EAME改性纤维素膜包覆炭基肥缓释机理研究

摘要

【目的】探究改性纤维素膜对炭基肥养分释放特性的影响，为构建合理的包膜型缓释肥提供科学依据。【方法】以微晶纤维素为前驱体，利用反式-9, 10-环氧十八烷酸甲酯(Trans-9, 10-epoxyoctadecanoic acid methyl ester,EAME)在不同浓度及温度参数下制备的改性纤维素薄膜制备炭-膜双控尿素肥，即ECBIUF(Trans-9, 10-epoxyoctadecanoic acid methyl ester cellulose membrane coated biochar-based infiltrated urea fertilizer)。通过淋溶试验获取尿素释放特性曲线，利用接触角测试、傅里叶变换红外光谱、X射线衍射以及扫描电镜等对释放前后包膜进行表征，构建释放动力学模型。【结果】与未改性的生物炭基渗融尿素肥(Biochar-based infiltrated urea fertilizer,BIUF)相比，EAME改性纤维素膜有效减缓尿素释放，前2次养分淋出率由BIUF的53.29%降至22.62%，降幅为58%；淋溶次数由12上升为24，增幅达100%。ECBIUF缓释性能随改性溶液浓度的升高而增强，前2次养分淋出率由42.42%降至22.62%；而随着改性温度的升高，ECBIUF缓释性能略有下降，前2次养分淋出率由22.62%上升至24.31%。动力学分析表明，ECBIUF养分释放存在3个阶段，分别是表层结晶尿素快速释放阶段、生物炭孔隙中物理吸附尿素减速释放阶段以及与生物炭化学结合态尿素缓慢释放阶段。【结论】EAME改性纤维素膜因—OH等基团对尿素的分子作用力及长烃链的疏水作用可增强炭基肥缓释性能，有助于提高肥料养分有效性，为制备包膜型缓释肥提供新途径。

关键词

改性纤维素膜 / 包膜型炭基肥 / 缓释性能 / 动力学分析 / 缓释机理