羟基磷灰石-尿素纳米杂化物释放氮的动力学建模及其在叶面纳米肥料中的应用研究

为解决传统肥料氮素利用率低、温室气体排放高的问题，研究人员通过合成羟基磷灰石-尿素纳米杂化物（HA-urea），系统研究了温度（10°C和20°C）和脲酶对氮（N）释放动力学的影响。结果表明，20°C条件下总氮释放量达85%，且Korsmeyer-Peppas模型最能描述释放行为。该研究为叶面靶向施肥提供了新策略，可显著提升氮利用效率（NUE），减少环境损失。

　　

传统土壤施肥中，氮素（N）易被微生物转化为氨（NH₃）和一氧化二氮（N₂O）等温室气体。为破解这一难题，科学家们将目光投向叶面纳米肥料——羟基磷灰石-尿素纳米杂化物（HA-urea）。通过巧妙组合氢氧化钙、磷酸和尿素，团队成功合成HA-urea，并借助X射线衍射（XRD）、热重分析（TGA）、傅里叶变换红外光谱（ATR-FTIR）等技术对其“体检”。

透析实验揭示有趣现象：20°C时，HA-urea像开闸放水般快速释放85%的总氮，而10°C时则像慢动作仅释放不到50%。脲酶的存在让剧情更精彩——它把铵氮（NH₄⁺-N）的释放曲线变成直线冲刺，而硝酸盐氮（NO₃^--N）的戏份少得可怜（<0.09%）。数学模型评选会上，Korsmeyer-Peppas模型以最优拟合胜出，证明温度和脲酶是调控氮释放的“隐形导演”。

这项研究犹如给植物开了VIP通道：纳米级的HA-urea能快速穿透叶片角质层，抢在脲酶“搞破坏”前把氮送入植物体内。这种“空投补给”策略不仅减少氮素流失，还能让传统肥料导致的温室气体排放“断崖式下跌”，为绿色农业点亮新路灯。