一种土地荒漠化治理的沙生植物种植辅助材料及其种植方法

技术领域

本发明属于植物种植技术领域，具体地，涉及一种土地荒漠化治理的沙生植物种植辅助材料及其种植方法。

背景技术

荒漠化是最严重的生态问题之一。土地荒漠化面积在过去几十年中不断增加，使情况更加严重。荒漠化抑制植物生长，恶化生态环境，阻碍经济发展。因此，迫切需要找到一种有效且经济的方法来防止进一步的沙漠化，甚至恢复沙漠土地。沙质土壤的持水能力通常很差；即使有大量的雨水，雨水也很容易渗入下层，无法支持表层植物的生长。此外，在沙漠中，白天温度通常较高，导致水分蒸发较快。因此，沙质土壤的含水量通常太低，无法支持植被恢复。因此提高沙土含水量是防治荒漠化的前提。近年来，通过化学添加剂提高沙土的持水能力，使其更适合植物生长，从而防止沙化。高吸水性聚合物是具有亲水基团链段的大分子，是开发最成熟的保水剂之一。灌溉时，它们可以吸收大量水分并保持干重的许多倍，从而有效减少土壤径流，提高保水性，促进植物生长。过去几十年使用最广泛的水凝胶主要是交联聚合物，例如聚丙烯酰胺和聚丙烯酸酯水凝胶。

然而，这些水凝胶难以降解，因此可能对环境和人类健康有潜在风险。因此，开发经济环保的保水剂至关重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种土地荒漠化治理的沙生植物种植辅助材料及其种植方法，通过纤维素和甘氨酸反应制得水凝胶，再通过在水凝胶中穿插聚乙烯醇，形成水凝胶互穿网络，大大提高材料的保水性，通过添加生物质炭不但能进一步提升保水性，而且也能增加沙土的韧性。

本发明要解决的技术问题：。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种土地荒漠化治理的沙生植物种植辅助材料的种植方法，包括以下质量份原料：复合凝胶粉末50-100份、生物质炭30-40份和水600-1000份；

所述复合凝胶粉末包括以下步骤制得：

S1、将纤维素溶解在浓度为2M的NaOH溶液中，并在冰浴中搅拌混合，再加入甘氨酸，将混合物在冰浴中搅拌混合1h，加入聚乙烯醇，继续搅拌1h，得到复合水凝胶，其中，纤维素、NaOH溶液、甘氨酸和聚乙烯醇的用量比为0.5-1g：20mL：1-1.5g：2-3g；

S2、复合水凝胶用体积分数为5％的乙酸洗涤至pH为7，之后，经冻干粉碎后得到复合凝胶粉末，其中，复合水凝胶与乙酸的用量比为15-20g：20-30mL。

进一步地，冰浴温度为0-4℃，冰浴中搅拌混合时间为1h。

进一步地，冻干温度为-76℃。

进一步地，生物质炭包括以下步骤制得：

将稻草破碎成2-3cm后放入热解炉中，在CO

一种土地荒漠化治理的沙生植物种植辅助材料的种植方法，包括以下步骤：

A1、称取配方质量份原料，先将复合凝胶粉末与水均匀混合，混合完全后再加入生物质炭，搅拌均匀后得到辅助材料；

A2、将辅助材料与沙土进行混合搅拌后，填充在植物的根部。

进一步地，辅助材料与沙土的质量比为2-4g：5-10g。

本发明的有益效果：

(1)本发明技术方案中，纤维素与甘氨酸之间形成水凝胶网络，通过添加聚乙烯醇，聚乙烯醇上含有羟基，通过羟基与水凝胶网络链上的羟基形成氢键，进而实现将聚乙烯醇链穿插到水凝胶网络中形成水凝胶互穿网络结构，形成的水凝胶互穿网络具有更强的保水性，对于水具有更好的缓释作用，不会因为外界温度过高而挥发，造成水资源的流失，且聚乙烯醇、纤维素和甘氨酸均为可生物降解的材料，不会对土壤造成污染。

(2)本发明技术方案中，稻草在CO

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

复合凝胶粉末包括以下步骤制得：

S1、将0.5g纤维素溶解在20mL浓度为2M的NaOH溶液中，并在冰浴中搅拌混合，再加入1g甘氨酸，将混合物在冰浴中搅拌混合1h，加入g2聚乙烯醇，继续搅拌1h，得到复合水凝胶；

