仿生型水基共聚物包膜尿素改性机理及其养分释放特征

水基共聚物包膜尿素控释期较短,通过仿生改性技术提升水基共聚物包膜尿素养分控释期并明确其养分释放特征是实现其在农业生产中应用的重要影响因素。为了探究仿生型水基共聚物包膜尿素的改性机理及养分释放特征,本研究采用壳聚糖、淀粉和聚乙烯醇合成的水基共聚物膜材料为原料,通过纳米二氧化硅和1H,1H,2H,2H-全氟癸基三甲氧基硅烷对其进行仿生改性并制备仿生型水基共聚物包膜尿素。探究不同温度和土壤水分条件下仿生型水基共聚物包膜尿素养分释放的动力学和热力学特性,并结合扫描电镜、能谱分析、热稳定性分析、原子力电子显微镜,探究其养分释放机理。试验结果表明,仿生改性后水基共聚物包膜尿素的缓释效果显著提升,42 d氮素累积释放率比水基共聚物包膜尿素降低了7.23%。此外,通过一级动力学方程探讨了仿生型水基共聚物包膜尿素的动力学和热力学释放特性,结果表明:随着土壤含水量的增高,活化能Ea逐渐减小;吉布斯自由能变量.G>0、熵变.S>0、焓变.H<0表示包膜尿素在土壤中的释放不是一个独立的系统,与土壤环境发生了热量交换,并明确了土壤温度和含水量与养分释放间的关系。此外,还通过仿生改性前后膜材官能团结构特征、表面微观结构、表面元素变化及热重分析等手段明确了其养分释放机制。     

控释技术处理碳铵、尿素的肥效及其机理初探

采用改性的工农业有机废弃物、无机矿物作为控释材料,对碳铵、尿素进行包膜与非包膜控释处理,通过盆栽试验研究其肥效,用室内淋溶试验和X衍射分析手段探讨其养分控释机理。结果表明,两种控释处理的氮肥均有较好的肥效,可以明显提高氮肥利用率。肥料的X衍射分析表明,有机控释材料活性基团与碳铵、尿素相互作用,晶体结构发生了较大的变化,结晶度下降;对于包裹太严实的控释肥料,混以养分释放速度快的肥料,以调整养分不同释放速度的纵向复合,更有利于提高产量及养分利用率。非包膜控释处理成本较低,与包膜控释处理的效果相当甚至更优。两种控释技术均能提升碳铵、尿素的市场竞争力,有重要的产业应用前景。     

基于水基反应成膜技术的聚合物包膜肥料的研制

以3种水基硅丙乳液(SD-528、SD-5281和GA-1710)为材料,利用水基反应成膜技术对这3种材料进行化学改性,制备了聚合物包膜肥料模型膜;研究了模型膜的养分扩散性能,在此基础上研制了水基聚合物包膜肥料;测定了包膜肥料养分释放曲线,并利用红外光声光谱对聚合物膜进行原位表征.结果表明,通过化学交联改性,硅丙基模型膜具有优良的成膜性和扩散性能,不同的乳液对包膜尿素的缓释效果影响显著;GA-1710和SD-528的缓释效果较好,在静态水中的释放时间可达到30 d,而SD-5281缓释性能较差,需要做进一步的化学改性;不同的乳液类型制备的包膜尿素的释放模式也不同,GA-1710累积释放曲线为"S"型,而SD-528为"L"型.因此,利用反应成膜技术,硅丙乳液在水基包膜肥料的研制中具有广阔的应用前景.     

改性聚丙烯酸酯包膜控释肥料的控释性能研究

针对应用流化床包衣设备进行水溶性高分子聚合物包膜肥料中试生产中存在的问题,研究了交联剂用量对膜材料表面结构与疏水性能的影响,以及不同后处理工艺对改善包膜肥料控释性能的作用。结果表明,以水溶性高分子聚丙烯酸乳液为主成分的包膜材料中添加交联剂(氮丙啶)的比例由1%(质量百分数,下同)增加至2%,肥料包膜表面结构变得更加平整致密,疏水性能也有所增强,控释效果显著提升。在40℃静水浸泡的9 d时间内前者释放了90%以上的养分,而后者仅释放了约40%的养分。不同后处理工艺对增强包膜肥料的控释性能作用不一。烘箱加热的效果远好于微波处理,且当交联剂添加比例较低(0.3%)时,在一定范围内(60℃~80℃)升高后处理温度,包膜肥料的控释性能显著增强。而当交联剂添加比例增至1%以上时,升温对其控释性能几乎无影响。     

