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农业节水材料——一种载硼纤维素高吸水性树脂 发布时间:2019-10-09



成果单位:中国农业大学

研究背景:

我国的水资源匮乏,是世界上极度缺水的国家之一。我国又是一个农业大国,农业用水占全国用水量很大比例,加上目前我国农业生产过程中水资源的利用方式仍然以粗放式为主,不仅利用率低,而且造成了水资源的大量浪费。近年来,我国水资源供需矛盾更加突出。硼元素是作物生长发育所必需的微量元素之一,对碳水化合物的运输、生殖器官的建成和发育、细胞的分裂和伸长都有很好的促进作用,并且硼元素对作物产量的提高也有很大的促进作用。我国的土壤存在硼元素短缺的问题,土壤中硼元素的短缺会影响植物的生长发育,引起花和果实生长受阻、花粉活力和萌发率下降等一系列问题。干旱缺水和硼元素缺乏问题成为制约农业可持续发展的重要限制因素。

高吸水性树脂作为节水材料的一种,常用作保水材料,一种新兴的农业节水抗旱技术,能有效改善土壤结构、提高土壤的保水能力,还具有控肥缓释性能,提高肥料的利用效率,减少施肥频率,促进作物的生长发育。

成果简介:

现有的农用高吸水性树脂所用的合成原料一般是淀粉,而淀粉型的高吸水性树脂虽然具有良好的吸水性,但是耐热耐盐性差,容易造成土壤的板结。本发明用羟丙基甲基纤维素代替淀粉作为高吸水性树脂的接枝骨架,改善了淀粉型高吸水性树脂耐热耐盐性差、容易造成土壤的板结问题。纤维素型的高吸水性树脂的吸水量比淀粉型的稍低,但其耐盐性好,pH值易调节,抗生物降解的性能较好,具有重要的环保意义和经济价值。

因此,本发明提供一种能够改善土壤结构、耐盐性好且不易降解、能够为土壤提供微量硼元素、吸水和保水性能优良、促进作物生长发育的纤维素型农用安全高吸水性树脂。该树脂可与栽培基质或者土壤直接混合,缓慢释放水分,作用持久,可以提高土壤的含水率;可以缓慢释放硼元素,提高基质或土壤中的硼含量,对作物的生长发育有良好的促进作用,起到改善土壤结构、保水保肥的目的。

本发明的高吸水性树脂与土壤或者栽培基质混合后,在种子发芽、出苗和生长过程中缓慢的释放水分,提高土壤的含水率,增加土壤或者栽培基质孔隙度,促进植物根部的呼吸和伸长;同时在该高吸水性树脂中引入硼元素,通过高吸水性树脂缓慢释放的特点,将硼元素缓慢释放到土壤或栽培基质中,提高土壤或者栽培基质中的硼含量,对作物的生长发育有良好的促进作用,为作物的生长发育提供持久的养料,改善土壤的结构,从而达到保水保肥的目的。

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载硼纤维素高吸水性树脂吸水前、后效果对比

 




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