玉米秸秆基纤维素保水缓释肥制备及应用

为解决农业生产中秸秆废弃物不合理的使用导致资源浪费和农业污染问题,探讨秸秆基纤维素保水缓释肥的生产成本、在农业上应用的可行性,对秸秆基保水缓释肥的特性及性能进行了试验研究.以玉米秸秆为主要原料,利用硝酸-水溶液一步提取玉米秸秆纤维素,采用溶液聚合法将玉米秸秆纤维素与丙烯酸、丙烯酰胺单体进行接枝共聚反应,并利用半互穿网络技术制备具有保水功能的缓释肥(MS-CPPC),引入聚磷酸铵作为氮、磷营养物质.运用正交试验对制备条件进行优化,并利用扫描电镜(scanning electron microscopy)、红外光谱(flourier transform infrared spectroscopy)、X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy)、热重分析技术(thermo gravimetric analysis)对制备的产品进行表征;研究了MS-CPPC的吸水性以及在水和土壤中的氮磷缓释性.结果表明,制备的最优工艺为:纤维素与丙烯酸质量比为1:6、交联剂与纤维素质量比为1:20、引发剂与纤维素质量比为5:1、聚乙烯醇共聚物与纤维素质量比为5:2.该保水缓释肥有良好的吸水性,吸水率为443.2 g/g;混施到土壤中对水分入渗率和累积入渗量都有明显的促进作用,在实际应用中可以防止土壤表层滞水;同时,该产品具有氮磷缓释特性,24 h和30 d的氮、磷累计释放量分别为14.69％、13.01％和67.11％,55.74％,氮磷释放性能符合符合缓释肥料国家标准;土柱试验表明,添加MS-CPPC可以显著减少氮磷淋溶损失.利用玉米秸秆制备的保水性缓释肥具有制造成本低、环境友好等特点,并且可以实现秸秆资源高效利用.