干旱和肥料利用率低是農(nóng)業(yè)發(fā)展中的兩個關(guān)鍵制約因素,保水劑和控釋肥是改善干旱和提高肥料利用率的兩個有效措施。以保水劑性能研究著手,采用市售保水劑進行了月季試驗,發(fā)現(xiàn)實際使用中市售保水劑易受土壤溶液中鹽濃度的影響,由此通過提高保水劑在鹽溶液中的吸水性和施用控釋肥降低土壤溶液鹽濃度兩個角度開展研究,合成了新型改性淀粉保水劑并在模擬和實際施用中配施控釋肥進行了作用機理的探討,并研究了新型復(fù)合包膜保水控釋肥一體化施用以探索保水劑未來發(fā)展。首先,采用土柱模擬和盆栽月季試驗,研究普通復(fù)合肥與包膜型控釋復(fù)合肥搭配0、0.25‰和0.5‰土壤質(zhì)量比的市售保水劑（Commercial superabsorbent polymer,CSAP）對土壤水、氮、鉀淋失率及月季生長生理性狀的影響。第二,采用溶液聚合法制備酸改性淀粉基保水劑（Modified starch superabsorbent polymer,MSSP）,掃描電鏡、紅外光譜等進行結(jié)構(gòu)表征,通過單因素逐步優(yōu)化法進行工藝優(yōu)化,測定保水劑的吸水規(guī)律;然后與CSAP、普通淀粉保水劑（Starch-grafted superabsorbent poly... 

【文章來源】：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：104 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

丙烯酸型保水劑的基本合成過程

2.2 酸改性淀粉基吸水性聚合物的制備與工藝優(yōu)化 采用氨基磺酸制備酸變性淀粉、酸變性淀粉接枝丙烯酸生成改性淀粉保水劑的過程和提高鹽溶液中吸水性的機理如圖 2 所示，在氨基磺酸存在時，長鏈淀粉部分酸解變?yōu)槎替�，添加了磺酸基，支化度降低，凝膠性增強；在保水劑合成中降低了溫度要求，并使接枝反應(yīng)更加充分；在產(chǎn)物的吸水溶脹過程中，引入的磺酸基起到傳遞水分子的作用，在鹽溶液里，進入保水劑內(nèi)部的水分子比例高于鹽離子，對保水劑結(jié)構(gòu)的破壞作用減弱，同時磺酸基是強極性基團，可以與水分子形成氫鍵，在去離子水和鹽溶液中均能提高吸水性（圖 2）。

新型保水劑和保水型控釋肥的研制及對土壤持水性狀改良的機制20末，使冗余異氰酸基和MSSP中的羥基反應(yīng)，使MSSP粉末堆積在包膜尿素表面成膜。吸水后，聚氨酯膜層不會發(fā)生變化，但MSSP層會吸水膨脹，分子鏈伸展容納水分，宏觀表現(xiàn)為體積膨脹（圖3）。圖3復(fù)合包膜型保水控釋尿素的試驗流程Fig.3Experimentalflowofcompositecoatedsuperabsorbentpolyurethaneurea2.4.1試驗材料和儀器尿素顆粒（粒徑3~5mm，氮含量46.4%，山東華魯恒升化工，中國），聚芳基多亞甲基異氰酸酯（Polyarylpolymethyleneisocyanate，PAPI，煙臺萬華聚氨酯有限公司，中國），蓖麻油（Castoroil，CO，黃河油脂有限公司，中國），2.2中方法制備的酸改性淀粉接枝丙烯酸保水劑（MSSP,SRdw：1085.3g/g，SRns=145g/g，采用球磨儀預(yù)處理至300目）。樹脂包膜尿素（粒徑2~5mm，N-P2O5-K2O：42-0-0），樹脂包膜磷酸二銨（粒徑2~5mm，N-P2O5-K2O：17.3-43.8-0），樹脂包膜氯化鉀（粒徑2~5mm，N-P2O5-K2O：0-0-53）等，供試土壤與2.3.1相同。轉(zhuǎn)鼓式包膜機等。2.4.2試驗設(shè)計2.4.2.1肥料的制備和工藝優(yōu)化方法制備步驟：稱取1kg尿素顆粒于轉(zhuǎn)鼓包衣機中，在80±2℃下預(yù)熱10分鐘。所有尿素顆粒均勻加熱后，倒入由10.0gPAPI和蓖麻油（重量比2：3）組成的聚氨酯乳液進行反應(yīng)，時間為5~10min，即在尿素顆粒的表面上形成聚氨酯膜層，每加入10.0g聚氨

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]提高養(yǎng)分、水分吸收的根系形態(tài)和生理調(diào)控[D]. 占愛.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2015
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碩士論文
[1]水分與磷肥對土壤重金屬有效態(tài)及紅蛋植物累積重金屬的影響研究[D]. 姚勝勛.廣西大學(xué) 2015



本文編號：3121652