CN113388405A - 一种双网络水凝胶在土壤保水方面的应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双网络水凝胶在土壤保水方面的应用。其应用包括：首先利用氧化海藻酸钠‑聚丙烯酰胺双网络水凝胶与沙土混合。利用水凝胶中各活性基团的作用，溶解沙土形成微小颗粒；再通过其胶结作用，促进土壤团聚体的形成，实现土壤结构的改良。同时，水凝胶的亲水性使其具有良好的吸水与保墒性能，从而促进植物的生长。

Description

一种双网络水凝胶在土壤保水方面的应用

技术领域

本发明属于土壤结构改良技术领域，具体涉及双网络水凝胶在土壤保水方面的应用。

背景技术

土壤结构改良在农业领域非常重要。良好的土壤结构可以使水、肥、气、热，维持在适合植物生长的平衡态；同时土壤的吸水及保墒可以促进植物的生长。但是目前土壤的保水能力尚有欠缺，保水能力较差。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种双网络水凝胶在土壤保水方面的应用。

本发明提供双网络水凝胶在土壤保水方面的应用，双网络水凝胶为氧化海藻酸钠-聚丙烯酰胺双网络水凝胶，首先利用氧化海藻酸钠-聚丙烯酰胺双网络水凝胶中各活性基团的作用，溶解土壤形成微小颗粒；再通过其胶结作用，促进土壤团聚体的形成，实现土壤结构的改良。

可选地，活性基团为羧基、羟基及羰基，胶结作用来源于水凝胶的粘附性能。

可选地，吸水与保墒性能是利用水凝胶的亲水性，从而使土壤湿度维持在利于植物生长的水平。

可选地，具体应用步骤包括：将双网络水凝胶风干，将风干后的双网络水凝胶放入研钵中碾碎成凝胶颗粒；将凝胶颗粒和沙土混合均匀，并将混合物逐滴加水搅拌，得到湿凝胶-沙土混合物；将湿凝胶-沙土混合物放入烘干箱中烘干，即可得到干燥的凝胶-沙土混合物。

可选地，凝胶-沙土混合物即为结构改良后的土壤，具有良好的吸水与保墒性能。

根据本发明的实施例，该双网络水凝胶的应用促进了土壤团聚体的形成，且达到了良好的吸水与保墒效果，有利于植物生长。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据附图获得其他的附图。

图1为根据本发明的一个实施例提供的凝胶-沙土混合物的扫描电子显微镜图；

图2为根据本发明的一个实施例提供的凝胶-沙土混合物与普通沙土的形态对比；

图3为根据本发明的一个实施例提供的凝胶-沙土混合物与普通沙土吸水性能对比；

图4为根据本发明的一个实施例提供的凝胶-沙土混合物与普通沙土保墒性能对比。

具体实施方式

为了使本申请的发明目的、技术方案和有益技术效果更加清晰，以下结合具体实施例对本申请进行详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的实施例仅仅是为了解释本申请，并非为了限定本申请。

为了简便，本文仅明确地公开了一些数值范围。然而，任意下限可以与任何上限组合形成未明确记载的范围；以及任意下限可以与其它下限组合形成未明确记载的范围，同样任意上限可以与任意其它上限组合形成未明确记载的范围。此外，尽管未明确记载，但是范围端点间的每个点或单个数值都包含在该范围内。因而，每个点或单个数值可以作为自身的下限或上限与任意其它点或单个数值组合或与其它下限或上限组合形成未明确记载的范围。

在本文的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“以上”、“以下”为包含本数。

本申请的上述发明内容并不意欲描述本申请中的每个公开的实施方式或每种实现方式。如下描述更具体地举例说明示例性实施方式。在整篇申请中的多处，通过一系列实施例提供了指导，这些实施例可以以各种组合形式使用。在各个实例中，列举仅作为代表性组，不应解释为穷举。

本发明第一方面提供一种双网络水凝胶的应用方法，该方法包括：将制得的水凝胶风干，将风干后的凝胶放入研钵中碾碎成小颗粒凝胶；将凝胶颗粒和沙土混合均匀，并将混合物逐滴加水搅拌；将湿凝胶-沙土混合物放入烘干箱中烘干，即可得到干燥的凝胶-沙土混合物。