几种包膜缓控释肥粒养分释放特征的研究

采用水浸泡法对国内外4种包膜控释肥料的养分释放特性进行了系统的研究。结果表明,4种缓控释肥料的初期溶出率均小于12%,微分溶出率在0.4%～1.5%之间,这符合国际上公认的缓/控释肥的评价标准,初期溶出率小于15%、微分溶出率在0.25%～2.5%之间。采用水浸泡法测定包膜控释肥料养分释放特征,简便快速,检测时间短,重复次数少,养分浓度变化直接反映出包膜控释肥料的释放速率特性,还可以定量的测定其供肥性能,控释肥料有控制养分释放、延长供应时间的作用;其中腐殖酸和炭基有利于提高肥料颗粒的水稳定性,减缓养分的释放速率。     

聚合物包膜控释肥料膜壳累积、降解及对土壤质量影响的研究进展

聚合物包膜控释肥料是实现化肥提质增效的新型肥料之一,其控释效果依赖于包膜材料。控释肥料养分释放后的残留膜壳是农业土地上微塑料的重要来源,膜壳及其降解产物是否对土壤质量安全造成影响尚不清楚。本文综合了国内外膜壳残留及其降解的研究进展,从聚合物包膜控释肥料残留膜壳在农田中的累积现状、降解性能研究及其对土壤物理–化学–生物学效应等土壤质量参数的影响进行了阐述,包括:1)现有文献指出,控释肥料膜壳在农田中的累积量与施用量基本相同,其在不同类型农田土壤及不同土层中的赋存、分布和累积现状不同;2)不同类型控释肥料膜壳在土壤中的降解过程主要与聚合物材质相关,降解率可通过聚合物材料改性来提高,其降解过程、产物及机制值得探索;3)控释肥料膜壳降解产物对土壤物理、化学、生物学性状及作物生长的影响程度取决于聚合物材料类型、累积量及土壤类型。短期内低浓度的膜壳累积对土壤理化性质、土壤生物及作物生长无不良影响,长期累积或高浓度下膜壳影响土壤质量变化的阈值亟需明确。据此,进一步提出,1)应广泛开展不同种类控释肥料膜壳在农田中的赋存、分布和累积的现场监测评估工作;2)开发控释肥料膜壳及其次级降解物分离提取、鉴定和定量表征的分析技术和方法,建立健全标准化方法;3)了解控释肥料膜壳及其降解产物在土壤中的去向和迁移过程及其对不同类型土壤及不同作物品种的影响,探寻膜壳残留量与效应之间的关系及其影响机制;4)研制开发天然、生物及可降解控释肥料膜材,研究膜壳降解与养分释放之间的相互关系,构建新型可生物降解控释肥料膜壳降解与养分释放关系数据模型,以期为聚合物包膜控释肥料的应用、开发及标准的制定提供科学依据。     

改性聚丙烯酸酯制备包膜缓释肥性能研究

为制备一种可以用于水稻种肥同播的缓控释肥料,试验以甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)为主要材料,并使用少量的羧甲基纤维素(CMC)和纳米SiO₂ 改性材料,制备改性聚丙烯酸酯乳液包裹肥料以达到缓释效果。选用25 ℃静水溶出率法,结合红外、电子显微镜等分析技术,探索了不同的原料配比和3 种包膜量(10%、15%、20%)制备的改性聚丙烯酸酯缓释肥在水中的养分释放规律。结果表明:在CMC 质量占固含量(BA+MMA)的5% 且包膜量为20% 时缓释效果最好,其在第1 和28 d 的累积养分释放率分别为0.5% 和63.8%,低于15% 和80% 的限值。使用此规格的自制缓释肥进行了盆栽试验,比较了在不同施肥量和施肥方式下盆面水中全氮、全磷的含量以及水稻生长状况的差异。研究表明,缓释肥施用量为传统施肥量的70% 时,相较于传统施肥方式,分别降低56.4% 和88.9% 的全氮和全磷流失的同时也保证了水稻的产量。     

