PAM-atta复合保水剂对土壤物理性质的影响

在研制开发出耐盐型丙烯酰胺/凹凸棒黏土复合保水剂(PAM-atta)的基础上,研究了该复合保水剂对土壤物理性质的影响。结果表明:PAM-atta复合保水剂可显著提高土壤含水量、>0.25mm团聚体含量、孔隙度以及阳离子交换量,降低土壤体积质量(容重)。同时PAM-atta复合保水剂粒径越小,对土壤体积质量、团聚体等的作用效果也越明显。与CK相比,施用120目的保水剂可提高土壤中>0.25mm团聚体含量达13.3%~16.2%。     

PAAM-atta复合保水剂对土壤持水性及其物理性能的影响

以丙烯酸、丙烯酰胺和凹凸棒土为原料,合成了有机无机复合保水剂(PAAM—atta)．与丙烯酸和丙烯酰胺聚合保水剂(PAAM)作对比,在室外考察了复合保水剂与纯有机保水剂对土壤物理性质的影响。结果表明．在土壤含水量、pH值、电导率、团粒结构、土壤容重和土壤孔隙度等土壤物理化学性能方面,PAAM—atta复合保水剂的改善效果较纯有机类保水剂明显。     

PAA-atta复合保水剂对土壤物理性质的影响

在合成以丙烯酸和凹凸棒土为原料的有机无机复合保水剂的基础上,本文对比考察了PAA-atta复合保水剂与单纯PAA保水剂对土壤物理性质的影响。结果发现,随着2种保水剂施用量的增加,土壤平均含水量、pH值、>0.25mm团聚体含量及阳离子交换量也逐渐增大。相同用量下,保水剂粒径越小,土壤含水量和>0.25mm团聚体含量也越大,但PAA-atta复合保水剂对土壤物理性质改善效果明显好于单纯PAA保水剂。     

保水剂作为肥料养分缓释载体的应用

保水缓/控释肥料是具有吸水、保水及释水的新型缓/控释肥料,其对改善水肥效率具有良好的前景。保水缓/控释肥料的开发应用技术关键是研究开发可作为肥料载体材料的低成本新型保水剂材料。保水剂在性能上应具备吸水倍率高,吸水速率适宜,耐盐性好的优点;保水剂对肥料的吸附容量及其与肥料的化学结合性也是保水剂实际应用应考察的重要性能。不同类型的保水剂对肥料显示不同的吸附及化学结合特征,保水剂与肥料复合可以是物理、化学或物理化学的作用机制。保水剂可以通过物理包埋,物理、化学吸附、氢键、离子键及共价键结合、复合肥料养分。今后应加强新型廉价高效保水剂材料及其与肥料复合机制的研究。     

多指标综合分析法在保水剂合成与评价中的应用

为合成更贴近生产实际的超吸水树脂保水剂,及提高其使用效果,该研究以淀粉、丙烯酸、丙烯酰胺为主要原料,采用过硫酸铵为引发剂,N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂在一定温度和中和度下制备了高吸水性复合材料。合成过程中选取五因素四水平正交试验设计,重复3次。采用Z分综合评价法和综合平衡法对其作为保水剂时的去离子水吸水倍率、土壤中吸水倍率、失水速率及种子发芽率等4个指标进行综合评价。研究得出影响保水剂性能的因素重要程度为温度>中和度>丙烯酰胺>过硫酸铵>MBA。优化筛选出了最佳合成配方及反应条件。即:1g淀粉加入15mL水熟化后,加入5mL丙烯酸,2.0g丙烯酰胺,N,N-甲基双丙烯酰胺1mg,采用KOH溶液使体系中和度为90%,在85℃下反应40min。该研究所采用的试验方法和评价体系简便易行,可用于超吸水树脂保水剂或其他新型材料的合成与评价。     

