保水剂新材料γ-聚谷氨酸的吸水性能和生物学效应的初步研究.pdfVIP

维普资讯 第25卷第2期 中国农业气象 2004年5月 保水剂新材料 一聚谷氨酸的吸水性能和 生物学效应的初步研究 王传海 。何都良，郑有飞 ，姚克敏 ，徐红 (1．南京气象学院环境科学系，南京 210044；2．南京工业大学制药与生命科学学院) 摘要：初步研究了 聚谷氨酸 ()-PGA)的吸水性能和生物学效应。结果表明：聚谷氨酸的最大自然吸水倍数 可达到1108．4倍，比目前市售的聚丙烯酸盐类吸水树脂高1倍以上，对土壤水分的吸收倍数为3o一舳倍。 聚 谷氨酸的水浸液在土壤中具有一定的保水力和较理想的释放效果，有明显的抗旱促苗效应。在0．206M浓度的 ~G(6000)模拟渗透胁迫条件下，聚谷氨酸仍有较强的吸水和保水能力，可明显提高小麦和黑麦草的发芽率， 用其直接拌种也能显著提高种子的发芽率。 关键词：保水剂；聚谷氨酸；吸水率；发芽率 我国是水资源缺乏的国家，干旱、半干旱地区约 站和环境科学实验室内进行，盆栽选用作物有玉米 占国土面积的一半以上，干旱是限制我国作物产量 (苏育9号)、小麦(宁麦2号)、多花黑麦草(邦德)。 进一步提高的重要因子之一，由此造成的损失位于 供试保水材料为新一代生物聚合高效吸水剂—— ． 各种自然灾害之首。自20世纪60年代末，利用保 聚谷氨酸(T-PGA)。对照保水材料为市售聚丙烯酸 水剂提高有限水资源的利用率受到国内外学者的重 系列吸水树酯。 视，已研制出百余种保水剂。保水剂是一种高效吸 1．1保水剂吸水性能的测定 水性材料，施人土壤后能吸收和保持自身重量几百 1．1．1T-PGA和聚丙烯酸吸水树酯的最大吸水倍数 倍甚至几千倍的水而生成凝胶，且水分不易离 的测定：用精度为0．1rng的电子天平秤取一定质量 析n0]。保水剂在土壤中能减少土壤水分蒸发，并可 的保水剂材料，密封于孔径为0．45pm．的微孔滤膜袋 以缓慢释放水分供植物利用_3。J。 内，该滤膜孔径可容许水分子通过，而保水剂分子不 目前国内外的吸水树脂在抗旱节水方面的研究 能通过，将滤膜袋置于蒸馏水中，充分吸水后秤重， 主要集中于聚丙烯酸盐及其聚合体。南京工业大学 计算保水剂的自然吸水倍数。 利用高科技新工艺研制的新一代生物聚合高效吸水 1．1．2 T-PGA在土壤中的吸水倍数的测定：在干土 材料 聚谷氨酸(y-PGA)具有优异的吸水性能和保 条件下模拟土壤湿度分别为10％、20％和3o％，保水 水性能，且材料具有高度可生物降解性，不会造成环 剂置于微孔滤膜袋内，埋深3cm，充分吸水后秤重，计 境污染和不良的生态效果，其降解产物谷氨酸有利 算保水剂对土壤水分的吸水倍数。 于土壤微生物和作物根系的吸收和利用。与目前国 1．2 T- 对种子出苗率的影响试验 内正在干旱缺水地区推广应用的聚丙烯酸系列吸水 1．2．1用盆栽试验方法直接测定：以玉米、大豆、小 树酯相比，y-PGA的成本低，吸水性能好和可降解性 麦、三叶草4种作物种子为试验材料，在干土条件下 好。目前)-PGA的应用主要在医用材料方面，在抗 播种后，分别模拟小雨(5m )、中雨 (15n-an)大雨 旱节水方面的研究尚未见报道。本文研究了y-PGA (30mm)，用7一PGA材料 lg拌土100g面施，以不拌土 的吸水和保水特性，并初步研究了在干旱条件下 面施为对照，测定出苗率。 PGA对作物种子发芽和幼苗生长的影响，为进一步 1．2．2 土壤中直接使用T-PGA水浸液试验。为观 研究和推广新型保水剂材料 聚谷氨酸提供参考。 测T-PGA水浸液(即y-PGA吸水达到饱和状态时的 1 试验材料与方法 胶体溶液)的保水和释放效果，以小麦 试验材料， 试验于2002年在南京气象学院农业气象试验 分别施用以150ml、300ml和500mly-PGt水浸液，深 ·收稿 日期：2O03—03—18 基金项目：国家863课题资助项目“生物可降解型聚谷氨酸功能材料的制备”(课题编号：2002AA327030) 作者简介：王传海(1966-)，安徽人，讲师，硕