本文關(guān)鍵詞：海洋生物多糖包膜緩釋肥的制備及釋放性能研究　出處：《中國科學(xué)院研究生院(海洋研究所)》2016年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：肥料為植物生長提供養(yǎng)分。然而,傳統(tǒng)肥料的養(yǎng)分利用率很低。未被吸收的養(yǎng)分釋放到土壤和地下水中,并伴隨地下水轉(zhuǎn)移,造成水體的富營養(yǎng)化。緩釋/控釋肥料的出現(xiàn)為解決這類問題提供了有效的途徑。緩釋/控釋肥料能夠在一段時間內(nèi)持續(xù)釋放養(yǎng)分,提高肥料利用率,減少環(huán)境污染,發(fā)展高效、綠色、可持續(xù)農(nóng)業(yè)。本文采用從蝦蟹殼中提取的殼聚糖、海帶中提取的海藻酸鈉及它們的衍生物作為內(nèi)層包膜材料,微晶蠟、水性聚氨酯、石蠟為外層包膜材料制備出一系列單層膜緩釋肥料和雙層膜緩釋肥料。包膜緩釋肥料的養(yǎng)分釋放特征在25℃水中測定。初步探討了養(yǎng)分釋放緩釋動力學(xué),通過動力學(xué)模型確定擬合參數(shù)和可決系數(shù)。通過掃描電鏡、傅里葉變換紅外和紫外分光光度法表征產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)組成和形態(tài),并推測出雙層膜緩釋肥料緩釋機理。得到主要結(jié)論如下:(1)以殼聚糖、海藻酸鈉為內(nèi)層膜,滴熔點70℃微晶蠟、滴熔點80℃微晶蠟為外層膜,制備了一系列單層膜和雙層膜緩釋肥。實驗結(jié)果表明:作為外層膜,滴熔點80℃微晶蠟緩釋效果優(yōu)于滴熔點70℃微晶蠟緩釋效果;作為內(nèi)層膜,海藻酸鈉緩釋效果優(yōu)于殼聚糖。其中,以滴熔點80℃微晶蠟為外層膜,海藻酸鈉為內(nèi)層膜的雙層膜緩釋肥料初期養(yǎng)分釋放率為13.89%,30d累積養(yǎng)分釋放率為48.72%,具有較好的緩釋效果。(2)選用滴熔點70℃微晶蠟、滴熔點80℃微晶蠟為外層膜,優(yōu)化了內(nèi)層膜殼聚糖與戊二醛的交聯(lián)配比,以及對海藻酸鈉進行改性。通過降低膜材料的孔洞和溶解性,制備出初期養(yǎng)分釋放率更低,釋放周期更長的緩釋肥料。實驗結(jié)果表明:隨著殼聚糖和戊二醛之間交聯(lián)度的增大,孔隙度降低,使得養(yǎng)分釋放速率減少,緩釋效果增強;采用海藻酸鈣替代海藻酸鈉,降低了內(nèi)層膜的溶解性,使得緩釋肥料的初期養(yǎng)分釋放率更低,緩釋效果更好。(3)選用水性聚氨酯、石蠟代替微晶蠟作為外層膜,殼聚糖、海藻酸鈉為內(nèi)層膜,研究復(fù)合雙層膜緩釋肥釋放性能。實驗結(jié)果表明:選用水性聚氨酯、石蠟作為外層膜制備出的緩釋肥,能夠起到緩慢釋放養(yǎng)分的效果,但是緩釋效果沒有滴熔點70℃、滴熔點80℃微晶蠟好。海洋生物多糖及其衍生物雙層膜緩釋肥料與市售緩釋肥的養(yǎng)分釋放特征相比,也能達到良好的緩釋效果且更加環(huán)保。本論文研究工作具備重要的實用價值和理論意義,在農(nóng)業(yè)和園藝業(yè)具有廣闊的應(yīng)用前景。
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院研究生院(海洋研究所)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ449.1

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本文編號：1309673