大豆油多元醇包膜尿素膜的结构与红外光谱特征及氮素释放特性研究

为了降低包膜尿素的生产成本,根据圆盘造粒机的原理利用4种不同黏度的环氧大豆油多元醇低聚物制备缓释包膜尿素。应用三维显微镜和红外光谱仪对包膜尿素的膜结构及成膜机制进行分析,并测定其氮素在水中的溶出率。结果表明,尿素包膜层是由紧密排列的固体颗粒和聚合物互相胶联构成的;对膜层研究表明,包膜材料在复合成膜过程中固体粉末表面的羟基与液体包膜材料有键合作用,这种键合作用是膜形成和保证强度的基础。4种包膜肥养分在水中的初次溶出率分别为11.5%、12.51%、11.64%、13.1%,微分溶出率分别为7.03%、7.96%、7.65%、8.61%,表明环氧大豆油(ESO)低聚物包膜肥料具有良好的缓释性能。     

固-液反应包膜尿素的膜结构特征初报

应用扫描电镜对2种固-液反应型包膜尿素的膜结构进行了观察分析。揭示了这类包膜尿素膜的结构特征，探讨了包膜的结构特性与控释性能的关系。     

包膜肥料膜结构及养分释放动力学特性

采用电子显微镜探讨了3种有机聚合物包膜肥料的膜结构和厚度与养分释放的关系。扫描电镜的图像分析结果显示,膜的基本结构为叠加层状,叠层间有微小颗粒或孔隙,包膜尿素、包膜磷铵-1和包膜磷铵-2的膜平均厚度分别为65μm、35μm和45μm。膜的叠层致密程度和厚度与养分释放速度成负相关关系。采用电超滤（EUF）在短时间内确定包膜肥料氮养分释放量（g/kg）和时间（min）的关系,用数学方程进行拟合,建立了包膜尿素、包膜磷铵-1和包膜磷铵-2的氮养分释放动力学经验方程分别为y=2.162x-3.973,y=2.817x＋20.867和y=2.434x＋4.733。从而,可以快速鉴别包膜肥料的控释特性。     

机械活化醋酸酯淀粉包膜缓释尿素的制备

采用浇铸法制备醋酸酯淀粉膜,研究了取代度、铸膜液溶剂种类、铸膜液质量体积分数和铸膜液温度对膜性能的影响.采用物理法制备包膜尿素,以淋溶法对包膜尿素的释放特性进行评价.结果表明,机械活化玉米醋酸酯淀粉成膜性能好.是良好的缓释包膜剂;包膜尿素淋溶9次后尿素总溶出率为53.74%.比普通尿素总溶出率降低43.44个百分点.说明用机械活化醋酸酯淀粉包膜尿素后,对尿素态氯释放有明显的缓释放作用.     

高吸水性树脂包膜尿素的结构特征及养分控/缓释性能

 【目的】研究高吸水性树脂包膜尿素的结构特征及养分控/缓释性能。【方法】以不同类型和吸水倍率的高吸水性树脂为包膜材料，以大颗粒尿素和改性矿物包膜尿素为原料肥料，研制出高吸水性树脂单层包膜尿素、高吸水性树脂复式包膜尿素系列产品，利用电子扫描电镜研究了其结构特征，并以水中溶出率法和模拟土柱淋溶法研究其养分释放特性。【结果】高吸水性树脂包膜尿素水中24 h氮素溶出率在18.22%～83.87%之间，土壤中4周氮素累积淋出率在40.91%～65.38%之间，较尿素降低5.21%～40.68%。控/缓释性能与高吸水性树脂的类型、吸水倍率及用量有关。聚丙烯酰胺型高吸水性树脂包膜尿素控/缓释效果好于交联聚丙烯酸盐型高吸水性树脂包膜尿素。随着高吸水性树脂用量的增加，高吸水性树脂包膜尿素的水中溶出率和土壤淋出率均明显下降；扫描电镜图显示高吸水性树脂复式包膜尿素的包膜效果明显优于高吸水性树脂单层包膜尿素，其控/缓释效果还与内膜材料有关。高吸水性树脂包膜尿素的内外膜均是由大小不一形状不规则的包膜材料微粒无序紧密堆积，并由胶粘剂填充空隙胶联而成，包膜叠层间和叠层内有微小孔隙,它们是尿素溶出的通道。【结论】高吸水性树脂包膜尿素兼具吸水、保水和养分控/缓释性能，是具有较好开发和应用前景的保水型控/缓释肥料。     

