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1、学科代码申报项目编号资助项目编号中南林业科技大学研究生科技创新基金申 请 书项目名称：一种缓控释氧肥及其制备方法申请者学号：3201300230申请者姓名：唐大勇导 师：何钢所在学科：生物工程所在学院：生命科学与技术学院研究生类别：非定向自筹申请日期：2013年12月23日中南林业科技大学研究生院制二一 三年 十二月填 表 说 明一、 填报申请书前，请先查阅中南林业科技大学研究生科技创新基金管理办法关于申请研究生科技创新基金的有关规定。申请项目必须符合基金资助范围。申请书各项内容要实事求是，逐条认真填写，表达要明确、严谨。外来语应用中文和英文同时表达，第一次出现的缩写词，须注出全称。二、 申请
2、书需用计算机打印，一律为A4，于左侧装订成册。除简表外，各栏空格不够时，请自行加页。一式三份，报送各学院研究生秘书处。三、 简表说明1. 简表将存档，请认真填写表中内容。2. 凡选择性栏目，将相应提示符A、B等之一填入该栏右侧。3. 项目名称：要确切反映研究内容，汉字字数最多不超过25字。4. 申请金额：用阿拉伯数字表示，以元为单位。起止年月：起始时间从申请2013年4月算起，资助时间最长不超过2年半。5. 申报项目编号：指所申请的项目在项目指南中的序号。一、简表研究项目名称中文一种缓控释氧肥及其制备方法英文性质CA.基础研究 B.应用基础研究 C.高新技术研究项目号申请金额元起止年月 年 月
3、 至 年 月配套经费来源元配套经费数额元申请者姓名唐大勇性别男民族汉出生年月1975年12月身份证号433024197512087935所属学科生物工程研究生类别A.A.非定向、B.定向、C.自筹、D.委培入学时间2013年 9 月导师姓名何钢导师职称导师遴选时间年 月每年用于本项目的工作月数申请者个月导师个月所在学院名称生命科学与技术学院联系电话13874543795E-QQ号314392250研 究 内 容 及 意 义主题词(3个)中文涝渍胁迫新型氧肥英文Waterlogging stress摘 要(1) 研 究 内 容：本项目研究一种缓控释氧肥，其是包含过氧化钙、钠基膨润土和聚乙烯醇缩甲
4、醛的混合物；所述的钠基膨润土与过氧化钙的质量比为12:5，聚乙烯醇缩甲醛含量占缓控释氧肥总质量的15%。本项目研究这种缓控释氧肥在水介质条件下的氧气释放特征及溶液pH值变化。与单纯施加过氧化钙粉末相比，本项目所制得的缓控释氧肥具有肥效期长，施加方式简便，生产工艺简单的特点，选用材料来源广泛且为环境友好型材料，可广泛应用。(2) 意 义：本项目研究涉及农用、林用的缓控释氧肥及其制备领域，尤其是一种缓控性好、肥效期长、生物利用率高、环境友好型的，能为水淹植物等长时间缓控释地提供氧气的新型氧肥及其制备方法。二、立项依据(包括项目的研究意义、国内外研究现状分析，并附主要参考文献及出处)(1)项目的研究
5、意义：本项目研究涉及农用、林用的缓控释氧肥及其制备领域，尤其是一种缓控性好、肥效期长、生物利用率高、环境友好型的，能为水淹植物等长时间缓控释地提供氧气的新型氧肥及其制备方法。与单纯施加过氧化钙粉末相比，本项目所制得的缓控释氧肥具有肥效期长，施加方式简便，生产工艺简单的特点，选用材料来源广泛且为环境友好型材料，可广泛应用，符合国际上“缓效化、流体化、复合化、专用化、高效化”发展趋势的新型缓控释肥料，解决洪涝灾害对农林业生产的损失有着重大的意义。(2)国内外研究现状分析：20世纪80年代缓控释氮肥开始走多元化道路，其研究方向也随之扩大，主要是对硫磺、聚乙烯、磷酸镁铵等作为包裹肥料膜材料方面的研究，
6、及关于包裹缓释肥料理论模型的研究。20世纪90年代包括对有机高分子聚合物包裹膜分解过程的研究、吸附缓释肥料的研究等。目前，缓控释肥料的研究主要集中在包膜新材料的研发、新型化学合成缓释肥料合成工艺方法的研究及新型缓控释肥料长期应用对环境影响方面的研究等。近几年我国缓释肥料发展迅速，主要采取两种技术路线，分别是将肥料进行微溶化或包膜处理来实现肥料养分的缓控释。前者的代表性产物有脲醛化合物(UF)，后者的代表性产物有硫包膜尿素(SCU)、聚合物包膜尿素(PCU)等。目前中国农科院等单位正在开展不同类型缓控释肥料的开发和应用研究，并取得了一定的实质性进展，有部分产品及肥料生产设备已经面世。例如郑州大学
