明胶/PVA类肥料包膜材料的制备与环保性能研究
2021-05-27杨平华耿丹丹
中国农学通报 2021年14期
刘 颖,魏 敏,杨平华,耿丹丹
(四川省农业科学院生物技术核技术研究所,成都 610066)
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包膜肥料是以颗粒化肥为核心,在表面涂覆一层膜材料的颗粒肥料,当养分释放完后,其膜将会残留于土壤中,故膜材料的性能直接影响环境问题。探究具有较好生物降解性又兼备一定缓控释效果的包膜材料对生态循环农业具有重要意义。
国内外对包膜肥料膜材料尤其是聚合物包膜材料的研究做了大量工作,纯天然高分子膜材料如淀粉[1-3]、纤维素[4-6]、壳聚糖[7-8]等虽然具有价格低廉、可生物降解性,但其机械性、黏合性差,肥料缓控释特性较差。合成高分子膜材料如聚烯烃[9]、聚乙烯[10-11]、聚苯乙烯[12]等虽然克服了天然高分子膜材料的缺点,但其降解性差,可能导致土壤污染。同时,大多数有机高分子材料在喷涂过程中都要使用大量的有毒溶剂,溶剂回收、挥发都可引起成本高和环境污染问题。
2种或2种以上的高分子材料通过共混改性,可制备出兼得这些高分子材料性能的混合物[13]。明胶是胶原蛋白的变性产物,来源广、成本低[14],聚乙烯醇(PVA)是一种无毒、成膜性好的水溶性高分子材料[15-17],两者共混可降低材料成本,又能提高材料的生物降解性。聚乙烯醇与明胶的复合材料用于缓释肥料目前已有研究,但主要集中于包膜工艺[18]、配方[19]、养分缓释性[20-21]方面的研究,在材料应用对环境安全性问题研究较少。
本研究通过两者共混改性,制备明胶/PVA类包膜尿素,利用红外光谱、扫描电镜表征、力学性能测试,研究膜材料组分相容性,利用受控需氧堆肥试验、小鼠急性经口毒性试验,探索明胶/PVA类包膜尿素对环境安全性问题,为进一点对明胶/PVA类包膜肥料的研究提供参考。……
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