【摘要】：水資源的匱乏,土壤肥力不足以及水土流失嚴(yán)重制約著我國(guó)的農(nóng)業(yè)發(fā)展,其中缺水現(xiàn)象最嚴(yán)重的區(qū)域是廣大的西北部地區(qū)。而在安徽省內(nèi)的皖南地區(qū),由于丘陵、山地眾多,每當(dāng)降水過(guò)后,水分都會(huì)快速流失,土壤無(wú)法有效保持水分,這為我省皖南地區(qū)的作物種植帶來(lái)了長(zhǎng)期的困擾。保水劑是一種具超強(qiáng)吸水能力的合成高分子材料,能夠吸收自身幾百倍甚至幾千倍的水分、且能反復(fù)吸收和釋放水分,而在經(jīng)過(guò)數(shù)百次的反復(fù)利用后,它可以在土壤中自動(dòng)降解,不會(huì)造成污染。保水劑的出現(xiàn)給解決我省乃至全國(guó)范圍內(nèi)的缺水問(wèn)題指出了一條行之有效的道路。本文主要研究了一種常見(jiàn)的保水劑(聚丙烯酸納保水劑)的制備過(guò)程,并對(duì)其制備方法進(jìn)行了改進(jìn),探究了反應(yīng)過(guò)程中溶液中合度等因素對(duì)所制得保水劑品質(zhì)之間的關(guān)系,并對(duì)其實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行優(yōu)化、改進(jìn),以期為將來(lái)能在工業(yè)上進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)奠定理論基礎(chǔ)。另一方面,測(cè)定了所制得保水劑的吸水倍率,并向其中添加微量元素鹽,制得了含有微量元素鹽的復(fù)合型保水劑,探究了添加微量元素鹽對(duì)其吸水率的影響。最后,通過(guò)進(jìn)行保水劑混施草莓種植盆栽試驗(yàn),探究其對(duì)草莓生長(zhǎng)發(fā)育的影響,得出了以下初步結(jié)論:(1)以丙烯酸納做為單體,以過(guò)硫酸銨做為引發(fā)劑,丙烯酰胺作為體系交聯(lián)劑,采用溶液聚合法,制備得到聚丙烯酸鈉高吸水樹(shù)脂保水劑。實(shí)驗(yàn)研究了該反應(yīng)不同影響因素對(duì)保水劑品質(zhì)的影響,發(fā)現(xiàn)當(dāng)酸堿中和度為70%,反應(yīng)溫度為65℃,反應(yīng)時(shí)間為4至6h時(shí)制得的保水劑品質(zhì)最佳。制得的品質(zhì)最好的保水劑在純水中的吸水能力達(dá)到1431g/g,且整個(gè)反應(yīng)過(guò)程的時(shí)間從原來(lái)的8至12小時(shí)縮短到了 4到6小時(shí),整個(gè)反應(yīng)過(guò)程被大大簡(jiǎn)化。(2)在制備保水劑的過(guò)程中添加微量元素鹽,制得含有微鹽的復(fù)合型保水劑,觀察對(duì)它吸液能力的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn)保水劑的吸液能力驟降至600g/g左右,這是由于當(dāng)保水劑吸收水分時(shí),附著在其中的微量元素鹽發(fā)生電離,產(chǎn)生大量鹽離子,而電離產(chǎn)生的離子會(huì)改變保水劑吸水時(shí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)內(nèi)外的滲透壓,從而使保水劑的吸水率大幅降低。(3)將制得的保水劑混施入草莓盆栽中進(jìn)行實(shí)驗(yàn),無(wú)植株實(shí)驗(yàn)組表明,未添加保水劑的對(duì)照組在33天后土壤水分含量?jī)H為12.23%,而同時(shí)期添加了不同梯度濃度保水劑的實(shí)驗(yàn)組土壤水分含量依次為添加了 10g保水劑的實(shí)驗(yàn)組T1最終土壤含水率為25.41%,添加了 5g保水劑的T2組最終土壤含水量為23.12%,添加了 3.3g保水劑的實(shí)驗(yàn)組T3最終土壤含水量為20.02%,添加了 2.5g保水劑的實(shí)驗(yàn)組T4最終土壤- 含水量為18.34%,均遠(yuǎn)高于對(duì)照組,這表明保水劑具有優(yōu)秀的保持土壤水分的能力。(4)有植株試驗(yàn)表明,保水劑能夠維持土壤水分,減少除作物消耗外的水分喪失。33天后未添加保水劑的對(duì)照組草莓苗死亡,其土壤水分含量?jī)H為9.12%,而添加了保水劑的實(shí)驗(yàn)組在同一時(shí)期草莓苗均存活,土壤水分含量依次為21.81%,19.02%,17.13%,16.34%,同樣遠(yuǎn)高于對(duì)照組。(5)保水劑能夠促進(jìn)草莓苗的生長(zhǎng)發(fā)育,加快生物量的積累,對(duì)草莓栽培起到積極的作用。施用了保水劑的草莓植株其株高最高達(dá)到了 12.3cm、株徑最高達(dá)到了1.05cm、葉面積最多可達(dá)22.7cm2、葉柄長(zhǎng)最高達(dá)到了 11.6cm、葉柄粗最高達(dá)到0.23cm以及葉片數(shù)最多時(shí)平均五片,這些生物量指標(biāo)生物量指標(biāo)都明顯高于對(duì)照組(株高:6.7cm,株莖:0.69cm,葉面積:7.7cm2,葉柄長(zhǎng):7.7cm2,葉柄粗:0.12cm,葉片數(shù):4.6片)。
【圖文】：

