聚多巴胺“智能”響應性緩控釋藥肥的制備及其應用研究
發(fā)布時間:2022-10-06 11:03
近幾十年來,全球在耕地面積擴張極小的情況下,通過大量施肥和農藥投入,實現(xiàn)了糧食產量年復一年地增長,但是數(shù)以億噸的化肥及農藥給生態(tài)環(huán)境帶來了巨大壓力。傳統(tǒng)農藥和肥料由于揮發(fā)、流失等原因并未完全到達靶標和作物,極大地降低了其利用率,增加了農業(yè)生產成本。緩控釋技術的應用可以有效地解決上述問題,對于可持續(xù)農業(yè)系統(tǒng)的構建具有至關重要的意義。目前,肥料與農藥作為農業(yè)的重要組成部分,盡管在作用上迥然不同,但在緩釋方法上又有諸多相似之處。因此,設計一種雙重負載并具有環(huán)境響應釋放特性的緩釋系統(tǒng)理論上具有可行性,這不僅能提高肥料與農藥的利用率,而且能相互增效,起到增強農作物抗逆性的作用。本學位論文以貽貝仿生聚多巴胺和二氧化硅等為基本原料,在提高農藥和肥料利用效率的同時將二者結合,制備了兩種多功能緩釋藥肥,利用多種測試手段研究其性能,并利用生物學測試對比傳統(tǒng)肥料和農藥制劑,以驗證其用于現(xiàn)代綠色農業(yè)的可行性,主要研究內容和結果如下:1.以十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)為模板,正硅酸乙酯(TEOS)為硅源,采用溶膠-凝膠法,制備介孔二氧化硅(MSNs)。用N-三甲氧基甲硅烷基丙基-N,N,N-三甲基氯化銨(5...
【文章頁數(shù)】:83 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
中文摘要
Abstract
第一章 文獻綜述
1.1 前言
1.2 肥料和農藥概述
1.2.1 肥料
1.2.2 農藥
1.3 緩控釋技術的進展
1.3.1 緩控釋技術的定義
1.3.2 常用的緩控釋材料
1.3.3 緩釋農用化學品的發(fā)展概況
1.4 環(huán)境/刺激響應性肥料研究進展
1.4.1 pH響應性肥料
1.4.2 溫度響應性肥料
1.4.3 鹽響應性肥料
1.5 環(huán)境/刺激響應性農藥研究進展
1.5.1 pH響應性農藥
1.5.2 氧化還原響應性農藥
1.5.3 溫度響應性農藥
1.5.4 酶響應性農藥
1.6 機遇與挑戰(zhàn)
1.7 本學位論文選題指導思想
參考文獻
第二章 基于聚多巴胺的黏附性納米藥肥的制備及其性能研究
2.1 前言
2.2 實驗部分
2.2.1 實驗原料及主要儀器
2.2.2 肥料-農藥復合納米藥肥的制備
2.2.2.1 MSNs-TA的制備
2.2.2.2 聚多巴胺包裹 MSNs-TA 并螯合鋅離子
2.2.2.3 MSNs-TA@PDA-Zn 負載 2,4-D
2.2.3 結構表征和性能研究
2.2.3.1 結構表征
2.2.3.2 MSNs-TA@PDA-Zn@2,4-D的黏附性能
2.2.3.3 2,4-D和Zn2+的釋放行為考察
2.2.3.4 盆栽實驗
2.2.3.5 種子發(fā)芽率
2.2.3.6 皮膚測定
2.3 結果與討論
2.3.1 MSNs-TA@PDA-Zn@2,4-D的制備
2.3.2 特性表征
2.3.3 MSNs-TA@PDA-Zn@2,4-D的黏附特性
2.3.4 MSNs-TA@PDA-Zn@2,4-D的緩釋性能
2.3.5 生物實驗
2.4 本章小結
參考文獻
第三章 pH和溫度雙重響應性納米藥肥的制備及其性能研究
3.1 前言
3.2 實驗部分
3.2.1 主要原料及儀器設備
3.2.2 中空介孔二氧化硅的制備
3.2.3 十四醇和2,4-D負載的中空介孔二氧化硅的制備
3.2.4 具有pH和溫度多重響應性納米緩釋藥肥的制備
3.2.5 結構表征和性能研究
3.2.5.1 結構表征
