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聚合物包膜控释肥料膜壳累积、降解及对土壤质量影响的研究进展 被引量：4
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作者 李娟 王亚静 +3 位作者 陈月波 顾典润 林茹 杨相东 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1113-1121,共9页
聚合物包膜控释肥料是实现化肥提质增效的新型肥料之一,其控释效果依赖于包膜材料。控释肥料养分释放后的残留膜壳是农业土地上微塑料的重要来源,膜壳及其降解产物是否对土壤质量安全造成影响尚不清楚。本文综合了国内外膜壳残留及其降... 聚合物包膜控释肥料是实现化肥提质增效的新型肥料之一,其控释效果依赖于包膜材料。控释肥料养分释放后的残留膜壳是农业土地上微塑料的重要来源,膜壳及其降解产物是否对土壤质量安全造成影响尚不清楚。本文综合了国内外膜壳残留及其降解的研究进展,从聚合物包膜控释肥料残留膜壳在农田中的累积现状、降解性能研究及其对土壤物理–化学–生物学效应等土壤质量参数的影响进行了阐述,包括:1)现有文献指出,控释肥料膜壳在农田中的累积量与施用量基本相同,其在不同类型农田土壤及不同土层中的赋存、分布和累积现状不同;2)不同类型控释肥料膜壳在土壤中的降解过程主要与聚合物材质相关,降解率可通过聚合物材料改性来提高,其降解过程、产物及机制值得探索;3)控释肥料膜壳降解产物对土壤物理、化学、生物学性状及作物生长的影响程度取决于聚合物材料类型、累积量及土壤类型。短期内低浓度的膜壳累积对土壤理化性质、土壤生物及作物生长无不良影响,长期累积或高浓度下膜壳影响土壤质量变化的阈值亟需明确。据此,进一步提出,1)应广泛开展不同种类控释肥料膜壳在农田中的赋存、分布和累积的现场监测评估工作;2)开发控释肥料膜壳及其次级降解物分离提取、鉴定和定量表征的分析技术和方法,建立健全标准化方法;3)了解控释肥料膜壳及其降解产物在土壤中的去向和迁移过程及其对不同类型土壤及不同作物品种的影响,探寻膜壳残留量与效应之间的关系及其影响机制;4)研制开发天然、生物及可降解控释肥料膜材,研究膜壳降解与养分释放之间的相互关系,构建新型可生物降解控释肥料膜壳降解与养分释放关系数据模型,以期为聚合物包膜控释肥料的应用、开发及标准的制定提供科学依据。 展开更多
关键词 聚合物 控释肥料 膜壳 累积 降解 土壤质量
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筛选温敏聚氨酯包膜肥料膜材以提升养分智能控释效果
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作者 李娟 乔丹 +5 位作者 王亚静 林茹 顾典润 周源芳 李涵 杨相东 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第11期2132-2142,共11页
【目的】温度是影响作物生长和肥料养分释放速率的重要因素之一。未来农业的发展需要能够主动适应作物养分需求的智能肥料。利用温敏材料研制开发温敏型包膜控释肥料,可达到肥料养分释放随土壤温度变化而智能释放的目的,因此温敏材料的... 【目的】温度是影响作物生长和肥料养分释放速率的重要因素之一。未来农业的发展需要能够主动适应作物养分需求的智能肥料。利用温敏材料研制开发温敏型包膜控释肥料,可达到肥料养分释放随土壤温度变化而智能释放的目的,因此温敏材料的筛选至关重要。【方法】使用不同分子量的己二酸-1,4-丁二醇(PBA)、聚四亚甲基醚二醇(PTMG)、聚己内酯二醇(PCL)和聚乙二醇(PEG),共计18种多元醇,将其分别与二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)反应制备聚氨酯包膜尿素。通过对制备的包膜尿素进行水浸泡法测试,评价其控释性能;对制备的聚氨酯膜用差示扫描量热仪(DSC)测试其相转变温度,评价其温敏性能。【结果】不同多元醇制备的聚氨酯包膜尿素控释性能优劣顺序为PTMG>PCL>PBA>PEG,其中PTMG及PCL系列制备的聚氨酯包膜尿素控释效果较好。在同一系列聚氨酯包膜尿素中,随着多元醇分子量的增加肥料控释性能逐渐变差。DSC测试结果表明,低分子量(2000以下)多元醇制备的聚氨酯膜不具有温敏性,同一系列聚氨酯中,随着分子量的增加其温敏温度逐渐升高。其中PTMG2000、PTMG3000、PCL2000、PBA2000和PCL3000共5种温敏聚氨酯材料的敏感温度分别为13℃、22℃、27℃、39℃和43℃,具有进一步用作制备温敏聚氨酯包膜尿素温敏材料的开发潜力。最后,选取PCL2000和PCL3000作为温敏材料,将其分别与聚丙二醇(PPG)以2∶8摩尔比混合改性,成功制备了两种温敏聚氨酯包膜控释肥料(PUCF1、PUCF2)。变温试验结果表明,温度到达35℃时,PUCF1和PUCF2释放速率分别为11.1%/d和7.1%/d,分别为恒温(25℃)条件下的13.2和6.0倍。而温度再降至25℃后,释放速率随之降低,说明二者均具有温敏性,且控释性能均可达到释放期30天。【结论】综合来看,低分子量多元醇制备的聚氨酯控释性能好但不具备温敏性能,高分子量多元醇制备的 展开更多
关键词 温敏聚氨酯 温度响应性控释肥料 分子量 多元醇 控释特性
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