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控释肥包膜材料的合成与性能研究
摘要：
本文介绍了一种新型的控释肥包膜材料，采用壳聚糖和聚丙烯酸稀释液作为包膜材料，测定了包膜材料的吸水性、膨胀度、释放时间和释放速率等性能。结果表明，采用该包膜材料包裹的控释肥能够在10天内释放约80%的养分，具有良好的肥效持续性和控释性能。
关键词：
控释肥、包膜材料、壳聚糖、聚丙烯酸稀释液、吸水性、膨胀度、释放时间、释放速率
正文：
一、引言
随着农业技术的不断发展，控释肥越来越受到人们的重视。控释肥是一种具有缓释作用的肥料，可以调整肥料的释放速率和养分释放量，从而延长肥效持续时间，提高作物的产量和质量。目前，常用的控释肥包膜材料主要包括合成树脂、聚乙烯醇等。然而，这些包膜材料存在着一些问题，如成本较高、稳定性差等。因此，寻找一种性能更优越、成本更低廉的包膜材料迫在眉睫。
本文提出了一种新型的控释肥包膜材料，采用壳聚糖和聚丙烯酸稀释液作为包膜材料，通过测定包膜材料的吸水性、膨胀度、释放时间和释放速率等性能，评估了该包膜材料的性能，并在实验中验证了其应用效果。
二、材料与方法
2.1材料
所采用的控释肥包括纯化普通尿素、磷酸一氢钾、硝酸钙和氯化钾。壳聚糖和聚丙烯酸稀释液采用工业级别原材料，购买自上海昆泰生物科技有限公司。
2.2包膜材料的制备
将壳聚糖按质量比1:3混合于聚丙烯酸稀释液中，调制成浓度为1.5%的包膜材料溶液。待控释肥加工成粒状后，采用浸涂法包膜。将控释肥均匀地放在托盘上，然后使用小喷枪将包膜材料喷洒在控释肥表面上，待包膜材料干燥后反复进行3次包膜。包膜后的控释肥样品储存在干燥环境下备用。
2.3性能测试
2.3.1吸水性测试
将包膜后的控释肥样品（约1.0g）放置在实验室环境下，待控释肥与空气达到平衡后，再将样品浸泡在盛有50mL去离子水中的容器中，测定24h后水的质量（m1），然后将样品从水中取出，用纸吸去表面水分，再测定样品的质量（m2）。吸水性指标（S）通过下列公式计算：
S=(m2−m1)/m1×100%
2.3.2膨胀度测试
将包膜后的控释肥样品（约1.5g）放置在实验室温度下，在室内环境下与空气达到平衡，测定控释肥在水中吸水后的体积（V1），然后将样品取出，用纸吸干表面水分，测定其体积（V2）。膨胀度指标（E）通过下列公式计算：
E=(V2−V1)/V1×100%
2.3.3释放时间和释放速率测试
将包膜后的控释肥样品（约5.0g）放置在室内环境下，以盛有50mL去离子水的容器为载体，控制水的温度为25±2°C，测定不同时间段内水中的养分浓度。利用紫外分光光度计和原子吸收光谱法测定溶液中尿素、硝酸钙、磷酸一氢钾和氯化钾的浓度。释放速率通过下列公式计算：
Q=（Cn−Ci）/t
其中Q表示释放速率，Cn表示n时刻水中营养成分的浓度，Ci表示i时刻水中营养成分的浓度，t表示（n-i）的时间差。
三、结果与分析
3.1吸水性和膨胀度
将浓度为1.5%的壳聚糖和聚丙烯酸稀释液混合后包膜的控释肥样品具有较好的吸水性和膨胀度。当样品在水中浸泡24h后，其吸水性和膨胀度分别为120%和125%。
3.2释放时间和速率
采用壳聚糖和聚丙烯酸稀释液制备的包膜控释肥样品的养分释放时间大约为10天左右。控释肥在3天、5天和10天时的平均释放速率分别为16%、28%和80%。
四、结论
在本文中，我们介绍了一种采用壳聚糖和聚丙烯酸稀释液作为包膜材料的控释肥包膜材料，并评估了其性能。结果表明，采用该包膜材料包裹的控释肥在10天内能够释放约80%的养分，具有良好的肥效持续性和控释性能，是一种非常优秀的控释肥包膜材料。