控释肥的物理-生化复合控释技术及其效果研究

为突破采用单一技术手段生产控释肥的技术常规,探索物理-生化复合控释手段在包膜控释肥生产中应用的可行性,在包膜材料中加入具有脲酶抑制和硝化抑制功能的氨氧化木素AOL制得包膜尿素(PAU),以单一物理控释包膜尿素(PRU)为对照,对两者的控释性能、控释机理和肥效进行了比较研究.包膜尿素在水中溶出率的测定结果表明:PAU的水中初次溶出率和微分溶出率均高于PRU;2种包膜尿素在土壤中溶出的氮素转化动态变化试验结果显示,从膜中溶出的AOL对土壤中尿素的水解以及铵态氮的转化具有明显的抑制作用,表现为加入PAU的处理在培养期间土壤铵态氮和硝态氮所占比例较低.玉米盆栽试验结果显示,与普通尿素相比,供试2种包膜尿素处理均能显著提高作物生物量和当造氮肥利用率,PAU处理两造累积生物量较PRu处理提高15.35%,第1造氮肥利用率提高13.6个百分点.盆栽玉米收获后土壤残留矿质氮分析结果表明,PAU处理土壤残留矿质氮中铵态氮含量明显高于PRU处理,而硝态氮则明显低于PRU.物理-生化复合控释手段在包膜控释肥生产技术开发中的应用为提高产品控释性能、降低生产成本提供了一条新的技术途径.     

β-环糊精-尿素缓控释肥料的制备及应用性能研究

[目的]主要探讨将β-环糊精-（β-CD）用于制备尿素缓控释肥料的可行性.[方法]以β-CD为主体分子,以尿素为客体分子制备环糊精包合物肥料,并且进行红外光谱和溶出度试验.[结果]红外光谱证实了β-CD对尿素的包合作用;当尿素与β-CD的摩尔比为1∶1时,纯水中尿素的初期溶出率为14.37％,微分溶出率为2.37％,28 d累积溶出率为42.57％;包合物中尿素的初期溶出率、微分溶出率和28 d累积溶出率均随本底浓度增大而减小.[结论]包合物对尿素具有缓控释作用.     

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。     

竹炭包膜尿素氮释放特性的影响因素研究

利用竹炭和高分子聚合物为包膜材料,制得不同包膜厚度的BCCU1和BCCU2两种竹炭包膜尿素;并以普通尿素作比较,对其养分缓释性能进行研究.结果表明,竹炭包膜尿素在各种土壤中的氮溶出率和氨挥发量均低于普通尿素.竹炭包膜尿素的氮溶出率随肥水比的增大和浸提温度的升高而显著增大,并且浸提温度越高,氮溶出率增加的幅度越大;浸提液中离子浓度越大,竹炭包膜尿素中氮溶出率越小:供试氮肥在沙质红壤土中的养分溶出率远高于其在石灰岩风化土中的溶出率.不同土壤类型对氮肥的氨挥发损失影响较大.供试氮肥在各种土壤中的氨累积挥发量大小顺序均为:沙质红壤土>石灰岩风化土>粘性红壤土;随土壤含水量的增加,普通尿素和竹炭包膜尿素的氨挥发量都递增,但后者氨挥发量受含水量增加的影响较前者小.     

包膜控释尿素对油菜产量和氮肥利用率的影响

[目的]为油菜合理施用氮肥提供理论依据。[方法]以油菜为试验材料,通过田间小区试验,研究了包膜控释尿素对油菜产量和氮肥利用率的影响。[结果]与施用普通尿素相比,施用包膜控释尿素可以在0.05水平显著提高油菜产量和氮肥利用率。施用树脂包膜控释尿素产量在0.01水平显著高于施用普通尿素;在等氮条件下,施用硫磺树脂包膜控释尿素产量在0.05水平显著高于施用普通尿素。树脂包膜控释尿素通过提高油菜产量构成因素中的千粒重和每角粒数来提高产量。与施用硫磺包膜控释尿素相比,施用树脂包膜控释尿素在0.05水平显著提高油菜氮肥利用率,减少氮肥用量30%,树脂包膜控释尿素氮肥利用率最高,在0.01水平显著高于其他处理。[结论]包膜控释尿素能显著提高油菜产量和氮肥利用率,为其推广应用提供科学依据。     