SA-IP-SPS型保水剂及其对土壤物理性能的影响

以未经预处理的工业级丙烯酸、聚乙烯醇为原料，首先通过氯磺酸磺化法在聚乙烯醇分子中引入强亲水性离子基团，然后采用静态水溶液聚合法合成了吸盐水率较高、凝胶机械强度较高的的聚丙烯酸钠-聚乙烯醇硫酸钠互穿网络(SA-IP-SPS）型保水剂。研究了SA-IP-SPS型保水剂含量、颗粒大小对南方赤红壤的水分抑蒸发性能和团粒结构的影响，比较研究结果表明，SA-IP-SPS型保水剂对赤红壤的水分抑蒸发性能和团粒结构改良性能与丙烯酸-丙烯酰胺交联共聚型保水剂效果相当，但明显优于传统的交联聚丙烯酸钠保水剂。     

不同类型保水剂性能及其对玉米生长效应的比较

为了比较各类保水剂在同等条件下的性能和应用效果差异,促进保水剂在抗旱节水中的合理应用。本文对国内聚丙烯酸钠、淀粉接枝丙烯酸钠、凹凸棒（无机）/聚丙烯酸钠（有机）、腐殖酸/聚丙烯酸钾4种主要类型农用保水剂进行性能测定,比较其吸水倍率、吸水速率、抗离子特性、pH值、反复吸水性等性能的差异。结果表明,不同类型保水剂的性能差异较大,单一性保水剂聚丙烯酸盐在吸水倍率、吸水速率和保水性等方面表现最好,但反复吸水时吸水率降低较快;淀粉接枝丙烯酸钠第7次吸水时已丧失吸水性;复合型保水剂凹凸棒/聚丙烯酸钠、腐殖酸/聚丙烯酸钾抗二价（Ca^2＋,Mg^2＋）和三价（Fe^3＋）离子特性明显,反复吸水性能好;盆栽玉米实验证明,复合型保水剂及其与菌根配比使用能显著促进玉米生长。     

γ射线引发合成P(AA-co-AM)/FA新型农林保水剂的性能研究

为了合成绿色环保农林保水剂,解决农林保水剂功能单一的问题,以丙烯酸和丙烯酰胺为原料,富里酸为添加剂,通过~(60)Co-γ射线引发合成聚丙烯酸/丙烯酰胺/富里酸[P(AA-co-AM)/FA]高吸水性材料,探讨了辐照剂量、FA添加量对保水剂吸水倍率、吸盐倍率的影响,保水剂的反复吸水性能以及其对土壤水分的影响。结果表明,当保水剂中富里酸(FA)含量为15 wt%,辐照剂量为6 kGy时,吸水倍率和吸0.9%NaCl溶液倍率分别为437倍和61倍;30 min达到溶胀平衡,重复吸水10次后,保水剂溶胀倍率为199倍,下降54%;自制保水剂的施用明显增加了土壤含水量,促进了玉米生长。该方法提高了保水剂的吸水保水性能,克服了传统合成方法污染大、能耗高等问题,同时具有多功能性,合成的高吸水性材料适合制作农林保水剂,为植酸类保水剂合成工艺提供了参考。     

麦麸纤维素与腐植酸复合保水剂的制备及性能

[目的]研究利用麦麸提取的纤维素与腐植酸共聚制备复合保水剂的方法及其性能,以解决现有保水剂生物难降解,成本高,污染大,再生性能差等问题。[方法]采用碱法从麦麸中提取纤维素,首次与腐植酸、丙烯酸水溶液聚合制备了复合保水剂。用扫描电子显微镜(SEM)、热重分析(TG)分别对树脂的表面形貌、热稳定性进行了表征,考查了NaOH、引发剂、交联剂、麦麸、腐植酸用量对复合保水剂吸水率的影响,并对温度、不同交联剂、再生性能进行了探讨。[结果]麦麸质量0.15g,丙烯酸20ml,交联剂(N,N-亚甲基双丙烯酰胺)的质量是丙烯酸质量的0.03%,引发剂的质量是丙烯酸质量的0.8%,腐植酸0.1g,NaOH浓度80%,温度80℃时,吸水倍率最高,蒸馏水达到了989g/g,对地下水的吸水倍率达到了120.34g/g。对盐水的吸水倍率达到了62.76g/g。[结论]实验方法制备的保水剂再生性能、热稳定性良好,较文献报道的保水剂吸水效果优异,可以在实际生产和生活中推广应用。     

