柠檬酸改性脲甲醛缓控释肥的制备及性能研究

作者：张菁; 刘亚青^*

来源：广东农业科学, 2023, 50(05): 64-72.

DOI：10.16768/j.issn.1004-874X.2023.05.008

• 柠檬酸
• 脲甲醛
• 化学改性
• 缓控释
• 养分释放

【目的】为降低脲甲醛(UF)的初期养分释放速率，提高中后期养分释放速率，采用柠檬酸(CA)对脲甲醛进行化学改性，改善UF养分释放速率，使其与作物生长规律更加匹配。【方法】采用溶液缩聚法配合反应挤出工艺，使柠檬酸与脲甲醛的反应前驱体羟甲基脲(MU)共聚，制备得到一种具有优异氮养分缓释效果的新型缓释肥。采用FTIR和NMR对柠檬酸改性脲甲醛缓控释肥(CAUF)的官能团和分子结构进行表征，采用XRD表征其结晶性，通过TG和DSC表征其热稳定性和热降解行为，通过SEM观察CAUF表面形貌。测定肥料颗粒的力学性能及CAUF在静水中的氮养分释放行为，并通过盆栽试验，研究CAUF对小油菜植株生长的影响。【结果】FTIR、NMR测试结果表明，柠檬酸的末端-COOH与-NH2反应生成酰胺键，证实了羟甲基脲与尿素间的聚合反应，且两者间形成强烈的氢键作用；XRD结果表明，柠檬酸改性使UF的结晶度显著降低；TG、DSC分析可知，CAUF的最高热解温度由304℃降至297℃，降低了热稳定性，使材料更易于降解；压缩强度测试表明，CAUF具有更优异的力学性能。静水处理56 d后，柠檬酸改性脲甲醛CAUF20、CAUF30、CAUF40的氮累积释放率分别为30.20%、38.84%和47.21%，与UF相比分别提升2.83、11.47和19.84个百分点，而CAUF20、CAUF30的氮初期释放率比UF分别降低1.79、1.32个百分点。小油菜盆栽生长试验结果表明，CK与相同施氮量下UF、CAUF20、CAUF30、CAUF40 5组处理得到的小油菜鲜质量分别为1.57、1.90、2.24、3.25、3.32 g，干质量分别为0.10、0.14、0.15、0.18、0.22 g，鲜质量、干质量两项生长指标均随柠檬酸质量分数增大而增大。【结论】柠檬酸改性脲甲醛可以降低氮养分初期释放速率，显著提高中后期释放速率，促进小油菜的生长。

• 单位
  中北大学