机械活化乙酰化淀粉用作尿素缓释膜的研究

[目的]研究机械活化乙酰化淀粉用作尿素缓释膜,为在农业上应用机械活化乙酰化淀粉制作尿素缓释膜提供技术依据。[方法]采用浇铸法制备乙酰化淀粉膜,研究了取代度、铸膜液溶剂种类、铸膜液浓度和铸膜液温度对膜性能的影响。以淋溶法对包膜尿素释放特性进行评价。[结果]机械活化木薯乙酰化淀粉成膜性能好,工艺简单,操作简便;包膜尿素淋溶9次后尿素总溶出率为57．73％,比普通尿素的尿素总溶出率降低39．45％。[结论]用机械活化乙酰化淀粉包膜尿素后,对尿素态氮有释放有明显的缓释放作用。     

潲水油醇解制备固液反应型包膜控释肥膜材的方法及膜控释性能

探讨以潲水油为主要原料制备包膜缓/控释肥膜材的工艺方法,并采用固液反应包膜工艺制备了6种包膜尿素,通过水浸泡法对包膜尿素的氮素控释性能进行了研究。结果表明:潲水油精制以添加浓硫酸2.6%、水40%和6次水洗可获得较高的回收率,比采用磷酸精制经济;醇解工艺中潲水油与多羟基化合物物质的量比为1.0∶0.7~1.0∶0.9时可获得适宜粘度和羟值的醇解产物;醇解潲水油与多聚异氰酸酯不同配比的膜材预聚体与膨润土制得的膜对尿素饱和溶液中尿素透过量测定结果显示,膜的通透性随膜材预聚体中醇解潲水油比例的增加而增大;分别采用2种不同羟值醇解潲水油与多聚异氰酸酯按质量比2.0∶1.0、2.5∶1.0和3.0∶1.0配制膜材预聚体制备的6种包膜尿素水中溶出率试验结果表明,6种包膜尿素均具有良好的控释效果,养分水中24 h溶出率为8.9%~11.1%,7 d累计溶出率为35.7%~42.1%。     

玉米淀粉基缓释膜的制备及表征

[目的]研究玉米淀粉基缓释膜的制备条件及特征。[方法]以玉米淀粉与聚乙烯醇为原料,在交联剂的作用下,制得包膜料液,用此料液给尿素涂膜,制得包膜尿素。通过红外光谱对膜的结构进行表征和分析,研究改性淀粉膜的形成条件和影响因素。[结果]制备玉米淀粉基缓释膜的最佳反应条件是淀粉和PVA的质量比为1∶1,PVA的含量为15%,吐温0.2 ml,尿素0.5 g,丙三醇1.5 g,甲醛2ml,硼砂0.2 g,引发剂用量0.5%,反应30 min,反应温度控制在80℃。[结论]制备得到的包膜材料具有成本低、可生物降解、无环境污染等特点。     

不同包膜尿素对土壤养分特性的影响

为探明粉煤灰与超细磷矿粉作为包膜材料的缓释效果,以粉煤灰和超微细磷矿粉为包膜材料,自制两种不同涂层厚度的包膜缓释尿素,在大田实验条件下,以普通尿素、树脂包膜尿素和硫包膜尿素为对照,研究了两种不同膜材料缓释尿素对土壤养分特性的影响。结果表明:自制包膜尿素比普通尿素更能改善土壤的持续供氮能力,提高土壤脲酶活性,30%粉煤灰包膜尿素及25%和30%的超微细磷矿粉包膜尿素缓释效果最好;与树脂包膜和硫包膜尿素相比,自制包膜尿素可提高小白菜生长前期土壤中的养分含量。     

魔芋葡甘聚糖-乙基纤维素包膜尿素的制备及其缓释性能

利用转鼓包衣锅喷雾热固的方法制备魔芋葡甘聚糖(KGM)包膜尿素、乙基纤维素(EC)包膜尿素和KGM-EC复合膜包膜尿素,并对包膜尿素的微观结构及其缓释性能进行研究。结果表明,KGM包膜层粗糙且多孔,包膜的尿素在水中释放速率非常快;EC包膜层致密光滑,包膜的尿素很难释放;KGM-EC包膜层结构均一,较KGM包膜层致密,对尿素有较好的缓释效果,KGM-EC复合膜是具有应用前景的尿素包膜材料。另外,将KGM包膜尿素、EC包膜尿素和KGM-EC包膜尿素按照一定比例混合,形成组合包膜尿素,不同组合的包膜尿素具有不同的尿素释放率,这种组合方式是制备缓释尿素的有效途径。     

