近日，我校資源與環境學院楊越超教授團隊在《Chemical Engineering Journal》在線發表了題為“Self-repairing bio-based controlled-release fertilizer for enhanced quality and nutrient utilization efficiency and reveal their healing mechanisms”的研究論文。山東農業大學為完成該論文的唯一單位，碩士研究生王澤坤為該論文的第一作者，楊越超教授為該論文的通訊作者。

使用傳統的生物基材料制備控釋肥膜殼，降低了生產成本，而且最大限度的減少了對環境的影響。但是生物基膜殼的耐用性較差，并且在生產、運輸和使用過程中容易受到碰撞、摩擦和劃痕等外部因素的損傷，會導致營養物質提前釋放，造成環境污染和資源浪費，降低了養分釋放的精準性和穩定性。開發具有優異抗損傷性和自我修復能力的生物基膜殼是提高膜涂層控釋肥料質量和功效的有效策略。本研究提出了一種簡單實用的方法，將動態二硫鍵和氫鍵摻入聚氨酯中，制備出了一種自修復生物基包膜控釋肥（SBPCRF），同時比較了其與普通生物基控釋肥（BPCRF）的控釋性能、抗損傷性能、修復性能、肥料顆粒強度、應用效率。

研究結果表明，動態二硫鍵和氫鍵的可逆重組，促進了破損膜殼的自我修復。制備的 SBPCRF 表現出優異的抗損傷性和自我修復能力（92.2%），能夠承受了超過110 N的壓力而不破裂。膜殼發生損傷后，BPCRF在第2天即完全釋放，而 SBPCRF的控釋期可延長至35天（控釋期恢復70%以上）。此外，SBPCRF膜表現出優異的控釋性能，能夠延長肥料控釋期超過50%。考慮到這些優異的特性，我們在玉米上進行了應用實驗。我們發現，施用SBPCRF塑造了獨特的細菌群落，且表現出較高的養分利用效率（60%）。

這一試驗證明了SBPCRF的潛在實用價值。這項研究為開發具有精準和穩定養分輸送能力的新型控釋膜材提供了寶貴的見解。并為推進可持續農業提供了一種新策略。

該研究工作得到了得到了國家自然基金、國家重點研發計劃、泰山學者計劃的資助。

原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.158852

編      輯：萬    千 

審      核：賈    波