聚乙烯醇/硅藻土复合包膜缓释钾肥的制备与应用

摘要

相较普通速溶肥料，缓释肥料在土壤中可以控制肥料养分缓慢释放，满足作物生长周期内对养分的需求，有利于提高作物的产量和质量，且明显提高了肥料利用率，降低了肥料施用量，减少了资源浪费和土壤污染，是未来肥料的发展方向。目前市场上售卖的包膜缓释肥料大多存在包膜难降解的问题，而随着环保意识的日益加强，可降解包膜材料成为研究的热点。本文通过对有机、无机包膜材料的选取，交联剂的确定，以及工艺设计制备了一种低成本、无污染且缓效期长的聚乙烯醇（PVA）/硅藻土复合包膜缓释钾肥，使用扫描电子显微镜(SEM)观察了缓释钾肥养分释放前后表面形貌，使用颗粒强度测试仪测试了缓释钾肥的抗压强度，采用 7 天水溶出率法和土壤溶出法研究了缓释性能，并将其应用于烟叶种植，结果如下： 一、采用旋转喷涂法，制备了 PVA/硅藻土复合包膜缓释钾肥，粘结剂PVA 溶液浓度为 2%，交联剂硼砂溶液浓度为 3%，其最优配方为 K2SO4:硅藻土:水泥:聚乙烯醇:硼砂:乙酸纤维素=80:10:6.5:3.2:0.1:0.2。 二、包膜缓释钾肥的抗压性能随包膜厚度和水硬性胶凝材料添加量的增加而增加；水硬性胶凝材料可以有效的提高缓释钾肥的耐水性，并能充当封闭剂填充在包膜孔隙中阻止水分子的进入。 三、包膜缓释钾肥的缓释性能随包膜厚度增加而增加，7 天水溶出实验表明 20%包膜缓释钾肥在第四天养分释放速率最大，土壤溶出实验表明缓释钾肥在土壤中 20天以后才开始大量释放养分，缓释周期可达到 80天，缓释性能优良；PVA交联后形成的聚合物膜使得肥料养分释放出现迟滞期和恒释期。 四、将包膜缓释钾肥应用于烟草种植，实验表明：缓释钾肥的养分释放特征与烟株需肥规律一致时，才能表现出促进烟叶生长的效果；20%包膜缓释钾肥有着优异的缓释性能，其在大田中养分释放速率与烟叶需肥规律基本上相吻合，在烟株移栽 30 天后对烟叶的生长有显著的促进作用，在减少钾素用量 20%的情况下，能有效的降低烟叶烟碱含量，最高提升中部烟叶钾含量 21.6%，上部烟叶钾含量36.3%。 五、包膜缓释钾肥制备工艺简单易行，常温常压下即可进行；材料成本核算后仅约2800元/吨，低于K2SO4的价格，不足市售缓释钾肥价格的1/2，价格上具有明显优势。

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