本文關(guān)鍵詞：環(huán)境友好型水基共聚物—生物炭復(fù)合包膜氮肥制備及其緩釋性能的研究　出處：《沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：養(yǎng)分緩釋效果好、環(huán)境友好的膜材料是當前包膜緩控釋肥料研究的重點,本研究以聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇為原料,以生物炭為填充劑,根據(jù)有機高分子共聚理論及溶液共混技術(shù)制備水基共聚物-生物炭復(fù)合包膜材料及包膜尿素。通過對水基共聚物-生物炭膜材料吸水性、透水性、銨的滲透性的測定研究其適宜改性條件;利用膜材料紅外光譜特性、掃描電鏡分析和埋土試驗探討了膜材料的改性及降解機理;同時通過紅外光譜測定、掃描電鏡分析以及土柱淋溶試驗研究不同處理下包膜尿素的微觀結(jié)構(gòu)及其氮素釋放特性,并通過田間試驗對所選包膜尿素肥效進行驗證。研究結(jié)果如下:(1)添加不同材料(玉米秸稈(Y)、水稻秸稈(S)、枯枝落葉(K))制成的生物炭均能降低膜材料的吸水率;并根據(jù)其滲透性、紅外光譜特性、生物降解性篩選出了三個處理,即玉米基生物炭用量為3%、水基共聚物濃度為6%、生物炭粒級為60目(Y1),水稻基生物炭用量為5%、水基共聚物濃度為8%、生物炭粒級為200目(S5),枯枝落葉基生物炭用量為7%、水基共聚物濃度為8%、生物炭粒級為60目(K6)三種條件下制備的水基共聚物吸水率分別降低了27.89%、28.19%、26%,120 d降解率達到了32.44%、32.94%、33.88%,且隨著埋土?xí)r間的延長降解率會進一步的增加,不會對種植土壤造成二次污染。(2)掃描電鏡結(jié)果表明水基共聚物-生物炭復(fù)合膜材料能夠相對均勻的混合且能夠較為完整的分布于肥料顆粒表面,同時部分包膜物質(zhì)滲透到尿素顆粒表面的空隙中,使得膜材料與尿素結(jié)合更為緊密,形成了水分子進入包膜尿素的一道屏障,延長其緩釋性能。(3)土柱淋洗試驗結(jié)果表明當水稻基生物炭用量為5%、水基共聚物濃度為8%、生物炭粒級為200目(S5)時包膜肥料的緩釋效果最佳,且具有較長的緩釋期,在22 d時氮素累積釋放率為65.28%。(4)玉米田間肥效試驗結(jié)果表明,與常規(guī)施肥相比水基共聚物-生物炭復(fù)合包膜尿素在用量減少20%的情況下仍有1.45%的增產(chǎn)效果。總之,以聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮及生物炭為原料制備的水基共聚物-生物炭復(fù)合包膜材料在土壤環(huán)境中有較強的降解能力,不會對種植土壤造成污染,同時制備的水基共聚物-生物炭復(fù)合包膜尿素具有良好的緩釋效果及良好的增產(chǎn)效果,根據(jù)需求可以用來制備環(huán)境友好型膜材料及包膜尿素。
[Abstract]:The nutrient release effect is good, and the environmentally friendly membrane material is the focus of the research on coated slow release fertilizer. In this study, polyvinylpyrrolidone and polyvinyl alcohol were used as raw materials and biochar as filler. Based on the theory of organic polymer copolymerization and solution blending technology, water-based copolymers and biochar composite coating materials and coated urea were prepared. The water absorption and water permeability of water-based copolymers and biochar membrane materials were studied. The suitable modification conditions of ammonium were studied. The modification and degradation mechanism of membrane material were studied by SEM and buried soil test. At the same time, the microstructure and nitrogen release characteristics of coated urea under different treatments were studied by IR, SEM and soil column leaching test. The effect of coated urea fertilizer was verified by field experiment. The results were as follows: (1) adding different materials (corn straw and rice straw). The water absorption rate of the membrane materials was decreased by the biochar. According to its permeability, infrared spectrum and biodegradability, three treatments were selected, namely, the amount of corn-based biochar was 3, the concentration of water-based copolymers was 6, and the particle size of biochar was 60 mesh / y _ 1). The amount of rice based biochar is 5, the concentration of water-based copolymer is 8, the particle level of biochar is 200mesh, the amount of withered and deciduous biochar is 7 and the concentration of water-based copolymer is 8%. The water absorbency of the water-based copolymers was decreased by 27.89% and 28.19%, respectively. The degradation rate of the copolymers reached 32.44% in 120 days. 32.94 and 33.88, and the degradation rate will further increase with the time of soil burying. The SEM results showed that the water-based copolymers and biochar composite membrane materials could be relatively evenly mixed and distributed completely on the surface of fertilizer particles. At the same time, some of the coating material permeated into the void of urea particles, which made the membrane materials more closely bound to urea, forming a barrier for water molecules to enter into the coated urea. The results of soil column leaching test showed that the concentration of water-based copolymers was 8% when the amount of biochar used in rice was 5 and the concentration of water-based copolymers was 8%. The coated fertilizer has the best sustained release effect and has a long slow release period when the biological carbon particle size is 200 mesh / s 5. At 22 days, the cumulative release rate of nitrogen was 65.28%. Compared with conventional fertilization, the water-base copolymers and biochar coated urea still had an increase of 1.45% when the amount of urea was reduced by 20%. In a word, polyvinyl alcohol was used. The water-based copolymers and biocarbon composite coating materials prepared from polyvinylpyrrolidone and biochar have strong degradation ability in soil environment and will not pollute the planting soil. The water-base copolymers and biocarbon coated urea have good slow release effect and good yield increasing effect. It can be used to prepare environment-friendly membrane materials and coated urea according to the demand.
【學(xué)位授予單位】：沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TQ441.41

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本文編號：1418675