2022年9月，华南农业大学在International Journal of Biological Macromolecules（中科院一区Top，IF=8.025）上发表题为Environmentally friendly preparation of lignin/paraffin/epoxy resin composite-coated urea and evaluation for nitrogen efficiency in lettuce的研究论文，主要以木质素、石蜡和树脂进行复合包膜尿素的研制。时隔4个月，2023年1月21日，华南农业大学资源环境学院植物营养学系再次在International Journal of Biological Macromolecules上发表题为Reduced nutrient release and greenhouse gas emissions of lignin-based coated urea by synergy of carbon black and polysiloxane的研究论文。深化原有方法，以炭黑（CB）、聚硅氧烷和LLPU为主要原料，进一步完善木质素基包膜肥料（HLPCU）的研制，系统评价了涂层材料和HLPCU的理化特性，通过盆栽试验评价了HLPCU在作物生产中的应用、氮素利用效率和温室气体效益。
HLPCU和TU对盆栽菜心生长和温室气体的响应效果
FT-IR、XPS和EDX结果证实聚硅氧烷接枝到LLPU上。随着聚硅氧烷含量（5%-15%）的增加，HLPCU的水接触角（WCA，89.39°-98.68°）逐渐增大。然而，当聚硅氧烷含量进一步增加到20%时，HLPCU的WCA迅速下降（90.82°）。适量的聚硅氧烷分子可以提高LLPU的热物理性能。CB和聚硅氧烷协同作用改性的HLPCU横切面显微照片上几乎没有观察到孔隙。值得注意的是，CB与聚硅氧烷的协同作用可显著改善HLPCU的疏水性，进而提高其氮释放寿命（聚硅氧烷含量为15%，涂覆率为7%）达44天。与传统尿素相比，HLPCU提高了菜心氮肥利用率。HLPCU（全量施肥）和HLPCU85处理（施肥减重15%）降低了N2O、CO2和CH4的累积排放量，最终降低了全球变暖潜能值，尤其HLPCU85处理效果最佳。此外，HLPCU涂层材料在土壤中表现出优异的生物降解性，为HLPCU的发展和可持续农业提供先进的方法和工艺技术。
HLPCU的氮累积释放速率和生物降解性
华南农业大学资源环境学院植物营养学系博士生陈小娟为论文第一作者，孙少龙教授为论文通讯作者。该研究得到国家自然科学基金面上项目（22178137）和国家现代农业产业技术体系（CARS-31）经费支持。
论文链接：
（1）Chen, X., Guo, T., Mo, X., Zhang, L., Wang, R., Xue, Y., Fan, X & Sun, S. (2023). Reduced nutrient release and greenhouse gas emissions of lignin-based coated urea by synergy of carbon black and polysiloxane. International Journal of Biological Macromolecules, 123334. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2023.123334.
（2）Chen, X., Guo, T., Yang, H., Zhang, L., Xue, Y., Wang, R., Fan, X & Sun, S. (2022). Environmentally friendly preparation of lignin/paraffin/epoxy resin composite-coated urea and evaluation for nitrogen efficiency in lettuce. International Journal of Biological Macromolecules, 221, 1130-1141. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2022.09.112.
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