[01137879]坡缕石基复合高分子吸水保水缓释肥料研究

1.课题来源与背景 该项目获批2012年国家自然科学基金（地区科学基金）,项目批准号：31260500,研究时间：2013.01-2016.12。 我国是一个农业大国,化肥和水资源是农业生产和发展的重要物质基础。但是,干旱缺水和肥料利用率低是制约我国农业发展重要因素。我国荒漠化土地面积262.2万k㎡,占国土总面积的27.4% ,每年因荒漠化造成的直接经济损失达 540 亿元。我国荒漠化土地主要分布在内蒙古、甘肃、新疆等西部地区,这些地区水资源匮乏,年蒸发量远大于降水量,且地下水源不足,要想从根本上改变荒漠化现状,除合理利用水资源外,还必须开发节水技术,改善土壤水分条件,为现代农业的发展和生态环境的恢复提供技术支撑。 另外,肥料是制约农业生产发展的另一个主要因素。据联合国粮农组织估计,发展中国家粮食的增产中,其中55%来自化肥的作用。但是目前在我国化肥的当季利用率中,N肥约为30%～35%,P肥约为10%～25%,K肥约为35%～50%,远远低于发达国家水平。低的肥料利用率不仅造成巨大的经济损失,而且还会导致严重的环境污染,例如水和蔬菜中硝态氮含量超标,土壤物理性质的恶化等问题,这都将严重影响农作物的产量和质量,进而对人体的健康构成了很大的威胁。基于上述背景,制备出既吸水保水,还能对养分有缓释的高分子吸水保水缓释肥料也是非常必要的。 2.研究目的与意义 本项目在已有的研究基础上分别通过物理包埋和化学键合方法,制备出一系列具有吸水保水、抗旱保墒功能,又能使肥料缓慢释放的核壳结构的多功能肥料。其中坡缕石的加入,不仅可以降低成本,增加吸水剂的耐盐性和吸水后的凝胶强度,而且,在坡缕石中含有很多作物生长发育所需的微量元素如钾、铁、镁等营养成份。因此,坡缕石基复合高分子吸水保水缓释肥料能提高化肥和水的利用率,减轻污染,满足高效农业和绿色无公害农业的要求。 3.主要论点与论据 主要论点：本项目制备出了三种既具有吸水保水、抗旱保墒功能,又能使肥料缓慢释放的具有核壳结构的多功能肥料。同时,坡缕石的加入,不仅可以降低成本,增加吸水剂的耐盐性和吸水后的凝胶强度,而且,在坡缕石中含有很多作物生长发育所需的微量元素如钾、铁、镁等营养成份。但是,由于时间短研究内容多,就如何同时提高坡缕石基复合高分子吸水保水缓释肥料的养分含量及在土壤中的吸水保水、缓释性能仍需进一步研究。 主要论据：通过对制备出的三种坡缕石基复合高分子吸水保水缓释肥料在土壤中的缓释行为的对比,发现通过包膜法制备的肥料缓释性较吸附法制备的肥料样品较好,尤其当加入大分子肥料时,其缓释性能可进一步提高。将坡缕石引入制备高吸水树脂,作为肥料缓释载体,不仅环境友好,可大大降低缓释肥料的生产成本,赋予肥料保水及土壤调理功能,而且还为坡缕石这种天然资源的高效利用提供了一条新途径。 4.创见与创新 （1）本项目组初次将坡缕石研究扩展到吸水保水缓释肥料,这不仅能够保证水分利用率,同时还可提供农作物生长过程中所必需的微量元素,在选材上具有鲜明的特色。 （2）不仅具有吸水保水功能,同时还具有良好的肥料养分缓慢释放性能。与国内同类研究相比,他们通常只有单一的吸水保水性能或缓释性能。 （3）针对西部地区水资源短缺肥料利用率低的局面,开展坡缕石基保墒缓释肥料的研究,为实现西北地区农作物增产（至少不减产）而不增加灌溉量和施肥次数提供理论依据,这在西部农业生产发展中具有广阔的应用前景。 5.社会经济效益,存在的问题 所制备出的坡缕石基复合高分子吸水保水缓释肥料价格低廉,且养分含量符合肥料国家标准或行业标准,缓释性能满足缓释肥评价指标,吸水倍率高、吸水速度较快的,为解决西部地区农业生产中的肥料利用率低、水资源短缺、节省农业生产中的人力、物力和经济投入,降低农业生产成本,提高农业生产的经济效益等问题提供一条新途径。 但是,由于时间短研究内容多,就如何同时提高坡缕石基复合高分子吸水保水缓释肥料的养分含量及在土壤中的吸水保水、缓释性能仍需进一步研究。 6.历年获奖情况 “保墒缓释肥料在苜蓿高产蛋白细胞生长及生产中的应用研究”获2015年度甘肃省科技进步三等奖。