发布时间 : 星期日 文章有机高分子材料在缓释化肥中的应用发展研究更新完毕开始阅读ff58c5560740be1e650e9aab
安徽新华学院2014届本科毕业论文（设计）
目 录
第一章 绪 论........................................................................................... 1 1.1 研究目的与意义 ................................................................................. 1 1.2 研究方向.............................................................................................. 1 1.3研究现状及进展 .................................................................................. 2 1.3.1国内外研究应用概况 ....................................................................... 2 1.3.3 缓释机理........................................................................................... 5 1.3.4包膜缓释肥料的评价方法 ............................................................... 6 第二章 有机高分子材料在缓释化肥中的进展研究 .............................. 8 2.1 天然高分子材料 ................................................................................. 8 2.1.1木素 .................................................................................................... 8 2.1.2天然橡胶............................................................................................ 9 2.1.3 植物油............................................................................................... 9 2.1.4 腐殖酸............................................................................................. 10 2.1.5 壳聚糖............................................................................................. 11 第三章 总结与展望 ................................................................................ 15 3.1总结 ..................................................................................................... 15 3.2展望 ..................................................................................................... 15 致 谢 ..................................................................................................... 16 参考文献 ................................................................................................... 17
III
安徽新华学院2014届本科毕业论文（设计）
第一章 绪 论
1.1 研究目的与意义
化肥料是农作物种植中最主要的生产原料之一。根据联合国粮农组织（FAO）统计结果表明，在20世纪提高作物单产中，化肥所做的贡献占40%～60%，美国的育种学家、诺贝尔奖获得者在分析化肥影响粮食生产的因素时，认为当今世界农产品的增收将会有一半原因是来源于化肥的使用。而我国的农业部门专家保守估计认为在40%左右。虽然化肥在我国的粮食生产中达到了很大作用，同时也促进了世界粮食的增产和增收，但是和发达国家相比，我国在肥料无论是单产的质量还是肥料的种类以及化肥的生产工艺和成本上，都同发达国家存在着巨大差距，并且施用技术等方面依然落后于其他国家，我国化肥的总支出大约占到了农民生产投资的一半。化肥的利用率低，不仅会给农民带来经济上的损失，还会引发生态环境问题，给环境带来污染，如：温室效应、水体富营养化等诸多污染问题，同时会使影响农产品品质从而导致品质下降等质量问题。