双层和夹层包膜工艺对水基树脂包膜材料控释性能的影响

为了优化水基树脂的包膜控释性能,该文以脂溶性树脂为配合包膜材料,利用底喷风动流化床制造多层包膜控释尿素,并通过包膜控释尿素养分释放率的测定评价双层和夹层包膜工艺对水基树脂包膜材料控释性能的影响.研究结果表明:两种工艺相比,夹层包膜工艺能显著延长包膜控释尿素的肥效期,其肥效期是双层包膜工艺的5倍.在夹层包膜工艺中,内保护层厚度在5～15 g/m2的范围内对包膜控释尿素的肥效期无明显影响,50 g/m2水基树脂控释层和10g/m2脂溶性树脂外保护层夹层控释尿素的肥效期均约为260 d.但是,夹层包膜控释尿素的养分释放模式与内保护层厚度有关,内保护层厚度达到10 g/m2以上时,养分释放模式由抛物线型变成了S型.综上可知,脂溶性树脂内保护层较适宜的厚度为5～10 g/m2,采用夹层包膜工艺能更好的发挥水基树脂的控释性能.     

聚乙烯包膜肥料控释膜层结构特征研究

【目的】包膜肥料控释膜层结构和孔隙性质直接影响其养分释放速率。研究包膜肥料膜层结构特征,可以明确膜层结构参数与养分释放速率的关系,揭示包膜肥料控释机制,为建立养分释放数理模型提供理论依据。【方法】以聚乙烯包膜肥料控释膜层作为研究对象,量化研究了聚乙烯喷涂控释膜层的结构特征参数。利用扫描电镜,观测了在不同放大倍数下,采用喷涂工艺制备的聚乙烯包膜肥料膜层的外表层、横断面和内表层特征;以压汞仪测定了膜上孔隙的大小和分布;采用泡点法研究了大孔隙的最大孔径。【结果】不同放大倍数下的扫描电镜观测结果表明,喷涂法制备的包膜肥料控释膜层外表面整体上光滑、平整、均匀、疏松,但局部存在少量孔隙,孔径主要分布在1000～50 nm的范围内;在放大倍数很高的情况下,整体上膜层无细微孔隙结构。控释膜层厚度约为60～100 μm,断面形貌疏松无孔。膜层内表面粗糙,高低起伏不平、犬牙交错。膜壳材料堆密度为0.4～0.8 g/mL,低于聚乙烯密度,属于疏松结构。孔隙结构分析结果表明,聚乙烯控释膜层的中值孔径为4.5～5.3 nm,与对比的聚乙烯薄膜基本一致,说明两种膜分子链间的细微结构没有差异;但是聚乙烯控释膜层中存在占比18%的直径约为1000～50 nm的较大孔,孔径小于10 nm的间隙占82%,进一步说明占比少的大孔影响控释膜层释放性能。喷涂控释膜层总孔体积在0.4686～1.2260 mL/g,平均孔径在25.1～86.8 nm范围内,孔隙率为33.0%～50.6%,显著高于拉伸工艺制备的聚乙烯薄膜。释放期在1～6个月的包膜控释肥料,最大孔径在990～480 nm的范围,随包膜肥料释放期的增加,膜孔直径逐步减小,说明包膜控释肥料养分释放速率与其最大孔径存在内在联系。【结论】综合3种方法的测定结果,聚乙烯控释膜层可以看作是膜层均匀致密且局部有孔隙,膜壳直径3 mm,膜层厚度约为50 μm,最大孔径为1 μm,平均孔径为50 nm的密闭球形壳体。最大孔是水分和养分进出膜层的主要通道,决定了包膜肥料养分释放速率的快慢。     