7、磷肥与复肥研究所不仅在国内建立了缓控释肥料生产厂，并且其以钙镁磷肥为包裹物的缓控释肥料还取得了美国专利，并成功地在美国建厂；山东农业大学与金正大集团合作，建成了年产30万t缓控释肥料生产设备，并已投产；华南农业大学资源环境学院则在探索用低成本控释材料和非专用设备生产包膜肥方面获得初步成功；北京农科院植物营养与资源研究所成功研发出了树脂包衣缓控释肥料生产设备，并研制出适合不同作物需要的控释肥系列新产品。该项科研成果标志着我国缓控释肥料的研究已取得了较大进展，表明研制的缓控释肥料已达到了国外同类产品的质量标准和水平。然而，要使缓控释肥料生产成本进一步降低，尽快扩大推广应用范围，仍有大量的工作要做。
8、 (3)主要参考文献及出处：1、刘秀梅,刘光荣,冯兆滨等.新型肥料研制技术与产业化开发J.江西农业学报,2006,18(2):87-92.2、朱震.新型肥料及其应用前景J.科技信息,2008,22:17.3、Liu, G.D., D M Porterfield, Y.C. Li, and W. Klassen. Solid oxygen fertilizers and restoration of bald cypress Taxodium distichum (L.) Rich. in the wetland ecosystemJ.Florida. Science. 2009,9(1):1-
9、3.4、刘兵.缓控释肥料的研究进展J.安徽农业科学,2007,35(8):2341-2342.5、杨淑珍.新型肥料氧肥的施用J.河北农业科技,2004(1),22.6、钟国清.过氧化钙的制法及应用J.粮油食品科技,1997,6:36-37.三、项目研究内容、研究目标、以及拟解决的关键问题1研究内容：一种缓控释氧肥，其是包含过氧化钙、钠基膨润土和聚乙烯醇缩甲醛的混合物；所述的钠基膨润土与过氧化钙的质量比为12:5，聚乙烯醇缩甲醛含量占缓控释氧肥总质量的15%。2、研究目标：本项目研究一种缓控释氧肥，其是包含过氧化钙、钠基膨润土和聚乙烯醇缩甲醛的混合物；所述的钠基膨润土与过氧化钙的质量比为12:5
10、，聚乙烯醇缩甲醛含量占缓控释氧肥总质量的15%。本项目研究这种缓控释氧肥在水介质条件下的氧气释放特征及溶液pH值变化。与单纯施加过氧化钙粉末相比，本项目所制得的缓控释氧肥具有肥效期长，施加方式简便，生产工艺简单的特点，选用材料来源广泛且为环境友好型材料，可广泛应用。3、拟解决的关键问题：氧肥是氧气肥料的简称，干燥情况下比较稳定，遇到水能缓慢释放氧气的肥料，供氧物通常是过氧化物。现有的氧肥主要是过氧化钙的直接施用，它主要用于小范围的农业种植（如种子生长发芽）、水产养殖、食品保鲜等的一些微量施用，而且由于过氧化钙遇水释放氧气，生成氢氧化钙使水溶液pH值高达1213，对水淹植物直接施用会严重影响土壤
11、pH，导致土壤胶状板结和盐渍化，腐蚀植物的根部，从而影响到植物的正常生长。同时，过氧化钙的直接施用也不能起到一个缓慢控制释放氧气的作用，保肥性能不理想，实际应用过程中难以控制用量，不能合理均匀分布，不适宜大范围推广。无机肥当前的有效利用率仅为30%35%，造成了严重的经济损失和环境污染。因此提高化肥利用率，减轻其对环境的污染，发展可持续高效农林业已成为各国共同关注的问题。四、拟采取的研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析（1）拟采取的研究方法、技术路线：1、一种缓控释氧肥，其特征在于，其是包含过氧化钙、钠基膨润土和聚乙烯醇缩甲醛的混合物；所述的钠基膨润土与过氧化钙的质量比为12:5，聚乙烯醇
