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目前，世界各国在农业领域正在致力于应用现代技术，促进生产、研究和施用的结合，发展和研制高浓度优质缓释肥料。本文选用了合适的矿物材料作为基材，吸附肥料养分溶液，然后选择合适的高分子材料进行包膜，制备得到活性矿物包膜缓释肥料，用淀粉粘结剂将聚丙烯酸(钠)(PAA)保水剂粘结到上述活性矿物包膜缓释肥料表面，通过此方法制备得到一种新型保水缓释肥料，并且考察其保水性能、吸水性能和缓释性能。
本文所做的研究工作主要有如下几点：
1、以丙烯酸为单体，N，N’-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，过硫酸钾为引发剂，通过溶液聚合方法制备得到了PAA保水剂。选择中和度、交联剂用量、引发剂用量以及单体浓度四个因素，通过单因素实验考察了各因素在相同温度下对PAA保水剂吸水倍率的影响。同时通过均匀实验方案，选出了制备PAA保水剂的最佳合成条件。并且考察了PAA保水剂的保水性能。
2、以淀粉为原材料，以H2O2为氧化剂，NaOH为糊化剂，FeSO4为催化剂，(NH2)2CO为稀释剂，Na2B4O7·10H2O为交联剂制备得到了淀粉粘结剂。以淀粉粘结剂的粘度为考察指标，分别考察了氧化剂、糊化剂、交联剂的用量和反应温度对粘结剂性能的影响。同时考察了通过制备得到的淀粉粘结剂对保水缓释肥的成粒率和崩解率的影响。
3、选用硅藻土作为活性矿物来吸附肥料养分溶液的基材，膨润土作为填充料，分别用淀粉凝胶、EC-PS、石蜡、石蜡-PS四种包裹材料制备了包膜缓释肥料。同时考察了淀粉凝胶、EC-PS、石蜡、石蜡-PS四种包裹材料制备的包膜缓释肥料中养分在1、3、5、7、10、14和28天时的释放量的变化规律。
4、通过用淀粉粘结剂将分别用淀粉凝胶、EC-PS、石蜡、石蜡-PS四种包裹材料包膜的缓释肥料颗粒与保水剂结合，制备得到了新型保水缓释肥料。同时考察了淀粉凝胶、EC-PS、石蜡、石蜡-PS四种保水缓释肥料的吸水倍率、保水能力和肥料中养分缓释性能。
研究所得结论如下：
1、制备PAA保水剂过程中，单因素实验结果表明，中和度小于75％时，PAA保水剂吸水倍率随中和度增大而增加；中和度为75％时，PAA保水剂吸水倍率最高；中和度大于75％时，PAA保水剂吸水倍率随中和度增大而减小。交联剂用量小于0.3％时，PAA保水剂的吸水倍率随着交联剂用量的增大而迅速减小；交联剂用量大于0.3％时，PAA水凝胶的吸水倍率随着交联剂用量的增大缓慢减小。引发剂用量小于0.75％时，PAA保水剂吸水倍率随着引发剂用量增加而增大；引发剂用量大于0.75％时，PAA保水剂吸水倍率随着引发剂用量增加而降低。单体浓度为20％时，PAA保水剂吸水倍率最高，但是单体浓度很低和过高时，都得不到理想的成功产品。
2、通过均匀实验方案，选出制备合成PAA保水剂的最佳反应条件为单体中和度为75％、交联剂用量为0.3％、引发剂用量为0.75％、单体浓度为20％，制备得到的PAA保水剂的吸水倍率最大。因此，选用上述配方制备得到的PAA保水剂进行后续实验研究。通过考察均匀实验方案选出的最佳实验条件下制备得到的PAA产品的保水性能，结果表明当温度为25℃、湿度为15％时，PAA保水剂在开始的2h内失水速率最快，12h后，保水率仍有40％左右，24h后保水率为30％，48h后保水率也为30％；在室温下，PAA保水剂初期失水较快，在24h时，PAA保水剂的保水率为30％左右，在48h后，保水率仅有15％左右。
3、在制备淀粉粘结剂过程中，分别考察了氧化剂、糊化剂、交联剂的用量和反应温度对粘结剂性能的影响。实验结果表明，随着氧化剂H2O2的体积增加，淀粉粘结剂的粘度呈现先增大后减少的变化趋势。随着糊化剂NaOH溶液的是用量的增加，淀粉粘结剂的粘度呈现先增大后减小的变化趋势。淀粉粘结剂的粘度随着交联剂Na2B4O7·10H2O使用量的增大不断升高，但是当Na2B4O7·10H2O使用量大于0.4g时，会使淀粉粘结剂体系失去流动性，形成凝胶状。淀粉粘结剂的粘度随温度升高呈现先增大后减小的变化趋势。
4、考察使用制备的淀粉粘结剂制备的保水缓释肥的成粒率和崩解率的影响。实验结果表明，随着淀粉粘结剂用量不断增加，保水缓释肥料颗粒成粒率呈现增加的变化趋势。使用淀粉粘结剂粘结的保水缓释肥颗粒的崩解率比缓释肥要低。
5、分别考察用淀粉凝胶、EC-PS、石蜡、石蜡-PS四种包裹材料制备的包膜缓释肥料中养分在1、3、5、7、10、14和28天时的释放量的释放情况，由实验结果可以看出四种包膜缓释肥料中，不同浓度的淀粉包膜液和不同配比的EC-PS包膜液制备的包膜缓释肥料对于肥料养分的释放量在释放初期较大，缓释效果不理想；而石蜡包膜和石蜡-PS包膜两种缓释肥料的养分释放量随着浸泡天数逐渐增大，符合缓释肥养分释放特征。
6、分别考察淀粉凝胶、EC-PS、石蜡、石蜡-PS四种保水缓释肥料的吸水倍率和保水能力。由实验结果可知，由于四种包膜保水缓释肥都是将保水剂粘结在肥料颗粒表面，而且保水剂含量是相同的，所以，四种包膜保水缓释肥料的吸水倍率和保水率差异不大。
7、分别考察了淀粉凝胶、EC-PS、石蜡、石蜡-PS四种保水缓释肥料养分在1、3、5、7、10、14和28天时的累积释放率。实验结果表明，淀粉凝胶和EC-PS包膜保水缓释肥料的缓释性不够理想，没有完全达到国标(HG/T3931-2007)中的某些指标。但是石蜡、石蜡-PS保水缓释肥料养分的累积释放率缓释性达到了国标(HG/T3931-2007)中规定的肥料养分初期释放率小于15％，28天后的养分累积释放率小于或等于75％的规定，制备得到了新型保水缓释肥料。
本论文的研究工作结合了肥料缓释技术与保水剂的吸水保水性能，制备得到的样品在于旱地区农林业中将具有广阔的应用前景。