本發(fā)明涉及一種保水劑，特別是一種礦物復(fù)合保水劑。本發(fā)明還涉及所述礦物復(fù)合保水劑的制備方法。
背景技術(shù)：
：我國是世界13個(gè)貧水國家之一，新型保水劑的研制和利用是提高我國水資源利用效率的有效手段之一。現(xiàn)有保水劑產(chǎn)品大多因價(jià)格昂貴而很難推向市場(chǎng)，目前急需研究出低成本、吸水倍率好、可促進(jìn)種子萌發(fā)的礦物復(fù)合保水劑。我國西北干旱地區(qū)膨潤土資源量巨大，質(zhì)量好，利用膨潤土開發(fā)低成本礦物復(fù)合吸水保水劑對(duì)于西北干旱區(qū)土地荒漠化治理、農(nóng)林作物種植、園林綠化、生態(tài)環(huán)境改善有重要的現(xiàn)實(shí)意義。發(fā)明人檢索到以下相關(guān)專利文獻(xiàn)：CN1687163A公開了一種多組分低成本保水劑及制備方法，該方法采用丙烯酰胺和丙烯酸兩種有機(jī)單體作為主劑，以添加凹凸棒土和膨潤土為增強(qiáng)劑，以過硫酸銨或過硫酸鉀為氧化劑，亞硫酸鈉、偏重亞硫酸鉀為還原劑，N，N’－亞甲基雙丙烯酰胺為交聯(lián)劑制備而成。CN104876686A公開了一種食用菌種植用保水劑，以重量份計(jì)，包括以下組分：高吸水性樹脂5-8份，腐殖酸鹽2-6份，瓜爾膠1-3份，明膠2-3份，蛭石5-10份，氫氧化鈣5-15份，水10-20份。CN105036965A公開了一種提高苜蓿耐旱的保水劑及其制備方法，包含以下重量份的組分：淀粉接枝丙烯酸鹽顆粒60-80、有機(jī)肥料顆粒20-30、土壤改良劑顆粒5-10以及陶粒15-20；有機(jī)肥料顆粒包含：牲畜糞便100-150、腐殖酸30-50、秸稈20-40、蔗渣40-60、花生粕10-20、碎木屑5-10以及魚骨粉5-10；土壤改良劑顆粒包含：鉬酸銨0.25-0.3、硼氫化鉀0.1-0.2、硼酸0.05-0.08、硼砂0.05-0.08、硫酸亞鐵0.1-0.2、硫酸亞鐵銨0.3-0.4、硫酸鋅1-2、硫酸錳0.05-0.1、磷酸二氫鉀0.2-0.3、硒酸鈉0.2-0.4及光合細(xì)菌菌劑5-8；陶粒由凹凸棒粘土、生物污泥、蛭石粉、河底泥混合煅燒得到。以上這些技術(shù)對(duì)于本發(fā)明的礦物復(fù)合保水劑如何做到使用效果好，吸水效果好，生產(chǎn)成本低，并未給出具體的指導(dǎo)方案。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種礦物復(fù)合保水劑，該礦物復(fù)合保水劑使用效果好，吸水效果好，生產(chǎn)成本低，而且制備工藝簡單，無污染，適于工業(yè)化生產(chǎn)。為此，本發(fā)明還要提供所述的礦物復(fù)合保水劑的制備方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：一種礦物復(fù)合保水劑，其特征在于它是由下述組分及質(zhì)量(重量)百分比的原料制成的：丙烯酸20％～30％，水20％～30％，堿溶液30％～40％，過硫酸鉀0.013％～0.035％，N,N-亞甲基雙丙烯酰胺0.009％～0.021％，蛭石2％～5％，余量為膨潤土；上述各組分的質(zhì)量百分比之和為100％。上述技術(shù)方案中，優(yōu)選的技術(shù)方案可以是：所述的礦物復(fù)合保水劑是由下述組分及質(zhì)量百分比的原料制成的：丙烯酸25％，水30％，堿溶液30％，過硫酸鉀0.023％，N,N-亞甲基雙丙烯酰胺0.018％，蛭石3％，膨潤土11.959％。上述技術(shù)方案中，優(yōu)選的技術(shù)方案可以是：所述的礦物復(fù)合保水劑是由下述組分及質(zhì)量百分比的原料制成的：丙烯酸21％，水22％，堿溶液33％，過硫酸鉀0.015％，N,N-亞甲基雙丙烯酰胺0.011％，蛭石2％，膨潤土21.974％。