤表面固定劑力學(xué)性能的影??響??Fig.?2.?Effect?of?glycerin?content?on?mechanical??properties?of?soil?surface?fixation?agent??2.?1.3檸檬酸添加董對土壤表面固定剳力學(xué)性??能的影響在4.0%淀粉溶液(含35.0%甘油)中??分別添加?2.?Q%、4.?0級、.6.?0%、8.?0%、10.?0餘#顰??酸,成膜后測定其力學(xué)性能。由圖3可見,抒檬酸??添加量_變化,使II在成膜體系中發(fā)揮不同作用??(增塑劑、交聯(lián)劑、水解劑和增容劑)[1819]。當(dāng)添??加量為4.0%時,73和£均達(dá)峰值。當(dāng)含量<??4.?0%時,拉伸強(qiáng)度('TS)隨添加比例增大,從6.?4??MPa提高靈6.?8?MPa,斷囊忡長率E)從仇??增加:至..肌修3可簾暈由于桴響酸(矣4.?0%)主??寒誠交聯(lián)攻ft.作風(fēng)^當(dāng)‘_伽量>4.?0%時,檸檬酸??增塑怍用使7^和£顯著降flL另外,檸檬酸相??對其他交聯(lián)劑價廉且無毒,并易賦予被交聯(lián)材料?
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]鈍化劑對鎘污染土壤中煙草生長發(fā)育的影響[J]. 陳越,閆晶,閆寒,朱詩苗,郎彬,李虎林. 吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2019(06)
[2]施玉米秸稈生物質(zhì)炭對土壤腐殖質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)特征的影響[J]. 白小艷,竇森. 吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2019(03)
[3]地膜覆蓋對重度鹽堿地土壤水鹽狀況及羊草移栽效果的影響[J]. 孟德臣,宗憲春,郗登寶,蔡翠萍,劉金文. 吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2018(06)
[4]黑土區(qū)坡耕地橫坡壟作措施防治土壤侵蝕的土槽試驗[J]. 王磊,何超,鄭粉莉,邊鋒,覃超,徐錫蒙. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報. 2018(15)
[5]吉林省土壤類型分布與黑土地保護(hù)[J]. 竇森,郭聃. 吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2018(04)
[6]不同利用方式對土壤黏粒礦物組成的影響[J]. 袁寧,王繼紅,程恩寶,尹衍利,李江月. 吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2019(01)
[7]檸檬酸對擠壓吹塑淀粉/聚乙烯醇復(fù)合膜性能的影響[J]. 王文濤,盧曉明,張慧,代養(yǎng)勇,董海洲,侯漢學(xué),崔言峰,陳寧. 中國糧油學(xué)報. 2017(12)
[8]黑土緩坡耕地植被過濾帶的攔蓄特征[J]. 王宇,房含,李明歡,趙占軍. 吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2017(03)
[9]黑土地保護(hù)與秸稈富集深還[J]. 竇森. 吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2016(05)
[10]響應(yīng)面試驗優(yōu)化玉米淀粉-殼聚糖可食膜的制備工藝[J]. 徐明悅,李洪軍,賀稚非,甘奕,王珊,余力,王兆明. 食品科學(xué). 2015(16)
本文編號:3372773
【文章來源】:吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2020,42(03)北大核心CSCD
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【部分圖文】:
圖1淀粉添加量對土壤表面固定劑力學(xué)性能的影響??Fig.1.?Effect?of?starch?concentration?on?mechanical??
