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施用0.4%的γ-PGA可抑制27.64%的土壤水分下渗,并提高水分利用率

施用0.4%的γ-PGA可抑制27.64%的土壤水分下渗,并提高水分利用率 光华时代PGA
2024-10-23
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γ-聚谷氨酸(γ-PGA)具有良好的保水保肥能力,可以调节土壤酸碱性,促进土壤团粒结构形成,对防止土壤板结具有较好效果,亦可防止土壤侵蚀。

施用γ-PGA可有效减缓水分入渗能力降低土壤中氮素的淋失,提高土壤的保水保肥能力,具有很强的推广空间和应用价值。


石肖肖等研究通过土柱试验研究了γ-PGA的不同施量对土壤渗透率、迁移特征等影响,为γ-PGA在农业生产和土壤改良等领域的广泛应用提供依据,促进现代农业的发展。


对土壤累积入渗量和入渗速率的影响


由图1可知,随着时间的推进,累积入渗量之间的差异明显增加,γ-PGA对累积入渗量的影响逐渐显现出来,且各γ-PGA施量下的累积入渗量随着γ-PGA施量的增大而减小


因为在入渗初期,土壤的水势梯度较大,基质势占据主导作用,影响了γ-PGA的减渗作用,随着时间的变化,土壤水势梯度逐渐减小,基质势作用逐渐减弱,γ-PGA的减渗作用才得以体现出来。


入渗至470min时,与对照组对比,施加0.1%,0.2%,0.4%γ-PGA的试验组其累积入渗量分别减少4.01%,13.92%,27.64%,γ-PGA施量越大减渗作用越明显。可见,将γ-PGA施入土壤可明显抑制水分下渗,将其作为砂性土壤的保水剂可有效减少水分的深层渗漏,从而提高水分的利用效率。



由图2可知,随着时间的推进,各施量下的入渗率差异逐渐显现出来,因为随着时间的推进,γ-PGA分子吸水饱和后形成凝胶增加了水分的黏滞性,减缓了水分运动速率,减缓了水分的下渗。



对湿润锋迁移特征的影响


由图3可知,入渗初期,4组试验湿润锋迁移的距离较为接近,γ-PGA对湿润锋迁移的影响并不明显,但是在150min后,各组试验湿润锋迁移的差距逐渐拉开,说明在150min后,γ-PGA对湿润锋的影响开始得以展现。


入渗结束后,施加γ-PGA的处理其湿润锋迁移的距离均小于对照组,且γ-PGA的施量越大,湿润锋迁移的距离越小,与对照组相比,添加0.1%,0.2%,0.4%γ-PGA的试验组其湿润锋迁移距离分别减小9.21%,15.35%,31.58%。由此可以说明,γ-PGA对水分的迁移有明显的抑制效果


对入渗模型水分运动参数的影响


由表1可知,Kostiakov公式和Philip公式拟合效果良好。γ-PGA的施加改变了入渗模型水分运动的参数,与对照组相比,施加不同剂量的γ-PGA后,Kostiakov公式的经验系数K从0.24减小到0.546,随γ-PGA施量的增大而逐渐减小呈负相关Philip公式的吸渗率S从1.260降至0.8304,也随γ-PGA施量的增大而逐渐减小呈负相关


说明施加γ-PGA后,土壤的入渗能力随γ-PGA施量的增大而减小。γ-PGA可显著减缓土壤水分下渗能力,从土壤方面考虑,因为YPGA吸收大量水分后,改变了土壤结构及孔隙状况,增加了土壤的持水容量;从γ-PGA考虑,因为YPGA吸水饱和后会形成凝胶,可增加水分黏滞性,减缓了水分下渗速度,同时削弱了土壤中毛细管对水分的吸渗能力。

进一步分析γ-PGA施量对经验系数K和吸渗率S的影响(图4)可知随着γ-PGA施量的增加,经验系数K和吸渗率S均逐渐减小,均呈线性负相关,其斜率分别为-09874,-1.8465,所以吸渗率S对γ-PGA施量的变化比经验系数K更加敏感。

结  论

(1) 施加γ-PGA后对土壤入渗能力有显著影响,与对照组相比,施加0.4%γ-PGA的试验组累计入渗量减小27.64%,可见,γ-PGA施入土壤可明显抑制水分下渗


(2) γ-PGA的施量越大,湿润锋迁移的距离越小,添加0.4%γ-PGA的试验组其湿润锋迁移距离减小31.58%。说明γ-PGA对水分的迁移有明显的抑制效果


(3) 随着γ-PGA施量的增大,Kostiakov公式的经验系数K从0.924减小至0.546,Philip公式的吸渗率S从13260减小至0.8304,呈负相关。土壤的入渗能力随γ-PGA施量的增大而减小


引用

石肖肖,史文娟,庞琳娜,等. γ-聚谷氨酸对土壤水氮运移特性的影响[J]. 水土保持学报,2020.

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版权说明


文案 | 来源石肖肖,史文娟,庞琳娜,等. γ-聚谷氨酸对土壤水氮运移特性的影响[J]. 水土保持学报,2020.


图片 | 来源石肖肖,史文娟,庞琳娜,等. γ-聚谷氨酸对土壤水氮运移特性的影响[J]. 水土保持学报,2020.其他图片来源网络,若侵权可联系删除。其它产品图来源光华时代(海南)生物科技有限公司拍摄或设计(不可作其它商用)


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光华时代(海南)生物科技有限公司,是一家专注于高品质聚谷氨酸(γ-PGA)应用研发,集农业生产原料进出口贸易、其它农业生产资料研发生产及配套应用技术开发、咨询、服务、推广的农业应用型服务公司。
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