Study on Membrane Microstructures and Characteristics of Infrared Spectra and Nitrogen Release of Solid-Liquid Reaction Coated Urea

The membrane microstructures and the mechanism of two coated ureas formed through solidliquid reaction were observed by scanning electron microscope and infrared spectra, the relation of the structural characteristics with the nitrogen release feature was also discussed by combining with nitrogen dissolution in water. The results showed that the membranes were made of solid particles tightly connected to each other and were piled up layer by layer through liquid glue. Porosity and aperture of membrane were determined by compactness of piled layers and the particles in a single layer and also related to the characteristics of coating materials. Research of the infrared spectra of membrane, made of a solid powder and a liquid glue, proved that O-H on the solid surface was bonded with the double bond of the liquid glue, thus forming membrane and keeping it stable. It was found that the two coated ureas showed obvious differences in nitrogen releasing due to their membrane structures, the porosity and aperture of membrane were the critical factors for nitrogen releasing.     

新型包膜尿素的氮释放动态研究

利用高分子聚合物为包膜材料,根据涂膜量不等制得CU1, CU2二种包膜尿素,并在实验室条件下对其进行性能测试,以常规尿素（U）作比较,验证包膜尿素（CU）作为新型高效肥料的优点。研究结果表明：包膜尿素CU系列均具有不同程度的缓效性,涂膜量越大,养分溶出速率越慢; 包膜尿素CU系列在各种土壤中的淋失量和挥发量均少于常规尿素; 环境中离子浓度高低影响包膜尿素的溶出动态。     

造纸黑液木质素对尿素氮在土壤中转化与生物利用的影响

利用造纸黑液木质素对尿素进行包膜处理，制成3种不同包膜厚度的缓释尿素(LCU)，通过土壤淋溶试验和盆栽试验研究了木质素包膜尿素氮素释放规律和生物利用效果，结果表明：木质素也膜尿素具有不同程度的缓释性能，木质素包膜尿素中氮素累积溶出速率比普通尿素低12％；施用木质素包膜尿素的玉米生物量均大于普通尿素，尿素氮素利用率平均提高了7.8％．木质素对尿素氮转化影响除了物理控释作用外、其降解产物还具有一定的硝化抑制作用，能减少氮素的淋失和对环境的污染．     

非水溶性材料包膜缓释氮肥的养分释放特性及其对小青菜产量的影响

为了研究自制的非水溶性材料包膜缓释氮肥的养分释放规律及其对小青菜产量的影响,采用浸泡试验分析了3种非水溶性材料包膜缓释氮肥(缓释肥料A、缓释肥料B、缓释肥料C)的养分释放规律,同时利用盆栽试验研究了其对小青菜产量的影响。结果表明:非水溶性包膜肥料具有较好的缓释性能,当缓释氮肥包膜率为6%～8%时,通过浸泡试验测得的135 d氮养分累积释放量为32.2%～63.5%;盆栽试验结果表明,施用了3种缓释氮肥的小青菜地上部产量均高于不施氮肥对照,增产幅度为244.90%～406.58%,均略高于施用普通大颗粒尿素的产量;其中缓释肥C处理小青菜产量高,小青菜硝酸盐含量和土壤硝态氮含量低。     

水田施用涂层尿素对氮素挥发抑制效果的模拟试验

水田土壤施用涂层尿素抑制氮素挥发损失的研究结果表明，涂尿素素肥料在全层混施，8cm深施和表面撒施3种施肥方式下均有抑制NH3和NOx挥发损失的作用，涂层尿素与普通尿素相比，表面撒施降低氮素（NH3＋NOx)挥发损失率达32．8％，8cm深施降低氮素（NH3＋NOx)挥发失率达19．9％，全层混施降低氮素（NH3＋NOx)挥发损失率达6．9％。     

