农药分子产生化学结合。 木素有很好的吸收紫外线的性能，对光 敏、氧敏的农药，能起到稳定作用。 木素在土壤中能缓慢释放降解，最终不
会有污染物残留。
木素本身无毒。
木素缓释农药工艺流程
•碱木素农药缓释剂就是利用杀虫农药与带有羟 基的分离木素反应，分离木素的酚羟基和醇羟
基有较大的反应活性，利于生成带有农药侧链
的分离木素，连接在木素上的农药随木素降解 而逐渐释放。
木素缓释农药
•相关研究：张陶芸等用ＳＡ沉淀剂提取草浆黑液
碱木素，提取木素作为缓释剂掺入到农药中制得缓 释性农药。杀虫方式是靠稻株的内吸作用，从农作
物的根部吸收，进入茎和叶部起杀虫作用，害虫吸
药后，行动迟缓，丧失取食能力，发育停滞，瘫痪
而死。
•优点：效果显著，清液可回用，不用耐酸设备， 不产生二次污染。
木素作为肥料载体的应用
1.木素是一种高聚合度的芳香族化合物，具有无毒、 廉价、易被微生物分解的特性。2.结构呈网状，具有 多种羟基、羧基和羰基等活性基团，有较强的反应活 性，体现出螯合性和胶体性质。3.它是土壤腐殖质的 前体物质，在土壤中降解过程非常缓慢。当在其结构 上接有植物生长需要的N、P、K等元素，这些营养元 素可随木素本身的降解而释放出来，为农作物所吸收 利用。正是木素这种缓慢释放的特性使它成为一种持 久而有效的新型肥料，含有多种营养元素又可较好地 控制淋失。
生物质资源综合利用
木素在农业方面的应用研究
• • • 化肥缓释剂 农药缓释剂 土壤稳定剂
•
•
土壤改良剂
型和化学型两大类
•物理型缓释剂主要依靠原药与高分子化合物 之间的物理作用结合。 •化学型缓释剂则是利用原药与高分子化合物 之间的化学反应结合，目前物理型缓释剂发
• 木素的化学氨化反应
将营养元素与木素发生化学反应，从而达到将
营养元素固定的目的。以木素作为肥料的载体,
利用木素比表面积比较大、 吸附性强的特点, 用 木素吸附、 包囊营养元素, 或者直接让木素与营
养元素发生化学反应, 使得肥料中的营养物质固
定于木素上, 利用木素的迟效性, 达到肥料缓释/控
释的目的。
施加了木素有机肥
木素作为肥料载体的应用
• 木素的吸附和螯合作用
将N、P、K肥料和木素混合，木素通过物理吸
附作用和范德华力而使得营养元素缓慢释放，形
成长效缓释肥料。当木素中含有的游离氨经硫酸 中和后变成硫酸铵，硫酸铵将被木素吸附，随着
木素降解，硫酸铵逐渐释放出来，被作物吸收利
用。
木素作为肥料载体的应用
•包结型缓释，包结型农药缓释剂是指原药分子 通过不同分子间相互作用，与其他化合物形成具 有不同空间结构的新的分子化合物。 •吸附型缓释剂是将原药吸附于无机、有机等吸 附性载体中，作为贮存体，如凹凸棒土、膨润土、 海泡石、硅藻土、沸石、氧化铝、树脂等。
化学缓释剂
•农药自身聚合或缩聚均一缓释剂
农药与高分子化合物不通过连接剂直接结合 常用的高分子化合物主要有纤维素、海藻胶、淀粉 和树皮。相关研究：如用道格拉斯冷杉树皮和牛皮
木素作为缓释载体的未来研究方向
• 简化工艺，提高性能，降低成本。
•制剂由自由释放型向控制释放型、功能型方向转
化，按照使用的剂量、时间和作用点严格控制释
放。 •释放材料向环保方向发展。释放材料选用能够生
物降解的天然高分子材料和部分的高分子合成材
料，这些材料的残留物和分解物对环境友好无毒。
展速度比化学型缓释剂快。
物理缓释剂
•微胶囊缓释剂
•均一缓释剂
•包结型缓释剂 •吸附型缓释剂
•微胶囊技术是一种用成膜材料把固体或液体包
覆形成微小粒子的技术。 •均一体缓释剂是指在一定温度下，把原药均匀
分散在高分子聚合物中，使二者混为一体，形成 固溶体、分散体或凝胶体，然后按需加工成型制 成缓释剂型。
纸木质素与2，4- 二氯苯氧乙基氯直接结合反应，得
到农药缓释剂，大大延长了药效期，减少了给药频 率。
化学缓释剂
•农药与高分子化合物通过架桥剂间接结合 农药与无机或有机化合物反应，生成络合物 或分子化合物 。
木素缓释农药及木素缓释肥料
木素缓释农药
木素的比表面积大，质轻，能与农药充
分混合，其活性基团能通过简单的化学反应与
木素氧化氨解制得缓释型氮肥机理
木素氧化氨解的常规工艺是木素在氨水溶液、 悬浮液或其混合液中,以空气或氧气作为氧化剂 进行反应。反应过程包括脱甲氧基,醌基形成,芳
香环断裂、缩合,各种形态氮形成 等过程。其反
应机理十分复杂,但总体上讲,其可能的反应途径
如下：
木素氧化氨解影响因素
木素中氮的引入随着反应温度的升高而增加,而反应 路径不受反应条件的影响 当温度不变时,氮的引入和分布取决于反应时间,即随 着时间的延长,氮含量增加,铵态氮和不易水解氮的总 量也增加,全氮中的铵态氮的相对含量减少而不易水 解氮含量增加 即在木素和 NH3浓度不变时,反应主要受温度和氧气 量控制。
缺点：其制备过程比较复杂, 致使制备出的氨化氧化 木素成本较高,至今尚无氨化氧化木素氮肥产品实现 产业化。
相关研究：杨益琴、李忠正 尿素改性木素磺酸钙制 备缓释氮肥的工艺研究
以工业木素和尿素为原料进行改性反应, 将尿素中的 部分氮转化为缓释氮, 达到提高氮素利用率的目的,为 合成环境友好的缓释、长效木素尿素氮肥提供理论基 础。