12、缩甲醛含量占缓控释氧肥总质量的15%。2、本项目研究1所述的缓控释氧肥的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）取相应质量的过氧化钙粉末和钠基膨润土充分粉碎混匀；（2）向混合物中加入相应比例的聚乙烯醇缩甲醛溶液混匀，制成软材；（3）室温放置2-3小时，挤压成小颗粒；（4）将小颗粒烘烤后压制成型；（5）自然吸湿，即得缓控释氧肥样品。 3、本项目研究2所述的缓控释氧肥的制备方法，其特征在于，步骤（3）中挤压成小颗粒是通过810目筛挤压。 4、本项目研究2所述的缓控释氧肥的制备方法，其特征在于，步骤（4）中是将小颗粒在5060中烘烤30min。 5、本项目研究2所述的缓控释氧肥的制备方法，其特征在
13、于，步骤（5）中自然吸湿的条件是在湿度80%条件下自然吸湿12h。6、本项目研究2所述的缓控释氧肥的制备方法，其特征在于，所述的钠基膨润土的前处理为：对膨润土采用湿法提纯后，使其中蒙脱石的质量含量在30%-80%之间，并过0.025mm筛，制成了所需的钠基膨润土，然后将钠基膨润土置于烘箱中，在105条件下烘2h，取出备用。7、本项目研究2所述的缓控释氧肥的制备方法，其特征在于，所述的聚乙烯醇缩甲醛配制方法为：称取5g 聚乙烯醇置于玻璃烧杯中，加入100mL 去离子水和5mL 甲醛，然后于磁力搅拌器上搅拌10min，使之均匀，再放入恒温水浴锅中，逐渐升温使之溶解,并不断搅拌；在80恒温条件下保持
14、30min即可。四、拟采取的研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析（1）拟采取的研究方法、技术路线、实验方案：一种缓控释氧肥，其是包含过氧化钙、钠基膨润土和聚乙烯醇缩甲醛的混合物；所述的钠基膨润土与过氧化钙的质量比为12:5，聚乙烯醇缩甲醛含量占缓控释氧肥总质量的15%。所述的缓控释氧肥的制备方法 ，包括以下步骤：（1）取相应质量的过氧化钙粉末和钠基膨润土充分粉碎混匀；（2）向混合物中加入相应比例的聚乙烯醇缩甲醛溶液混匀，制成软材；（3）室温晾干到一定含水量后，挤压成小颗粒；（4）将小颗粒烘烤后压制成型；（5）自然吸湿，即得缓控释氧肥样品。 步骤（3）中挤压成小颗粒是通过810目筛挤压。 步
15、骤（4）中是将小颗粒在5060中烘烤30min。 步骤（5）中自然吸湿的条件是在湿度80%条件下自然吸湿12h。 所述的钠基膨润土的制备方法为：对膨润土采用湿法提纯后，使其中蒙脱石的质量含量在30%-80%之间，并过0.025mm筛，制成了所需的钠基膨润土，然后将钠基膨润土置于烘箱中，在105条件下烘2h，取出备用所述的聚乙烯醇缩甲醛配制方法为：称取5g 聚乙烯醇置于玻璃烧杯中，加入100mL 去离子水和5mL 甲醛，然后于磁力搅拌器上搅拌10min，使之均匀，再放入恒温水浴锅中，逐渐升温使之溶解,并不断搅拌；在80恒温条件下保持30min即可。（2）可行性分析：缓控释氧肥：1、为水淹植物提供
16、氧气：解除淹水植物根际氧气浓度降低而造成的种种低氧胁迫和无氧胁迫状态，维持植物正常生理代谢和生长发育，从而减小洪涝对我国农林业造成的经济损失。2、肥效期长：该新型缓控释氧肥在材料处理上是比较新颖的、创新的，也是现代缓控释肥料生产的一个趋势，具有很大的市场空间；另外通过水培实验发现该新型缓控释氧肥的放氧时间是可持续近一个月，相对现在直接使用过氧化钙来说，不会对植物造成伤害，放氧时间更长，放氧量更加稳定。3、材料来源广泛，价格低廉，环境友好：我国粘土矿物资源丰富, 粘土矿物在农业方面应用也较为广泛，膨润土是一种非常好的改良剂。其能改变土壤中的固、液、气的比例，具有疏松土壤结构、保水、保肥等优点，不
17、会造成土壤板结。4、生产工艺简单，操作简便：该新型缓控释氧肥的制备仪器简单，操作简便，生产环境要求不苛刻，过程中通入热风，保持整个制造环境干燥即可（过氧化钙因遇到水释放氧需要干燥的环境）。本发明既简化了生产工艺流程的工序，又提高了生产效率，降低了生产成本，节约了生产空间，节约了能源，无任何污染排放。（2）实验方案：一种缓控释氧肥，其是包含过氧化钙、钠基膨润土和聚乙烯醇缩甲醛的混合物；所述的钠基膨润土与过氧化钙的质量比为12:5，聚乙烯醇缩甲醛含量占缓控释氧肥总质量的15%。所述的缓控释氧肥的制备方法 ，包括以下步骤：（1）取相应质量的过氧化钙粉末和钠基膨润土充分粉碎混匀；（2）向混合物中加入相