上述技術(shù)方案中，優(yōu)選的技術(shù)方案還可以是：所述的礦物復(fù)合保水劑是由下述組分及質(zhì)量百分比的原料制成的：丙烯酸28％，水29％，堿溶液36％，過硫酸鉀0.032％，N,N-亞甲基雙丙烯酰胺0.02％，蛭石4.5％，膨潤土2.448％。上述的堿溶液最好為氫氧化鈉水溶液，其質(zhì)量百分比濃度最好為25％。上述的堿溶液還可以為氫氧化鉀水溶液，其質(zhì)量百分比濃度為25％。所述的礦物復(fù)合保水劑的制備方法包括如下工藝步驟：①常溫下，在反應(yīng)釜中，按上述質(zhì)量配比(質(zhì)量百分比)加入丙烯酸、水，并邊攪拌邊滴加堿溶液，滴加完畢，攪拌10～12分鐘使之混合均勻，再按上述質(zhì)量配比加入膨潤土，攪拌10～12分鐘使之混合均勻，在攪拌狀態(tài)下按上述質(zhì)量配比加入過硫酸鉀和N,N-亞甲基雙丙烯酰胺，升溫至60～75℃進(jìn)行聚合反應(yīng)，并邊攪拌邊加入按上述質(zhì)量配比稱取的蛭石(礦物)；②待反應(yīng)進(jìn)行3～5小時(shí)后，將所得產(chǎn)物移入60～75℃電熱鼓風(fēng)干燥箱繼續(xù)反應(yīng)，得到固體產(chǎn)物，最后將固體產(chǎn)物粉碎得到20～60目礦物復(fù)合保水劑，包裝待用。上述的堿溶液最好為氫氧化鈉水溶液，其質(zhì)量百分比濃度最好為25％。上述的堿溶液還可以為氫氧化鉀水溶液，其質(zhì)量百分比濃度最好為25％。本發(fā)明的礦物復(fù)合保水劑由丙烯酸聚合物和膨潤土等礦物有效融合而成，大大降低了生產(chǎn)成本(比已有的、技術(shù)相近的保水劑生產(chǎn)成本降低了30％以上)，并能起到抗旱節(jié)水、保肥增效、保溫等多種功能，為荒漠化治理、農(nóng)林作物種植、園林綠化、生態(tài)環(huán)境改善提供了一項(xiàng)簡易、經(jīng)濟(jì)、有效的保肥、保水的多功能礦物復(fù)合保水劑。本發(fā)明的礦物復(fù)合保水劑不僅強(qiáng)度好、具有可生物降解性，而且成本較低。同時(shí)，本發(fā)明的礦物復(fù)合保水劑吸水效果好，實(shí)驗(yàn)表明，通過本發(fā)明得到的礦物復(fù)合保水劑的吸水倍率為150～700，而已有的、技術(shù)相近的保水劑其吸水倍率為60～160，因此說本發(fā)明與已有的、技術(shù)相近的保水劑相比，其吸水倍率更高。此外，本發(fā)明工藝簡單、無污染、適于工業(yè)化生產(chǎn)。本發(fā)明的礦物復(fù)合保水劑，在種子發(fā)芽、出苗和生長的過程中緩慢釋放水分、養(yǎng)分，起到“微型水庫”和“養(yǎng)料庫”的作用，且作用持久，低成本的礦物復(fù)合保水劑兼具抗旱節(jié)水、保肥增效、保溫保苗等多種功能。本發(fā)明的作用及原理:采用本發(fā)明的工藝合成的礦物復(fù)合保水劑，在種子發(fā)芽、出苗和生長的過程中緩慢釋放水分、養(yǎng)分，并可及時(shí)吸收大氣降雨等水源補(bǔ)給，且作用持久，成本低廉，可起到保水保肥的良好效果。本發(fā)明綜合利用膨潤土等礦物資源，充分發(fā)揮了膨潤土等礦物的優(yōu)勢(shì)，降低了保水劑的生產(chǎn)成本，提高了作物在嚴(yán)重干旱區(qū)的出苗率，在嚴(yán)重干旱區(qū)的出苗率能達(dá)到65％以上，而已有的、技術(shù)相近的保水劑在嚴(yán)重干旱區(qū)的出苗率為45％，本發(fā)明使用效果好。本發(fā)明對(duì)膨潤土等礦物在保水劑中的應(yīng)用進(jìn)行了探討。與
