肥料及施肥技術(shù)團(tuán)隊(duì)研制開發(fā)出一種溫敏型智能控釋肥料

　　近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所肥料及施肥技術(shù)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)結(jié)合溫敏材料與控釋技術(shù)相結(jié)合，研制開發(fā)出一種養(yǎng)分釋放與環(huán)境溫度響應(yīng)的溫敏性聚氨酯包膜肥料，實(shí)現(xiàn)了養(yǎng)分響應(yīng)溫度變化的智能控釋，可為實(shí)現(xiàn)肥料精準(zhǔn)釋放、提高肥料利用率、減肥增產(chǎn)提供理論依據(jù)，也為新型肥料的創(chuàng)制提供了新思路。相關(guān)研究成果發(fā)表在材料化學(xué)領(lǐng)域TOP期刊《Materials Today Chemistry》上。

 

　　為力爭實(shí)現(xiàn)2030年前碳達(dá)峰目標(biāo)，中國正在穩(wěn)步推出新型綠色肥料研發(fā)計(jì)劃，其中化肥精準(zhǔn)和智能化釋放，也是控釋肥料研發(fā)的新熱點(diǎn)。利用作物生長受到土壤溫度、pH值等環(huán)境因素影響的特定關(guān)系，開發(fā)溫度、pH值響應(yīng)型的智能控釋肥料，可使控釋肥料養(yǎng)分釋放速率與環(huán)境因素變化相匹配，達(dá)到精準(zhǔn)釋放。溫敏型聚氨酯（TSPU）是常見的溫敏聚合物，廣泛用于藥物遞送系統(tǒng)，控制藥物的釋放。而直接將其用于制備包膜控釋肥料，人為調(diào)控養(yǎng)分釋放速率的工作，目前還未見報(bào)道。

 

　　該研究以廣泛用作溫敏聚氨酯原料、且可生物降解的聚己內(nèi)酯二醇（PCL）為包膜材料，以一定比例與聚丙二醇（PPG）復(fù)混，采用原位反應(yīng)法通過流化床制備出溫敏聚氨酯包膜控釋肥料。變溫實(shí)驗(yàn)表明，此類溫敏型包膜控釋肥料養(yǎng)分釋放率在33℃發(fā)生突變，單位小時(shí)養(yǎng)分釋放率增加了22.3倍，與普通聚氨酯包膜控釋肥料相比養(yǎng)分釋放率增加了1.4倍，具有溫度敏感性；且控釋期可達(dá)到30天以上，符合控釋肥料ISO國際標(biāo)準(zhǔn)（ISO 18644）。PCL作為一種可生物降解材料，該智能型溫敏包膜控釋肥料的創(chuàng)制為生物降解控釋肥料的開發(fā)提供了新的工藝方案，可通過調(diào)整溫敏復(fù)合膜材的結(jié)晶峰，開發(fā)適用于不同地區(qū)作物生長與地溫變化的溫敏型智能控釋肥料，具有產(chǎn)業(yè)開發(fā)和農(nóng)田應(yīng)用價(jià)值。

 

　　中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所碩士生喬丹與李娟副研究員為該文共同第一作者，楊相東副研究員與張樹清研究員為該文通訊作者，該研究得到了國家自然科學(xué)基金、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程等項(xiàng)目資助。

 

　　原文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2468519422004785