18、应比例的聚乙烯醇缩甲醛溶液混匀，制成软材；（3）室温晾干到一定含水量后，挤压成小颗粒；（4）将小颗粒烘烤后压制成型；（5）自然吸湿，即得缓控释氧肥样品。 步骤（3）中挤压成小颗粒是通过810目筛挤压。 步骤（4）中是将小颗粒在5060中烘烤30min。 步骤（5）中自然吸湿的条件是在湿度80%条件下自然吸湿12h。 所述的钠基膨润土的制备方法为：对膨润土采用湿法提纯后，使其中蒙脱石的质量含量在30%-80%之间，并过0.025mm筛，制成了所需的钠基膨润土，然后将钠基膨润土置于烘箱中，在105条件下烘2h，取出备用所述的聚乙烯醇缩甲醛配制方法为：称取5g 聚乙烯醇置于玻璃烧杯中，加入100mL
19、 去离子水和5mL 甲醛，然后于磁力搅拌器上搅拌10min，使之均匀，再放入恒温水浴锅中，逐渐升温使之溶解,并不断搅拌；在80恒温条件下保持30min即可。（3）可行性分析： 1、为水淹植物提供氧气：解除淹水植物根际氧气浓度降低而造成的种种低氧胁迫和无氧胁迫状态，维持植物正常生理代谢和生长发育，从而减小洪涝对我国农林业造成的经济损失。2、肥效期长：该新型缓控释氧肥在材料处理上是比较新颖的、创新的，也是现代缓控释肥料生产的一个趋势，具有很大的市场空间；另外通过水培实验发现该新型缓控释氧肥的放氧时间是可持续近一个月，相对现在直接使用过氧化钙来说，不会对植物造成伤害，放氧时间更长，放氧量更加稳定。3
20、、材料来源广泛，价格低廉，环境友好：我国粘土矿物资源丰富, 粘土矿物在农业方面应用也较为广泛，膨润土是一种非常好的改良剂。其能改变土壤中的固、液、气的比例，具有疏松土壤结构、保水、保肥等优点，不会造成土壤板结。4、生产工艺简单，操作简便：该新型缓控释氧肥的制备仪器简单，操作简便，生产环境要求不苛刻，过程中通入热风，保持整个制造环境干燥即可（过氧化钙因遇到水释放氧需要干燥的环境）。本发明既简化了生产工艺流程的工序，又提高了生产效率，降低了生产成本，节约了生产空间，节约了能源，无任何污染排放。五、项目研究工作的进度安排年月至年月年月至年月年月至年月年月至年月年月至年月年月至年月年月至年月年月至年月
21、年月至年月年月至年月六、本项目的创新之处与预期的研究成果：（1）创新之处：缓控释肥能有效地控制养分的释放、延长肥效期、满足作物整个生育期对肥料养分的需要、可最大限度地提高肥料的利用率、减少资源浪费和环境污染，对促进农林业增产、农民增收、农林业可持续发展有着重要作用，是21世纪肥料产业的重要发展方向。目前，全世界每年的无机肥消耗总量是11000万t，而包膜缓控释肥消耗量还不到50万t，主要原因是缓控释肥料成本太高，是一般肥料的26倍，如果能够着重改进生产技术工艺和应用方法，寻找价格低廉的缓控释材料，进一步降低肥料生产成本， 那么缓控释肥料必定有巨大的市场空间。在此发明中，选取的粘土矿物恰好符合当
22、前肥料市场的要求，其来源广泛，价格低廉，膨润土肥料的增效作用也是不容怀疑的（湖南省地质研究所童潜明、杨慧敏，湖南浑澹农场孙树高等专业研究人员，已经在水稻、棉花、油菜做了膨润土肥料的应用试验，结果表明膨润土肥料的施加有着明显的增产、增效作用)，粘土矿物在农业方面应用较为广泛, 膨润土是一种非常好的改良剂，其能改变土壤中的固、液、气的比例，具有疏松土壤结构、保水、保肥等优点。（2）预期的研究成果：一种缓控释氧肥，其是包含过氧化钙、钠基膨润土和聚乙烯醇缩甲醛的混合物；所述的钠基膨润土与过氧化钙的质量比为12:5，聚乙烯醇缩甲醛含量占缓控释氧肥总质量的15% 。七、研究基础1、与本项目有关研究工作积累
23、和已取得的研究工作成绩（包括成果名称、完成时间、发表论著目录）2、已具备的研究条件，尚缺少的研究条件和拟解决的途径八、经费预算（单位:元）申请资助总金额其中年度预算第一个半年第二个半年其他经费来源金额项目名称预算支出科目金额支出根据及理由预算支出科目按：1.实验消耗费2.科研业务费3.小型设备费4.协作费等顺序填列。九、导师意见导师(签章)推荐日期： 年 月 日十、学院审查意见申请者所在学院审查意见（包括对项目的意义、特色、创新之处及申请者的工作态度签署具体意见）：需要说明的其它问题：单位负责人（签章）： 单位公章 年 月 日十一、校研究生科技创新基金评审委员会意见(是否符合资助条件，是否同意资助及建议资助力度）：负责人签字： 公章 年 月 日