3.2.5.2 2,4-D的溫度響應性釋放行為考察
3.2.5.3 呋蟲胺和鋅肥的pH響應性釋放行為考察
3.2.5.4 盆栽實驗
3.2.5.5 種子發(fā)芽率
3.2.5.6 害蟲控制效果
3.3 結果與討論
3.3.1 多重響應性納米緩釋藥肥的制備
3.3.2 形貌觀察
3.3.3 EDS分析
3.3.4 XPS分析
3.3.5 XRD分析
3.3.6 綜合熱分析
3.3.7 Zeta電位分析
3.3.8 BET分析
3.3.9 紅外光譜分析
3.3.10 紫外可見吸收光譜分析
3.3.11 光熱轉化性能
3.3.12 鋅肥和DF的pH響應性釋放行為
3.3.13 2,4-D的溫度響應性釋放行為
3.3.14 雜草控制效果
3.3.15 盆栽實驗
3.4 本章小結
參考文獻
全文總結
攻讀碩士學位期間已發(fā)表和待發(fā)表的文章
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]高含量阿維菌素微囊懸浮劑的制備[J]. 鐘玲,張世玲,任華,陸威,常翠蘭. 現(xiàn)代農藥. 2019(05)
[2]控釋氮肥減施對春玉米產量、氮素吸收及轉運的影響[J]. 尹彩俠,李前,孔麗麗,秦裕波,王蒙,于雷,劉春光,王立春,侯云鵬. 中國農業(yè)科學. 2018(20)
[3]高分子基環(huán)境響應性肥料的研究進展[J]. 李濤,呂少瑜,陳姣,高春梅,張少飛,柳明珠. 高分子學報. 2018(03)
[4]微膠囊釋放機制概述[J]. 馬濤,孫哲,張小軍. 現(xiàn)代農藥. 2017(05)
[5]16%阿維·毒死蜱微囊懸浮劑的制備及其緩釋性能研究[J]. 徐梁,馬超,張力卜,李佳浩,段小莉,郭洋,王佰濤,徐軍,袁會珠. 農藥科學與管理. 2017(07)
[6]中國農藥使用現(xiàn)狀及展望[J]. 王佳新,李媛,王秀東,王永春. 農業(yè)展望. 2017(02)
[7]中國農藥制劑技術發(fā)展方向試析[J]. 冷陽. 世界農藥. 2017(01)
[8]包膜型多功能緩/控釋肥料的研究現(xiàn)狀及進展[J]. 王興剛,呂少瑜,馮晨,徐秀彬,白嘯,高楠楠,柳明珠,烏蘭. 高分子通報. 2016(07)
[9]克拉瑪依農業(yè)綜合開發(fā)區(qū)土壤水鹽運移特征與影響因素的分析[J]. 陳銀磊,程建軍,馬仲民. 石河子大學學報(自然科學版). 2016(02)
[10]不同氮肥緩釋化處理對夏玉米田間氨揮發(fā)和氮素利用的影響[J]. 周麗平,楊俐蘋,白由路,盧艷麗,王磊,倪露. 植物營養(yǎng)與肥料學報. 2016(06)
本文編號:3686868
【文章頁數(shù)】:83 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
中文摘要
Abstract
第一章 文獻綜述
1.1 前言
1.2 肥料和農藥概述
1.2.1 肥料
1.2.2 農藥
1.3 緩控釋技術的進展
1.3.1 緩控釋技術的定義
1.3.2 常用的緩控釋材料
1.3.3 緩釋農用化學品的發(fā)展概況
1.4 環(huán)境/刺激響應性肥料研究進展
1.4.1 pH響應性肥料
1.4.2 溫度響應性肥料
1.4.3 鹽響應性肥料
1.5 環(huán)境/刺激響應性農藥研究進展
1.5.1 pH響應性農藥
1.5.2 氧化還原響應性農藥
1.5.3 溫度響應性農藥
1.5.4 酶響應性農藥
1.6 機遇與挑戰(zhàn)
1.7 本學位論文選題指導思想
參考文獻
第二章 基于聚多巴胺的黏附性納米藥肥的制備及其性能研究
2.1 前言
2.2 實驗部分
2.2.1 實驗原料及主要儀器
2.2.2 肥料-農藥復合納米藥肥的制備
2.2.2.1 MSNs-TA的制備
2.2.2.2 聚多巴胺包裹 MSNs-TA 并螯合鋅離子
