[00980150]生物降解型膨化缓释化肥研究

“生物降解型膨化缓释化肥研究”是天津市应用基础研究计划面上项目，合同编号：07JCYBJC07100。该项目通过选用玉米等变质陈粮、油脚等工农业废弃物作为缓释原料，经过改性、挤压、膨化处理，形成控制肥料缓慢释放的网架结构来制备新型可生物降解型缓释/控释肥料，通过实验评价其缓释控释性能。⑴建立通过改性、膨化、挤压处理形成三维网架架结构的降解-控释理论，改变传统包膜制备缓释化肥的方式，为挤压膨化技术在缓释肥料生产领域推广应用提供理论依据；⑵理论上对改性、膨化、挤压处理的作用方式和三维网架的传质机理进行分析，揭示网架结构与生物降解速率之间的构效关系，研究了肥料缓释规律及其土壤中的降解规律；⑶建立膨化缓释肥料养分释放动力学模型。基于费克第一定律的扩散理论，进行部分假设，将养分释放过程分两个阶段建立养分释放动力学模型；⑷通过研究挤压膨化工艺及其参数，发现螺杆膨化机的模孔尺寸直接影响膨化效果：随着模孔半径增大，缓释材料糊化度从95%降至70%，膨化效果显著下降；⑸在相同的淋溶条件下：经46h淋溶，普通尿素养分释放率达到90%以上，此时缓释氮肥仅有约1/3养分溶出；92%养分溶出率时，尿素用时46h，缓释氮肥需要229h，比尿素延长了近5倍；⑹SEM对膨化材料结构观察发现：使用变质陈粮作为缓释材料膨化后形成均匀的三维多孔网架结构；⑺经30天模拟自然条件土壤掩埋处理，直接观察到膨化缓释化肥颗粒生物降解成小颗粒；⑻基于包膜肥料缓释机理，建立了膨化缓释肥料养分释放机理。膨化缓释肥料养分释放分为两个阶段：第一阶段由于三维网架结构限制水分进入只能溶化少量养分因而实现缓释目的，第二阶段膨化的三维网架结构仍将尿素束缚其中，达到后期的缓释效果。