背景技術(shù)：
所公開的技術(shù)方案相比，本發(fā)明提高作物在嚴(yán)重干旱區(qū)的出苗率等方面效果更顯著。本發(fā)明的良好性能參見實(shí)施例后面的實(shí)驗(yàn)。本發(fā)明在新疆嚴(yán)重干旱區(qū)進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)表明，在初始給水量僅為四分之一出苗水的條件下，未添加礦物復(fù)合保水劑的試驗(yàn)區(qū)幼苗僅存活8天便枯萎死亡，添加了礦物復(fù)合保水劑的試驗(yàn)區(qū)幼苗長勢(shì)良好。明顯可見，礦物復(fù)合保水劑在節(jié)水抗旱方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。本發(fā)明的使用方法：(1)根部均施：將抗旱劑與植物根系層土壤攪拌混勻，在作物、苗木、蔬菜移栽前進(jìn)行土層均施。(2)根部條施：可直接灑于播種溝或播種室內(nèi)，呈條狀排列，用量根據(jù)不同植物進(jìn)行調(diào)整。(3)穴施：將礦物復(fù)合保水劑在播種、樹苗移栽時(shí)進(jìn)行穴施，起到均勻分布于根系周圍的效果。本發(fā)明的用量為2～15千克/畝，根據(jù)花卉、作物、沙漠植物、城市綠化植物的不同應(yīng)用方面，酌情考慮用量。附圖說明圖1為實(shí)驗(yàn)中不同攪拌時(shí)間對(duì)吸水倍率的影響的示意圖。圖2為實(shí)驗(yàn)中不同膨潤土量對(duì)吸水倍率的影響的示意圖。圖3為實(shí)驗(yàn)中本發(fā)明的釋水曲線圖。圖4為實(shí)驗(yàn)中本發(fā)明的離心實(shí)驗(yàn)曲線圖。圖5為實(shí)驗(yàn)中各盆栽體積減少量圖。圖6為實(shí)驗(yàn)中各盆栽蒸發(fā)量圖。圖7為實(shí)驗(yàn)中盆栽第9天時(shí)，各盆栽發(fā)芽狀況圖。圖8為實(shí)驗(yàn)中盆栽第18天時(shí)，各盆栽發(fā)芽狀況圖。圖9為實(shí)驗(yàn)中盆栽第25天時(shí)，各盆栽發(fā)芽狀況圖。圖10為實(shí)驗(yàn)中盆栽第35天時(shí)，各盆栽發(fā)芽狀況圖。圖11為實(shí)驗(yàn)中人工氣候箱溫度變化圖。圖12為實(shí)驗(yàn)中研究區(qū)氣溫變化圖。圖13為實(shí)驗(yàn)中研究區(qū)降雨量統(tǒng)計(jì)圖。圖14為實(shí)驗(yàn)中有無添加礦物復(fù)合保水劑出苗對(duì)比圖。圖15為實(shí)驗(yàn)中加入礦物復(fù)合保水劑實(shí)驗(yàn)區(qū)幼苗株高統(tǒng)計(jì)圖。圖16為實(shí)驗(yàn)中加入礦物復(fù)合保水劑實(shí)驗(yàn)區(qū)幼苗葉片數(shù)統(tǒng)計(jì)圖。具體實(shí)施方式實(shí)施例1：本發(fā)明的礦物復(fù)合保水劑是由下述組分及質(zhì)量百分比的原料制成的：丙烯酸25％，水30％，質(zhì)量百分比濃度為25％的堿溶液30％，過硫酸鉀0.023％，N,N-亞甲基雙丙烯酰胺0.018％，蛭石3％，膨潤土11.959％。上述的堿溶液為氫氧化鈉水溶液。所述的礦物復(fù)合保水劑的制備方法包括如下工藝步驟：①常溫下，在反應(yīng)釜中，按上述質(zhì)量配比(質(zhì)量百分比)加入丙烯酸、水，并邊攪拌邊滴加堿溶液，滴加完畢，攪拌10分鐘使之混合均勻，再按上述質(zhì)量配比加入膨潤土，攪拌10分鐘使之混合均勻，在攪拌狀態(tài)下按上述質(zhì)量配比加入過硫酸鉀和N,N-亞甲基雙丙烯酰胺，升溫至65℃進(jìn)行聚合反應(yīng)，并邊攪拌邊加入按上述質(zhì)量配比稱取的蛭石(礦物)；②待反應(yīng)進(jìn)行4小時(shí)后，將所得產(chǎn)物移入70℃電熱鼓風(fēng)干燥箱繼續(xù)反應(yīng)，得到固體產(chǎn)物，最后將固體產(chǎn)物粉碎得到50目礦物復(fù)合保水劑，包裝待用。