亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        含氮磷聚合物復(fù)合材料植物培養(yǎng)基的制備

        2022-03-28 13:36:54耿陽(yáng)陽(yáng)劉亞青
        廣東農(nóng)業(yè)科學(xué) 2022年2期
        關(guān)鍵詞:造孔孔洞酸鈉

        耿陽(yáng)陽(yáng),劉亞青

        (中北大學(xué)山西省高分子復(fù)合材料工程技術(shù)研究中心/中北大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,山西 太原 030051)

        【研究意義】我國(guó)受人口增長(zhǎng)、土地減少的挑戰(zhàn)非常嚴(yán)峻,要使國(guó)民經(jīng)濟(jì)保持可持續(xù)發(fā)展,不斷提高國(guó)民生活水平,必須不斷提高有限土地面積的生產(chǎn)效率,開(kāi)拓農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的空間[1],無(wú)土栽培可提供超過(guò)普通土壤栽培幾倍甚至十多倍的產(chǎn)品數(shù)量[2]。我國(guó)是水資源相當(dāng)貧乏的國(guó)家,被列為世界上13 個(gè)貧水國(guó)之一[3],無(wú)土栽培作為節(jié)水農(nóng)業(yè)的有效手段,將在干旱缺水地區(qū)發(fā)揮重要作用[4]。我國(guó)無(wú)土栽培方式主要有基質(zhì)培和水培兩種[5]:固體基質(zhì)培主要包括有機(jī)生態(tài)型基質(zhì)培、基質(zhì)袋培、立體培、巖棉培等形式,基質(zhì)只起到物理吸水的效果,無(wú)儲(chǔ)存養(yǎng)分的作用;水培目前以營(yíng)養(yǎng)液膜技術(shù)(NFT)和浮板毛管水培技術(shù)(FCH)兩種為主。營(yíng)養(yǎng)液膜技術(shù)(NFT)的特點(diǎn)是循環(huán)供液的液流呈膜狀,僅以數(shù)毫米厚的淺液流流經(jīng)栽培槽底部,水培作物的根墊底部接觸淺液流吸水、吸肥,上部暴露在濕氣中吸氧,較好地解決了根系吸水與吸氧的矛盾,但存在液流淺、液溫不穩(wěn)定、一旦停電停水植株易枯萎以及根際環(huán)境穩(wěn)定性差等不足,限制了其發(fā)展[6];而浮板毛管水培技術(shù)(FCH)使用完的浮板毛管不可降解,污染環(huán)境且工藝相對(duì)復(fù)雜[7]。

        【前人研究進(jìn)展】水凝膠作為一種具有良好親水性、可生物降解性和生物相容性的功能材料[8],在食品、農(nóng)業(yè)、工業(yè)和生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域得到廣泛研究[9]。研究人員指出,水凝膠可以作為種子生長(zhǎng)的介質(zhì),為種子生長(zhǎng)保存水分和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),水凝膠中95%以上的水分能逐漸釋放到根系[10]。但是,傳統(tǒng)水凝膠的力學(xué)性能、透氣性能較差,且傳統(tǒng)水凝膠的基體不可降解,易對(duì)環(huán)境造成負(fù)面影響,利用海藻酸鈉、聚乙烯醇等可生物降解聚合物制備的水凝膠,由于其無(wú)毒、可生物降解、化學(xué)穩(wěn)定性好、親水性強(qiáng)等特點(diǎn)[11],有望成為不可降解材料的有吸引力的替代品?!颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】針對(duì)植物根系對(duì)氧氣非常敏感且現(xiàn)有水凝膠培養(yǎng)基力學(xué)性、透氣性較差的問(wèn)題,利用PVA 物理交聯(lián)、Ca2+與SA 離子交聯(lián)形成雙交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),采用低溫造孔和化學(xué)造孔有機(jī)結(jié)合的方法,能夠有效調(diào)控制備得到的聚合物雙交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)水凝膠無(wú)土栽培基質(zhì)的孔隙結(jié)構(gòu)。【擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題】聚合物雙交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)水凝膠不僅具有期望的強(qiáng)度,而且還具有更多的孔洞來(lái)滿足植物呼吸以及對(duì)水分的需求,為種子的萌發(fā)和生長(zhǎng)提供環(huán)境。