热固性树脂包膜控释肥料肥效期的快速预测方法

采用静水溶出率的方法,在25℃、40℃、60℃7、0℃、80℃和100℃条件下,探讨了控释肥料中养分累积释放率与温度的变化规律,以期建立控释肥料肥效期或养分释放期的快速预测方法。结果表明,从低温到高温的各种温度处理下,Scotts公司的Osmocote热固性树脂包膜控释肥料养分累积释放曲线都呈二次曲线,相关指数R2均大于0.996。温度与包膜控释肥料肥效期间呈极显著的负相关,并符合一元二次方程,相关指数R2大于0.993。在高温下培养3或8.h建立的预测预报回归方程,可以快速而准确地预测预报包膜控释肥料在常温下(25℃)的肥效期,预测值与实测值只相差2.4.d;而习惯上的微分溶出率法却相差29～42.d。表明用高温下的肥效期预测预报回归法可以在数小时内准确、迅速地预测控释肥料的肥效期。同时该方法可作为控释肥料在线生产质量控制和市场上控释肥料质量检验的候选方法。     

聚天门冬氨酸缓释复合肥显著提高甜玉米鲜穗产量与品质

  【目的】  持续稳定的养分供应是提高作物产量和品质的重要措施。研究不同种类缓控释肥对甜玉米鲜穗产量与品质的调控效应,为优质甜玉米生产中缓控释肥的施用提供依据。  【方法】  于2020年在河北省秦皇岛、石家庄和保定3地进行田间试验。供试品种为‘万甜2000’。共设置 5个处理,即控释掺混肥料 (T1)、控失聚能网复合肥 (T2)、聚天门冬氨酸缓释复合肥 (T3)、常规尿素 (T4) 和不施氮 (CK)。在玉米关键生育时期,测定植株干物重和全氮含量;在鲜穗采收期,测定鲜穗产量和籽粒营养品质,并进行品质评价。  【结果】  与T4处理相比,3个缓控释肥处理均能提高甜玉米穗长和穗粗,增加单穗鲜重和单位面积有效穗数,提高鲜穗产量。各类缓控释肥料可显著提高玉米鲜穗产量、氮肥利用率、氮肥偏生产力和氮肥农学效率,3地平均增幅分别为15.4%、57.2%、15.4%和67.0%;3个缓控释肥处理相比,T3处理下鲜穗产量、氮肥利用率、氮肥偏生产力和氮肥农学效率表现最优,比其它2个缓控释肥处理平均分别增加8.33%、55.6%、7.21%和22.6%。T3处理下甜玉米的食味品尝评分也有显著提高,比T4处理平均提高6.41%,同时也显著高于T1和T2处理,T3处理下甜玉米气味、果皮柔软度、甜度等较其它处理均有大幅改善。与T4处理相比,T1、T2和T3处理提高了甜玉米营养品质,其中T3处理下甜玉米可溶性糖、维生素C和维生素E含量最高。相关分析表明,籽粒N和P含量与其他指标无显著相关,籽粒K含量与籽粒可溶性糖、维生素C、维生素E、品尝得分均呈显著正相关关系;籽粒可溶性糖与维生素C、维生素E和品尝得分呈显著正相关。  【结论】  聚天门冬氨酸缓释复合肥对甜玉米鲜穗产量的增产效果最好,氮肥利用率、氮肥偏生产力和氮肥农学效率均最高。甜玉米品尝品质和营养品质最高,品质评定达到1等级。因此,施用聚天门冬氨酸缓释复合肥可以提高甜玉米鲜穗产量和品质。     