一种含氮磷钾新型保水剂的制备及性能研究

采用磷酸酯双淀粉(DSP)为原料,添加适量的KOH和NH3·H2O中和的丙烯酸单体、热引发剂、光引发剂以及交联剂后,在紫外引发条件下引发制备出含有氮磷钾的P(AA/DSP)复合保水剂。采用单因素试验确定了合成保水剂的最优条件。在最优合成条件下,复合保水剂的最大吸水倍率在蒸馏水中为1185.4g/g,在0.9%NaCl溶液中为110.2g/g,并采用红外光谱、热重分析和能谱分析等对产物进行表征。红外光谱分析表明磷酸酯双淀粉与聚丙烯酸实现了共聚反应;热重分析表明P(AA/DSP)复合保水剂具有良好的热稳定性能;能谱分析进一步表明合成保水剂中含有氮磷钾;溶胀动力学研究表明复合保水剂在蒸馏水和生理盐水中的溶胀动力学符合二阶动力学模型。经过360min,保水剂水凝胶在60,80,100℃的保水率分别为67.1%,60.1%,48.1%。同时对复合保水剂施入土壤后的保水性能进行了研究。     

复合保水剂吸水保水性能及其应用

为了促进自制的复合保水剂(以下称复合保水剂)在节水型设施基质栽培中的合理应用,该文比较了复合保水剂和对照保水剂(旱宝贝MP3005KM)的吸水保水性和发芽率,以β-环糊精(β)、羧甲基纤维素钠(CMC)、可溶性淀粉(K)、竹炭粉(Z)和玉米芯热解粉(TD)为原料,采用水浴加热法制备,分析5种保水剂的pH值、溶胀度、吸水速率、失水速率、反复吸水性并进行发芽试验,对结果进行方差分析和多重比较。结果表明:4种复合保水剂性能均优于对照,其中以β-环糊精+羧甲基纤维素钠+可溶性淀粉+玉米芯热解粉配方的复合保水剂为最优,溶胀度达183.98mL/g,吸水速率最大,失水速率最小,发芽指数达对照的7倍。该研究可为中国未来保水剂的研究开发、生产和应用提供参考。     

环境友好型保水剂的合成、性能及应用

[目的]以过硫酸铵(APS)为引发剂,N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(NMBA)为交联剂,通过壳聚糖(CTS)和瓜尔胶(GG)接枝丙烯酸(AA)制备新型高耐盐保水剂,探究其合成过程最佳反应条件,研究其对盐碱地土壤保水保肥的效果。[方法]利用水溶液聚合法制备保水剂,通过单因素试验(AA中和度、GG投加量、APS用量、NMBA用量)研究保水剂的最佳合成条件,用FTIR和SEM对产物进行表征,并对产物的环境适应性(盐溶液类型及浓度、溶液pH值)及其加入盐碱土后对于土壤水肥保持的效果进行研究。[结果]当AA中和度为85%,GG投加量为0.2g,APS与NMBA用量分别为单体总量的0.3%和0.02%时,该保水剂在去离子水和0.9%NaCl溶液中的吸收效率分别为1 128g/g和185g/g,此时产物的吸收效果达到最佳。红外光谱与电镜扫描分析结果表明CTS,GG和AA都参与了聚合反应,产物具有较好的空间网络结构与表面形态。该保水剂在溶液pH值为4~10的范围内吸收效率较稳定,但是当溶液中存在阳离子时其吸收效率明显降低,阳离子类型对其吸收效率的抑制作用从大到小依次为:Mg2+Ca2+Na+K+。当保水剂加入到盐碱土时,既能提高土壤持水能力又能抑制土壤氮肥和钾肥的淋溶损失。[结论]本研究自制保水剂具有较好的耐盐效果,环境适应性强,单体环境友好,将其加入盐碱土壤时能够有效降低土壤水肥的淋溶损失。     

