松子壳水凝胶对肥料的吸附性能研究

贾志文，程树朝，卢璐璎，孙 焱，何 臻，沈晓文，许细薇，蒋恩臣

（华南农业大学 材料与能源学院，广东 广州 510640）

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缓释肥料是一种能实现阶段性释放活性养分的肥料，它能通过延长释放时间、控制肥料释放速率来满足植物的代谢需要[1]。在过去的30年中，人们使用水合聚合物、硝化抑制剂、脲醛和其他反应物开发了各种控释/缓释肥料[2]。这些产品有效地提高了养分的利用效率，但存在保水能力较低等缺陷。例如，用含硫尿素法制得的缓释肥，缓释速度较好，但是保水能力差，且大量使用会污染土壤[3]。有研究指出，采用水凝胶作为肥料的载体，通过其吸附和脱附的作用可起到缓释的作用[4]。然而，大多数纯水凝胶是由合成亲水性聚合物的共聚物制成的，生物降解性较差[5]。淀粉、壳聚糖和藻酸盐等天然水凝胶又存在成本较高的问题。

在自然界中，生物质资源获得容易、数量庞大、种类丰富，生物质资源的利用被认为是可持续发展的关键[6]，[7]。与常规的超吸水性聚合物相比，生物质基水凝胶生产成本较低、生物降解性好，利于植物生长[8]。在众多种类生物质中，松子壳灰分质量分数低、纤维素和木质素比例较高。尤其是松子壳中各种与吸附有关的官能团（如羟基、羧基和氨基）含量较多，可用于制备高吸附性能的松子壳水凝胶[9]。这使松子壳水凝胶作为缓释肥料载体成为可能。

本文通过辐照法制备生物质基水凝胶，研究其 对 水、氮（N）、磷（P）和 钾（K）肥 料 载 体 的 吸 附 能力，探究添加不同含量的生物质和不同吸附条件下，生物质基水凝胶对肥料吸附的影响。……