控释氮肥一次性基施提高谷子产量和氮素利用率

【目的】探索控释氮肥一次性基施对谷子生长、产量和养分利用率的影响,建立高效的谷子一次性施肥技术,为谷子轻简化栽培提供技术支撑。【方法】2015—2016年连续两年在山东泰安,以谷子品种‘济谷16’为试验材料进行了大田试验。控释氮肥为硫包膜尿素 (SN) 和树脂包膜尿素 (RN)。试验以不施肥 (CK) 为对照,在氮素用量相同的前提下,设:常规施肥 (NPK);硫包膜尿素一次性基施 (SN1);2/3硫包膜尿素氮基施 + 1/3尿素氮追施 (SN2);树脂包膜尿素一次性基施 (RN1);2/3树脂包膜尿素氮基施 + 1/3尿素氮追施 (RN2)。分析调查了谷子的产量、养分吸收及农艺性状。【结果】SN1处理的产量两年均为最高,分别达到4190.2、4458.3 kg/hm2,与常规施肥处理相比,产量提高了20.1%～53.5%,氮肥利用率提高了46.0%～56.3%。在施用同种控释氮肥的条件下,控释氮肥一次性基施处理的谷子产量和氮肥利用率显著优于控释氮肥基施 + 追施尿素处理,其中产量增加了5.8%～7.3%,氮素积累量增加1.6%～7.9%,氮肥表观利用率增加了3.7%～19.9%,氮肥生理利用率增加了5.1%～10.1%,氮肥农学利用率增加了21.4%～33.4%。谷子成熟期,不同处理秸秆和籽粒中的全氮、全磷、全钾含量不同,表现为施用同种控释氮肥的条件下,一次性基施处理的籽粒和秸秆氮磷钾含量显著大于基施 + 追施尿素处理。【结论】在谷子种植中,一次性基施控释氮肥可以在节约施肥成本的同时提高谷子产量和氮肥利用率。     

聚氨酯/蒙脱土复合控释肥膜材的制备与性能

【目的】蒙脱土 (MMT) 是一种由纳米硅酸盐片层堆积的粘土矿物，具有优良的力学、热学及气体阻隔性能。本研究尝试了不同离子交换剂，以使其能在聚氨酯 (PU) 基体中充分剥层分散，制成力学性能与控释性能优良的复合控释肥膜材。【方法】试验选用3种有机离子交换剂十八烷基三甲基氯化铵 (SA1)、十二烷基双羟乙基甲基氯化铵 (SA2)、二甲基双十八烷基氯化铵 (SA3) 对MMT进行插层改性，然后通过原位聚合制备蓖麻油基聚氨酯/蒙脱土 (PU/MMT) 复合缓释肥膜材。纳米粒子及复合膜材的形态与结构用电镜扫描、傅里叶红外光谱、X射线衍射等方法进行了表征。采用吸水法和浸泡法测试了PU/MMT复合膜材的动态力学性能和热稳定性能及缓释性能。【结果】3种有机插层改性的MMT纳米粒子在PU基质中具有良好的分散性和相容性，纳米粒子的加入也明显改进了PU基质的动态力学性能、热稳定性能以及缓释性能，其中SA2改性MMT对复合膜材的动态力学性能和热稳定性影响最为明显，使基质PU的玻璃化转变温度 (Tg) 从30℃增加到80℃，热分解温度从300℃增加到330℃，因为SA2结构中的双羟乙基能使MMT与PU结合更加紧密；而SA3改性MMT制备的复合膜材缓释性能最佳，使尿素释放时间从30天增加到75天，因为SA3含有双长链有机结构。【结论】采用十二烷基双羟乙基甲基氯化铵或者二甲基双十八烷基氯化铵对MMT进行插层改性，可制备结构疏松、在聚合物中分散性良好的纳米粒子。添加改性蒙脱石纳米粒子可大大提高聚合物包膜材料的吸水性和稳定性，从而制备出阻隔性能优良、释放期理想且价廉质高的PU/MMT复合控释肥膜材。     