不同氮源对土壤无机氮、玉米产量和氮利用效率的影响

为了提高氮肥利用率,选择合适的包膜尿素(一次性基施)代替尿素(基肥+追肥),以玉米品种巴玉11为试验材料,研究不同氮源(氮肥品种)、不同施氮时期对土壤无机氮含量、玉米产量和氮利用效率的影响。田间试验设置空白(CK)、尿素基施(CU1)、尿素基施+追肥(CU2)、硫包膜尿素基施(SCU)、树脂包膜尿素基施(PCU)、50%树脂包膜尿素+50%普通尿素基施(HPC)共6个处理,测定不同生育时期1 m土体内铵态氮含量、硝态氮含量、玉米产量及氮利用效率。结果表明,与传统施氮方式相比(CU2),尿素一次性基施(CU1)处理前期氮素释放快,后期脱肥;两种包膜尿素均可延缓氮素释放,硫包膜尿素表现为前期氮素释放快的典型特征,树脂包膜尿素在整个生育时期表现较平稳氮释放。各处理产量表现为PCUHPCCU2CU1SCUCK,相对于不施氮依次增产46.3%、38.8%、29.5%、25.8%、16.9%;氮肥利用率表现为PCUHPCSCUCU2CU1,利用效率依次为49%、43%、39%、36%、25%。树脂包膜尿素基施处理和50%树脂包膜尿素+50%尿素基施处理,可显著提高玉米产量和氮利用效率,可代替传统施氮方式应用于生产。研究结果为黑土区一次性施氮提供理论依据和应用参考。     

低分子量聚乳酸包膜尿素的缓释特性及其减少氨挥发的作用

【目的】制备低分子量聚乳酸包膜尿素,研究其缓释效果和减少氨挥发的作用。【方法】以相对分子质量5 000和10 000的聚乳酸为包膜材料,采用流化喷涂法分别制备包膜尿素,再用石蜡作封闭处理或不处理,制得4种包膜尿素;通过扫描电镜观察包膜结构,采用土柱间歇淋溶的方法研究不同肥料施入土壤后氮素的释放,并通过培养试验观测氨挥发损失。【结果】扫描电镜观察结果表明,两种低分子量聚乳酸均能在尿素颗粒表面成膜,石蜡封闭处理能有效减少包膜中的空隙;在等氮量条件下,包膜尿素处理的氮素淋出量显著小于普通尿素处理（P＜0.01）,缓释效果明显;培养试验结果表明,包膜尿素施入土壤后的氨挥发损失也显著小于普通尿素处理。【结论】低分子量聚乳酸包膜尿素是一种环境友好的新型缓释肥料,值得开发应用。     

包膜控释肥料氮素释放动力学研究

采用7d静置法和土壤培养试验,对聚合物包膜控释肥料养分释放动态进行了研究。结果表明,供试的7种包膜肥料初期溶出率均小于12%,微分溶出率为0.26%～2.49%;培养期间,7种肥料配比的养分释放曲线斜率均随时间的延长而逐渐下降;养分释放曲线根据其斜率可分为3组:2种控释肥单施或配合施用的最低,单施尿素的最高,尿素与控释肥配合施用的居中;各处理的氮释放动力学方程均达到显著或极显著水平,可用一级动力学方程描述其养分释放特性;速率常数k既可反映控释肥料氮素释放速率的快慢,又可描述肥料的配比效应。与控释肥单施或其配合施用相比,尿素与控释肥配比施用,氮素释放速率增加了65.4%～164.5%,释放期缩短了11～44d。     

包裹型缓释复合肥对黑麦草生长及提高肥料利用率的研究

采用微区试验方法，对矿物包裹型缓释复合肥的肥料效应进行了研究，结果表明，缓释复合肥的养分释放明显向后期延伸，有利于植物均衡吸收，其氮的利用率高达60％，比等养分复合肥高出38个百分点；其磷的利用率高达26．5％，比等养分复合肥高出11．5个百分点。     

玉米苗期施用缓/控释氮素肥料养分释放特点与土壤生物活性研究

采用盆栽试验,模拟田间生态环境,测定施用不同种缓/控释氮素肥料,玉米苗期土壤尿素态氮、硝态氮、铵态氮含量,脲酶、硝酸还原酶活性、微生物量碳和氮含量变化趋势,比较玉米苗期氮素养分释放、土壤生物活性特点。研究表明,玉米苗期,施用SA nBPT U肥料,尿素态氮和NH4 -N的积累量最多,对土壤脲酶活性有显著的抑制作用;SA U肥料,硝态氮最多;MMA nBPT U肥料,尿素自膜内迁移到土壤中的量较少,硝态氮和微生物量最少。包膜与脲酶抑制剂nBPT相结合的缓/控释肥料,对减少硝态氮的生成效果最为明显。施用nBPT U肥料,微生物量最多。施用不同种缓/控释氮素肥料,土壤硝酸还原酶活性普遍增强,脲酶抑制剂nBPT对土壤硝酸还原酶活性无显著作用;施用不同种缓/控释氮素肥料土壤微生物量碳、氮的变化趋势一致。丙烯酸树脂包膜与脲酶抑制剂相结合的缓/控释肥料控释效果最好。