两种缓控释尿素缓释特性比较分析

通过静水溶出率法比较了两种缓控释尿素的缓控特性。结果表明,两种不同缓控释尿素的初期养分释放率、养分释放期以及养分释放期内日平均释放速率均存在差异。A型缓控释尿素溶解速率慢,释放周期长,其养分释放期可达43 d,其释放速率在60 d之内均呈上升趋势;B型缓控释尿素溶解速率快,释放周期短,养分释放期为28 d,其在35 d前释放速率较快,35 d已累积释放84.63%,后期尿素释放较少,释放速率趋于平缓。     

控释氮肥与尿素配施对玉米生长和养分吸收及产量的影响

本文通过田间试验,研究几种控释肥与尿素的配施对玉米干物质积累、氮素吸收及产量的影响。结果表明:与不施氮处理相比,施用氮肥具有显著的增产效果;控释氮肥70%与普通尿素30%配施处理玉米产量显著高于普通尿素100%处理,增产6.0%;在成熟期,控释氮肥70%与普通尿素30%配施处理地上部干物质积累量和氮素积累量均显著高于普通尿素100%处理,控释氮肥70%与普通尿素30%配施处理氮肥当季回收率、农学效率和偏生产力均显著高于普通尿素100%处理。综合玉米产量、养分吸收利用及经济效益,控释氮肥70%与普通尿素30%配施可发挥2种氮肥的优势,获得显著的增产效果,提高经济效益。     

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%。     

不同配比控释尿素对水稻的影响

控释氮肥作为一种新型肥料近年来影响不断扩大,但控释氮肥在黑龙江省水稻生产上的应用研究尚无报道。在黑龙江省中部黑土区对控释肥在水稻生产上的应用效果进行了研究,结果表明：控释尿素与普通尿素搭配施用,与等养分普通尿素比较,可使水稻增产7.3%～15.7%,提高氮肥利用率17.7%～25.5%。搭配比例以控释尿素占总氮量的30%～50%为好。     

控释尿素对水稻生长的影响

[目的]研究了金正大控释肥料对水稻产量及其性状的影响。[方法]以水稻品种辽星1号为试验材料,研究施用金正大控释尿素不同用量和不同掺混比例对水稻产量及其性状的影响。[结果]在等氮量条件下,控释尿素比普通尿素提高氮肥表观利用率16.5~22.4个百分点,水稻增产6.8%~8.9%。减量30%的控释尿素与2次性施用全量的普通尿素,其水稻产量接近。控释尿素与普通尿素掺混使用效果好,可以提高氮肥利用率。施用70%的控释尿素掺混30%的普通尿素,与单纯施用等氮量的普通尿素相比,水稻增产17.5%,氮肥表观利用率提高28.6个百分点;与单纯施用等氮量的控释尿素相比,水稻增产7.3%,氮肥表观利用率提高15.8个百分点。[结论]施用金正大控释尿素可提高氮肥表观利用率,并通过增加穗粒数和百粒重提高水稻产量。     

控释氮肥对稻田土壤微生物的影响及其与土壤氮素肥力的关系

通过农业部望城红壤水稻土生态环境重点野外观测试验基地的短期控释氮肥试验,研究了控释氮肥对土壤微生物种群和生理群落的影响及其与土壤氮素肥力的关系.结果表明,短期施用控释氮肥稻田土壤的细菌、真菌和放线菌数量明显高于不施氮处理;土壤好氧自生固氮菌、氨化细菌、反硝化细菌的数量比尿素处理低;周年土壤细菌、放线菌数量明显高于尿素处理,真菌数量略低于尿素处理.50%控释氮肥配施有机肥处理土壤中细菌、真菌、放线菌的数量,明显高于尿素和单施控释氮肥处理.控释氮肥配施有机肥,土壤好氧自生固氮菌、氨化细菌、硝化细菌、反硝化细菌的数量均高于控释氮肥和70%控释氮肥处理.施氮处理土壤的好氧和厌氧自生固氮菌的数量低于不施氮处理.土壤中大多数微生物数量与土壤氮素养分含量呈正相关.     

