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硕士论文-植物活性多糖的提取及其在缓释肥料上的应用，共83页，45397字
摘 要
本文研究了几种植物性多糖在制作缓释肥料上的应用，为新型缓释肥料的研究开辟
了一条新的途径，同时也促进了植物营养学在交叉学科中的发展。研究内容包括：多糖
提取工艺的研究、缓释肥料的制作与筛选和肥效试验，研究结果如下：
1.薏米、板蓝根和玉米须粗多糖提取工艺的研究
植物性多糖的提取受到提取工艺和提取条件的影响。（1）随着提取时间的加长，薏
米粗多糖的提取率是一直上升的，但是在 3 小时以后，多糖的提取率趋于稳定；而且随
着时间的增长，提取物中多糖含量从 3 小时以后呈现下降趋势；但是板蓝根粗多糖的提
取率和提取物中多糖含量都随时间的加长呈现了低-高-低的趋势，最合适的时间是 3 小
时；但是玉米须多糖提取率在 2 小时就达到了最大，提取物中多糖含量在 2 小时以后趋
于稳定；（2）薏米、玉米须和板蓝根粗多糖的提取率均随着乙醇浓度的增加呈现低-高-
低的趋势，但是粗多糖提取率达到最大时的乙醇浓度各不相同：薏米在 85%时达到最大，
板蓝根和玉米须均在乙醇浓度为 75%时达到最大。在乙醇的加入方式中，除了对薏米影
响不显著外，在沉淀板蓝根和玉米须多糖时，应该边搅拌边缓慢加入乙醇；（3）提取液
的浓缩方式，对三种植物性多糖提取物中多糖含量也有影响：小样品（200-300ml 提取
液）使用旋转蒸发仪进行浓缩，大量样品（50-250L 提取液）使用提取罐提取后在浓缩
罐中进行减压浓缩效果最佳；（4）在 10%三氯乙酸、饱和醋酸铅和 sevag 法三种去除样
品中蛋白的常用方法中，sevag 法效果最优。
2.植物粗多糖缓释肥料的制作与筛选
通过正交试验设计，每种粗多糖制作了 16 种缓释肥料，通过对各个具体样品的初
期溶解率、微分溶解率和石英砂柱中的溶出率的测定，发现粗多糖能够控制养分的释放，
但是各个样品的初期溶解率和微分溶解率的变化没有明显的规律，而且玉米须粗多糖在
缓释性评价中表现相对较差。通过对制作缓释肥料的红外图谱的分析，发现多糖与尿素
和聚酰胺发生了化学反应，形成了具有特殊吸收峰的产物，这是植物性多糖缓释肥料的
主要控释机理。以肥效期最长作为筛选目标，薏米粗多糖缓释肥料筛选了 7 号样，其制
作条件为：pH9、T=20℃、t=15h、配方采用尿素：薏米粗多糖：聚酰胺：环氧树脂=13：
6：2：2（质量比）；板蓝根粗多糖缓释肥料筛选了 1 号样，其制作条件为：pH9、T=20
℃、t=15h、配方质量比例为：聚酰胺：环氧树脂：粗多糖：尿素为 4:2:5:12（质量比）；
玉米须粗多糖缓释肥料筛选了 11 号样品，其制作条件为：pH7、T=20℃、t=10h、配方
质量比例为：聚酰胺：环氧树脂：粗多糖：尿素为 3:2:6:12（质量比）。
3.肥效试验
对玉米、白菜和菠菜三种植物进行盆栽试验，以验证缓释肥料的肥效。薏米粗多糖
缓释肥料、板蓝根粗多糖缓释肥料和玉米须粗多糖缓释肥料对玉米的茎粗、株高和叶面
积增长的影响，均高于相同氮量的尿素和清水对照（无肥对照），说明缓释肥料的肥效
高于相同氮量的尿素；薏米粗多糖缓释肥料处理和板蓝根粗多糖缓释肥料处理分别比相
同氮量的尿素处理，白菜的鲜物质量增加了 24.17%和 34.74%；在干物质量上增加了
17.94%和 19.96%。菠菜鲜物质量增加了 25.35%和 5.28%；在干物质量上增加了 22.59%
和 5.19%。
关键词： 多糖；提取工艺；缓释肥料；肥效试验
目 录
摘要 .... III
ABSTRACT...... Ⅲ
前言 ...... 1
1 目的与意义.. 1
2 国内外研究现状............ 2
2.1 植物多糖提取分离和纯化的研究进展 ...... 2
2.2 植物多糖的应用 .......... 3
2.3 缓/控释肥料的研究进展 ... 3
2.3.1 缓/控释肥料的概念 ..... 3
2.3.2 缓/控释肥料的类型 ..... 5
2.3.3 缓/控释材料的研究 ..... 5
2.3.4 缓/控释肥料的养分释放机理 ........... 6
2.3.5 评价缓/控释肥料的方法 . 6
3 技术路线.... 7
4 研究目标和拟解决的关键问题 8
材料与方法 ...... 10
1 盆栽试验 ... 10
2 试验设计... 10
2.1 植物多糖的获得和样品纯化的处理....... 10
2.1.1 不同提取时间对多糖提取率和含量的影响 ............. 10
2.1.2 不同乙醇浓度对多糖沉淀量和含量的影响............. 10
2.1.3 不同除蛋白效果及其对多糖含量的影响. 10
2.1.4 不同的乙醇加入方式对多糖沉淀量和含量的影响 ....... 11
2.1.5 不同的提取和浓缩方式对多糖沉淀量和含量的影响 ..... 11
2.1.6 多糖的纯化........... 11
