廖文菊 唐德華 程曉彬

摘要 [目的]主要探討將β-環(huán)糊精（βCD）用于制備尿素緩控釋肥料的可行性。[方法]以βCD為主體分子，以尿素為客體分子制備環(huán)糊精包合物肥料，并且進行紅外光譜和溶出度試驗。[結果]紅外光譜證實了βCD對尿素的包合作用；當尿素與βCD的摩爾比為1∶1時，純水中尿素的初期溶出率為14.37%，微分溶出率為2.37%，28 d累積溶出率為42.57%；包合物中尿素的初期溶出率、微分溶出率和28 d累積溶出率均隨本底濃度增大而減小。[結論]包合物對尿素具有緩控釋作用。

關鍵詞 β-環(huán)糊精；尿素；包合物；肥料；緩控釋

中圖分類號 S143.1 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2014）13-03823-02

Abstract [Objective] The research aimed to study the application of βCD in the preparation of controlled release fertilizer. [Method] The inclusion complex was prepared by urea and βCD， and the dissolution and FTIR were studied. [Result] The result of FTIR indicated inclusion complex formation between βCD and urea. The preliminary solubility rate， differential dissolving rate and cumulative release rate in 28 days were 14.37%， 2.37% and 42.57%， respectively， when the mole ratio of urea to βCD was 1∶1. The preliminary solubility rate， differential dissolving rate and cumulative release rate in 28 days of urea decreased as the urea background concentration increased. [Conclusion]The urea could be controlled release by the inclusion complex.

Key words βcyclodextrin； Urea； Inclusion complex； Fertilizer； Controlled release

尿素是有機態(tài)氮肥， 屬于中性速效肥，由于其氮含量高而被廣泛應用。但是，尿素在施用過程中普遍存在利用率低、淋失量大等缺點。這主要是由于尿素施入土壤中以后，除了部分被作物吸收外，其水解產物NH4+部分轉化為NO3-，部分被土壤膠體吸附，其余則以氨形式揮發(fā)掉，從而造成氮的損失。針對尿素施用中存在的問題，土壤學家做了大量工作，提出使用包膜技術[1-2]和脲酶抑制劑[3-4]等措施來降低尿素水解速率，提高尿素利用率。其中，包膜緩控釋肥料的應用性能較好，但是僅能在一定程度上降低尿素的水解速率，難以根據作物生長需求來控制養(yǎng)分的釋放，且用作包膜的有機材料或無機材料還可能對土壤環(huán)境造成污染。

筆者將β-環(huán)糊精（βCD）引入緩控釋肥料的制備，通過研究βCD對尿素的緩控釋性能及作用機理，探討將其用于制備尿素緩控釋肥料的可行性。環(huán)糊精是由環(huán)糊精葡萄糖轉移酶作用于淀粉所得到的環(huán)狀低聚糖，由于其特殊的分子空腔結構，可選擇性地結合各種有機小分子或離子，形成主客體包合物[5]，并且可根據環(huán)境變化來緩慢釋放客體分子。環(huán)糊精的這一性能已在緩控釋藥物的制備中得到廣泛應用[6-7]。將環(huán)糊精用于緩控釋肥料的制備，可實現肥料分子的緩控釋。作為緩控釋材料的環(huán)糊精分子本身也可被土壤微生物緩慢降解而成為土壤養(yǎng)分被植物利用。

1 材料與方法

3 結論與討論

采取固相包合法制備了βCD-尿素包合物。紅外光譜證實了βCD對尿素的包合作用。溶出度試驗表明，包合作用可使尿素的初期溶出率、微分溶出率和累積溶出率保持在較低水平，且尿素的初期溶出率、微分溶出率和累積溶出率均隨著本底濃度的增加而減小，即包合物可根據環(huán)境中尿素的本底濃度控制尿素的釋放，環(huán)境濃度低時釋放多，反之，則釋放少。該研究充分證實了βCD包合物對尿素的緩控釋作用。

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