有机/无机复合包膜缓释钾肥的制备与应用

摘要

相比于普通化肥，缓释肥料能够有效提高养分利用率、降低对环境的污染，并能有效提高作物的产量或品质，因此有着非常良好的发展前景，是目前肥料领域的研究重点。但目前市场上的缓释肥料多为聚合物包膜肥料和脲醛肥料，前者不仅价格高昂，且聚合物不易分解，残留在土壤中易造成环境污染；而后者仅能作为氮肥使用。本文通过材料选择、工艺设计制备了一种易降解、低成本的有机/无机复合包膜缓释钾肥，通过扫描电子显微镜(SEM)观察了其表面和剖面形貌，采用土壤溶出法对其缓释性能进行了研究，开展了工业化试生产，应用于烟草种植，验证了其效果。主要工作如下：
　　一、通过材料选择和工艺设计制备了一种有机/无机复合包膜缓释钾肥，主要包膜材料为粉煤灰和聚乙烯醇(PVA)，粘结剂为聚乙烯醇溶液，交联剂为硼砂溶液，其各组分配方为K2SO4:粉煤灰：聚乙烯醇：水泥：硼砂=70：22.4：2.5：5：0.1；粘结剂的适宜浓度为2％，交联剂浓度为3%，造粒方法为圆盘造粒。
　　二、通过SEM观察其表面和剖面形貌发现其表面具有大量的网络结构；通过土壤溶出法测定了其缓释性能，结果表明所制缓释钾肥在土壤中30 d以后才开始大量释放养分。
　　三、采用现有有机肥生产设备对缓释钾肥进行了工业化试生产，但因种种问题导致了生产失败；在购置了造粒设备及烘干设备后，经过设备调试和工艺重新设计，再次试生产取得了初步成功。
　　四、在不同气候条件下开展了缓释钾肥在烟草种植中的应用。在减少 K2O用量50%的情况下，洛宁种植的中烟203品种实验组中部叶和下部叶钾含量各提高了近10%，其茎围、最大叶长、最大叶宽和最大叶面积没有表现出明显的差别和趋势，但株高在前期差别不大的情况下45 d后超过对照组，最多提高了15 cm；临沧种植的津巴布韦品种中部叶和下部叶分别提高了11.4%和13.6%；镇安种植的云烟99烟叶钾含量没有明显提高。
　　五、（1）缓释钾肥梯度实验结果表明，在亩施肥超过30 kg时，烟叶钾含量为最高，相比对照组上中下各部位烟叶钾含量分别提高了22.2%、19.0%和12.9%；在亩施肥超过40 kg后，烟叶油分含量最高；（2）不同烟草品种实验结果表明，在亩施缓释钾肥20 kg的情况下中烟100和89112烟叶钾含量最高，豫烟6号和秦烟96烟叶油分含量最高；（3）不同钾肥种类实验结果表明，云烟87施用缓释钾肥、木质素钾、生物质钾烟叶钾和油分的含量相比施用硫酸钾均有一定程度增加，但三者提高程度基本相同，钾含量均提高14%左右，油分含量均提高25%左右；而中烟100施用缓释钾肥效果最佳，钾含量比施用硫酸钾的烟叶提高了22%左右，油分提高了30%左右。各种实验均表明所制缓释钾肥应用在烟草种植上对烟叶钾含量和油分的提高具有明显的效果。

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1 前言

1.1 研究背景

1.2 缓释肥料

1.3 包膜缓释肥料

1.4 研究意义、目的及内容

2 缓释钾肥的制备与性能

2.1 实验设备及试剂

2.2 缓释钾肥的制备

2.3 缓释钾肥的结构与性能

2.4 成本估算及比较

2.5 小结

3 缓释钾肥工业化试生产

3.1 生产原料及设备

3.2 第一次试生产

3.3 第二次试生产

3.4 小结

4 缓释钾肥的应用

4.1 实验设备和试剂

4.2 缓释钾肥大田应用实验

4.3 结果和讨论

4.4 小结

5 结论

参考文献

个人简历及在学期间发表的学术论文与研究成果

致谢