        1 材料與方法

        1.1 試驗(yàn)材料

        聚乙烯醇(PVA),上海阿拉丁生化科技股份有限公司,1799 型,醇解度98~99%;海藻酸鈉(SA)、甲醛、尿素、氫氧化鉀,天津市大茂化學(xué)試劑廠;檸檬酸(C6H8O7),天津市凱通化學(xué)試劑有限公司;碳酸鈣(CaCO3)、磷酸二氫鈣[Ca(H2PO4)2],天津市天力化學(xué)試劑有限公司。以上試劑均為分析純。

        1.2 樣品制備

        1.2.1 羥甲基脲(MU)參考張曉鵬等[12]工藝:將25 g 去離子水添加到含有40 g 甲醛的錐形瓶中,200 r/min 機(jī)械攪拌10 min,用滴管滴加5% KOH溶液將pH 調(diào)至8;按照n(尿素)/n(甲醛)=1.2 ∶1的比例將35.6 g 尿素加入到甲醛溶液中,常溫、200 r/min 機(jī)械攪拌30 min 至尿素完全溶解;調(diào)節(jié)溫度至40 ℃,機(jī)械攪拌2 h,得到MU 溶液。

        1.2.2 Ca2+-SA/PVA 水凝膠 將去離子水沿杯壁加入有PVA的燒杯中,96 ℃水浴鍋中機(jī)械攪拌1 h 使PVA 完全溶解,配制不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)(10%、15%、20%)的PVA 溶液,取出溶解均勻的溶液自然冷卻到室溫;取20 mL PVA 溶液于燒杯中,在80 W 超聲的條件下,按照PVA ∶SA=5 ∶1、10 ∶1、15 ∶1、20 ∶1、25 ∶1 一次性加入海藻酸鈉,超聲攪拌0.5 h,機(jī)械攪拌0.5 h;然后在80 W 超聲的條件下,分批次加入碳酸鈣(SA ∶Ca2+=10 ∶1、20 ∶1、30 ∶1、40 ∶1、50 ∶1)和0.05 g 磷酸二氫鈣,超聲攪拌1 h;之后沿杯壁緩緩加入5%檸檬酸10 mL,機(jī)械攪拌均勻,將樣品放置在液氮冷凍10 min 后取出,放在26 ℃室溫完全溶解為止(凍融過(guò)程循環(huán)3 次)[13]。所用試劑比列均為質(zhì)量比。

        1.2.3 Ca2+-SA/PVA-MU水凝膠 將去離子水沿杯壁加入有PVA的燒杯中,96 ℃水浴鍋中機(jī)械攪拌1 h 使PVA 完全溶解,配制不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)(10%、15%、20%)的PVA 溶液,取出溶解均勻的溶液自然冷卻到室溫;取20 mL PVA 溶液于燒杯中,在80 W 超聲的條件下,按照PVA ∶SA=5 ∶1、10 ∶1、15 ∶1、20 ∶1、25 ∶1 一次性加入海藻酸鈉,超聲攪拌0.5 h,機(jī)械攪拌0.5 h;在80 W 超聲的條件下,分批次加入碳酸 鈣(SA ∶Ca2+=10 ∶1、20 ∶1、30 ∶1、40 ∶1、50 ∶1)和0.05 g 磷酸二氫鈣,超聲攪拌1 h;用滴管逐滴滴加0.05 mL MU,超聲攪拌1 h 至混合均勻;之后沿杯壁緩緩加入10 mL 5%的檸檬酸,機(jī)械攪拌均勻,將樣品放置在液氮冷凍10 min后取出,放在26 ℃室溫完全溶解為止(凍融過(guò)程循環(huán)3 次)[13]。所用試劑比列均為質(zhì)量比。

        1.3 測(cè)試與表征

        采用Nicolet-IS50 紅外光譜儀和ATR 裝置在500~4 000 cm-1范圍內(nèi)測(cè)試Ca2+-SA/PVA 和 Ca2+-SA/PVA-MU的傅里葉變換紅外光譜(FTIR)。使用熱重分析儀(TGA,TA Q50)研究樣品在氮?dú)鈿夥罩械臒岱€(wěn)定性。使用差示掃描量熱儀(TA-DSC-Q200)測(cè)定樣品的Tg 值。干燥后的樣品在氮?dú)鈿夥障乱? ℃/min的速率從40 ℃加熱到240 ℃,以熱流驟減開(kāi)始為Tg。用掃描電鏡(SEM,日立u8100)觀察樣品的表面形貌,并通過(guò)其上裝配的能譜儀(EDX,IXRF Model 550i)測(cè)定樣品表面元素組成和分布。