控释氮肥对玉米生长发育及产量和品质的影响

采用控释氮肥在玉米上进行肥效试验研究。结果表明：施用氮肥处理产量比CK增产6.6%-14.1%,控释氮肥在玉米上具有明显增产效应;控释氮肥有促进玉米生长发育的作用,施用控释尿素较常规施氮肥处理氮肥利用率提高了13.44%;降低30%的氮肥用量,较常规施氮肥处理氮肥利用率提高14%;控释尿素处理对玉米蛋白质含量、氨基酸含量和维生素E含量无明显的影响。     

控释氮肥对水稻叶片内源激素含量及平衡的影响

以杂交水稻为试验材料,探讨了控释氮肥对水稻叶片中吲哚乙酸(IAA)、玉米素核苷(ZR)、赤霉酸(GA3)和脱落酸(ABA)等内源激素含量的影响,并研究了不同处理水稻叶片中4种内源激素间的平衡关系.结果表明,与尿素相比较,控释氮肥能够显著提高早、晚稻各时期叶片中IAA,ZR和GA3等内源激素的含量,降低ABA含量.控释氮肥提高IAA,ZR和GA3含量效果最显著的时期是在孕穗至孕穗后第16天,而降低ABA含量效果最显著的时期是在孕穗后16～32d.控释氮肥处理早、晚稻各时期叶片中的IAA/(IAA ABA ZR GA3)值均显著高于尿素处理,ABA/(IAA ABA ZR GA3)值均低于尿素处理,两处理间的ZR/(IAA ABA ZR GA3),GA3/(IAA ABA ZR GA3)值差异不明显.由于水稻叶片中内源激素含量及平衡与水稻产量密切相关,因此,控释氮肥通过对水稻叶片中内源激素含量及平衡的调控,较施用尿素可以增产9.5%(早稻)和6.9%(晚稻).     

双季稻种植下不同类型土壤连续施用控释氮肥的效应研究(英文)

[目的]研究水稻控释氮肥在洞庭湖区双季水稻种植体系下的连续施用效应。[方法]在洞庭湖区3种主要类型土壤上进行连续4年的微区试验,试验设不施肥(CK)、尿素、等氮量控释氮肥及70%氮量控释氮肥4个处理。[结果]等氮量控释氮肥的处理所获得的水稻产量最高,在河沙泥、紫潮泥和红黄泥上比尿素处理分别增产10.3%、8.0%和2.4%;70%N量控释氮肥处理分别增产6.1%、2.6%和-0.8%;在3种土壤上早、晚稻及全年平均吸N量均表现为等N量控释氮肥>70%N量控释氮肥>尿素>对照。等N量控释氮肥处理在上述3种土壤上的肥料利用率分别为60.7%、59.6%和56.3%,比尿素处理分别高23.8%、19.4%和16.3%,早稻随施用年份的延长其利用率呈增加趋势,且高于70%N量控释氮肥处理,晚稻连续施用3年时利用率由上升转为下降趋势。[结论]连续施用控释氮肥可缓解土壤氮素肥力和有机碳含量的下降,特别是在河沙泥稻田中。施用控释氮肥有利于水稻增产、氮肥利用率的提高及土壤培肥。     

Study of Dynamics of Floodwater Nitrogen and Regulation of Its Runoff Loss in Paddy Field-Based Two-Cropping Rice with Urea and Controlled Release Nitrogen Fertilizer Application

