随着近年来的人口迅速增长,粮食危机已经成为一个人们广泛关注的问题。为了提高粮食产量,化肥的使用在现代农业生产中起到了不可替代的作用。但长期使用肥料会使多余的养分流失到土壤中,造成土壤退化、地下水污染、农田资源损失严重等问题。为解决化肥过度使用带来粮食安全风险和环境问题,缓释肥料已经成为研究和发展的重要方向。淀粉是一种来源广泛的天然多糖高聚物,因其优良的可生物降解性,成为制备缓释肥料的理想材料之一。然而,淀粉的结构特点和性能上的缺陷限制了其工业应用。目前大多数学者采取对淀粉进行物理或化学改性的方法,使其具备理想的性能。本课题以木薯淀粉为原料,采用机械活化协同柠檬酸酯化方法对淀粉进行改性,对改性淀粉进行性质、结构的研究;以改性淀粉作为原料用于制备新型大颗粒缓释肥料,并对缓释肥料的养分释放行为进行研究。主要的研究内容和结果如下:（1）对木薯淀粉进行机械活化预处理,以不同活化时间的淀粉为原料,柠檬酸为酯化试剂,干法制备柠檬酸淀粉酯。以取代度和抗性淀粉含量为评价指标,分别考察机械活化时间、酯化剂用量、反应时间及反应温度等因素对酯化反应的影响。结果表明:在柠檬酸添加量30%、反应温度130℃、反应时间5 h、机械活化预处理时间15 min的条件下,可以得到取代度0.225和抗性淀粉含量64.61g/100 g的淀粉样品。（2）采用XRD、FTIR、SEM、DSC等手段对淀粉样品的晶形结构、分子基团、热特性和表面形貌特征进行表征。X射线衍射分析结果表明,淀粉的结晶结构受到破坏,相对结晶度降低,经过柠檬酸酯化后,淀粉样品的衍射峰明显降低。红外图谱显示,机械活化预处理淀粉没有产生新的化学基团,酯化后的淀粉在1734 cm–1处附近出现明显的特征峰,证明了酯化反应的发生。扫面电镜图显示,淀粉颗粒形貌在机械力作用下逐渐由光滑的圆形变为粗糙的不规则形状,酯化后的淀粉呈环状。差示量热扫描分析结果表明,机械活化预处理会降低淀粉的糊化温度,酯化后的淀粉样品无糊化峰。（3）以柠檬酸淀粉酯与PVA的共混体为缓释基体,磷酸二氢铵为肥料养分,甘油为增塑剂,以热压法制备柠檬酸淀粉酯基大颗粒缓释肥料。结果表明:缓释肥料的缓释性能和力学性能随磷酸二氢铵含量的增加而降低,随PVA添加量的增加而增加,缓释肥料的缓释曲线均满足骨架溶蚀机理。热分析表明酯化后的淀粉玻璃化转变温度降低,熔融温度降低,具有良好的热塑性。采用机械球磨法混料再进行热压的方法所得的缓释肥料在力学性能和缓释性能上均优于机械搅拌制备的缓释肥料;SEM分析表明,球磨法混料更有利于肥料在缓释基体中的分散,其缓释性能更佳。