腐植酸-纤维素复合农林保水剂的制备及性能

为了改善现有农林保水剂制造成本高,使用周期短,实用性差的现状,利用腐殖酸(HA)和羧甲基纤维素(CMC)通过交联反应制得一种新型的农林保水剂(HA—CMC复合吸水树脂)。研究了各原料最佳配比并进行反应条件优化,随后通过红外光谱和扫描电镜研究产物的物质组成特点和表面结构特征,并与已有的几种保水剂进行了性能比较。结果表明,制备该保水剂各材料最佳配比为CMC∶MBA∶HA∶AM∶KPS=1∶0.015∶0.2∶6∶0.2;产物中HA和CMC交联结果理想,产物表面结构符合一般高吸水材料的结构要求;在与其它4种保水剂的比较中证实:HA—CMC复合吸水树脂吸水能力明显优于其它3种保水剂,与表现最好的地津保水剂无显著性差异,其重复吸释水能力则远优于其它受试保水剂。     

Mitigation of drought stress on three summer crop species using the superabsorbent composite Gelatin-g-p(AA-co-AM)/RH

ABSTRACT

A pot experiment was conducted to evaluate the capacity of superabsorbent composite (SAP) Gelatin-g-p(AA-co-AM)/RH to improve the performance of rice, maize, and peanut against terminal water stress. For each crop, pots (60 x 40 cm) were divided into two groups, the first comprised 12 SAP-free pots (control) and the second comprised 12 SAP-amended pots (0.5% w/w). After seed sowing, pots received four water regimes (100%, 75%, 50%, and 25% field capacity). Pots were watered according to the specified FC once a week along the growing season. Drought caused the significant reduction in growth and yield of tested crops; however, electrolytes leakage, malondialdehyde, free sugars, amino acids, proline, glycinebetaine, phenolics, and flavonoids contents were increased. SAP improved growth and yield by reducing drought deteriorations, compatible osmolytes, and antioxidant molecules. Meanwhile, SAP-induced accumulation of starch and soluble proteins, resulting in better survival, yield, and phytochemical attributes. Generally, SAP could enhance summer crops performance under water stress.     

Properties of Superabsorbent Polymer Injury to Corn Plant

ABSTRACT

The aims of this study were to explain the mechanism of plant injury related to superabsorbent polymers applications. For evaluation of root and shoot biomass, superabsorbent polymers were used at four levels including: 0%, 0.2%, 0.4% and 0.8% of dry soil equal to Control 1, Low, Medium, and High, respectively. For evaluation of grain budding, grains were located onto 600 g superabsorbent polymers absorbing 100, 200, 300 and 400 g deionized water (DW) g^?1 equal to S1, S2, S3 and S4, respectively. For evaluation of plant physiology, the superabsorbent treatments including DW as control treatment (Control 3) and four levels of water amount, including 100, 200, 300 and 400 g g^?1 equal to W1, W2, W3 and W4, respectively, were considered. The results showed that the root dry biomass in Low, Medium and High treatments was decreased by 12.5%, 17.5% and 37.5%, and shoot biomass by 27.8%, 33.3% and 58.3%, respectively, as compared to Control 1. Besides, the grains vigor index in superabsorbent polymers treatments was decreased by 40.0–53.5%, and declined with reducing water absorbed by superabsorbent. Compared to Control 3, root vigor (RV) in treatments W1, W2 and W3 was significantly decreased, by 45.1%, 26.8%, and 24.4%, respectively, however there was no significant variation in RV between W4 and Control 3. Finally, appropriate assessments should be performed to reduce the negative impacts of superabsorbent polymers by decreasing acrylic acids and/or Na⁺ amount in the crops.