2.2 缓释肥料的制作与筛选 ... 11
2.2.1 缓释肥料的制作....... 11
2.2.2 缓释肥料的筛选....... 12
2.3 筛选肥料的肥效试验-盆栽试验.......... 12
2.3.1 盆栽玉米 ............. 12
2.3.2 叶菜类（包括白菜和菠菜） ........... 13
2.3.3 取样和测定 ........... 13
2.4 测定方法和数据处理方法 . 14
结果与分析 ...... 15
1 植物多糖提取工艺的研究 ... 15
1.1 薏米多糖提取工艺的研究. 15
1.1.1 不同提取时间对多糖提取率和含量的影响 ............. 15
1.1.2 不同乙醇浓度对多糖沉淀量和含量的影响 ............. 15
1.1.3 不同除蛋白效果的比较 . 16
1.1.4 不同的乙醇加入方式对多糖沉淀量和含量的影响 ....... 17
1.1.5 不同的提取和浓缩方式对多糖含量和沉淀量的影响 ..... 18
1.1.6 薏米多糖纯化的研究 ... 18
1.2 板蓝根多糖提取工艺的研究............. 19
1.2.1 不同提取时间对多糖提取率和含量的影响 ............. 19
1.2.2 不同的乙醇加入方式对多糖沉淀量和含量的影响 ....... 20
1.2.3 不同除蛋白效果的比较 . 20
1.2.4 不同的浓缩方式对多糖含量和沉淀量的影响 ........... 21
1.2.5 不同的乙醇沉降浓度对多糖含量和沉淀量的影响 ....... 22
1.1.6 板蓝根多糖纯化的研究 . 22
1.3 玉米须多糖提取工艺的研究............. 23
1.3.1 不同提取时间对多糖提取率和含量的影响 ............. 23
1.3.2 不同的乙醇浓度对多糖沉淀量和含量的影响 ........... 24
1.3.3 玉米须多糖纯化的研究 . 24
1.4 结论与讨论 ............. 25
1.4.1 结论 ... 25
1.4.2 讨论 ... 26
1.5 存在的问题与展望....... 26
2 缓释肥料的制作与筛选 ..... 28
2.1 薏米缓释肥料的制作与筛选............. 28
2.1.1 肥料样品全氮量的测定 . 28
2.1.2 初期溶解率的测定 .... 28
2.1.3 微分溶解率的测定 ..... 28
2.1.4 石英砂柱中的溶出率和累计溶出率 ..... 28
2.2 板蓝根缓释肥料的制作与筛选........... 31
2.2.1 初期溶解率的测定 .... 31
2.2.2 微分溶解率的测定 ..... 32
2.2.3 肥料样品全氮量的测定 . 32
2.2.4 石英砂柱中的溶出率和累计溶出率 ..... 32
2.3 玉米须缓释肥料的制作与筛选........... 35
2.3.1 肥料样品全氮量的测定 . 35
2.3.2 初期溶解率的测定 .... 35
2.3.3 微分溶解率的测定 ..... 36
2.3.4 石英砂柱中的溶出率和累计溶出率 ..... 37
2.4 肥料定性研究........... 38
2.5 结论与讨论 ............. 41
2.5.1 结论 ... 41
2.5.2 讨论 ... 41
3 肥效试验 ... 44
3.1 筛选的缓释肥料在玉米上的肥效试验 ..... 44
3.1.1 不同肥料处理对玉米茎粗的影响 ....... 44
3.1.2 不同肥料处理对玉米株高的影响 ....... 45
3.1.3 不同肥料处理对玉米叶面积的影响 .... 45
3.2 筛选的缓释肥料在白菜上的肥效试验 ..... 47
3.2.1 不同肥料处理对白菜叶绿素的影响 ..... 47
3.2.2 不同肥料处理对白菜 NR 活性的影响 ... 48
3.2.3 不同肥料处理中，白菜根际土壤速效氮的变化 ........ 49
3.2.4 不同肥料处理对白菜鲜物质累积的影响 . 50
3.2.5 不同肥料处理对白菜干物质累积的影响 51
3.3 筛选的缓释肥料在菠菜上的肥效试验 ..... 51
3.3.1 不同肥料处理对菠菜叶绿素的影响 ..... 51
3.3.2 不同肥料处理对菠菜 NR 活性的影响 ... 52
3.3.3 不同肥料处理中，菠菜根际土壤速效氮的变化 ........ 53
3.3.4 不同肥料处理对菠菜鲜物质累积的影响 54
3.3.5 不同肥料处理对菠菜干物质累积的影响 . 55
3.4 讨论与结论 ............. 56
3.4.1 结论 .. 56
3.4.2 讨论 ... 56
3.5 存在问题与展望 ......... 57
结论 .... 58
参考文献 .......... 59
致谢 .... 64
攻读学位期间发表论文. 65
学位论文独创性声明..... 67