S2、15g复合水凝胶用20mL体积分数为5％的乙酸洗涤至pH为7，之后，经冻干粉碎后得到复合凝胶粉末。

实施例2

复合凝胶粉末包括以下步骤制得：

S1、将0.8g纤维素溶解在20mL浓度为2M的NaOH溶液中，并在冰浴中搅拌混合，再加入1.2g甘氨酸，将混合物在冰浴中搅拌混合1h，加入2.5g聚乙烯醇，继续搅拌1h，得到复合水凝胶；

S2、17g复合水凝胶用25mL体积分数为5％的乙酸洗涤至pH为7，之后，经冻干粉碎后得到复合凝胶粉末。

实施例3

复合凝胶粉末包括以下步骤制得：

S1、将1g纤维素溶解在20mL浓度为2M的NaOH溶液中，并在冰浴中搅拌混合，再加入1.5g甘氨酸，将混合物在冰浴中搅拌混合1h，加入3g聚乙烯醇，继续搅拌1h，得到复合水凝胶；

S2、20g复合水凝胶用30mL体积分数为5％的乙酸洗涤至pH为7，之后，经冻干粉碎后得到复合凝胶粉末。

对比例1

复合凝胶粉末包括以下步骤制得：

S1、将1g纤维素溶解在20mL浓度为2M的NaOH溶液中，并在冰浴中搅拌混合，再加入1.5g甘氨酸，将混合物在冰浴中搅拌混合1h，得到复合水凝胶；

S2、20g复合水凝胶用30mL体积分数为5％的乙酸洗涤至pH为7，之后，经冻干粉碎后得到复合凝胶粉末。

实施例4

生物质炭包括以下步骤制得：

将稻草破碎成2cm后放入热解炉中，在CO

实施例5

生物质炭包括以下步骤制得：

将稻草破碎成2.5cm后放入热解炉中，在CO

实施例6

生物质炭包括以下步骤制得：

将稻草破碎成3cm后放入热解炉中，在CO

实施例7

一种土地荒漠化治理的沙生植物种植辅助材料，包括以下质量份原料：实施例1制备的复合凝胶粉末50份、实施例4制备的生物质炭30份和水600份；

种植方法包括以下步骤：

A1、称取配方质量份原料，先将复合凝胶粉末与水均匀混合，混合完全后再加入生物质炭，搅拌均匀后得到辅助材料；

A2、将辅助材料与沙土进行混合搅拌后，填充在植物的根部。

实施例8

一种土地荒漠化治理的沙生植物种植辅助材料，包括以下质量份原料：实施例2制备的复合凝胶粉末80份、实施例5制备的生物质炭35份和水800份；

种植方法包括以下步骤：

A1、称取配方质量份原料，先将复合凝胶粉末与水均匀混合，混合完全后再加入生物质炭，搅拌均匀后得到辅助材料；

A2、将辅助材料与沙土进行混合搅拌后，填充在植物的根部。

实施例9

一种土地荒漠化治理的沙生植物种植辅助材料，包括以下质量份原料：实施例3制备的复合凝胶粉末100份、实施例6制备的生物质炭40份和水1000份；

种植方法包括以下步骤：

A1、称取配方质量份原料，先将复合凝胶粉末与水均匀混合，混合完全后再加入生物质炭，搅拌均匀后得到辅助材料；

A2、将辅助材料与沙土进行混合搅拌后，填充在植物的根部。

对比例2

实施例10

一种土地荒漠化治理的沙生植物种植辅助材料，包括以下质量份原料：对比例1制备的复合凝胶粉末100份、实施例6制备的生物质炭40份和水1000份；

种植方法包括以下步骤：

A1、称取配方质量份原料，先将复合凝胶粉末与水均匀混合，混合完全后再加入生物质炭，搅拌均匀后得到辅助材料；

A2、将辅助材料与沙土进行混合搅拌后，填充在植物的根部。

现对实施例7-9及对比例2的一种土地荒漠化治理的沙生植物种植辅助材料进行测试。

测试过程为：取80棵梭梭树分四组进行种植，每组分别采用实施例7-9和对比例2中的辅助材料，相同环境和条件下，观察梭梭树的一个月的长势情况，结果如下表1所示。

表1

由上表1可知，本发明实施例制备的沙生植物种植辅助材料相比于对比例具有更好的保水效果，更加有利于植物的生长。

在说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。