Abbreviations: AcAc: Acrylic acids; ARS: Automatic root scanner; CAT: Catalase; DW: Deionized water; DAC: Day after cultivation; DAB: Day after breeding; DB: Dry biomass; FB: Fresh biomass; MDA: Malondialdehyde; PG: Plant growth; RL: Root length; RV: Root vigor; ROS: Reactive oxygen species; SAP: Superabsorbent polymer; SW: Soil water; SOD: Superoxide dismutase; SA: Surface area; VI: Vigor index; WRC: Water retention capacity.     

低温等离子体制备CEO-SBA-15/马铃薯淀粉膜性能优化及结构表征

为提高CEO-SBA-15在马铃薯淀粉膜中的分散性以增强复合膜的物理性能,通过低温等离子体处理制备改性的CEO-SBA-15/马铃薯淀粉膜,以等离子体处理时间,马铃薯淀粉、甘油、CEO-SBA-15用量为考察因素,对复合膜的性能进行正交试验优化,对其进行微观结构表征,以及对复合膜进行物理、透气以及光学试验。结果表明,等离子体处理使CEO-SBA-15较均匀地分散在马铃薯淀粉膜中,且适合等离子体合成复合膜的最佳因素配比为等离子体处理马铃薯淀粉溶液时间6 min,马铃薯淀粉用量5 g/100 mL、甘油用量1.5 g/100 mL、CEO-SBA-15用量0.5 g/100 mL。X-射线衍射光谱与傅里叶变换红外光谱分析证实等离子体处理淀粉改性使CEO-SBA-15与马铃薯淀粉分子间形成较强的氢键;紫外光谱分析表明等离子体处理的复合膜具有较好的抗紫外光作用以及较好的透光率。此外,等离子体合成的复合膜包装物理性能得到增强,其透氧率、透水率、溶胀度较未改性处理的复合膜分别降低了47.95%、94.56%、83.01%,拉伸强度提高了126.09%,可较好地保护食品内容物不受外界因素干扰以及机械损伤。     

微波辅助合成壳聚糖基高吸水性树脂

在水溶性引发剂过硫酸钾(KDS)的引发下,用微波辐照使丙烯酸在壳聚糖分子链上接枝聚合,并加入N,N’-亚甲基双丙烯酰胺进行适度交联,制备高吸水性树脂。利用FT-IR对产物结构进行定性表征,结果表明,丙烯酸在壳聚糖的分子链上发生了接枝聚合反应。研究了反应条件对产物吸液性能的影响,并通过正交试验对工艺条件进行优化。在最佳条件下合成产物的吸水倍率为815.0g/g,吸生理盐水倍率为72.2g/g,吸人工尿液倍率为67.5g/g。在微波作用下产物合成速率是传统方法的数十倍,吸液性能明显高于后者,且操作条件容易控制,后处理步骤明显简化,无污染,是一种高效的清洁生产工艺。     

Utilization of wheat straw for the preparation of coated controlled-release fertilizer with the function of water retention

With the aim of improving fertilizer use efficiency and minimizing the negative impact on the environment, a new coated controlled-release fertilizer with the function of water retention was prepared. A novel low water solubility macromolecular fertilizer, poly(dimethylourea phosphate) (PDUP), was "designed" and formulated from N,N'-dimethylolurea (DMU) and potassium dihydrogen phosphate. Simultaneously, an eco-friendly superabsorbent composite based on wheat straw (WS), acrylic acid (AA), 2-acryloylamino-2-methyl-1-propanesulfonic acid (AMPS), and N-hydroxymethyl acrylamide (NHMAAm) was synthesized and used as the coating to control the release of nutrient. The nitrogen release profile and water retention capacity of the product were also investigated. The degradation of the coating material in soil solution was studied. Meanwhile, the impact of the content of N-hydroxymethyl acrylamide on the degradation extent was examined. The experimental data showed that the product with good water retention and controlled-release capacities, being economical and eco-friendly, could be promising for applications in agriculture and horticulture.