化肥和水在粮食增产中发挥着重要作用。为了提高肥料和水资源的利用率,人们开发了一系列的保水缓控释肥料。然而,肥料的环境友好性及成本仍是制约其广泛应用的重要因素。由于纤维素、淀粉等天然多糖具有来源广泛、可生物降解等特点,在保水缓释肥料中的应用研究格外引人注明。本论文以颗粒尿素、磷酸二氢钠、氯化钾为化肥原料,吸水保水而又不溶解于水的高分子聚合物水凝胶为载体,制备出了多功能保水缓控释肥料,以提高氮肥利用率、减少环境及食品污染、节约水资源、节省经济成本。本论文主要包括以下四方面的工作。(1)分别用双烯体马来酸糠酰胺(SFA)与亲双烯体N-丙氨酸基马来酰亚胺(AMI)对羟乙基淀粉进行修饰,将得到的产物溶解于水中,加入单体N-异丙烯丙烯酰胺、交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺及光引发剂,依次通过Diels-Alder点击反应(DA反应)及光聚合反应原位形成互穿网络水凝胶,对水凝胶的结构与性能进行了一系列表征,将其用作肥料控释载体,研究水凝胶的组成、结构、性能与肥料释放动力学之间的规律,为其进一步应用奠定理论基础。(2)采用氢氧化钠-尿素体系低温溶解纤维素棉短绒木浆,加入不同比例丙烯酰胺、氯化钾、交联剂及氧化还原引发剂,通过自由基聚合形成纤维素接枝聚丙烯酰胺的水凝胶,将其作为亲水性肥料内核。以30%松香溶液为粘合剂,将乙基纤维素粉末包裹在内核表面,作为疏水外包膜,制备出内层亲水、外层疏水的缓释肥料,对其性能进行表征,并测定其缓释性能。(3)采用丙烯酸为单体、N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,过硫酸铵及抗坏血酸为氧化还原引发体系,尿素、磷酸二氢钠、氯化钾为植物所需综合营养元素,将其溶解于水中,然后在得到的水溶液中加入纤维素棉短绒粉末,分散均匀后升温到50℃经过自由基聚合形成纤维素接枝丙烯酸的复合水凝胶,将其作为亲水肥料内核。同样以30%松香溶液为粘合剂,将乙基纤维素粉末包裹在内核表面形成疏水外包膜,制备出内层亲水,外层疏水的缓释肥料,对其性能进行表征,并测定其缓释性能。(4)将一定比例的丙烯酰胺、丙烯酸为单体,N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂、过硫酸铵及抗坏血酸为氧化还原引发体系,尿素、磷酸二氢钠、氯化钾为肥料,将其溶解于水中,混合均匀后升高温度,经自由基聚合得到纤维素接枝聚丙烯酰胺丙烯酸的水凝胶,干燥后以其作为亲水肥料内核。同样以30%松香溶液为粘合剂,将乙基纤维素粉末包覆在亲水肥料表面,作为疏水外包膜,制备出内层亲水、外层疏水的缓释肥料,对其性能进行表征,并测定其缓释性能。