桑娜 汪建英 孙雨

摘要：以γ-聚谷氨酸（γ-PGA）和壳聚糖（CS）为原料制备一种用作保水固沙材料的凝胶，利用热重分析研究结构变化，以宁夏沙头坡沙土为材料测试其保水性能和抗风蚀性能。结果表明，最佳制备工艺为：γ-PGA与CS的添加比例为20 ∶ 80，其添加总量为3.0 g，乙酸浓度0.4 mol/L，乙酸添加量20 mL，此条件下吸水倍率为50.89±0.23。热重分析表明，γ-PGA和CS间发生了相互作用。由保水试验和抗风蚀试验可知，经8 d后γ-PGA/CS凝胶仍有一定保水性能和抗风蚀能力。使用γ-PGA/CS保水剂后土壤中水分蒸发速率明显降低，空白组15 d累计蒸发率达到93%，使用γ-PGA/CS保水剂后8 d累计蒸发率为70%;γ-PGA/CS保水剂添加量为0.1%时，风蚀模数从 35.6 g/（m2·min） 降低至27.3 g/（m2·min），固化层厚度为1.5 cm;使用γ-PGA/CS保水剂后土壤颗粒中>0.25 mm 团聚体含量增加13.7%。

关键词：γ-聚谷氨酸;壳聚糖;吸水倍率;土壤水分蒸发率;土壤团聚体;风蚀模数

中图分类号：S157 文献标志码： A 文章编号：1002-1302（2019）01-0251-04

γ-聚谷氨酸（poly γ-glutamic acid，γ-PGA）是以枯草芽孢杆菌或地衣芽孢杆菌通过发酵技术制备的一种高分子化合物[1]，是由 L-谷氨酸、D-谷氨酸单体通过酰胺键聚合而成的一种多肽分子[2]，其分子链中有活性很强的—COOH基团，有很多可利用的功能[3]，如吸水性、保湿性及吸附重金属等，同时单体谷氨酸属于氨基酸，降解后不会造成任何污染，是环境友好型材料。γ-聚谷氨酸由于含有较多的羧基和活性基团[4]，故其具有较强的保水性和缓释性，在农业上有较大的应用潜力[5]。

壳聚糖（chitosan，CS）侧链含有氨基，酸性条件下氨基质子化使其成为一种正电性的聚合物[6]。γ-聚谷氨酸由于其侧链羧基的存在，是一种阴离子聚合物[7]。利……