连续失水-复水中保水剂与土壤的水分交换及其互作效应
发布时间：2021-11-20 02:15
保水剂是当前应用最为广泛的化学节水制剂之一,系统研究保水剂与土壤之间的水分交换关系及互作效应,明确保水剂-土壤多相体系中的水分交换机制,以及土壤团聚体对土壤水分运移的间接影响效应,对于保水剂的研发和合理应用具有重要意义。本研究利用全反射红外光谱和环境扫描电镜等现代分析技术,研究连续失水-复水条件下保水剂的分子结构和形态特征变化,以及保水剂对土壤物理参数和团聚体分布等的影响;结合盆栽试验,研究不同水分条件下保水剂对黄瓜根系形态、叶片气孔性状和叶绿素荧光参数等的影响,综合评价保水剂-土壤-根系之间的水分交换作用与机制,以期为农田水分管理提供理论和技术支撑。本文研究结果表明:1.保水剂与土壤混合后,土壤中的Si-O-Si键、-OH、蒙脱石矿物,以及无定形二氧化硅等矿物胶体会进入保水剂的三维网状结构中,使保水剂的膜结构产生不均匀的褶皱,甚至破裂。随着保水剂用量的增加和作用时间的延长,土壤中的矿物胶体对保水剂的化学影响逐渐加剧。由此直接证明了土壤矿物胶体与保水剂发生不同程度的反应是导致保水剂随使用时间延长吸持水性能降低的主要原因之一。2.保水剂能增加土壤液相比,有效地改善土壤的持水能力,使土壤田...
【文章来源】：中国农业科学院北京市
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不同土壤水分影响下的保水剂全反射红外光谱图
中国农业科学院硕士学位论文第二章连续失水-复水中土壤水分对保水剂形态和结构的影响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图2-2保水剂在不同状态下的形态特征Fig.2-2Morphologicalcharacteristicsofsuperabsorbentpolymersunderdifferentconditions注：D-SAP和W-SAP分别为干燥保水剂颗粒和吸水饱和的保水剂颗粒；L-SAP-T1、L-SAP-T2和L-SAP-T3分别为第一次，第二次和第三次灌水10天后，受壤土水分影响的保水剂凝胶；S-SAP-T1、S-SAP-T2和S-SAP-T3分别为第一次，第二次和第三次灌水10天后，受沙土水分影响的保水剂凝胶；×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保水剂凝胶的质量变化如图2-3所示，在每次取样阶段，受沙土水分影响的保水剂凝胶质量始终要显著大于壤土的。从表2-2中可以看出，与沙土相比，壤土的持水能力较强，当灌水后壤土将能保蓄更多的水分，
中国农业科学院硕士学位论文第三章连续失水-复水中不同用量保水剂对土壤结构和物理性状的影响22（d）图3-1不同状态下的保水剂样品和土壤样品全反射红外光谱图Fig.3-1ATR-FTIRspectraofsoilsampleandsuperabsorbentpolymersunderdifferentconditions注：D-SAP为干燥保水剂颗粒；L表示壤土；L-SAP表示保水剂-土壤混合体；C1、C2、C3分别表示保水剂施用比例0.1%、0.2%、0.3%；T1、T2、T3分别为第一、第二和第三次灌水10天后取样。Note:D-SAPrepresentsdrysuperabsorbentpolymer;Lrepresentsloamysoil;L-SAPrepresentsthemixtureofsuperabsorbentpolymerandsoil;C1、C2、C3representtheapplicationproportionofsuperabsorbentpolymerare0.1%、0.2%、0.3%,respectively;T1,T2andT3denotethesamplestagesofthefirst,secondandthirdirrigationafter10days,respectively.3.2.2保水剂-土壤混合体的形态特征变化由图3-2可以看出，受土壤水分蒸发的影响，在不同失水阶段下，不同处理保水剂的膜表面出现了不同程度的褶皱状。在初次失水阶段，C1、C2、C3处理的保水剂（L-SAP-C1-T1、L-SAP-C2-T1、L-SAP-C3-T1）膜上均附着不同形状细小的土壤矿物胶体，并且膜表面受矿物胶体的挤压而凹凸不平。随着保水剂施用量的增加，附着在保水剂上的土壤矿物胶体有增加的趋势（图a~c）。在使用时间延长的情况下，到了第二次和第三次失水阶段，不同处理的保水剂（L-SAP-C1-T2、L-SAP-C2-T2、L-SAP-C3-T2、L-SAP-C1-T3、L-SAP-C2-T3、L-SAP-C3-T3）表面已经出现了片状的土壤矿物胶体。但在后两次失水阶段，不同处理的保水剂凝胶表面的矿物胶体数量之间的差异没有T1阶段明显（图d~i）；与T1阶段相比，C2和C3处理的保水剂凝胶膜结构出现了更明显的褶皱（图e~f、图h~i）。说明随着保