        采用德國(guó)電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)在室溫下測(cè)定生物降解納米聚合物復(fù)合材料生長(zhǎng)培養(yǎng)基的力學(xué)性能(壓縮強(qiáng)度),試樣為圓柱形,直徑32(±1)mm,高度38(±1)mm,表面光滑,上下兩表面平行,按照4 mm/min的壓縮速率調(diào)整好試驗(yàn)機(jī),將測(cè)定高度的試樣放入上下壓板之間,緩慢調(diào)整上壓板使之與試樣接觸,但不得使試樣產(chǎn)生變形,然后緊固壓板,開(kāi)啟試驗(yàn)機(jī)對(duì)樣品進(jìn)行壓縮性能測(cè)試[14]。

        1.4 油菜種子萌發(fā)試驗(yàn)

        試驗(yàn)于2021 年5—9 月在山西省太原市中北大學(xué)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。為了研究合成的水凝膠是否會(huì)影響種子的萌發(fā)和幼苗發(fā)育,將油菜種子分別植于常規(guī)SA/PVA、SA ∶CaCO3=10 ∶1、20 ∶1、30 ∶1、40 ∶1、50 ∶1的Ca2+-SA/PVA-MU 雙交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)水凝膠無(wú)土栽培基質(zhì)(高38 cm、直徑32 cm)表層(0.5 cm 深),每個(gè)培養(yǎng)基中均勻播下9 粒油菜種子,每個(gè)處理3 次重復(fù)。

        1.5 數(shù)據(jù)分析

        利用Nano Measurer 計(jì)算樣品單位面積氣孔分布。通過(guò)適用于Windows的SPSS Statistics 20.0 軟件對(duì)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。使用Origin 9.0 軟件(Origin Lab,MA,USA)進(jìn)行曲線擬合。樣品之間差異顯著性通過(guò)Duncan多范圍檢驗(yàn)確定[15]。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 Ca2+-SA/PVA-MU 水凝膠的SEM 表征及孔徑分析

        為突出超大孔的形貌,本研究將普通SA/PVA 水凝膠和Ca2+-SA/PVA-MU 水凝膠的SEM圖像(圖1)進(jìn)行對(duì)比,觀察到圖1A 有小而密的孔,圖1B 中有相對(duì)較大的孔洞,圖1C 是圖1B標(biāo)注處的放大圖,通過(guò)SEM 觀察到除化學(xué)造孔外,水凝膠中還存有PVA 在低溫下得到的孔洞,可知Ca2+-PVA/SA-MU 水凝膠具有大孔與微孔的多級(jí)結(jié)構(gòu)。因此,從圖1B 得到檸檬酸與碳酸鈣產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)生成CO2形成理想的孔洞。

        為證明物質(zhì)分散均勻程度,通過(guò)EDS 測(cè)試SA、CaCO3、MU、Ca(H2PO4)2在溶液中的分散性,圖1D、E、F、H 表明物質(zhì)在溶液中分散均勻。

        圖1 Ca2+-SA/PVA-MU 雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠SEM 與各物質(zhì)成分在溶液中分散的EDS 測(cè)試結(jié)果Fig.1 SEM of Ca2+ -Sa/PVA-MU double network hydrogel and EDS result of dispersion of each component in solution

        為證明培養(yǎng)基中孔洞的分布及大小,對(duì)其進(jìn)行孔徑分布分析,結(jié)果(圖2、圖3)顯示,化學(xué)造孔輔助PVA 低溫造孔孔徑在2~10 μm 之間,分布相對(duì)均勻且密度較大;化學(xué)法制備超大孔水凝膠孔徑在0.3~1.3 mm 之間,為普通水凝膠孔徑的130~150 倍,大孔主要集中在區(qū)間內(nèi),分布相對(duì)密集。因此,檸檬酸與碳酸鈣反應(yīng)形成了理想孔洞。

        圖2 化學(xué)造孔輔助PVA 低溫造孔孔徑分布Fig.2 Pore size distribution of chemical pore-making assisted PVA at low temperature

        圖3 化學(xué)法制備超大孔水凝膠孔徑分布Fig.3 Pore size distribution of super-large pore hydrogel prepared by chemical method