The article deals with the effects of urea and controlled release nitrogen fertilizer （CRNF） on dynamics of pH, electronic conductivity （EC）, total nitrogen （TN）, NH4^＋-N and NO3 -N in floodwater, and the regulation of runoff TN loss from paddy field-based two-cropping rice in Dongting Lake, China, and probes the best fertilization management for controlling N loss. Studies were conducted through modeling alluvial sandy loamy paddy soil （ASP） and purple calcareous clayey paddy soil （PCP） using lysimeter, following the sequence of the soil profiles identified by investigating soil profile. After application of urea in paddy field-based two-cropping rice, TN and NHa＋-N concentrations in floodwater reached peak on the 1st and the 3rd day, respectively, and then decreased rapidly over time; all the floodwater NO3--N concentrations were very low; the pH of floodwater gradually rose in case of early rice within 15 d （late rice within 3 d） after application of urea, and EC remained consistent with the dynamics of NH4^＋-N. The applied CRNF, especially 70% CRNF, led to significantly lower floodwater TN and NH4^＋ concentrations, pH, and EC values compared with urea within 15 d after application. The monitoring result for N loss due to natural rainfall runoff indicated that the amount of TN lost in runoff from paddy field- based two-cropping rice with urea application in Dongting Lake area was 7.47 kg ha^-1, which accounted for 2.49% of urea- N applied, and that with CRNF and 70% CRNF application decreased 24.5 and 27.2% compared with urea application, respectively. The two runoff events, which occurred within 20 d after application, contributed significantly to TN loss from paddy field. TN loss due to the two runoffs in urea, CRNF, and 70% CRNF treatments accounted for 72, 70, and 58% of the total TN loss due to runoff over the whole rice growth season, respectively. And the TN loss in these two CRNF treatments due to the first run-off event at the 10th day after application to early rice decreased 44.9 and 44.2% compared with urea, respectively. In conclusion, the 15-d period after application of urea was the critical time during which N loss occurred due to high floodwater N concentrations. But CRNF decreased N concentrations greatly in floodwater and runoff water during this period. As a result, it obviously reduced TN loss in runoff over the whole rice growth season.     

超高产夏玉米植株氮素积累特征及一次性施肥效果研究

 【目的】探讨实现超高产夏玉米(≥12 000 kg?hm-2)简化、高产和高效施肥技术。【方法】2007年和2008年在河南省浚县通过大田试验研究了超高产夏玉米植株氮素吸收、分配和积累特性及具有知识产权的缓/控释氮肥施用效果。【结果】拔节期至大喇叭口期和吐丝期至灌浆中期是超高产夏玉米两个氮素吸收关键时期,从出苗到吐丝期,叶片是氮素的分配中心,吐丝期以后,籽粒/果穗成为氮素的分配中心;吐丝后超高产夏玉米氮素吸收积累量占总积累量的40%—48%,生育后期土壤充足供氮促进夏玉米对氮素的吸收利用保证籽粒灌浆,对实现超高产至关重要。苗期一次性施用缓/控释氮肥的植株氮素积累量比常规2次施氮提高了6%—7%,产量提高了3%—4%,氮肥利用率提高了5个百分点,氮肥农学效率提高了1.26—1.59 kg?kg-1。【结论】施用缓/控释氮肥有利于超高产夏玉米生育后期氮素吸收利用,实现了超高产夏玉米的一次性施肥,增产显著且省工高效。     

磷肥与缓释氮肥对长白落叶松移植苗生长和养分状况的影响

为探明长白落叶松Larix olgensis移植苗木培育所需的缓释氮肥及磷肥最佳用量,以长白落叶松移植苗为研究对象,通过设置4个缓释氮肥水平（0,6,12,18 g·m-2氮）与3个磷肥水平（0,21,42 g·m-2五氧化二磷）共计12个施肥处理组合,研究长白落叶松移植苗木生长状况和养分积累对不同氮磷施肥量的响应规律。结果表明:氮磷仅对叶片磷含量存在显著交互作用（P=0.024）,施肥对苗木生长和养分状况的影响是通过其主效应引起的。缓释氮肥对苗高、地径、各器官生物量及茎、叶、整株的氮、磷含量影响显著（P=0.001~0.026）,其中6 g·m-2和12 g·m-2（氮）对苗木生长和养分积累促进作用较大,但2种施氮量水平间差异不显著;磷肥对苗高、根生物量、叶氮、整株磷含量及叶磷质量分数影响显著（P=0.009~0.040）,21 g·m-2和42 g·m-2五氧化二磷均显著高于对照,但2种磷肥施用水平间差异不显著。与对照相比,6 g·m-2施氮量下苗高、地径、整株生物量和氮含量分别增加22.3%,12.9%,39.9%和48.3%;21 g·m-2五氧化二磷施用量下苗高、根生物量、叶氮、整株磷含量分别增加13.3%,19.3%,17.8%,25.9%。综合考虑施肥效果,缓释氮肥对长白落叶松苗木影响较磷肥大,长白落叶松移植苗最佳施肥量为缓释氮肥（氮）6 g·m-2,磷肥（五氧化二磷）21 g·m-2。图5表2参26     

