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制备养分利用率高的肥料,降低化学肥料流失的环境污染,为农业生产增产增效已成为当今化肥研究和农业生产领域研究热点。本研究以来源丰富、价廉易得的活性单体为控释肥材料基本原料,在成膜激发剂和成膜促进剂共同作用下,经过常温原位聚合高分子化成膜反应对复合肥颗粒进行反应包膜。包膜反应为自由基聚合反应,综合考虑软硬单体配比,选择引发剂种类及引发剂用量,交联剂的比例,以成膜的性能及固化时间等因素为考量,对包膜配方进行最优化选取。最终确定以丙烯酸甲酯(MA),丙烯酸(AA),甲基丙烯酸甲酯(MMA)为单体,二甲基丙烯酸乙二醇酯(EGDMA)为交联剂,过氧化苯甲酰(BPO)和双取代苯胺(DMAN)氧化还原体系作为引发体系,且包膜液配比为MA-MMA-EGDMA-AA(15 -70-5-10),引发剂BPO和DMAN加入量均为1%时,包膜液在常温下10分钟左右能在肥料表面聚合成理想包膜层。
本研究用红外光谱(IR)表征研究了聚合包膜材料结构。用扫描电镜(SEM)观察了肥料颗粒包膜前后表面形貌及截面形貌,使用差热-热重联用仪(DTA-TG)对聚合包膜材料热稳定性进行了研究,聚合包膜材料热稳定性良好。
在对复合肥进行原位聚合包膜后,再选用猪油,石蜡等廉价易得材料对肥料进行防水的二次包膜处理,并初步探讨了二次包膜对缓释性能的影响。采用水中溶出率法和模拟基质淋溶法,对自制包膜复合肥的缓释特性进行了研究,结果表明自制的包膜肥在水中以及模拟基质中有较长的释放期。
采用大棚盆栽及大田栽培试验,研究了自制包膜复合肥对园艺植物绿巨人及玉米等生长期生较长植物的肥效。在玉米栽培实验中,施用自制包膜复合肥处理与施用等量普通化肥处理相比增产10.5%。在玉米产量相同情况下,自制包膜肥施肥量仅为普通化肥80%,降低施肥成本10.34%。在绿巨人栽培试验中,自制包膜肥栽培处理绿巨人在90d内株高,冠幅,叶片数等生长指标均优于相同施肥量的外国进口包膜缓释肥处理,而施肥成本仅为其25%。在长势接近情况下,自制包膜肥施肥量仅为专业速效花肥的25%,成本仅为施用专业速效花肥的12%。肥效试验数据表明,自制包膜复合肥养分能缓慢释放,且持效期长。一次性基施自制包膜肥,不仅能够在土壤中有效提高肥料利用率,提高作物产量及生长品质,同时能有效节约施肥成本。