2.2.2.3 MSNs-TA@PDA-Zn 負載 2,4-D
2.2.3 結構表征和性能研究
2.2.3.1 結構表征
2.2.3.2 MSNs-TA@PDA-Zn@2,4-D的黏附性能
2.2.3.3 2,4-D和Zn2+的釋放行為考察
2.2.3.4 盆栽實驗
2.2.3.5 種子發(fā)芽率
2.2.3.6 皮膚測定
2.3 結果與討論
2.3.1 MSNs-TA@PDA-Zn@2,4-D的制備
2.3.2 特性表征
2.3.3 MSNs-TA@PDA-Zn@2,4-D的黏附特性
2.3.4 MSNs-TA@PDA-Zn@2,4-D的緩釋性能
2.3.5 生物實驗
2.4 本章小結
參考文獻
第三章 pH和溫度雙重響應性納米藥肥的制備及其性能研究
3.1 前言
3.2 實驗部分
3.2.1 主要原料及儀器設備
3.2.2 中空介孔二氧化硅的制備
3.2.3 十四醇和2,4-D負載的中空介孔二氧化硅的制備
3.2.4 具有pH和溫度多重響應性納米緩釋藥肥的制備
3.2.5 結構表征和性能研究
3.2.5.1 結構表征
3.2.5.2 2,4-D的溫度響應性釋放行為考察
3.2.5.3 呋蟲胺和鋅肥的pH響應性釋放行為考察
3.2.5.4 盆栽實驗
3.2.5.5 種子發(fā)芽率
3.2.5.6 害蟲控制效果
3.3 結果與討論
3.3.1 多重響應性納米緩釋藥肥的制備
3.3.2 形貌觀察
3.3.3 EDS分析
3.3.4 XPS分析
3.3.5 XRD分析
3.3.6 綜合熱分析
3.3.7 Zeta電位分析
3.3.8 BET分析
3.3.9 紅外光譜分析
3.3.10 紫外可見吸收光譜分析
3.3.11 光熱轉化性能
3.3.12 鋅肥和DF的pH響應性釋放行為
3.3.13 2,4-D的溫度響應性釋放行為
3.3.14 雜草控制效果
3.3.15 盆栽實驗
3.4 本章小結
參考文獻
全文總結
攻讀碩士學位期間已發(fā)表和待發(fā)表的文章
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]高含量阿維菌素微囊懸浮劑的制備[J]. 鐘玲,張世玲,任華,陸威,常翠蘭. 現(xiàn)代農藥. 2019(05)
[2]控釋氮肥減施對春玉米產量、氮素吸收及轉運的影響[J]. 尹彩俠,李前,孔麗麗,秦裕波,王蒙,于雷,劉春光,王立春,侯云鵬. 中國農業(yè)科學. 2018(20)
[3]高分子基環(huán)境響應性肥料的研究進展[J]. 李濤,呂少瑜,陳姣,高春梅,張少飛,柳明珠. 高分子學報. 2018(03)
[4]微膠囊釋放機制概述[J]. 馬濤,孫哲,張小軍. 現(xiàn)代農藥. 2017(05)
[5]16%阿維·毒死蜱微囊懸浮劑的制備及其緩釋性能研究[J]. 徐梁,馬超,張力卜,李佳浩,段小莉,郭洋,王佰濤,徐軍,袁會珠. 農藥科學與管理. 2017(07)
[6]中國農藥使用現(xiàn)狀及展望[J]. 王佳新,李媛,王秀東,王永春. 農業(yè)展望. 2017(02)
[7]中國農藥制劑技術發(fā)展方向試析[J]. 冷陽. 世界農藥. 2017(01)
[8]包膜型多功能緩/控釋肥料的研究現(xiàn)狀及進展[J]. 王興剛,呂少瑜,馮晨,徐秀彬,白嘯,高楠楠,柳明珠,烏蘭. 高分子通報. 2016(07)
[9]克拉瑪依農業(yè)綜合開發(fā)區(qū)土壤水鹽運移特征與影響因素的分析[J]. 陳銀磊,程建軍,馬仲民. 石河子大學學報(自然科學版). 2016(02)
[10]不同氮肥緩釋化處理對夏玉米田間氨揮發(fā)和氮素利用的影響[J]. 周麗平,楊俐蘋,白由路,盧艷麗,王磊,倪露. 植物營養(yǎng)與肥料學報. 2016(06)
本文編號:3686868
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