實(shí)施例2：本發(fā)明的礦物復(fù)合保水劑是由下述組分及質(zhì)量百分比的原料制成的：丙烯酸21％，水22％，質(zhì)量百分比濃度為25％的堿溶液33％，過硫酸鉀0.015％，N,N-亞甲基雙丙烯酰胺0.011％，蛭石2％，膨潤土21.974％。上述的堿溶液為氫氧化鈉水溶液。所述的礦物復(fù)合保水劑的制備方法包括如下工藝步驟：①常溫下，在反應(yīng)釜中，按上述質(zhì)量配比(質(zhì)量百分比)加入丙烯酸、水，并邊攪拌邊滴加堿溶液，滴加完畢，攪拌12分鐘使之混合均勻，再按上述質(zhì)量配比加入膨潤土，攪拌11分鐘使之混合均勻，在攪拌狀態(tài)下按上述質(zhì)量配比加入過硫酸鉀和N,N-亞甲基雙丙烯酰胺，升溫至60℃進(jìn)行聚合反應(yīng)，并邊攪拌邊加入按上述質(zhì)量配比稱取的蛭石；②待反應(yīng)進(jìn)行4.5小時(shí)后，將所得產(chǎn)物移入60℃電熱鼓風(fēng)干燥箱繼續(xù)反應(yīng)，得到固體產(chǎn)物，最后將固體產(chǎn)物粉碎得到30目礦物復(fù)合保水劑，包裝待用。實(shí)施例3：本發(fā)明的礦物復(fù)合保水劑是由下述組分及質(zhì)量百分比的原料制成的：丙烯酸28％，水29％，質(zhì)量百分比濃度為25％的堿溶液36％，過硫酸鉀0.032％，N,N-亞甲基雙丙烯酰胺0.02％，蛭石4.5％，膨潤土2.448％。上述的堿溶液為氫氧化鈉水溶液。所述的礦物復(fù)合保水劑的制備方法包括如下工藝步驟：①常溫下，在反應(yīng)釜中，按上述質(zhì)量配比(質(zhì)量百分比)加入丙烯酸、水，并邊攪拌邊滴加堿溶液，滴加完畢，攪拌11分鐘使之混合均勻，再按上述質(zhì)量配比加入膨潤土，攪拌12分鐘使之混合均勻，在攪拌狀態(tài)下按上述質(zhì)量配比加入過硫酸鉀和N,N-亞甲基雙丙烯酰胺，升溫至73℃進(jìn)行聚合反應(yīng)，并邊攪拌邊加入按上述質(zhì)量配比稱取的蛭石；②待反應(yīng)進(jìn)行3.5小時(shí)后，將所得產(chǎn)物移入75℃電熱鼓風(fēng)干燥箱繼續(xù)反應(yīng)，得到固體產(chǎn)物，最后將固體產(chǎn)物粉碎得到60目礦物復(fù)合保水劑，包裝待用。實(shí)施例4：本發(fā)明的礦物復(fù)合保水劑是由下述組分及質(zhì)量百分比的原料制成的：丙烯酸28％，水30％，質(zhì)量百分比濃度為30％的堿溶液30％，過硫酸鉀0.032％，N,N-亞甲基雙丙烯酰胺0.02％，蛭石4.5％，膨潤土2.448％。上述的堿溶液為氫氧化鈉水溶液。所述的礦物復(fù)合保水劑的制備方法同實(shí)施例3.。實(shí)施例5：本發(fā)明的礦物復(fù)合保水劑是由下述組分及質(zhì)量百分比的原料制成的：丙烯酸25％，水30％，質(zhì)量百分比濃度為25％的堿溶液30％，過硫酸鉀0.023％，N,N-亞甲基雙丙烯酰胺0.018％，蛭石3％，膨潤土11.959％。上述的堿溶液為氫氧化鉀水溶液。所述的礦物復(fù)合保水劑的制備方法同實(shí)施例1。當(dāng)前，土地沙漠化已成為一個(gè)世界性的問題，土地一旦變成沙漠，想恢復(fù)成綠洲和良田，其要付出的代價(jià)是極其昂貴的。要改良沙漠化的不利條件，應(yīng)從改良土壤開始。改良土壤含水率，使根植層土壤有效為植物提供所需水分具有重要意義。