醋酸酯淀粉及与抑制剂结合包膜尿素在棕壤中尿素溶出特征

在室内恒温培养条件下,以普通大颗粒尿素为对照,研究4种醋酸酯淀粉(SA)包膜及与生化抑制剂结合尿素肥料在草甸棕壤中尿素态氮溶出特征,以确定不同种SA包膜尿素在土壤中缓/控释效果及释放特征。研究表明,4种SA包膜尿素在土壤中尿素累积溶出量在28 d后达到最大值,接近100%,SA+UTRA、SA+DCD+UTRA、SA+NBPT+UTRA和SA+DCD+NBPT+UREA分别在12、16、12和16 d养分累积溶出量超过80%,是水中释放期的2倍左右,SA+UREA时段平均溶出率最高峰值出现在0～4 d,达到9.11%d-1,另3种包膜肥料均出现在5～8 d,为8.57%d-1～9.97%d-1。SA与DCD或NBPT结合包膜尿素对控制尿素释放作用效果十分显著,SA与DCD及NBPT结合型包膜尿素肥料对抑制尿素释放作用最强。     

醋酸酯淀粉包膜尿素水中养分溶出特征

以研制的4种醋酸酯淀粉包膜尿素肥料为研究对象,日本70 d聚烯烃包膜尿素肥料为对照,研究醋酸酯淀粉包膜尿素在水中尿素态氮溶出特征,以确定醋酸酯淀粉包膜尿素的控释性能.结果表明.醋酸酯淀粉包膜肥料尿素累积溶出曲线呈倒"L"型.在水中7～13 d达到最大溶出量.尿素态氮累积溶出80%的时间为2～3 d,初期溶出率65.71%～75.79%;养分累积释放率不超过75%的时间为1～2 d;第7 d微分溶出率都显著大于2.5%.聚烯烃包膜肥料尿素态氮累积溶出80%的时间超过40 d.初期溶出率为2.05%;聚烯烃养分累积释放率36 d为73.32%,37 d为75.01%;第7 d微分溶出率1.68%.醋酸酯淀粉包膜尿素缓/控释效果较差,对养分的控释能力明显低于聚烯烃包膜尿素,但对尿素态氮起到了一定的缓/控释作用.醋酸酯淀粉包膜尿素及聚烯烃包膜尿素肥料在水中尿素态氮累积溶出特征曲线符合一元二次方程模型.     

磷酸氢钙包膜尿素的研制及其释放特性

以聚乙烯醇水溶液为粘结剂,以肥料级磷酸氢钙为包膜材料,采用喷雾包涂的方法制备一种新的、多营养的、不污染土壤的缓释/控释尿素。用水浸泡法和土壤培养法表征了包膜尿素的释放特性,用扫描电子显微镜研究了包膜尿素的表面和截面形貌。讨论了涂层量对包膜尿素的缓释性能的影响。实验结果表明:涂层量是影响尿素释放的重要因素,磷酸氢钙包膜尿素在水中氮素的释放行为可用一级释放动力学方程来描述;CU-25和CU-30包膜尿素在水中溶出80%的氮素分别需要5.36.d和12.53.d,而在土壤中溶出80%的氮素所需要的时间大于110.d;包膜尿素的扫描电镜照片显示,包膜层中的缝隙小于1μm。     

腐植酸尿素氨挥发特性及影响因素研究

采用室内模拟,研究了腐植酸尿素在土壤培养条件下其氨挥发特性及其与土壤脲酶活性、氮溶出率以及土壤铵态氮、硝态氮含量变化的关系。结果表明,研制的4种腐植酸尿素氨挥发量分别比普通尿素降低了48.14%、 47.99%、 30.89%、 59.22%,其中水溶性腐植酸含量11.78%的腐植酸尿素降低最多。腐植酸尿素降低氨挥发量与其养分释放模式和形成的土壤环境密切相关。土壤氨挥发总量与脲酶活性在培养前期相关系数较高,培养48和96 h分别达到0.825和0.808; 土壤氨挥发总量与肥料累积溶出量相关系数为0.903; 培养前期,土壤氨挥发量与铵态氮含量相关系数达到0.869。     

石蜡-松香包膜尿素的形貌及其释放行为的研究

以石蜡-松香混合物作为包膜材料，以磷酸氢钙为调理剂，采用熔融喷雾包涂的方法制备一种新型、多营养、不污染土壤的缓释尿素。用水浸泡法和土壤培养法探讨了包膜尿素的释放特性，用扫描电子显微镜研究了包膜尿素的表面和截面形貌。分析了松香与石蜡的配比、涂层量对包膜尿素养分释放速率的影响。结果表明，松香与石蜡的配比是影响包膜尿索养分释放速率的主要因素，涂层量是影响尿素释放的重要因素，包膜尿素在水中氮索的释放行为可用一级释放动力学方程来描述；其中，CRC-25和CRC-30包膜尿素在水中溶出80％的氮素分别需要10．07d、17．88d，在土壤中溶出80％的氮索所需要的时间大于130d；包膜尿素的扫描电镜照片显示，包膜层中的缝隙小于5μm。     

