基于天然高分子材料的多功能缓释肥料的合成与应用研究

本项目主要针对当前多数包膜缓释肥料价格昂贵，且部分材料难以完全降解，对土壤、环境存在二次污染等问题，拟通过尿素、双醛淀粉缩合反应将N引入淀粉链端，进而与Cu2+、Zn2+等微量营养元素离子配位形成鳌合微肥，并采用层层包覆技术在微肥外层引入壳聚糖、纤维素衍生物层构筑不同种类的缓释微肥。在此基础上，以NPK肥为内核，丙三醇为粘结剂，上述缓释微肥为外壳，制得环境友好并有一定抗菌活性和吸水保水特性的新型多功能缓释复合肥。深入研究上述缓释微肥和缓释复合肥在水中、不同土壤条件中的缓释性能及缓释机理，并参考盆栽实验结果探讨肥料与作物增产关系。研究成果将为淀粉、壳聚糖、纤维素类材料在缓释肥料中的应用提供一定的理论基础和关键制备技术，并为开发性能优良、成本低廉、绿色环保、有商业推广前景的缓/控释肥料提供新的思路。

随着人类对环境、健康及自然资源可持续利用等的日益关注，开发性能优良、工艺简单、绿色环保、成本低廉的多功能缓控释肥料已成为化肥工业的趋势和发展方向。本项目以淀粉衍生物、海藻酸钠、聚乳酸等环境友好型高分子材料为辅料或包膜材料，成功制备了铜、锌缓释微肥，NPK-Cu缓释复合肥，采用FT-IR、SEM等技术对肥料进行了表征，探讨了此类肥料在水中、土壤中的释放特性及可能的释放机理。此外，考察了部分肥料的吸水、保水性能及生物学效应。具体内容如下：.1. 制备了一种具有良好缓释效果及一定吸水、保水能力的淀粉基缓释铜肥。该肥料中铜的释放主要依赖于肥料的降解，海藻酸钠及淀粉基质赋予该肥料较好的吸水、保水能力。.2. 合成了低水溶性的ZnNH4PO4并经海藻酸钠包埋造粒，制备了一种具有一定缓释能力及吸水、保水性能的缓释锌肥。该肥料营养成分的释放与ZnNH4PO4的溶解有关，肥料中海藻酸钠的存在有助于提高土壤持水率，降低土壤水分蒸发。.3. 以尿素、磷酸二氢钾、自制铜缓释微肥、聚乳酸为主要原料，制备了一种新型双层包膜的NPK-Cu缓释复合肥。试验表明当聚乳酸膜含量控制在34%左右时，该肥料在水中、土壤中表现出优良的缓释效果。玉米盆栽试验进一步证实施用该肥料优于普肥，有利于促进植物根茎生长。. 综上所述，本项目所开发的各种缓释肥料不仅具有良好的缓释效果，而且具有制备工艺简单、取材广泛、价格低廉，可完全生物降解等优点。本项目可为缓释微肥及包膜型缓释肥料种类的拓展及淀粉等天然高分子材料在缓释肥料中的实际应用提供一定的理论支持和技术指导，具有重要的研究意义和推广价值。.