４．３．２無(wú)植株實(shí)驗(yàn)中保水劑對(duì)土壤含水量變化的影響逡逑為了進(jìn)一步驗(yàn)證保水劑的對(duì)土壤的保水性能，我們將保水劑與土壤混合放置在逡逑自然條件下，檢測(cè)其中土壤含水量。由圖４．６可以看出’在無(wú)植株實(shí)驗(yàn)中，加入保水逡逑劑后測(cè)定土壤水分含量，此時(shí)土壤水分含量最高的組別是加入了邋ｌ0ｇ保水劑的�。碧庡义侠斫M，其土壤水分含量高達(dá)４１．０６％，與其他處理組有顯著差異。處理組隨著保水劑逡逑用量的減少，土壤水分含量也在不斷減少，Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４三組處理的土壤含水量分別逡逑為３８．０７％、３５．１５％和３２．８７％，土壤含水量最低的為對(duì)照組’邋土壤含水量為３２．４９％。逡逑由圖４．６可以看出，隨著時(shí)間的推移，每組處理土壤水分含量均有不同程度的降逡逑低，其中降幅最大的是對(duì)照組。截止十號(hào)，其土壤水分含量從３２．４９％降至１８．３３％，逡逑降幅達(dá)到４３．６％，，加入ｌ0ｇ、５ｇ、３．３３ｇ、２．５ｇ保水劑的處理組土壤水分含量降幅分別逡逑為２４．４％、２１．１％、２１．５％、１８．２％

我們將草莓種植于含有保水劑的土壤逡逑中。如圖４．７所示，在有植株實(shí)驗(yàn)中，第十天土壤水分含量均低于無(wú)植株對(duì)照組，但逡逑差距不明顯，對(duì)照組土壤水分含量從初始３２．３４％降至１７．７０％，降幅為４５．３％，邋Ｔ１、逡逑Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４邋的初始土壤含水量分別為邋４１．５４％、３７．８９％、３５．１８％、３３．８２％。１０邋天后逡逑土壤水分含量的降幅分別為２５．９％、２４．６％、２４．４％、２１．５２％，同樣遠(yuǎn)低于對(duì)照組。逡逑４５邋邐逡逑４０邋－邐ａ0ｇ邋Ｄｌ0ｇ邋Ｓ３Ｊ３ｇ邋Ｑｌ５ｇ逡逑ｉｌｌｉＭｉｌＪ逡逑Ｉｄ邐４ｄ邐７ｄ邐ｌＯｄ逡逑控水日期逡逑圖４．７有植株保水劑實(shí)驗(yàn)土壤含水量隨時(shí)間變化圖逡逑４．３．４有植株實(shí)驗(yàn)中保水劑對(duì)株高變化的影響逡逑如圖４．邋８，表４．邋８，在三月一日植株的初始株高分別為１０．邋４ｃｍ，１０．邋０７ｃｍ，９．邋９７ｃｍ，逡逑１１．２ｃｍ，邋９．９ｃｍ，到了十號(hào)，對(duì)照組株高差為０．５ｃｍ，從Ｔ１到Ｔ４處理組的株高差分逡逑別為１．３３ｃｍ、０．７ｃｍ、０．７３ｃｍ、０．８ｃｍ，除了對(duì)照組株高的差較小，Ｔ１處理組株高差逡逑較大外，其余處理組株高差距不大，且位于兩者之間。這可以歸結(jié)為時(shí)間太短，差逡逑異不明顯的緣故，但依然可以看出添加保水劑后草莓株高有一定程度的增加，且加逡逑入１０ｇ保水劑的處理組效果較明顯。逡逑邐表４．邋８施用保水劑對(duì)植物株高的變化邐逡逑組別／日期邋３．１邋
【學(xué)位授予單位】：安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TQ317;S668.4

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2654046