        2.2 Ca2+-PVA/SA 與Ca2+-PVA/SA-MU的FTIR 對(duì)比分析

        從FTIR 測(cè)試結(jié)果(圖4)可知,與MU 曲線比較,波數(shù)3 481 和3 204 cm-1雙峰歸屬于Ca2+-SA/PVA-MU 中MU 組分伯酰胺的 N-H 伸縮振動(dòng)(與Zhang 等[16]的MU 峰一致),證實(shí)MU 組分確實(shí)復(fù)合到Ca2+-SA/PVA 雙交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)水凝膠中。

        圖4 Ca2+-SA/PVA 與Ca2+-SA/PVA-MU的FTIR 圖Fig.4 FTIR diagram of Ca2+-SA/PVA and Ca2+-SA/PVA-MU

        2.3 Ca2+-PVA/SA 與Ca2+-PVA/SA-MU的TG、DTG 對(duì)比分析

        Ca2+-SA/PVA 和Ca2+-SA/PVA-MU的TG、DTG 曲線如圖5、圖6 所示。由圖5、圖6 可知,當(dāng)MU 加入到Ca2+-SA/PVA 雙交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)水凝膠中時(shí),Ca2+-SA/PVA-MU的熱穩(wěn)定性在200~300 ℃出現(xiàn)了一定程度的降低,其原因是Ca2+-SA/PVA

        圖5 Ca2+-SA/PVA 與Ca2+-SA/PVA-MU的TG 曲線Fig.5 TG diagram of Ca2+-SA/PVA and Ca2+-SA/PVA-MU

        圖6 Ca2+-SA/PVA 與Ca2+-SA/PVA-MU的DTG 曲線Fig.6 DTG diagram of Ca2+-SA/PVA and Ca2+-SA/PVA-MU

        2.4 PVA 與SA 不同配比及MU 對(duì)水凝膠壓縮強(qiáng)度的影響

        PVA ∶SA的比例對(duì)水凝膠力學(xué)性能影響較大,且培養(yǎng)基的壓縮強(qiáng)度越高,植物直立生長(zhǎng)越好,因此,對(duì)PVA ∶SA=5 ∶1、10 ∶1、15 ∶1、20 ∶1、25 ∶1的培養(yǎng)基進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試,壓縮強(qiáng)度應(yīng)力-應(yīng)變曲線如圖7 所示。水凝膠的壓縮強(qiáng)度隨PVA ∶SA=5 ∶1-20 ∶1 增大而增大,這是由于PVA 作為凝膠支架保持水凝膠外形,而海藻酸鈉與Ca2+交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)為水凝膠提供力學(xué)性能。當(dāng)海藻酸鈉占比較大時(shí),Ca2+與雙交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)水凝膠的PVA 分子鏈間由于強(qiáng)烈的氫鍵作用,使得Ca2+-SA/PVA 雙交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)水凝膠分子鏈的網(wǎng)絡(luò)排列相對(duì)規(guī)整,當(dāng)MU 加入到Ca2+-SA/PVA 雙交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)水凝膠中后,破壞了PVA 分子鏈間的氫鍵作用,使Ca2+-SA/PVA-MU的降解溫度向左移動(dòng),且MU 與Ca2+-SA/PVA 雙交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)水凝膠形成新的氫鍵鏈接,這使得Ca2+-SA/PVA-MU 雙交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)水凝膠更容易在較低的溫度下被分解。300 ℃后,Ca2+-SA/PVA-MU的熱穩(wěn)定性高于Ca2+-SA/PVA 雙交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)水凝膠的熱穩(wěn)定性,這是由于MU 物質(zhì)本身熱穩(wěn)定性較高,MU組分復(fù)合到Ca2+-SA/PVA 雙交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)水凝膠中會(huì)導(dǎo)致Ca2+-SA/PVA-MU 雙交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)水凝膠的熱穩(wěn)定性提高。海藻酸鈉未充分交聯(lián),多余的海藻酸鈉導(dǎo)致形成的離子交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)較少,培養(yǎng)基力學(xué)性能較差;當(dāng)PVA ∶SA=25 ∶1 時(shí),海藻酸鈉占比減小,多余的Ca2+導(dǎo)致Ca2+與海藻酸鈉交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)數(shù)量減少,難以抵抗外界載荷,培養(yǎng)基的力學(xué)性能也較差。綜上,PVA ∶SA=20 ∶1的水凝膠培養(yǎng)基力學(xué)性能最好。