聚烯烃包膜控释肥膜层孔径测定方法研究

【目的】物理包覆法制备的聚合物控释膜层结构直接决定了其养分的释放,控释膜层存在的微孔和裂缝是肥芯养分进出的最主要通道。因此,控释膜层结构特征是决定包膜肥料释放性能的关键因素。泡点法能够准确测定膜的有效孔径及其分布,是一种重要的膜层孔径测试方法。本研究根据包膜肥控释膜层的特点,研究适用于测定聚烯烃包膜控释肥膜层最大孔径的泡点法,并建立测定包膜肥料最大孔径的标准方法。【方法】以泡点法为基础,建立测定膜层最大孔径的装置,确定膜层最大孔径的位置,并利用扫描电镜对膜层的孔隙结构进行观察,确定其形貌结构特征;通过对浸润剂种类、 浸润时间、 浸润温度等测定因素的比较分析,确定适合测定膜层最大孔径的最佳条件;并以释放期分别为1、 3、 5、 6月的聚烯烃包膜肥料为研究对象,研究释放期与最大孔径之间的相关关系。【结果】 1)将4种肥料放入水中浸泡,随浸泡时间的增长,膜层表面有尿素结晶的白色点位的颗粒逐渐增多,浸泡10天,80%以上颗粒均能检测到泡点,其白色点位可被认为是肥芯养分的溶出通道,以颗粒的白色点位作为膜层最大孔径的测定位置;这与扫描电镜观察到的孔隙或孔洞的特征相吻合 ;2)通过对浸润条件研究,认为在25℃,以Q-16为浸润剂,浸润5 min能够使用自制的压泡法装置直接测定控释膜层最大孔径; 3)释放期为46、 105、 160、 198天的包膜肥料的膜层平均孔径分别为1.93、 0.58、 0.45和0.41 m,最大孔径随着释放期的缩短而增大,随着微分溶出率的增加而增大,最大孔径与释放性能存在密切联系。【结论】综上所述,采用塑料管端封装浸泡10天的膜层,以Q-16作为浸润剂,在室温下浸润5 min的条件下可以测定最大孔隙结构,泡点法可作为一种标准方法用于控释膜层最大孔径的测定,其测定的最大孔径与释放期存在相关关系,对包膜控释肥控释性能和养分释放机理的深入认识有重要作用。     

改性再生油合成可降解材料制备缓释肥的技术参数研究

【目的】回收油提纯后直接合成的生物基聚氨酯(PUs),耐湿耐热性能较差,不适宜于用作肥料缓释包膜材料。本文在聚氨酯合成过程中引入能提高产品的机械、耐水、抗老化等性能的γ―氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)对PUs进行改性,并初步测定了该包膜肥料养分的释放特征。【方法】回收的食用油和反复使用的炸油来自贵州省毕节市的餐馆。依次用磷酸、蒸馏水、NaOH、NaCl清洗提纯后得到再生油。将制得的再生油与过氧乙酸按质量比1∶0.3混合,经过中和、洗涤、蒸馏,与乙二醇反应生成醇化再生油。将醇化再生油与KH550在80℃下按一定比例混合搅拌2 h,制成含KH550分别为0、10%、20%和30%的醇化再生油混合物。在BYC-300型包衣机中加入150 g尿素(包衣温度为60℃,转速为1300 r/min),按尿素重量的3%加入上述混合物,再滴加MDI-50进行包衣,即制备得KH550改性聚氨酯(K-PUs)包膜尿素(PCUs-0、PCUs-1、PCUs-2、PCUs-3)。参考Oertli等方法测定了该包膜肥料的缓释性能。【结果】1)回收油经过多步提纯后得到的再生油仍保持原油的分子结构,含有官能团碳碳双键。2)再生油经过预改性后明显增加活性基团羟基,为聚氨酯的合成提供反应基团。3)通过化学反应将再生油合成为新型生物基聚氨酯,并在聚氨酯合成过程中成功引入硅烷偶联剂KH550,从而得到改性PUs包膜材料。4) KH550的存在使得改性后PUs的疏水性相比于未改性的提高了48%~74%;孔隙率相比于未改性前降低了31%~54%;热稳定性相比于未改性的PUs在T5%提高了3%~11%、T50%提高了6%~32%、T80%提高了4%~11%。氮素模拟试验表明PCUs氮的累积释放速率明显降低。改性后的PCUs氮素在第30天累积释放不超过70%,未改性PCUs氮素在第30天累积释放超过90%。5)当KH550含量为20%时,改性PUs具有最大的接触角和最低的孔隙率,其值分别为113.31°和10.91%,该条件下制备的PCUs综合性能最佳。【结论】以回收油为原料合成新型生物基聚氨酯,需进行醇化后,再与硅烷偶联剂混合,并加入MDI-50进行反应,形成KH550含量为20%的改性生物基聚氨酯。以该材料包膜的尿素30天氮素累积释放量不超过70%,可以满足可降解缓释肥的要求。     

