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阐释肥料小麦秸秆基新型缓控释肥料的制备及其性能学年论文范文

摘要:随着人口、资源、环境不足的日益突出,农业生产必须在保障高产的同时以经济和环境的角度优化养分使用效率。缓控释肥料可从明显提升肥料的使用率、减少养分的挥发和淋溶损失、减轻过度施肥对环境的污染,因而受到了探讨人员的广泛关注。小麦秸秆是自然界中数量极大的可再生资源,它富含纤维素成分,可从在许多领域发挥重要意义。但是现有的使用情况是相当一部分的小麦秸秆低值使用或直接废弃、焚烧,这既是对资源的巨大浪费,又是对环境的严重污染。将成本低廉的小麦秸秆引入高吸水树脂的制备中,然后与肥料复合,制备具有吸水保水功能的新型缓控释肥料,不仅环境友好,而且可有效降低缓控释肥料成本。由此,无论以高效使用天然再生资源,还是以提升肥料使用效率,达到材料与生态环境的和谐等角度考虑,研发小麦秸秆基新型缓控释肥料,对于进展可持续高效农业具有重要而现实的作用。本文从小麦秸秆为基材,经过预处理,与阴离子型、非离子型和阳离子型单体共聚,合成了一系列高吸水树脂,采取傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线粉末衍射仪(XRD)对其结构进行了表征,通过扫描电镜(SEM)观察了其形貌。通过吸附法和包膜法使秸秆基高吸水树脂与肥料养分复合,制备了小麦秸秆基新型吸水保水缓控释肥料,测定了肥料的组成,观察了其形貌,考察了肥料养分在土壤中的缓释性,考察了肥料施入对土壤持水量和保水性能的影响,考察了高吸水树脂的降解性。具体内容如下:1.制得预处理小麦秸秆-g-聚(丙烯酸-co-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸)高吸水树脂,对NH4+的吸附动力学和吸附热力学进行了探讨,结果表明,该树脂对NH4+的吸附40min可达到平衡,最佳吸附量为7.15mmol L-1。通过对NH4+吸附所制得的肥料有较好的缓释性能,可从提升土壤的持水量,调节土壤的酸碱度。但是所制得的肥料含量较低,氮含量为11.2%。2.通过接枝聚合和半互穿网络技术,制备了预处理小麦秸秆-g-聚(丙烯酸-Co-丙烯酰胺)/聚二甲基二烯丙基氯化铵半互穿网络两性高吸水树脂。分别对NH4+和PO43-的吸附动力学和吸附热力学进行了探讨,结果表明,该树脂对NH4+和PO43-的吸附均较快,对NH4+和PO43-的吸附是自发进行的,吸附历程从物理吸附为主。通过吸附法制得的肥料氮(N)含量为10.0%,磷(P2O5)含量为15.9%,且所负载的氮和磷在土壤中有较好的缓释性能。3.从包埋有尿素的凹凸棒土和海藻酸钠基质为肥料内核,从含有尿素和硼砂的羧甲基化改性小麦秸秆-g-聚丙烯酸/凹凸棒土复合高吸水树脂为包膜材料,制备了一种包膜缓释氮硼肥。所制得肥料具有核-壳结构,氮含量为23.3%,硼含量为0.65%,有较好的缓释效果。肥料包膜层为复合高吸水树脂,能有效提升土壤持水能力。引入天然资源小麦秸秆和凹凸棒土,明显降低了生产成本,有望运用于农林业,特别是对于干旱地区马铃薯等作物的种植更具有实际运用作用。4.从尿素和磷酸氢钙包埋于凹凸棒土中为肥料内核,从小麦秸秆/海藻酸钠共混物为内层包膜材料,从聚(丙烯酸-co-N-羟甲基丙烯酰胺)/小麦秸秆复合高吸水树脂为外层包膜材料,制备了一种双层包膜的保水性氮磷缓释肥料。肥料样品中氮(N)和磷(P2O5)的含量分别为20.6%和9.9%,具有较好的缓释性能。高吸水树脂作为肥料的外包膜材料,既可从使肥料养分缓释,又可从有效提升土壤的持水量。农作物小麦秸秆的引入从及N-羟甲基丙烯酰胺作交联剂可从改进高吸水树脂的降解性能。肥料双层包膜材料都选用了农作物秸秆,可从明显降低缓释肥料的生产成本,具有环境友好性,同时为农作物资源的使用提供了一条途径。5.设计合成了一种新型的大分子肥料聚二羟甲脲磷酸钾(PDUP),并从PDUP和尿素包埋于羧甲基纤维素基质中为肥料内核,聚(丙烯酸-co-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸-co-N-羟甲基丙烯酰胺)/小麦秸秆复合高吸水树脂为包膜材料,制备了一种具有保水功能的包膜控释肥料,氮含量为18.1%,具有较好的缓释性和吸水保水性,不仅可从有效提升肥料使用率,而且可从有效提升土壤的持水量和抗旱能力。农作物小麦秸秆的引入从及N-羟甲基丙烯酰胺作交联剂可从改进包膜材料的降解性能,在提升肥料使用率的同时,可避开对土壤和环境的二次污染。 关键词:小麦秸秆论文 缓控释肥料论文 高吸水树脂论文 吸附论文 包膜论文
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    中文摘要3-5

    Abstract5-13

    第一章 文献综述13-42

    1.1 探讨背景与作用13

    1.2 缓控释肥料的探讨概况13-19

    1.2.1 缓控释肥料的定义13-14

    1.2.2 国内外缓控释肥料的类型

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