從20世紀(jì)60年代以來，已經(jīng)在美國、日本等發(fā)達(dá)國家開始研究保水材料，但高額成本成為一個(gè)重要制約因素。因而開發(fā)保水效果明顯，價(jià)格低廉，具有特殊功效的保水材料成為重要的研究課題。加入礦物制成的礦物復(fù)合保水劑技術(shù)越來越被人們所關(guān)注。本發(fā)明為高吸水倍率的礦物復(fù)合保水劑，是丙烯酸鹽在膨潤土層間進(jìn)行原位聚合反應(yīng)得到的一種白色吸水礦物材料。其具有較強(qiáng)的吸水能力、較快的吸水速度、較高的保水性能、良好的釋水性能等特點(diǎn)。本發(fā)明將丙烯酸鹽在膨潤土層間進(jìn)行原位聚合，研發(fā)出一種高吸水性聚合礦物復(fù)合保水劑。經(jīng)過對(duì)膨潤土礦物添加量的研究得出了礦物復(fù)合保水劑吸水倍率隨膨潤土的量增加而減小的曲線分析；經(jīng)過對(duì)聚合反應(yīng)時(shí)間的研究得出了攪拌時(shí)間對(duì)礦物復(fù)合保水劑吸水倍率的影響；經(jīng)過對(duì)釋水速率的研究得出了釋水曲線；經(jīng)過有無施用礦物復(fù)合保水劑盆栽實(shí)驗(yàn)的對(duì)比，可知施用礦物復(fù)合保水劑的盆栽在節(jié)水保水方面取得了明顯效果，且在促進(jìn)植物發(fā)芽方面有明顯優(yōu)勢(shì)；通過對(duì)盆栽重量變化的測(cè)定可知礦物復(fù)合保水劑可有效緩解水分蒸發(fā)速率；通過對(duì)盆栽體積變化量的測(cè)定，可知礦物復(fù)合保水劑可起到疏松土壤的功效；通過不同施用比例和不同初始給水量的盆栽實(shí)驗(yàn)對(duì)比，得出了利于植物生長的合適施用比例及不同初始給水量對(duì)植物萌發(fā)和生長的影響。1.實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論1.1各因素對(duì)礦物復(fù)合保水劑吸水性能的影響分析1.1.1不同攪拌時(shí)間：由圖1可見，在3.25h～6.5h之間，吸水倍率隨攪拌時(shí)間的延長而增加。隨攪拌時(shí)間的延長，聚合物形成的分子量更為集中，聚丙烯酸鹽與膨潤土融合更為充分。1.1.2不同膨潤土用量：由圖2可見，膨潤土用量占單體量的15％～240％時(shí)，隨著膨潤土用量的增加，吸水倍率逐漸減小，在180％～240％之間時(shí)，吸水倍率趨于平緩，且當(dāng)膨潤土量大于單體量的200％時(shí)，由于膨潤土用量過多，導(dǎo)致膨潤土不能完全與有機(jī)高分子聚丙烯酸鹽有效融合。加入膨潤土制備出的礦物復(fù)合保水劑具有一定的凝膠強(qiáng)度，減少了粘棒現(xiàn)象，降低了粘度，便于后續(xù)烘干剪切處理。1.2釋水曲線分析稱取0.1g樣品，使其吸水飽和后用200目曬網(wǎng)包裹，橡皮筋包扎，稱重后置于室溫27℃的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行自然風(fēng)干。觀察釋水時(shí)間及釋水率，結(jié)果如圖3所示。由圖3可見，在第10天時(shí)，試樣水分剩余50％左右；在第19天時(shí)，試樣水分剩余30％左右；在第30天時(shí)，試樣水分仍剩余10％。待礦物復(fù)合保水劑完全釋水后重復(fù)進(jìn)行吸水測(cè)試，吸釋水效果相同。1.3離心實(shí)驗(yàn)稱取0.1g樣品，精確到0.001g，放入盛有100ml去離子水的燒杯內(nèi)，用79-1磁力加熱攪拌器常溫?cái)嚢?min，靜置30min，將凝膠狀試樣移入已知質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)篩中，自然過濾10min。