根据本发明的实施例，凝胶-沙土混合物制备工艺简单，且所应用的双网络水凝胶可降解，绿色环保。

根据本发明的实施例，该双网络水凝胶的应用促进了土壤团聚体的形成，且达到了良好的吸水与保墒效果，有利于植物生长。

本专利氧化海藻酸钠-聚丙烯酰胺水凝胶的制备过程详情具体参考先前发表的专利202110323759.3。

实施例

下述实施例更具体地描述了本申请公开的内容，这些实施例仅用于阐述性说明，因为在本申请公开内容的范围内进行各种修改和变化对本领域技术人员来说是明显的。而且实施例中使用的所有试剂都可商购获得或是按照常规方法进行合成获得，并且可直接使用而无需进一步处理，以及实施例中使用的仪器均可商购获得。

实施例1

本实施例以氧化海藻酸钠-聚丙烯酰胺双网络水凝胶为例，进行了双网络水凝胶的土壤结构改良应用，具体包括如下步骤：

(1)将制得的水凝胶倒入模具中并铺成较薄的一层，以便于风干，在室温条件下风干一周。将风干后的凝胶放入研钵中碾碎成小颗粒凝胶，且颗粒粒径在1mm以下。

(2)将1g凝胶颗粒和4g沙土混合均匀，向混合物中逐滴加入3g水并搅拌。

(3)将湿凝胶-沙土混合物放入烘箱中，在80℃的温度下烘干12h，即可得到干燥的凝胶-沙土混合物。

图1为所得凝胶-沙土混合物的扫描电子显微镜图，图2为所得凝胶-沙土混合物与普通沙土的形态对比，示出了实施例制备的凝胶-沙土混合物具有土壤团聚体的结构。

吸水倍率测试1

本实施例以实施例1制得的凝胶-沙土混合物，进行了吸水倍率测试，具体包括如下步骤：

(1)将制得的凝胶-沙土混合物放入一个半球形透明模具(半径为2cm)中，用保鲜膜将开口密封并且在保鲜膜上打上五个小孔(用于水的进出)。

(2)将样品放入水中进行吸水，待固体全部被水没过后开始计时，计时结束后取出样品，快速控干水并测量质量。

(3)按照设计的时间梯度进行测量，通过测量样品的重量随时间的变化，可以得到吸水倍率随时间变化的曲线，所测结果如图3所示，证明该凝胶-沙土混合物具有良好的吸水性能。

吸水倍率对比测试1

获取与吸水倍率测试1步骤(1)等质量的普通沙土，将沙土放入吸水倍率测试1步骤(1)所述半球形模具中，并通过吸水倍率测试1步骤(2)和步骤(3)得到普通沙土吸水倍率随时间变化的曲线，所测结果如图3所示。结果显示，相比于普通沙土，实施例1所制得的凝胶-沙土混合物具有更高的吸水倍率。

保水性测试1

本实施例以实施例1制得的凝胶-沙土混合物，进行了保水性测试，具体包括如下步骤：

(1)将制得的干燥的凝胶-沙土混合物放入培养皿中，加入水完全没过混合物。

(2)吸水100min,吸水完成后控干多余的水。

(3)将样品放在室温条件下自然风干，按照设计的时间梯度对样品质量进行测量，通过测量样品的重量随时间的变化，得到保水率随时间变化的曲线，所测结果如图4所示，证明该凝胶-沙土混合物具有良好的保水性能。

保水性对比测试1

获取与保水性测试1步骤(1)等质量的普通沙土，通过保水性测试1步骤(1)、步骤(2)和步骤(3)得到普通沙土保水性随时间变化的曲线，所测结果如图3所示。结果显示，相比于普通沙土，实施例1所制得的凝胶-沙土混合物具有更强的保水能力。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种双网络水凝胶在土壤保水方面的应用，其特征在于，所述双网络水凝胶为氧化海藻酸钠-聚丙烯酰胺双网络水凝胶，首先利用所述氧化海藻酸钠-聚丙烯酰胺双网络水凝胶中各活性基团的作用，溶解土壤形成微小颗粒；再通过其胶结作用，促进土壤团聚体的形成，实现土壤结构的改良。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述活性基团为羧基、羟基及羰基，所述胶结作用来源于水凝胶的粘附性能。

3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述吸水与保墒性能是利用水凝胶的亲水性，从而使土壤湿度维持在利于植物生长的水平。

4.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，具体应用步骤包括：

将双网络水凝胶风干，将风干后的双网络水凝胶放入研钵中碾碎成凝胶颗粒；

将凝胶颗粒和沙土混合均匀，并将混合物逐滴加水搅拌，得到湿凝胶-沙土混合物；

将湿凝胶-沙土混合物放入烘干箱中烘干，即可得到干燥的凝胶-沙土混合物。

5.根据权利要求4所述的双网络水凝胶的应用，其特征在于，所述凝胶-沙土混合物即为结构改良后的土壤，具有良好的吸水与保墒性能。

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