        圖7 PVA:SA 不同配比壓縮強(qiáng)度應(yīng)力-應(yīng)變曲線Fig.7 Stress-strain curves of compressive strength at different ratios of PVA:SA

        Ca2+-SA/PVA 與Ca2+-SA/PVA-MU的壓縮強(qiáng)度對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果(圖8)表明,Ca2+-SA/PVA-MU水凝膠的壓縮強(qiáng)度比Ca2+-SA/PVA 水凝膠小,加入MU會(huì)使Ca2+-SA/PVA水凝膠的壓縮強(qiáng)度下降,這是由于MU的加入破壞了部分PVA 分子間氫鍵,使PVA 中羥基之間的氫鍵解離,MU 在Ca2+-SA/PVA 雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠中形成額外的交聯(lián)點(diǎn),導(dǎo)致Ca2+-SA/ PVA-MU 水凝膠的壓縮強(qiáng)度略低于Ca2+-SA/PVA 水凝膠,但壓縮強(qiáng)度下降不明顯,對(duì)植物培養(yǎng)基性能無(wú)影響。

        圖8 Ca2+-SA/PVA 與Ca2+-SA/PVA-MU 壓縮強(qiáng)度對(duì)比Fig.8 Compressive strength comparison between Ca2+-SA/PVA and Ca2+-SA/PVA-MU

        2.5 SA 與Ca2+不同配比及養(yǎng)分對(duì)幼苗的影響

        適宜的水分、養(yǎng)分和氧氣對(duì)種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)非常重要。為研究合成水凝膠是否影響種子萌發(fā)和幼苗發(fā)育,將油菜種子植于培養(yǎng)基表層(0.5 cm 深),如圖9 所示,每個(gè)培養(yǎng)基中均勻放入種子,研究Ca2+與SA 不同配比及養(yǎng)分對(duì)幼苗的影響,每組實(shí)驗(yàn)3 種培養(yǎng)基3 個(gè)重復(fù),本研究選中取具有代表性的培養(yǎng)基(SA ∶Ca2+=40 ∶1、PVA ∶SA=20 ∶1)進(jìn)行說(shuō)明。因此,含適當(dāng)養(yǎng)分的可控孔洞水凝膠可作為無(wú)土栽培的合適選擇,因?yàn)檫@是由于MU、Ca(H2PO4)2和孔洞的存在可促進(jìn)種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)。油菜種子在培養(yǎng)基中上的萌發(fā)生長(zhǎng)如圖10 所示。

        圖9 種子植入培養(yǎng)基情況Fig.9 Seed implantation medium

        圖10 油菜種子在培養(yǎng)基中生長(zhǎng)情況Fig.10 Rapeseed seed growth in medium

        考察油菜種子在不同培養(yǎng)基上的萌發(fā)情況,圖11 分別為SA ∶Ca2+=10 ∶1、20 ∶1、30 ∶1、40 ∶1、50 ∶1的Ca2+-SA/PVA-MU 雙交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)水凝膠培養(yǎng)基、常規(guī)SA/PVA 水凝膠培養(yǎng)基隨時(shí)間增加的發(fā)芽率。由圖11 可知,油菜種子在Ca2+-SA/PVA-MU 雙交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)水凝膠培養(yǎng)基的發(fā)芽率整體優(yōu)于常規(guī)SA/PVA 水凝膠培養(yǎng)基;SA ∶Ca2+=40 ∶1 上的油菜種子發(fā)芽較其他培養(yǎng)基好,發(fā)芽率在第3 天最高,5 天后達(dá)到100%,而常規(guī)SA/PVA 水凝膠培養(yǎng)基上的種子萌發(fā)率從42%提高到94%后沒(méi)有進(jìn)一步提高;油菜種子在SA ∶Ca2+=40 ∶1 上高效萌發(fā)是由于SA ∶Ca2+=40 ∶1 具有相對(duì)均勻的大孔結(jié)構(gòu)和適當(dāng)?shù)腗U、Ca(H2PO4)2含量,提供了大量水分、養(yǎng)分和氧氣。

        圖11 油菜種子發(fā)芽率Fig.11 Seed germination rate of rapeseed

        進(jìn)一步研究不同培養(yǎng)基對(duì)油菜幼苗生長(zhǎng)發(fā)育的影響,幼苗根長(zhǎng)、莖長(zhǎng)、鮮質(zhì)量、干質(zhì)量如圖12~圖13 所示,SA ∶Ca2+=40 ∶1 培養(yǎng)基上發(fā)芽生長(zhǎng)的幼苗根系較SA ∶Ca2+=10 ∶1、20 ∶1、30 ∶1、50 ∶1 培養(yǎng)基上長(zhǎng),鮮質(zhì)量、干質(zhì)量較大,表明適宜MU、Ca(H2PO4)2含量和孔洞的水凝膠有利于種子萌發(fā)生長(zhǎng)。