將試驗(yàn)篩傾斜放置，再過濾10min。將吸水飽和的試樣移入離心管內(nèi)。將離心管放入24℃，4000r/min的離心機(jī)內(nèi)進(jìn)行離心實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖4所示。1.4低溫冷凍實(shí)驗(yàn)分別稱取0.1g(精確到0.001g)樣品5份，并編號(hào)CK、①、②、③、④。將CK組試樣測(cè)飽和吸水倍率，將其余四份試樣裝入自封袋內(nèi)，放入零下20℃冰箱內(nèi)冷凍。分別將①號(hào)試樣冷凍24小時(shí)，②號(hào)試樣冷凍48小時(shí)，③號(hào)試樣冷凍72小時(shí)，④號(hào)試樣冷凍96小時(shí)后吸水測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果為①至④號(hào)試驗(yàn)吸水倍率均與CK組吸水倍率相同，試驗(yàn)表明未吸水的礦物復(fù)合保水劑耐冷凍能力較強(qiáng)。分別稱取0.1g(精確到0.001g)樣品兩份，并編號(hào)Ⅰ、Ⅱ。將兩組試樣吸水飽和后測(cè)重并記錄，而后放入零下20℃冰箱內(nèi)冷凍。將Ⅰ號(hào)試樣冷凍24小時(shí)后取出，置于常溫下解凍后測(cè)測(cè)重，Ⅱ號(hào)試樣冷凍48小時(shí)后取出，置于常溫下解凍后測(cè)重。實(shí)驗(yàn)結(jié)果為冷凍后的兩組試樣重量均與冷凍前相同，并未有水分從吸水飽和試樣內(nèi)散出，試驗(yàn)表明吸水飽和的礦物復(fù)合保水劑耐冷凍能力較強(qiáng)。2.盆栽實(shí)驗(yàn)研究2.1盆栽實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)取1000ml量杯作為花盆，便于側(cè)向觀察。設(shè)置9組實(shí)驗(yàn)對(duì)照，礦物復(fù)合保水劑施用量及初始灌溉量詳見表1.具體操作如下：①取9個(gè)1000ml量杯，編號(hào)為X1、X2、X3、Y1、Y2、Y3、Z1、Z2、Z3，②向各量杯中加入800g細(xì)砂，CK組加入300g細(xì)砂，Ⅰ組加入比例為1：100的礦物復(fù)合保水劑與細(xì)砂混合物，Ⅱ組加入比例為1:150的礦物復(fù)合保水劑與細(xì)砂混合物，③將白菜種子埋入1.5cm，④覆蓋30g細(xì)砂，⑤α組加250ml去離子水，β加500ml去離子水，γ加1000ml去離子水，⑥放入植物培養(yǎng)箱，培養(yǎng)箱分為兩個(gè)階段，第一階段：光照12h，溫度26度，濕度60％；第二階段：無光照12h，溫度18度，70％。表1實(shí)驗(yàn)對(duì)照設(shè)置表盆栽采取約每兩天觀察一次，主要觀察因素有植物發(fā)芽情況、盆栽重量變化、保水層體積變化、幼苗生長狀況、幼苗枯萎時(shí)間等因素，并詳細(xì)記錄結(jié)果。根據(jù)植物發(fā)芽狀況可知對(duì)照組與空白組在有無施用礦物復(fù)合保水劑及施用量對(duì)是否促進(jìn)種子萌發(fā)有重要研究意義；根據(jù)盆栽重量變化可反映出蒸發(fā)量變化。2.2盆栽實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析2.2.1體積變化CK組三盆栽初始灌溉后體積在750ml刻線處；Y1體積膨脹至850ml刻線處，Y2體積膨脹至900刻線處，Y3體積膨脹至1100刻線處；Z1體積膨脹至810刻線處，Z2體積膨脹至810刻線處，Z3體積膨脹至900處。