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我国用占世界7%的耕地养活了占世界22%的人口,肥料在保障国家粮食安全中发挥了重要作用。然而,由于长期的过度施肥不仅造成了巨大的资源浪费,而且也带来了许多环境污染问题。缓控释肥料能够有效控制养分释放速率,延长肥效期,可以最大限度地提高肥料利用率,减少养分流失造成的环境污染问题,提高施肥的经济效益,保障农产品品质,对农业可持续发展具有重大意义。本学位论文着眼于开发环境友好、可降解、成本低廉的多功能缓控释肥料,以无机矿物黏土坡缕石为基材,尿素和微溶性的磷酸锌铵、聚磷酸铵等为肥料原料,壳聚糖、魔芋葡甘露聚糖、聚乙烯醇、甲基纤维素、醋酸丁酸纤维素以及生物质资源小麦秸秆等为原材料,采用包膜法和吸附法制备了两种类型的有机-无机复合型多功能缓控释肥料,对两种类型多功能缓控释肥料的养分含量、在土壤中的养分缓控释效果、包膜材料的降解性、肥料对土壤保水能力的影响,以及改良土壤结构的功能等多方面进行了系统研究,具体内容如下：1.将尿素和磷酸锌铵包埋于凹凸棒黏土中作为肥料内核,以醋酸丁酸纤维素作为内层包膜材料,以羧甲基壳聚糖-g-聚丙烯酸/凹凸棒黏土(CMCS-g-PAA/APT)保水剂作为外层包膜材料,制备了一种具有保水功能的包膜型控释肥料。该肥料样品中氮(N)和锌(Zn)元素含量分别为27.1%和0.72%,具有较好的控释效果。磷酸锌铵作为一种微量元素锌肥,通过磷酸锌铵和硫酸锌反应合成,在土壤中具有长效缓释效果,可作为一种长效微量元素锌肥与其他基肥配合使用。在保水剂材料制备中,引入了改性的天然高分子羧甲基壳聚糖及可降解的交联剂N-马来酰化壳聚糖,可以显著改善外层包膜材料的降解性能,在提高土壤保水能力的同时,避免残留于土壤中对环境造成二次污染。2.将尿素和聚磷酸铵包埋于魔芋葡甘露聚糖中作为肥料内核,以聚乙烯醇/甲基纤维素共混物作为内层包膜材料,以魔芋葡甘露聚糖-g-聚(N-(2-羟丙基)甲基丙烯酰胺-co-2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸)(KGM-g-P(HPMAm-co-AMPS))保水剂作为外层包膜材料,制备了一种具有吸水保水功能的包膜型缓释复合肥料。该双层包膜肥料中氮(N)和磷(P205)元素含量为18.4%和8.9%,具有较好的养分缓释性能。通过接枝聚合反应制备的KGM-g-P(HPMAm-co-AMPS)保水剂,作为外层包膜材料,不仅能够起到减缓肥料养分释放速率的作用,而且能够有效提高土壤的持水和保水能力。将天然高分子材料引入保水剂的制备中,可以有效改善外层包膜材料的降解性能。3.以小麦秸秆为原材料,经预处理后,通过化学改性制备了一种新型的两性秸秆吸附剂。该吸附剂能够有效吸附去除废水中的NH4+和H2PO4-。研究结果表明,该两性秸秆吸附剂对NH4+和H2PO4-的吸附速率较快,分别在20和30 min内即可达到吸附平衡,吸附动力学过程能够较好地符合准二级动力学模型。在pH 5-8范围内,对NH4+的平衡吸附容量为68.4 mg g-1,而在pH 4-8的范围内,对H2P04-的吸附容量为38.6 mg g-1。两性秸秆吸附剂对NH4+和H2PO4-的吸附热力学过程较好地符合朗格缪尔模型,以物理吸附为主,该过程是一个自发的放热过程。将回收的富含氮(N)和磷(P)的吸附剂材料再利用,作为一种多功能缓释复合肥料。该多功能缓释复合肥料的氮含量为7.81%,磷含量为0.7469 mg g-1,在土壤中具有较好的缓释效果。该多功能缓释复合肥料的制备以资源丰富的农作物秸秆为原料,成本低廉,具有环境友好性,为农作物资源的利用提供了一种新思路,具有一定的经济、环境和社会效益。4.通过原位接枝聚合反应,制备了一种新型的坡缕石基纳米复合水凝胶。该纳米复合水凝胶可作为高效吸附剂从铵态废水中吸附回收NH4+。研究结果表明,该吸附剂对NH4+的吸附速率较快,10 min内即可达到吸附平衡,吸附动力学过程能够较好地符合准二级动力学模型。吸附剂的吸附容量较高,即使当吸附剂中加入30%的坡缕石后,对NH4+的吸附容量仍可达到237.6 mgg1。该吸附热力学过程能够较好地符合弗兰德利希模型,研究结果表明吸附剂对NH4+的吸附过程是一个自发的放热过程。将回收的富含氮(N)元素的吸附剂作为一种多功能缓释氮肥。该多功能缓释肥料的氮含量为13.2%,具有较好的养分缓释性能。该多功能缓释氮肥制备方法简单、成本低廉、可降解,将坡缕石引入纳米复合材料制备中,不仅能够提高吸附剂的吸附性能,而且能够起到减缓肥料养分释放速率的作用。