本文编号：3506358
【文章来源】：中国农业科学院北京市
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不同土壤水分影响下的保水剂全反射红外光谱图
中国农业科学院硕士学位论文第二章连续失水-复水中土壤水分对保水剂形态和结构的影响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图2-2保水剂在不同状态下的形态特征Fig.2-2Morphologicalcharacteristicsofsuperabsorbentpolymersunderdifferentconditions注：D-SAP和W-SAP分别为干燥保水剂颗粒和吸水饱和的保水剂颗粒；L-SAP-T1、L-SAP-T2和L-SAP-T3分别为第一次，第二次和第三次灌水10天后，受壤土水分影响的保水剂凝胶；S-SAP-T1、S-SAP-T2和S-SAP-T3分别为第一次，第二次和第三次灌水10天后，受沙土水分影响的保水剂凝胶；×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保水剂凝胶的质量变化如图2-3所示，在每次取样阶段，受沙土水分影响的保水剂凝胶质量始终要显著大于壤土的。从表2-2中可以看出，与沙土相比，壤土的持水能力较强，当灌水后壤土将能保蓄更多的水分，
中国农业科学院硕士学位论文第三章连续失水-复水中不同用量保水剂对土壤结构和物理性状的影响22（d）图3-1不同状态下的保水剂样品和土壤样品全反射红外光谱图Fig.3-1ATR-FTIRspectraofsoilsampleandsuperabsorbentpolymersunderdifferentconditions注：D-SAP为干燥保水剂颗粒；L表示壤土；L-SAP表示保水剂-土壤混合体；C1、C2、C3分别表示保水剂施用比例0.1%、0.2%、0.3%；T1、T2、T3分别为第一、第二和第三次灌水10天后取样。Note:D-SAPrepresentsdrysuperabsorbentpolymer;Lrepresentsloamysoil;L-SAPrepresentsthemixtureofsuperabsorbentpolymerandsoil;C1、C2、C3representtheapplicationproportionofsuperabsorbentpolymerare0.1%、0.2%、0.3%,respectively;T1,T2andT3denotethesamplestagesofthefirst,secondandthirdirrigationafter10days,respectively.3.2.2保水剂-土壤混合体的形态特征变化由图3-2可以看出，受土壤水分蒸发的影响，在不同失水阶段下，不同处理保水剂的膜表面出现了不同程度的褶皱状。在初次失水阶段，C1、C2、C3处理的保水剂（L-SAP-C1-T1、L-SAP-C2-T1、L-SAP-C3-T1）膜上均附着不同形状细小的土壤矿物胶体，并且膜表面受矿物胶体的挤压而凹凸不平。随着保水剂施用量的增加，附着在保水剂上的土壤矿物胶体有增加的趋势（图a~c）。在使用时间延长的情况下，到了第二次和第三次失水阶段，不同处理的保水剂（L-SAP-C1-T2、L-SAP-C2-T2、L-SAP-C3-T2、L-SAP-C1-T3、L-SAP-C2-T3、L-SAP-C3-T3）表面已经出现了片状的土壤矿物胶体。但在后两次失水阶段，不同处理的保水剂凝胶表面的矿物胶体数量之间的差异没有T1阶段明显（图d~i）；与T1阶段相比，C2和C3处理的保水剂凝胶膜结构出现了更明显的褶皱（图e~f、图h~i）。说明随着保
本文编号：3506358
本文链接：https://www.wllwen.com/guanlilunwen/xiangmuguanli/3506358.html
