高分子多肽衍生物防治风蚀的风洞试验.pdf

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1、第33卷2017年第5期3月农业工程学报1'ransactionsoftheChineseSocie哆ofAgriculturalEngineering、bl_33No．5Mar．2017149高分子多肽衍生物防治风蚀的风洞试验李元元1，王占礼1，2※(1．西北农林科技大学水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室，杨凌712100；2．中国科学院水利部水土保持研究所，杨凌712100)摘要：利用高分子化学材料改善地表结构进行化学固沙，是防治风蚀的重要措施之一。为寻找有效的高分子化学材料防治黄土高原北部水蚀风蚀交错区风积沙及沙黄士风蚀，将不同剂量(o(喷清水为对照

2、)、O．4、0．6及1．2g／m2)的4种高分子化学材料聚丙烯酰胺(p01yacryl锄ide，PAM)、阳离子羟丙基多糖(cationichydroxypmpylquitosugar，JagC162)、羧甲基纤维素(carboxymelllylcellulose，cMC)及羟丙基化多糖(hy出oxypropylp01ysacch粗de，HP一120)喷施于沙黄土及风积沙表面，进行室内风洞试验，测定其风蚀率及表面固积层硬度。结果表明：喷施不同剂量的高分子化学材料PAM、JagCl62、CMC及HP．120于沙黄土及风积沙表面均能显著降低松散扰动沙黄土及风积沙的风蚀率(P<0．

3、05)。总体而言，在相同条件下，与其他3种材料相比，PAM防治沙黄土表面风蚀的效果最好，而CMc在防治风积沙风蚀效果最好。喷施4种化学材料于沙黄土和风积沙表面均能显著增加固结层的硬度(0．4g／m2Jagc162除外)，且PAM对提高沙黄土表面硬度效果较好，JagC162、CMC及HP．120对提高风积沙结皮硬度效果较好，其中CMc效果最显著；使用4种高分子化学材料防治风积沙和沙黄土风蚀时，当施用剂量控制在1．2g／m2时，几乎可以抵御14111／s的大风，历时20min的吹蚀而不产生风蚀。关键词：风洞；多肽；硬度；防治风蚀；聚丙烯酰胺；羧甲基纤维素；Jagcl62；HP一1

4、20doi：10．11975／j．issn．1002—6819．2017，05．022中图分类号：u216．41+3文献标志码：A文章编号：1002—6819(2017)一05—0149—07李元元，王占礼．高分子多肽衍生物防治风蚀的风洞试验[J]．农业工程学报，2017，33(5)：149—155．doi：10．11975／j．issn．1002—6819．2017．05．022http：／／、)lr、哪．tcsae．o唱LiYuanyuall，WangZhaIlli．windnmneleXperimentonp01)rpeptidederivativesincon仃01l

5、ingwinderosion[J】．TransactionsoftheChineseSocie够ofAgriculturalEngineering(1tansactionsofmeCSAE)，2017，33(5)：149一155．(inChinesewimEnglishabs拓act)doi：10．11975／j．issn．1002—6819．2017．05．022h郇：／／wwwtcsae．o碍0引言风蚀会破坏地表原有结构，造成干旱半干旱地区土地沙化，从而威胁土地持续利用及劣化人类生存环境及生活质量【1。3]。水蚀风蚀交错区具有独特的背景环境和侵蚀特征，故其生态平衡较易破坏

6、，部分可利用土地的土壤侵蚀严重，甚至达到不可逆转的沙漠化境地[4】。水蚀风蚀的交替作用也使该区成为黄土高原侵蚀产沙最严重及黄河泥沙来源最多的地区[5】。对该区进行风蚀治理对减轻该地区的土壤侵蚀具有重要的意义。研究表明【6j，风蚀的形成必须具备2个基本条件：1)足够的可蚀性颗粒物；2)使可蚀性颗粒物产生运动的风速。因此，通过改善地表结构来减少地表可蚀性颗粒物及降低近地面风速可有效地控制风蚀。传统的生物固沙及机械固沙防治风蚀的措施如植被和机械沙障覆盖等，一方面能有效地阻断风与地表的直接接触，另一方面能收稿日期：2016一07—04修订日期：2016．12一IO基金项目：国家自然科

7、学基金项目(41471230、41601282)；陕西省自然科学基金项目(2016J04020)；国家重点研发计划(2016YFc04024叭)：黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室专项经费项目(A314021403一c2)。作者简介：李元元，女，安徽蚌埠市人，博士生，主要从事土壤侵蚀研究。杨凌西北农林科技大学水土保持研究所，712lOO。Email：836434985@qq．com※通信作者：王占礼，男，陕西榆林市人，博士，研究员，主要从事土壤侵蚀过程及预报模型研究。杨凌中国科学院水利部水土保持研