保水缓/控释肥料的研究进展

肥料与保水剂复合一体化使用是水肥调控的重要技术，是肥料研究的国际前沿。该文主要对保水剂与化肥的复合方式与工艺，保水剂与肥料养分相互作用及其研究方法，以及保水及保水肥料应用的水肥效应方面的进展进行综述，并指出了保水缓/控释肥料研究存在的问题和今后努力的方向。保水剂与肥料可以通过物理混合(吸附或造粒)、包膜或化学合成3种方式结合为材料与功能复合一体化的保水缓/控释肥料，包膜和化学合成是高养分含量保水缓/控释肥料制备的先进工艺。肥料或盐影响保水剂的吸水膨胀及吸附作用，因肥料及盐的种类和离子电价而异。7 d溶解量法、土壤淋洗法及土壤培养法等是研究保水剂及保水缓释肥料养分吸附解吸的常用方法。保水剂或保水缓/控释肥料对一些养分的缓释作用报道基本一致，对土壤水分改善作用存在不一致的报道，与高盐含量和保水剂用量有关。保水缓/控释肥料今后发展方向应加强养分含量与吸水倍率指标标准、保水材料及其与肥料复合机制的创新、以及湿润及养分控释机理的研究，还应加强中试及产业化技术开发研究。     

滴灌条件下控释专用肥对设施番茄氮钾吸收及其残留的影响

【目的】设施蔬菜生产中水肥的过量投入不仅引发环境污染问题,而且增加生产成本。因此迫切需要通过调整肥料养分释放速率,在满足作物营养充分供应的同时,降低肥料和劳动投入,提高产出。为此,本文研究了习惯施肥与3种番茄控释专用配方肥对京郊番茄产量、品质、氮钾吸收以及土壤中硝态氮和钾残留的影响,以期为番茄的合理施肥提供依据。【方法】采用蔬菜大棚内小区试验的方法,试验设对照（不施氮肥,CK）、 有机肥（只施有机肥,MN）、 习惯施肥（施N 300 kg/hm2,TN）、 控释专用肥Ⅰ（CN1）、控释肥专用肥Ⅱ（CN2）和控释肥专用肥Ⅲ（CN3）共6个处理。3个专用肥的氮由80%的控释氮与20%速效氮构成,作为基肥一次性施入,用量与习惯施肥相同,除CK外其他处理的有机肥用量均为8 t/hm2。 控释肥为自制的聚合物包膜尿素（含N 42%）和包膜硫酸钾（含 K2O 47%）。包膜尿素3种,2个为延迟释放型,1个为直线释放型;2种包膜钾肥均为直线释放型。按不同比例组成3种专用肥。试验采用自压式滴灌系统,每畦安装一条滴灌管,共灌水6次,各小区等量灌溉,分别在移栽及移栽后第44、65、73、79和89 d灌水,每次分别为45、37、35、28、30和27 mm,每小区总量均为202 mm。小区面积为24 m2,每个处理3次重复,随机排列。高畦栽培,畦宽1.4 m,双行定植,行距40 cm,株距40 cm。【结果】 各处理番茄鲜果产量为79.2~87.1 t/hm2,其间无显著差异。CN3处理果实的硝酸盐含量增加,但Vc含量却下降,果实品质有所降低。3个控释肥处理的S型控释肥表现为前控后促的供氮趋势,在果实膨大期无机氮供应达到N102247 kg/hm2,与习惯施肥处理多次追肥形成的供氮规律相似。控释钾肥仅释放23.2%~36.0%,环境温度对于控释钾肥的释放促进作用很小。收获后土壤硝态氮的残留主要集中在表层（020 cm）和次表层（2040 cm）,占0100 cm土层的87.1%;060 cm土层内,CN3处理的NO-3\|N残留量与习惯施肥相当,而CN1和CN2处理的NO3--N残留比习惯施肥减少37.3%~55.0%,有效降低了硝态氮向下淋洗。施肥增加了各处理表层土壤中的钾含量,表层以下各处理的钾含量差别不大。【结论】3个专用肥处理中控释肥一次性施用不仅节约了施肥时间和劳动成本,而且在果实膨大期提供了充足的氮素供应,实现了与作物氮素吸收的同步。控释专用肥配方1和配方2可以提供合理的氮素供应,在降低劳动投入和节水的情况下,番茄产量和果实品质不降低,并减少了硝态氮的淋洗损失。     