自放入冷光源植物生長箱后，各盆栽體積減少量如圖5所示。由圖5可知，在植物培養(yǎng)過程中，加入礦物復(fù)合保水劑的人工保水層體積由初始灌溉膨脹為最大值的釋水過程中體積逐漸減小，CK組盆栽最終體積變化量均在100ml以內(nèi)，而Ⅰ組、Ⅱ組盆栽均因礦物復(fù)合保水劑施用量不同及初始給水量不同而呈現(xiàn)出較劇烈的體積變化。2.2.2蒸發(fā)量變化各盆栽在冷光源植物培養(yǎng)箱培養(yǎng)過程中，定期對(duì)盆栽進(jìn)行稱重記錄，水分減少量可等同于蒸發(fā)量，各盆栽蒸發(fā)量如圖6所示，其中Y2、Y3、Z2、Z3表現(xiàn)尤為明顯，是由于Y2、Y3、Z2、Z3初始給水量均較大，且Y2、Y3礦物復(fù)合保水劑施用比例均大于Z2、Z3，故Y2、Y3保水量大，最終釋水量也較大。2.2.3植物生長狀況1)盆栽第9天時(shí)，各盆栽發(fā)芽狀況如圖7所示。由圖7可見，Ⅱ組盆栽幼苗發(fā)芽最早、長勢(shì)最好；Y1、Y3均未發(fā)芽，推測(cè)Y3未發(fā)芽原因?yàn)槌跏冀o水量過大所影響，Y1未發(fā)芽原因尚不明確，需進(jìn)一步設(shè)置對(duì)照試驗(yàn)考究；CK組盆栽幼苗較Ⅱ組相比長勢(shì)略差。2)盆栽第18天時(shí)，各盆栽發(fā)芽狀況如圖8所示。由圖8可見，CK組幼苗幼苗已經(jīng)出現(xiàn)枯萎傾倒現(xiàn)象，與Ⅰ組、Ⅱ組幼苗對(duì)比明顯，該現(xiàn)象表明未加入礦物復(fù)合保水劑的CK組各盆栽因土壤保水效果差導(dǎo)致供水不足而使得幼苗枯萎傾倒。3)盆栽第25天時(shí)，各盆栽發(fā)芽狀況如圖9所示。由圖9可見，CK組盆栽幼苗由于缺水已完全枯萎，Ⅱ組幼苗也出現(xiàn)干枯傾倒現(xiàn)象，Y2盆栽幼苗仍長勢(shì)良好。4)盆栽第35天時(shí)，各盆栽發(fā)芽狀況如圖10所示。由圖10可見，CK組、Ⅱ組盆栽幼苗均已枯萎，Y1、Y2盆栽幼苗略顯枯萎。5)小結(jié)：本次盆栽實(shí)驗(yàn)研究，觀察周期共計(jì)40天，觀察期間，除初始灌溉外，未對(duì)盆栽實(shí)施補(bǔ)水措施，本實(shí)驗(yàn)研究了礦物復(fù)合保水劑對(duì)促進(jìn)種子萌發(fā)、保持土壤水分、保持土壤溫度、保持土壤墑情等相關(guān)因素的研究。3.運(yùn)用LED冷光源人工氣候箱模擬干旱條件下棉花生長實(shí)驗(yàn)研究3.1實(shí)驗(yàn)方案本研究于2016年1月至4月，在LED冷光源人工氣候箱內(nèi)模擬新疆條件，以新疆棉花種子華農(nóng)16號(hào)為實(shí)驗(yàn)植物，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)一組CK對(duì)照和8組不同礦物復(fù)合保水劑添加量(Ⅰ：1:100，Ⅱ：1:200，Ⅲ：1:250，Ⅳ：1:300，Ⅴ：1:350，Ⅵ：1:400，Ⅶ：1:450，Ⅷ：1:500)，和4中不同初始給水量，如表2所示。表2：不同礦物復(fù)合保水劑添加量和不同初始給水量對(duì)照表3.2氣候條件設(shè)置將人工氣候箱內(nèi)濕度設(shè)置為35％RH，夜間光照強(qiáng)度0，白天光照強(qiáng)度3萬LX，溫度變化如圖11所示。本實(shí)驗(yàn)經(jīng)過了三個(gè)月的模擬新疆干旱條件植物生長研究，對(duì)各組盆栽體積變化量、蒸發(fā)量、植物生長情況進(jìn)行了長期觀測(cè)統(tǒng)計(jì)，本研究充分證明了加入礦物復(fù)合保水劑的人工保水層極大提高了植物幼苗存活率。4.