干旱区生态环境知识资源中心(Arid): 沙生植物用保水保肥复合材料

Arid

	沙生植物用保水保肥复合材料
	王爱勤; 宗莉; 王旭; 王文波; 甘霖; 康玉茹; 郑易安; 杨效和; 朱恭
完成单位	阿拉善沙产业研究院
登记(发布)日期	2015
中文摘要	一、课题来源与背景针对荒漠地区植被成活关键因素“水”和“肥”的问题,保水剂被认为是有效的保水保肥性材料,但传统合成的保水剂不但成本高、耐盐性差、凝胶强度低,而且难降解、使用废弃后对环境污染严重。通过充分挖掘水分生产潜力,减少水肥的深层渗漏,提高降水和灌溉水利用率,是实现防止土壤退化和荒漠化的有效方式。本项目以凹凸棒石黏土为无机原料,以腐殖酸为活性成分,与丙烯酸和天然高分子(羧甲基纤维素、海藻酸和壳聚糖等)单体接枝共聚制备有机无机复合吸水保水材料,可以有效克服目前保水剂中存在的问题,除具有吸水保水功能外,还具有营养缓释、成本低廉和绿色环保等特点。该研究内容得到了阿拉善(中科)适用新技术研究院科技计划项目(编号：axy201307)的支持,前期研究得到了国家“十五”、“十一五”863专项和农业转化资金的支持。二、保水保肥复合材料的研制和应用评价针对阿拉善盟地区的沙土特点,在复合保水剂制备的基础上,与其他材料复合,研制出吸水性强保水保肥能力好的复合材料,同时赋予复合材料耐盐碱性能;通过室内和室外种植考察,考察复合材料不同使用量对水、土壤和植物间的作用关系,通过探索复合材料在沙土中的持水、保肥能力以及对土壤水分特征曲线的影响,分析复合材料对土壤水分运动特性的影响机制。研究试验表明,复合材料可以显著改善风沙土的质地和肥力状况。较高复合材料施用量对土壤作用效果更加明显,其中1%和3%施用量作用效果差异不显著,最终确定最经济施用量为1%。三、特色与创新点本项目开展了低成本、耐盐碱、可降解和具有缓释肥料功能保水剂的创新应用研究工作,同时以黏土矿物、泥炭、腐殖酸、营养缓释耐盐型保水剂及无机肥为原料复合而成了具有保水保肥作用的复合材料。本项目主要创新点为： (1)采用水溶液分散聚合法制备了具有可降解、低成本和缓释肥料功能的保水剂,采用预聚-分散等手段,解决无机组分和有机组分的有效接枝共聚关键问题,实现了有机无机复合聚合工艺中产品性能的稳定性和腐殖酸的可释放性,满足了保水剂实际使用要求。 (2)通过各种功能性材料的耦合作用,解决材料间的相容性、配伍性和持续使用稳定性问题,赋予复合材料耐盐碱性能。 (3)总结了沙土-材料-植物的作用机制,形成了一套以复合材料应用为中心的沙生植物种植技术体系。四、取得自主知识产权技术和成果本项目研发的目的是充分挖掘水分生产潜力,减少水肥的深层渗漏,提高降水和灌溉水利用率,而且有效防止土壤退化和荒漠化。通过系统研究取得了以下具有自主知识产权的技术工艺和成果： ①开展了基于瓜尔胶、羧甲基纤维素和海藻酸钠等多组分复合高吸水性树脂的研究工作,研发出了吸水性强的复合保水材料,其吸水倍率达426倍,吸盐水(0.9%NaCl)倍率48 g/g,腐殖酸含量为30％,6次给水后释放率达90%,满足保水剂实际使用要求。该材料成本较市售产品降低30%,具有较强市场竞争力。 ②在抗盐性复合保水剂的基础上,通过与其他材料复合,研制出了吸水性强保水保肥能力好的复合材料,解决了沙区土壤贫瘠且保肥性能差的问题;开展了30亩梭梭、10亩葡萄地的应用试验工作,施用材料后在同样立地条件下种植,可节水15%以上,成活率提高15%以上,保存率提高20%以上,植物生物量提高20%以上,为沙区治理提供了有效的材料支撑。 ③同时以灌水或天然降水为给水措施,系统研究复合材料对土壤-水肥-植物的作用机制;通过对复合材料在沙漠种植的应用研究,形成了以复合材料应用为中心的沙生植物种植技术体系。该技术体系可以充分挖掘水分生产潜力,减少水肥的深层渗漏,提高降水和灌溉水利用率,从而可有效防止土壤退化和荒漠化。本项目研究申请发明专利1件,进入授权期;发表研究论文2篇;培养博士2人、硕士2人和技术人员3人。提出了新型节水制剂生产工艺,研制出了新型低成本高效绿色保水剂,复合材料批量生产满足了试验需求,形成复合材料在沙生植物中的施用细则。对照合同完成了所有考核指标。
中文关键词	复合材料 ; 保肥 ; 沙生植物 ; 保水剂 ; 组分
成果类型	应用技术
中图法分类号	S288
URL	http://dbpub.cnki.net/grid2008/dbpub/detail.aspx?dbcode=SNAD&dbname=SNAD&filename=SNAD000001696198
资源类型	成果
条目标识符	http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/243640
推荐引用方式 GB/T 7714	王爱勤,宗莉,王旭,等. 沙生植物用保水保肥复合材料[Z]. 应用技术,2015.