?,一TS;?-?A-?-?E??圖2甘油添加量對土壤表面固定劑力學(xué)性能的影??響??Fig.?2.?Effect?of?glycerin?content?on?mechanical??properties?of?soil?surface?fixation?agent??2.?1.3檸檬酸添加董對土壤表面固定剳力學(xué)性??能的影響在4.0%淀粉溶液(含35.0%甘油)中??分別添加?2.?Q%、4.?0級、.6.?0%、8.?0%、10.?0餘#顰??酸,成膜后測定其力學(xué)性能。由圖3可見,抒檬酸??添加量_變化,使II在成膜體系中發(fā)揮不同作用??(增塑劑、交聯(lián)劑、水解劑和增容劑)[1819]。當(dāng)添??加量為4.0%時,73和£均達(dá)峰值。當(dāng)含量<??4.?0%時,拉伸強(qiáng)度('TS)隨添加比例增大,從6.?4??MPa提高靈6.?8?MPa,斷囊忡長率E)從仇??增加:至..肌修3可簾暈由于桴響酸(矣4.?0%)主??寒誠交聯(lián)攻ft.作風(fēng)^當(dāng)‘_伽量>4.?0%時,檸檬酸??增塑怍用使7^和£顯著降flL另外,檸檬酸相??對其他交聯(lián)劑價廉且無毒,并易賦予被交聯(lián)材料??所需性龍[M]。因此,綜合經(jīng)濟(jì)和上述性能因素考??慮,確定貯檬酸最適:含量為2.?0% ̄6.?0咯。??■■—TS;?-?A-?-?E??圖3檸檬酸含量對土壤表面固定劑力學(xué)性能的影??響??Fig.?3.?Effect?of?citric?acid?content?on?mechanical??properties?of?soil?surface?fixation?agent??2.?1.4堿化玉米藉稈粗纟千維添加量對土壤表面??固定■力
5.?0%、40.?0%、45.?0%甘油進(jìn)行成膜,分別測定其.??#學(xué)_能4?ft輝2可見,加人甘油:焉,rs隨添加??#增加而降低,為先上升后下降!鰸嵉龋郏罚敝??.出,混:合膜力學(xué)性能往往和材料間混溶性及基面??間氫鍵的形成有關(guān)。在本研究中,甘油小分子:能??插人淀粉鏈間,與部分羥基形成新鍵,淀粉鏈間??分子作用力大寧淀粉/甘油分子間作用力,致:T5??下降,當(dāng)甘禎添加鼉<?40%時,拉伸遲慮>??5.?0?MPa,基本符合要求。??,一TS;?-?A-?-?E??圖2甘油添加量對土壤表面固定劑力學(xué)性能的影??響??Fig.?2.?Effect?of?glycerin?content?on?mechanical??properties?of?soil?surface?fixation?agent??2.?1.3檸檬酸添加董對土壤表面固定剳力學(xué)性??能的影響在4.0%淀粉溶液(含35.0%甘油)中??分別添加?2.?Q%、4.?0級、.6.?0%、8.?0%、10.?0餘#顰??酸,成膜后測定其力學(xué)性能。由圖3可見,抒檬酸??添加量_變化,使II在成膜體系中發(fā)揮不同作用??(增塑劑、交聯(lián)劑、水解劑和增容劑)[1819]。當(dāng)添??加量為4.0%時,73和£均達(dá)峰值。當(dāng)含量<??4.?0%時,拉伸強(qiáng)度('TS)隨添加比例增大,從6.?4??MPa提高靈6.?8?MPa,斷囊忡長率E)從仇??增加:至..肌修3可簾暈由于桴響酸(矣4.?0%)主??寒誠交聯(lián)攻ft.作風(fēng)^當(dāng)‘_伽量>4.?0%時,檸檬酸??增塑怍用使7^和£顯著降flL另外,檸檬酸相??對其他交聯(lián)劑價廉且無毒,并易賦予被交聯(lián)材料?
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]鈍化劑對鎘污染土壤中煙草生長發(fā)育的影響[J]. 陳越,閆晶,閆寒,朱詩苗,郎彬,李虎林. 吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2019(06)
[2]施玉米秸稈生物質(zhì)炭對土壤腐殖質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)特征的影響[J]. 白小艷,竇森. 吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2019(03)
[3]地膜覆蓋對重度鹽堿地土壤水鹽狀況及羊草移栽效果的影響[J]. 孟德臣,宗憲春,郗登寶,蔡翠萍,劉金文. 吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2018(06)
[4]黑土區(qū)坡耕地橫坡壟作措施防治土壤侵蝕的土槽試驗[J]. 王磊,何超,鄭粉莉,邊鋒,覃超,徐錫蒙. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報. 2018(15)
[5]吉林省土壤類型分布與黑土地保護(hù)[J]. 竇森,郭聃. 吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2018(04)
[6]不同利用方式對土壤黏粒礦物組成的影響[J]. 袁寧,王繼紅,程恩寶,尹衍利,李江月. 吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2019(01)
[7]檸檬酸對擠壓吹塑淀粉/聚乙烯醇復(fù)合膜性能的影響[J]. 王文濤,盧曉明,張慧,代養(yǎng)勇,董海洲,侯漢學(xué),崔言峰,陳寧. 中國糧油學(xué)報. 2017(12)
[8]黑土緩坡耕地植被過濾帶的攔蓄特征[J]. 王宇,房含,李明歡,趙占軍. 吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2017(03)
[9]黑土地保護(hù)與秸稈富集深還[J]. 竇森. 吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2016(05)
[10]響應(yīng)面試驗優(yōu)化玉米淀粉-殼聚糖可食膜的制備工藝[J]. 徐明悅,李洪軍,賀稚非,甘奕,王珊,余力,王兆明. 食品科學(xué). 2015(16)
本文編號:3372773
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