蛋白水解物改性脲甲醛缓释肥的结构及氮素释放特征.pdf

第32卷第21期
业.工程学报
2402016
11月
I ransactions of the Chinesc Socicly of Agricultural Fnginceri
Nov.2016
蛋白水解物改性脲甲醛缓释肥的结构及氮素释放特征
曲萍2,常志州,赵永富2,黄红英1
(1.氵苏省农业科学院农业资源与坏境研究所,南京210014
江苏省农业科学院衣业设施与装备研究所,南京210014)
摘要:针村脉甲醛养分释放与作物生长曲线不匹配的问题,该研究采用蛋白水解物来改善服甲醛的氮素释放率。土柱
淋洸结果表明,蛋白水解物降低了甲醛初期的氮素释放率,加快了服甲醛在后期的氮素释放率。在当量尿素与甲醛的
摩尔比为1.2时,蛋白水解物水解度越小,氮素释放率越快。到第7周,蛋白水解物改性脉甲醛的氮素释放率和未改性
的甲睦相比,氮素释放率提高了58.9%。采用傅电叶红外光谱、X射线衍射、热重和扫描电镜分析了蛋白水解物和蛋
白水解物改性尿甲醛的结构,发现:賃白水解物的活性基团能够与甲醛反应,并与尿素聚合,以嵌段的方式引入到尿甲
醛的分了结构中;蛋白水解物水解度越低,改性脈甲醛结晶度降低的越多;和木改性的脲甲醛相比,改性的尿甲醛的最
大分解温度有所降低,并阻改性后的脲甲醛疏松多孔。因此,可以通过賃白水解物的水解度来调控改性服甲醛的氮素释
放率,进而适应不同作物的生长周期,提高氮肥的利用率。
关键词:肥料;养分;土;脲甲醛;蛋白水解物;氮素释放率;缓释肥
doi:10.11975 l-issn.1002-6819.2016.21.033
中图分类号:S145.5
文献标志码:A
文章编号:1002-6819(2016)-21-0240-06
曲萍,常志州,赵永富,黄红英.蛋白水解物改性脈甲醛缓释肥的结构及氮素释放特征[J].农业工程学报,2016,
32(21):240-245.doi:10.119751.issn.10026819.2016.21.033htp:/www.tcsae.org
Qu Ping, Chang hizhou, / hao Yonglu, Huang Hongying. Structure of hydroly/ed soy protein modified urea formaldchyde and
its nitrogcn release charac J Transactions o the Chinese Socicty of Agricultural Ingineering(Transactions ofthe CSAL ),
2016, 32(21): 240-245. (in Chinese with Fnglish abstracl)
doi:10.119751sn.1002-6819.2016.21.03
p://www.lcsac.or
方法以能调节分子量的大小、各组分含量别,但是,合
成过程中生成小分子量的聚亚甲基脲不可避免。周凯和
中国氮肥的生产和消费均居世界首位,利用率远刘明「?用甲醛交联糊化淀粉、尿素,制备出可生物降解
低于世界平均水平。开发与施用控缓释氮素是提高氮肥的尿素缓释肥,但淀粉以是碳水化合物不含氮磷钾等营
利用率的有效途径,对降低农民生产成本、减少氮肥使养元素。此外,淀粉反应性宁能州单一,空间结构简
用和生产过程中造成的环境污染有重要的意义。
单12,不利于调控甲醛绥释肥的氮素释放
尿甲醛是非常有澘力的緩释肥品种之一,是由尿素
豆蛋白是可生物降解的天然高分子,来源广泛,并
和甲醛在一定条件下反应缩合而成的由不同聚合度的聚且含有丰富的营养元素,包括活性肽、氨基酸、有机酸、
亚甲基脲组成的混合物叫。但主要问题是这些肥料中低分天然生长活性物质、微量元素等:水解后的蛋白作为
子量的部分在作物生长初期释放速率快,而高分子量的肥料施用是安全的,同时也能显著促进作物生长;另
部分在作物生长后期释放速率慢2习,因此需要对其改性外,蛋白水解物富含活性反应基团氮基、羧基等,能够
来改脲甲醛缓释肥的氮素释放特征。近年来,有关服与甲隆、尿素反应形成嵌段共聚物,并且可以调节其二
甲醛缓释肥的报道士要通过物理共混的方式来改善其养级或一级空间结构。
分释放?。物理共混并不能改变氮素的释放速率,对服
本研究利用不同水解度的蛋白水解物改性尿甲醛,
甲醛缓释肥进行化学改性,改变其分子结构是优化氮素测定共氮素释放速率,并采用傅里叶红外、ⅹ射线衍射、
释放速率的有效手段。脉甲醛缓释肥化学改性相对较少
热重和扫描电镜分析了蚩白水解物和蛋白水解物改性尿
传统的改性方法主要通过改变尿素和甲整原料配比、反甲醛的结构,掲示蛋白水解物改性甲醛缓释肥氮素释
应体系酸碱度、反应混度和反鹵时间来调节分子结构,该放的机制,为服甲醛类缓释肥缓释性能的改普以及应用
提供理论基础。
收稿日期:2016-03-28修订日期:2016-(08-10
基金项目:江苏省博后基金(140110C0国家自然基金(S1303071)
材料方法
者简介:曲萍,博士,助研,主要从事农用生物降解材料的研究。南京江
1.1材料
苏省农业科学院农业资源与环境研究所,210014Emil: qupinghappy163com
※通信作者:黄红英,研究,博士牛,主要从事农业废弃物姿源化利用的
大豆分离蛋自(蛋自纯度90%,河南安阳市得天力
研究。南京江苏省农业科学院业资源与环境研究所,210014。
食品有限公司);尿素(分析纯,≥99.0%,西陇化工股
Fmail: sfmicrolabiaaliyun com
份有限公司):甲醛溶液(分析纯,37.0~40.0%,西陇化
万方数括