【摘要】：氮肥容易通過徑流、淋溶、蒸發(fā)而流失到環(huán)境中,造成資源浪費和環(huán)境污染。本學位論文以天然粘土礦物凹凸棒土為主要原材料,經不同劑量高能電子束輻照將其改性后,再與P和M兩種有機高分子材料進行復配,通過實驗摸索出最佳配方,成功制備了高效保水保肥劑;又以常用的氮肥如尿素、氯化銨等為肥源,添加保水保肥劑,成功制備了既具有保水功能,又具備肥料養(yǎng)分控失能力的高效肥料;通過保水實驗、肥料表面遷移實驗和淋溶控失實驗,研究了保水控失肥料的吸水保水性能和肥料控失能力;用紅外光譜、X射線衍射光譜、掃描電鏡和透射電鏡等方法對樣品進行了表征,并研究了保水保肥劑和保水控失肥料之間的相互作用機理;還通過盆栽實驗考察了樣品對玉米生長的影響。得到的主要結果如下:1、通過高能電子束輻照改性凹凸棒土,當輻照劑量為30kGy時,凹凸棒土具有最高的分散度和比表面積。從保水劑的模擬實驗也可以看出,HA30的保水率為16.35%,要明顯高于其他輻照劑量下改性凹凸棒土的保水率;2、以HA30、P和M為主要原料,成功制備了具有高保水率(51.1%)的保水保肥劑(WNLCA),并且通過保水實驗成功摸索到了保水報保肥劑的最佳配方為HA30:P:A=9:1.0:0.4;3、以常用的氮肥如尿素、氯化銨等為肥源,添加保水保肥劑,成功制備了既具有保水功能,又具備肥料養(yǎng)分控失能力的高效肥料:保水控失尿素(WNLCU)和保水控失氯化銨(WNLCN);通過保水實驗、肥料表面遷移實驗和淋溶控失實驗,研究了保水控失肥料的吸水保水性能和肥料控失能力;通過保水實驗、肥料遷移實驗、淋溶實驗,得知當WNLCA與肥料的質量比為9:1.2時,WNLCU的保水率、表面遷移控失率、淋溶控失率分別為:43.3%、61.7%和65.87%;WNLCN的保水率、表面遷移控失率、淋溶控失率分別為:31.53%、38.95%和89.96%;4、通過紅外光譜、X射線衍射光譜、掃描電鏡和透射電鏡等方法對樣品進行了表征,并研究了保水保肥劑和保水控失肥料之間的相互作用機理,發(fā)現(xiàn)WNLCA體系中存在兩種網絡結構:一個是凹凸棒土自組裝的形成的3D微納網絡結構,另外一個就是高分子有機物P-M之間形成的分子互穿網絡結構。這兩種網絡能賦予WNLCA多孔、較大的比表面積和親水性,能同時將養(yǎng)分和水分吸附到網絡結構中,減少它們的流失,提高肥料和水分的利用率;5、通過盆缽實驗,發(fā)現(xiàn)WNLCF能提高玉米組織中N的含量,并且WNLCU能控制住養(yǎng)分和水分的流失,持續(xù)為作物的生長供給營養(yǎng)物質和水資源。本論文的研究工作結合了天然粘土材料的高能電子束改性技術與高分子有機物的保水、吸附架橋性能,同時兼?zhèn)鋵嵱脙r值和理論指導意義,合成的保水保肥劑負載肥料后能有效促進農作物的生長、提高農業(yè)生產。
[Abstract]:Nitrogen fertilizer is easily lost to the environment through runoff, leaching and evaporation, resulting in waste of resources and environmental pollution. In this dissertation, natural clay mineral attapulgite was used as the main raw material, modified by different doses of high energy electron beam, then mixed with two kinds of organic polymer materials, P and M. The high efficiency water and fertilizer retention agent was successfully prepared, and the nitrogen fertilizer such as urea and ammonium chloride was used as the fertilizer source, and the water and fertilizer retention agent was added to the fertilizer to successfully prepare the high efficiency fertilizer, which not only has the function of keeping water, but also has the ability to control the nutrient loss of the fertilizer. The surface migration experiment and leaching control experiment were used to study the water absorption and loss control ability of the fertilizer, and the samples were characterized by infrared spectroscopy, X-ray diffraction, scanning electron microscope and transmission electron microscope. The interaction mechanism between water and fertilizer retention agent and water retention and controlled loss fertilizer was studied, and the effect of the sample on maize growth was also investigated by pot experiment. The main results are as follows: 1. When the irradiation dose is 30kGy, the attapulgite has the highest dispersion and specific surface area. The water retention rate of HA30 is 16.35, which is obviously higher than that of attapulgite modified with other irradiation doses. Water and fertilizer retention agent (WNLCA), with high water retention rate (51.1%) was successfully prepared, and the optimum formula of water retention and fertilizer retention agent was found out by water retention experiment. The optimum formula of water retention and fertilizer retention agent was HA30:P:A=9:1.0:0.4;3, which used nitrogen fertilizer such as urea and ammonium chloride as fertilizer source, and added water and fertilizer retention agent. A high efficiency fertilizer with water retention function and nutrient loss control ability was successfully prepared, which included water retention control urea (WNLCU) and water retention control ammonium chloride (WNLCN); through water retention experiment, fertilizer surface migration experiment and leaching control loss experiment. In this paper, the water absorption and loss control ability of water retention and control loss fertilizer were studied. Through water retention experiment, fertilizer migration experiment and leaching experiment, it was found that when the mass ratio of WNLCA to fertilizer was 9: 1.2, the water retention rate and surface migration control loss rate of WNLCU were obtained. The leaching control loss rates were 43.3% and 65.87%, respectively. The water retention rate, surface migration control loss rate and leaching control loss rate of WNLCN were 31.53 and 38.95% and 89.9695%, respectively. The samples were characterized by IR, X-ray diffraction, scanning electron microscopy and transmission electron microscopy. The interaction mechanism between water and fertilizer retention agent and water retention and controlled loss fertilizer is studied. It is found that there are two kinds of network structure in WNLCA system: one is the 3D micro-nano network structure formed by the self-assembly of attapulgite. The other is the molecular interpenetrating network structure formed between the polymer organic P-M. These two networks can give WNLCA porous, larger specific surface area and hydrophilicity, can simultaneously absorb nutrients and water into the network structure, reduce their loss, improve fertilizer and water use efficiency. It was found that WNLCF could increase N content in maize tissue and WNLCU could control the loss of nutrients and water and supply nutrients and water resources for crop growth. The research work in this paper combines the high energy electron beam modification technology of natural clay material with the water retention of high molecular organic matter, adsorption and bridging performance, and also has practical value and theoretical guiding significance. The synthetic fertilizer can effectively promote the growth of crops and improve agricultural production.
【學位授予單位】：安徽農業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TQ440.1

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本文編號：2289785