施用尿素和控释氮肥的双季稻田表层水氮素动态及其径流损失规律

【目的】通过比较研究洞庭湖区双季稻田施用尿素（CF）和控释氮肥（CRNF）的表层水pH、电导率（EC）、总氮（TN）、NH4+-N和NO3--N浓度变化动态及TN径流损失规律，寻找有效控制氮素流失的最佳施肥管理措施。【方法】在渗漏池中按河沙泥（ASP）和紫潮泥（PCP）土壤的剖面层次填装土壤，对天然降雨引起的稻田氮素径流损失进行模拟试验。【结果】稻田土壤施用尿素后，表层水TN、NH4+浓度分别在第1、3天达到高峰，然后随着时间的延长而迅速下降；早稻表层水pH在施用尿素后15 d内（晚稻3 d）逐渐升高，EC表现与NH4+的变化同步。与施用尿素相比，施用CRNF能显著降低稻田表层水TN、NH4+浓度峰值，pH、EC峰值也有明显下降。氮素径流损失监测结果显示，洞庭湖区双季稻田施用尿素TN径流损失量为7.47 kg•ha-1，占施氮量的2.49%；施用CRNF、70%CRNF的TN损失量比施用CF的分别减少了24.5%和27.2%。早稻施肥后20 d内发生的2次降雨径流事件，施用尿素、CRNF和70%CRNF处理的2次TN径流损失量分别占全生育期径流损失总量的72%、70%和58%。其中，早稻施肥后第10天发生的第1次径流的2个控释肥处理的TN损失比施用尿素分别降低了42.9%和44.2%。【结论】双季稻田施用尿素后15 d内表层水氮素浓度高，是氮素流失的关键时期；控释氮肥能显著降低这个时期的表层水和所发生的径流液中的氮素浓度，从而显著削减水稻全生育期内的TN径流损失量。     

控释氮肥减量施用对春玉米土壤N2O排放和氨挥发的影响

在大田条件下采用密闭室间歇通气法和密闭式静态箱法研究了控释氮肥不同施氮水平对春玉米土壤N_2O排放和氨挥发的影响。结果表明:与T2(普通尿素)处理相比,控释氮肥处理(T3~T6)N_2O排放通量变化趋势平稳,无明显的峰值;从累积排放量上看,与T2处理相比,T3(240 kg N·hm~(-2))、T4(216 kg N·hm~(-2))、T5(192 kg N·hm~(-2))、T6(168 kg N·hm~(-2))处理N_2O排放量分别减少27.80%、33.66%、45.85%、55.12%,但T2与T3、T4处理之间差异不显著(P0.05),与T5、T6处理之间差异显著(P0.05);各控释氮肥处理间差异均不显著(P0.05),与施肥量呈极显著的指数函数关系(P0.01)。T2处理氨挥发速率在施肥后的2~4 d内出现峰值,而各控释氮肥处理在基肥、苗肥、穗肥施用后,分别在第9、6、1~2 d出现峰值;与T2处理相比,T3、T4处理氨挥发量反而分别增加了8.02%和0.97%,但差异均不显著(P0.05),T5、T6处理氨挥发量分别减少了8.86%(P0.05)和16.65%(P0.05);各控释氮肥处理间,与T3相比,T4、T5、T6处理氨挥发量分别减少了6.53%(P0.05)、15.62%(P0.05)和22.84%(P0.01),且氨挥发量与施氮量呈极显著线性关系(P0.01)。从产量上看,各施氮肥处理玉米产量均显著高于不施氮肥处理,但各施氮肥处理间差异不显著(P0.05)。综合产量和N_2O排放、氨挥发考虑,控释氮肥的合理减氮施用能够发挥更大的环境效益。     

松树土壤根际微生物溶磷基因的克隆与表达

探究土壤根际微生物溶磷基因对难溶性矿物质磷的溶解作用。利用从土壤中提取宏基因组,克隆了Gab Y基因,并构建了表达载体,研究了该基因在大肠杆菌DH5α的表达对难溶矿物质磷酸Ca_3(PO_4)_2的溶解作用。结果表明,构建的Gab Y表达载体成功表达;对照组产酸能力较试验组弱,且对照组溶磷效率要低于试验组,直接从植物根际土壤微生物宏基因组中筛选溶磷基因对矿物质无机磷的溶解的研究可行。