目前造成化肥污染的主要原因之一就是化肥的利用率比较低，其原因是化肥极易溶解，施到土壤以后造成养分释放速度快，同时由于农作物作物吸收利用率低，导致化肥养分大多流入土壤表层，且由于其具有挥发性，导致养分的挥发、淋失和物理—化学固定等。因此，在寻求可以控制肥料溶解和释放速度，并可以按照作物对肥料的规律进行养分释放，是未来半个世纪以来化肥界的生产开发以及肥料应用学研究的热点[1-5]。
目前，肥料的缓释方法具有多样性，但是其主要的方法只有包膜法和非包膜法这两种，其中包膜法可以分为包裹肥料、包膜肥料、涂层肥料三种，非包膜法则是合成比较疏水的大分子从而达到减少融水流失达到缓释的目的。其中包膜，就是以选择半透性材料在一定工艺手段下将其均匀地包裹在化肥颗粒的外表面；并且使其在施入土壤后，化肥颗粒中的营养元素可以在土壤中水体的作用下顺浓度梯度或土壤中饱和水蒸气的影响下，或包膜材料逐渐被分解、破损，而使营养元素缓慢地渗出进入土壤，并且达到高效、稳定、持久的为植物的吸收利用供给养分。本文主要研究有机高分子材料在缓释肥料中的应用研究及进展。
1
安徽新华学院2014届本科毕业论文（设计）
1.2 研究方向
目前国内外对缓释化肥的研究主要分为无机包膜缓释化肥和有机包膜缓释化肥，其主要原理就是运用有机或无机材料将化肥进行包裹或者利用化学方法进行合成，使养料在水的作用下释放溶解的缓慢从而有利于植物根系的吸收，达到化肥的用量减少，及化肥的流失减少，从而达到保护环境节约化肥的目的。
而我国的缓控释肥料产业的发展和壮大将会进一步推动世界缓控释肥料产业和环境友好性农业的迅速发展。缓释肥料包括硫衣尿素、树脂包膜硫衣尿素、脲甲醛肥料、异丁叉二脲、稳定性肥料）。控释肥料包括树脂包膜尿素、树脂包膜复混肥、树脂包膜氯化钾、树脂包膜磷酸二铵等。控释配方肥料以PCU、SCU或PSCU为缓控释氮源的掺混肥料，也称之为营养同步肥料。是目前农业部大力推广的，物化了测土配方施肥理论和技术或物化了平衡施肥理论与技术的缓控释肥料。
1.3研究现状及进展
1.3.1国内外研究应用概况
可以说美国是世界缓释包膜肥料的发源地。早在上个世纪五十年代，美国就成功研制并且进行区域实验性应用的包膜肥料SCU即硫包膜尿素，而他的包膜层主要由扑粉层、密封层（石蜡—煤焦油）及包硫层组成。即使在当前世界的包膜肥料中，硫包膜尿素依然研究和发展包膜肥料的一员，对于缺硫的土壤，它可以改善土质，使其可以为植物提供其生长所必需的营养硫元素，其次它还可以改善土壤通透性及杀菌的作用。而1964年美国ADM公司利用二聚环戊二烯和丙三醇在某种催化剂的作用下化合生成聚合包膜缓释肥料Osmocote（商品名）；目前，SCU Osmocote 依然是当今社会最具影响力的包膜肥料,（可是Osmocote肥料主要应用于草坪、花卉等一些经济作物。就在时过两年，美国杜邦公司（1966年）提出要用尿素粒肥与甲醛气体在催化剂作用下进行缩合，从而制备出脲甲醛对化肥尿素包膜。其包膜厚度一般在0.01～1.00mm，通过试验得该肥料透过水量为0.5～2.0μg（m3/min）。同时美国还有部分学者提出，运用聚乙烯薄膜进行制作小胶囊，使其包裹颗粒肥料外表，为了解决聚乙烯薄膜不透水问题[6-17]。他们提出在胶囊薄膜上打孔，运用孔的大小和数量来控制养分的流逝，打到减缓释
2
安徽新华学院2014届本科毕业论文（设计）
放的目的。到了80 年代后，美国通过对硫包膜尿素工艺上研究改进，在其最外层即包硫层外面再加上一层聚合物层，从而进一步的控制肥料释放，达到更好的缓释效果和适用效果。而这层聚合物主要由不饱和油脂、树脂及其共聚物组成。 在对美国的包膜肥料进行研究和学习中，以日本为首的国家最先引进美国的缓释包膜技术，并对其进行分解学习和应用。早在二十世纪七十年代年，日本昭和电力有限公司就率先研制出一种由热固型树脂作为包膜材料的包膜的肥料，在随后几年里日本多家公司都进行了自己的化肥的开发和研究，并且研究出具有日本本土特色的包膜肥料，即热固型树脂包膜肥料。在开发和研究这些树脂所做的包膜材料时，以他们的基础聚烯烃作为的主体材料，运用烯烃具有加聚和缩聚的特点，在某些催化剂的作用下，形成一些高分子聚合物，如聚烯烃（PE），乙烯和乙酸乙烯酯共聚物（EVA）以及运用无机材料作为填充剂的滑石粉共同组成，这种可以将这一材料进行生产加工制造成包膜肥料的工艺称为POCF。其原理是运用聚烯烃膜的渗透性差和乙烯和乙酸乙烯酯共聚物薄膜则渗透性很高的特点，为此按照作物的需肥规律调整二者比例，通过土壤水分作用，使肥料养分有节制地释放出来而进入土壤从而达到缓释养分的目的。在聚烯烃和乙烯和乙酸乙烯酯共聚物配制所得的混合溶剂包膜剂，并在其中加入无机材料滑石粉作为调节剂，已达到控制包膜肥料中营养元素的释放速率。根据大量的研究数据表明，运用热固型树脂生产出的包膜生缓释肥料，具有良好的养分释放效果和植物吸收效果。日本的另一家肥料公司在运用POCF的工艺中，加入本公司的元素，进行创新，研制生产出其自己的包膜缓释肥料MEISTER，目前这种肥料的主要施用场所为草坪、花卉、温室栽培，是亚洲乃至全球园艺市场驰名品牌；而日本三菱化学公司在利用用低密度聚乙烯和聚环氧乙烷在壬基苯基醚以和滑石粉的悬浮液中运用喷雾技术在流化床上生产包膜缓释肥料；同样的日本的多木化学公司在运用生物可降解的塑料——热固型醇酸聚氨酯作其化肥的包膜材料生产其自己品牌的包膜缓释肥料。
我国的缓释化肥的研究和发展起源于二十世纪七十年代初期。早在1974年，中国科学院的南京土壤研究所就在李庆逵院士的领导下，开始针对对钙镁磷肥作为缓释化肥的包膜剂进行研究，并且使其包裹颗粒碳酸氢铵，并在的农田试验中取得了良好的试验效果，但是由于条件等其他原因并没有形成规模化生产。到了
3