        圖12 根和莖的長(zhǎng)度比較Fig.12 Comparison of root and stem lengths

        圖13 鮮、干狀態(tài)下播種質(zhì)量比較Fig.13 Comparison of sowing weight under fresh and dry conditions

        3 討論

        本研究中,造孔劑與造孔助劑化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的CO2是孔洞的主要來(lái)源,而造孔劑與造孔助劑的用量取決于SA 用量,因此可通過(guò)調(diào)節(jié)Ca2+與SA 比例來(lái)控制孔洞的量。SEM 掃描圖像表明,化學(xué)造孔產(chǎn)生了理想孔洞。盆栽試驗(yàn)表明,當(dāng)SA ∶Ca2+-MU=40 ∶1 時(shí),油菜種子在第3 天發(fā)芽率最高,鮮質(zhì)量、干質(zhì)量較大,根長(zhǎng)較長(zhǎng),生長(zhǎng)最好,其原因是當(dāng)SA ∶Ca2+=40 ∶1 時(shí)很好地抑制了CO2消失速度,使培養(yǎng)基在合成過(guò)程中產(chǎn)生足夠的孔洞,為水和空氣進(jìn)出提供了通道,從而滿足植物生長(zhǎng)培養(yǎng)基的要求。與ZHANG 等[17]研究相比較,本試驗(yàn)優(yōu)勢(shì)在于水凝膠培養(yǎng)基中有額外的化學(xué)造孔,形成更多孔洞來(lái)滿足植物呼吸和保水需求。本研究利用MU、Ca(H2PO4)2作為培養(yǎng)基的肥料供應(yīng),實(shí)現(xiàn)肥料基質(zhì)一體化也是一大突出優(yōu)點(diǎn),在國(guó)內(nèi)外研究水凝膠作為培養(yǎng)基的文獻(xiàn)中,植物均利用基質(zhì)中僅存的營(yíng)養(yǎng)元素,但整個(gè)生長(zhǎng)期植株生長(zhǎng)都需要大量營(yíng)養(yǎng)元素[18]。本研究通過(guò)TG、DTG、FTIR 表征可知,MU 能與PVA形成氫鍵作用。因此,加入本研究的MU 肥料,不僅能與PVA 形成氫鍵作用,還有利于植物生長(zhǎng),可實(shí)現(xiàn)肥料基質(zhì)一體化的目的。

        植物培養(yǎng)基的力學(xué)性能是植物直立生長(zhǎng)的重要因素。在國(guó)內(nèi)外研究中發(fā)現(xiàn)為改善水凝膠的力學(xué)性能,研究人員進(jìn)行了許多探索,如雙交聯(lián)水凝膠、雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠、有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化水凝膠和納米復(fù)合水凝膠等[19]。本研究選擇雙交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)水凝膠培養(yǎng)基作為基體,雙交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)水凝膠被認(rèn)為是克服上述挑戰(zhàn)的最有希望的水凝膠體系之一[20]?,F(xiàn)有文獻(xiàn)中雙交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)水凝膠在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,而在農(nóng)學(xué)植物培養(yǎng)基中的應(yīng)用鮮有報(bào)道[21]。本研究中PVA ∶SA的比例對(duì)水凝膠力學(xué)性能影響較大,應(yīng)力-應(yīng)變曲線表明,PVA ∶SA=20 ∶1 時(shí)植物培養(yǎng)基壓縮性能最好,這是由于Ca2+-SA/PVA-MU 培養(yǎng)基的力學(xué)性能一部分取決于二價(jià)陽(yáng)離子與藻酸鹽聚合物中甘露糖醛酸(M 單元)和古洛糖醛酸(G 單元)之間相互作用形成的離子交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)[22],另一部分取決于PVA 在低溫下反復(fù)凍融形成的物理交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。水凝膠由兩種不同的互穿網(wǎng)絡(luò)組成,它們相互協(xié)同作用,使水凝膠具有綜合力學(xué)性能。

