聚乳酸包膜尿素養(yǎng)分釋放特征及數(shù)學模擬

鄧小楠，韓效釗，胡獻國，鄭曙峰，劉 昆

(1.合肥工業(yè)大學 機械工程學院，安徽 合肥 230009; 2.合肥工業(yè)大學 化學與化工學院，安徽 合肥 230009; 3.安徽省農(nóng)業(yè)科學院 棉花研究所，安徽 合肥 230001)

1 前 言

我國是一個農(nóng)業(yè)大國，化肥的生產(chǎn)和消費量排世界第一，約占世界各國總量的1/3。肥料利用率不高是目前我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中存在的一個嚴重問題，不僅是農(nóng)業(yè)問題，也是環(huán)境、資源和能源問題[1]。研究與開發(fā)高利用率的綠色無污染環(huán)保肥料迫在眉睫。緩/控釋肥料是指能夠延緩或調節(jié)肥料養(yǎng)分的釋放強度與速率，使其與作物生長所需養(yǎng)分同步的肥料[2-4]。近年來，我國聚合物包膜緩/控釋肥料發(fā)展迅速，截止到2019年03月25日，農(nóng)業(yè)部發(fā)布有效登記的緩釋肥料產(chǎn)品只有30個，其中28個為包膜尿素。目前，低成本的可生物降解聚合物包膜材料是該領域的研究熱點。聚乳酸(PLA)是一種新型可生物降解環(huán)境友好型的熱塑性脂肪族聚酯材料，具有加工性能好、可塑性強和熱穩(wěn)定性高等優(yōu)點，已廣泛應用于醫(yī)療衛(wèi)生、服裝和包裝材料等領域[5-6]。近年來，美國以玉米為原料工業(yè)的發(fā)展極大降低了 PLA的生產(chǎn)成本，使之成為當前市場上售價最低的可生物降解合成高分子材料之一。

影響聚合物包膜緩/控釋肥料養(yǎng)分釋放的因素很多，為了評價方便，通常以水為介質研究聚合物包膜肥料養(yǎng)分的釋放特征。RABAN和ZAIDEL等[7]對聚合物包膜肥料的養(yǎng)分釋放機理進行了研究，其成果有力地推動了緩/控釋肥料養(yǎng)分釋放的理論研究，但是其模型太復雜，缺乏通用性。……