新疆現(xiàn)場(chǎng)礦物復(fù)合保水劑水資源高效利用研究4.1概要本研究于2016年4月至6月在新疆維吾爾族自治區(qū)石河子市121團(tuán)試驗(yàn)田進(jìn)行礦物復(fù)合保水劑新疆現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)。本研究對(duì)試驗(yàn)區(qū)土壤含鹽量、Ph、含水率等指標(biāo)采用烘干法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)定，并對(duì)各實(shí)驗(yàn)小區(qū)幼苗存活率、株高、葉片數(shù)等相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行了長期觀測(cè)記錄，并詳細(xì)記錄了實(shí)驗(yàn)期間內(nèi)的天氣狀況及降雨量等氣象資料。4.1.1研究區(qū)氣象條件，見圖12、圖13。4.2保苗效果實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果顯示，未加入礦物復(fù)合保水劑的研究區(qū)幼苗生長僅8天便枯萎死亡，而加入礦物復(fù)合保水劑的實(shí)驗(yàn)小區(qū)，在僅有自然降雨補(bǔ)給的條件下，幼苗在生長40多天時(shí)，仍嫩綠茁壯，如圖14。4.3研究區(qū)含鹽量分析研究區(qū)地表到地下1m處，每5cm取土，用烘干法對(duì)土壤含鹽量分析結(jié)果如表3。表3距地表深度含鹽量距地表深度含鹽量0-5cm輕度鹽化50-55cm中度鹽化5-10cm輕度鹽化55-60cm輕度鹽化10-15cm輕度鹽化60-65cm輕度鹽化15-20cm非鹽土65-70cm輕度鹽化20-25cm輕度鹽化70-75cm輕度鹽化25-30cm非鹽土75-80cm輕度鹽化30-35cm輕度鹽化80-85cm輕度鹽化35-40cm非鹽土85-90cm輕度鹽化40-45cm輕度鹽化90-95cm非鹽土45-50cm中度鹽化95-100cm非鹽土4.4研究區(qū)PH分析研究區(qū)地表到地下1m處，每5cm取土，用烘干法對(duì)土壤pH分析結(jié)果如表4。表40-5cm強(qiáng)堿性50-55cm堿性5-10cm強(qiáng)堿性55-60cm堿性10-15cm強(qiáng)堿性60-65cm堿性15-20cm強(qiáng)堿性65-70cm堿性20-25cm強(qiáng)堿性70-75cm堿性25-30cm強(qiáng)堿性75-80cm堿性30-35cm強(qiáng)堿性80-85cm堿性35-40cm強(qiáng)堿性85-90cm堿性40-45cm強(qiáng)堿性90-95cm強(qiáng)堿性45-50cm堿性95-100cm強(qiáng)堿性4.5加入礦物復(fù)合保水劑的實(shí)驗(yàn)小區(qū)，株高、葉片數(shù)統(tǒng)計(jì)圖見圖15、圖16。4.6結(jié)論通過在新疆石河子121團(tuán)試驗(yàn)田的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證可知，加入干旱土壤中的礦物復(fù)合保水劑通過對(duì)初始水和降雨的吸收儲(chǔ)存，使植物根系周圍形成了一個(gè)微型水庫，在幼苗生長過程中緩慢釋放儲(chǔ)存的水量，提供植物生長所需水分。并且在反復(fù)吸收釋放降雨的過程中，起到了疏松土壤的作用。由本研究可知，礦物復(fù)合保水劑具有良好的吸釋水性能，有利于土壤水分保持，增加土壤通透性，可用于農(nóng)林業(yè)、沙漠治理等，對(duì)干旱半干旱地區(qū)地下水循環(huán)研究有重要意義。當(dāng)前第1頁1 2 3