        本研究對(duì)CaCO3的應(yīng)用較巧妙,CaCO3不僅作為造孔劑與造孔助劑反應(yīng)產(chǎn)生孔洞,而且利用Ca2+與SA 發(fā)生離子交聯(lián)產(chǎn)生交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。同時(shí),利用羥甲基脲釋放氮養(yǎng)分,磷酸二氫鈣不僅能釋放磷養(yǎng)分,從而實(shí)現(xiàn)了肥料、基質(zhì)一體化。

        4 結(jié)論

        本研究通過(guò)SEM 掃描圖像觀察到Ca2+-SA/PVA-MU 水凝膠中存在化學(xué)反應(yīng)的大孔結(jié)構(gòu)與化學(xué)法輔助低溫造孔的小孔結(jié)構(gòu),表明Ca2+-PVA/SA-MU 水凝膠具有大孔與微孔交叉的結(jié)構(gòu);利用Nano Measurer 計(jì)算樣品單位面積氣孔分布及大小,表明檸檬酸與碳酸鈣反應(yīng)形成理想孔洞。通過(guò)TG、DTG、FTIR 表征可知,MU 與PVA 形成氫鍵作用;通過(guò)調(diào)節(jié)PVA 與SA的比例制備了雙交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)水凝膠,當(dāng)PVA ∶SA=20 ∶1 時(shí),Ca2+-SA/PVA 水凝膠的力學(xué)性能最好,加入MU后植物培養(yǎng)基力學(xué)性能下降。培養(yǎng)試驗(yàn)結(jié)果表明,培養(yǎng)基SA ∶Ca2+-MU=40 ∶1 時(shí),油菜出苗率最好,根長(zhǎng)最長(zhǎng),鮮質(zhì)量、干質(zhì)量最大,加入MU、Ca(H2PO4)2有利于油菜生長(zhǎng)。

        猜你喜歡
        造孔孔洞酸鈉
        一種面向孔洞修復(fù)的三角網(wǎng)格復(fù)雜孔洞分割方法
        阿侖膦酸鈉聯(lián)用唑來(lái)膦酸治療骨質(zhì)疏松
        孔洞加工工藝的概述及鑒定要點(diǎn)簡(jiǎn)析
        收藏界(2019年3期)2019-10-10 03:16:22
        一種錨索造孔噴霧降塵裝置
        某水庫(kù)壩基混凝土防滲墻工程施工技術(shù)控制
        壩基混凝土防滲墻工程的施工技術(shù)研究
        玻璃漿料鍵合中的孔洞抑制和微復(fù)合調(diào)控
        丙戊酸鈉對(duì)首發(fā)精神分裂癥治療增效作用研究
        沖擊加載下孔洞形成微射流的最大侵徹深度
        氣浮法脫除模擬鋅浸出液中的油酸鈉
        金屬礦山(2013年6期)2013-03-11 16:53:57
        人妻 日韩精品 中文字幕| 亚洲国产成人精品女人久久久 | 精品国产一区二区三区2021| 国产亚洲精品a片久久久| 国产精品白浆在线观看无码专区| 亚洲情a成黄在线观看动漫尤物| 国产成人精品中文字幕| 亚洲午夜精品第一区二区| 岳丰满多毛的大隂户| 精品久久人人爽天天玩人人妻| 亚洲区偷拍自拍29p| 国产一区二区三区在线av| 久久久久九九精品影院| 久久男人av资源网站无码| 精品国产乱码一区二区三区在线| 国产成人色污在线观看| 青青草高中生在线视频| 妺妺窝人体色www婷婷| 亚洲 自拍 另类 欧美 综合| 99re国产电影精品| 日本一区二区不卡二区| 久热re这里精品视频在线6| 玩弄放荡人妻一区二区三区| 国内自拍第一区二区三区| 亚洲成在人线天堂网站| 久久国内精品自在自线| 精品国产午夜理论片不卡| 成人片99久久精品国产桃花岛| 亚洲国产色图在线视频| 国产日韩精品中文字幕| 亚洲av无码之国产精品网址蜜芽| 无码之国产精品网址蜜芽| 在线观看国产激情免费视频| 国产极品女主播国产区| 国产精品久久无码一区二区三区网| 亚洲人成在线播放a偷伦| 国产一区二区在线中文字幕| 亚洲av香蕉一区区二区三区| 欧美国产成人精品一区二区三区| av网站影片在线观看| 国产一区二区视频在线免费观看|