播种方式与缓控释氮肥一次性基施对冬小麦干物质积累转运和产量的影响

  【目的】  研究不同新型缓控释氮肥一次性施用在宽幅播种和常规条播技术下对小麦产量和干物质积累与转运的影响,为小麦生产中缓控释肥的推广应用提供支撑。  【方法】  于2020—2021年小麦生育季,以冬小麦品种‘泰农18’和‘太麦198’为试材,在山东省泰安市和潍坊市两试验点开展了大田试验。主区设置播种方式常规条播和宽幅播种,副区设置4个肥料处理:常规分次施肥对照（F1）、稳定性氮肥一次性施用（F2）、腐植酸控释掺混氮肥一次性施用（F3）、树脂包膜氮肥与常规尿素7∶3掺混一次性施用（F4）。调查了小麦群体光合速率、干物质积累与转运、花后氮素吸收、产量及产量构成因素等指标。  【结果】  与常规条播相比,宽幅播种小麦单位面积穗数、花后氮素吸收量、花后群体光合速率、群体光合高值持续期、花后干物质生产量分别平均提高48.0×104/hm2、12.4 kg/hm2、7.9 μmol CO₂/(m2·s)、5.6天、920.7 kg/hm2,进而产量平均提高了902.6 kg/hm2。小麦花后干物质生产量与群体光合高值持续期、群体光合高值持续期与花后氮素吸收量呈显著线性正相关关系。与F1相比,F2、F3和F4处理的花后氮素吸收量、花后群体光合高值持续期和花后干物质生产量均明显降低,但是宽幅播种下3个处理的小麦花后氮素吸收量和花后群体光合高值持续期的降低量分别为21.8 kg/hm2和2.6天,均小于对应的常规条播,花后干物质生产量的降低量(631.4 kg/hm2)可由其花前干物质向籽粒转运的增加量(551.7 kg/hm2)所弥补,进而产量与常规分次施肥持平。常规条播下,F2、F3和F4处理的小麦花后氮素吸收量和花后群体光合高值持续期降低量较大,分别平均为27.2 kg/hm2和4.5天,导致其花后干物质生产量的降低量过高(1054.8 kg/hm2),未能被其花前干物质向籽粒转运的增加量(540.6 kg/hm2)所弥补,进而产量低于F1处理。3个控释肥料处理之间在所有测定项目上没有显著差异。  【结论】  宽幅播种较常规条播可显著提高小麦产量。新型氮肥一次性施用在常规条播下会降低小麦产量,而在宽幅播种由于花前较高的干物质积累和运转量补偿了花后干物质积累量的下降,不会降低小麦产量,3种新型肥料的施用效果没有显著差异。因此,在宽幅播种条件下,可以采用新型氮肥一次基施替代传统的分次施肥,而在常规条播条件下,应慎重考虑采用新型氮肥一次性基施。     

Use of polysulfone in controlled-release NPK fertilizer formulations

Encapsulation of fertilizers in polymeric coatings is a method used to reduce fertilizer losses and to minimize environmental pollution. Polysulfone was used for a coating preparation for soluble NPK granular fertilizer in controlled-release fertilizer formulations. The coatings were formed by the phase inversion technique (wet method). The influence of the polymer concentration in the film-forming solution on the physical properties of the coatings was examined. The coating structure controls the diffusion of the elements from the interior of the fertilizer granule. It was experimentally confirmed that the use of polysulfone as a coating for a soluble fertilizer decreases the release rate of components. Moreover, the release rate of nutrients from coated granules decreases with the decrease of the coating porosity. In the case of coating with 38.5% porosity, prepared from 13.5% polymer solution after 5 h of test, 100% of NH(4)(+) was released, whereas only 19.0% of NH(4)(+) was released after 5 h for the coating with 11% porosity. In addition, coating of fertilizers leads to improvement of handling properties, and the crushing strength of all coated fertilizers was an average 40% higher than that for uncoated NPK fertilizer.