保水剂包膜尿素的特征与性能

保水肥料是缓/控释肥料研究的新方向,本文利用聚合化学反应制备出了一种保水剂包膜尿素肥料,并对该肥料的包膜特征、养分控释性能及其对土壤水分的影响进行了研究。结果表明:保水剂包膜尿素的实际包膜量低于设计包膜量,一般低10%～12%。扫描电镜成像图显示:保水剂包膜尿素包膜上存在纤维网状孔隙,膜厚度为0.15～0.25mm。7d水溶出率的实验结果表明,保水剂包膜尿素养分控释效果低于塑料包膜尿素,保水剂包膜尿素的养分缓释作用主要来自包膜对尿素的吸附作用。保水剂包膜尿素处理土壤的土壤水分脱水曲线测定结果说明,保水剂包膜尿素可提高土壤水分含量,增加土壤水分的有效性,改善土壤的保水、释水性能。因此,保水剂包膜尿素肥料是具有开发应用前景的新型缓/控释肥料。     

缓/控释尿素在稻田土壤中养分释放与转化特点及脲酶响应

采用田间应用试验方法,研究利用3种生化抑制剂双氰胺(DCD)或3,5-二甲基吡唑磷酸盐(DMP)和N丁基硫代磷酰三胺(NBPT)对尿素氮转化的协同作用、结合氮肥增效剂多肽(PA)或丙烯酸树脂包膜制成的缓/控释尿素肥料在北方粳稻土壤中养分释放与转化特点,明确肥料在北方稻田土壤中的缓/控释性能。结果表明:所用肥料在水田土壤中尿素态氮都能保持到水稻灌浆期,尿素有效性至少可达82d,2种生化抑制剂结合包膜肥料可达146d,完全可以满足水稻整个生长期的氮素供给,脲酶抑制剂NBPT及包膜层具有显著的缓/控释作用效果;而多肽活性物质在稻田土壤中无明显抑制尿素转化作用。在水稻生长前、中期,土壤铵态氮含量很高,完全能满足水稻对铵态氮的吸收,硝化抑制剂DCD或DMP和水田淹水土壤生态环境共同作用使土壤中铵态氮大量存在、硝态氮较少,总体上DMP作用效果优于DCD;所有肥料对水田土壤脲酶活性影响差异不大,PA没有起到保持土壤中大量的氮素养分和减少氮素损失的显著作用。     

桐油包膜尿素养分释放机理的研究

以桐油为包膜材料,采用土壤盆栽试验和水中静置试验,对控释肥料养分释放动态进行了研究。结果表明,以桐油为包膜材料的包膜尿素,在土壤中养分初期溶出率为12.6%,在水中养分初期溶出率为20.1%,是比较理想的包膜材料。在水中与土壤中养分释放期为1∶1.2;N素的释放可用LOGISTIC动力学方程描述,释放常数k值可用来判断控释尿素的N素释放速率大小。     

控释尿素对小麦-玉米产量及土壤氮素的影响

利用田间试验研究了包膜控释尿素对小麦-玉米产量、氮素利用效率、土壤氮素积累及移动的影响。结果表明,与施用普通尿素比较,小麦-玉米周年施用包膜控释尿素,在肥料用量减少20%和40%情况下,小麦-玉米总产量分别是100%普通尿素处理的97.4%和97.7%;控释尿素施氮量为60%处理的肥料农艺利用率和偏生产力分别比普通尿素提高11.57%和54.14%。控释尿素施氮量为80%处理的肥料农艺利用率和偏生产力分别提高6.40%和22.09%。施用控释尿素显著增加了0-20 cm土层的碱解氮和0～40cm土层的硝态氮含量;60-100 cm土层中,控释氮肥处理土壤硝态氮含量与不施氮肥处理差异不显著,普通尿素处理小麦收获后60～80 cm土层、玉米收获后60～100 cm土壤硝态氮显著高于不施氮肥处理,肥料氮素下移明显。试验结果显示,施用控释尿素增加了耕层（0～20 cm）土壤的氮素积累,减少了氮素向土壤深层移动的数量,有利于减少施肥对环境的不利影响。     

土壤水分对包膜尿素养分释放特性的影响

试验采用土壤培养的方法,以释放期分别为60 d(肥料A)和90 d(肥料B)的两种肥料作为供试肥料,研究了土壤绝对含水量、干湿交替、相对含水量和水势因素对3种土壤中包膜尿素养分释放特性的影响。结果表明:在3种土壤中,土壤绝对含水量从50 g/kg增到200 g/kg时,包膜尿素养分释放率均随土壤水分含量的增加而显著增加,此时水分因素是控制包膜尿素养分释放的主要因素。在干湿交替条件下,两种供试肥料间释放率的差异变大,其中肥料B在潮土中释放速率较其他两种土壤中下降更多。当相对含水量在0%~50%田间持水量范围内,或水势在60~100k Pa范围内时,供试肥料在红壤中的释放显著低于潮土和水稻土,这与红壤中黏粒含量高有关;当相对含水量大于100%田间持水量时,或水势低于60 k Pa时,土壤水分和土壤类型对包膜尿素养分释放的影响基本不再显著。常用的Sugihara方程可以较好地拟合包膜尿素在试验设定水分条件下的养分释放特性,相关系数r0.95。3种不同土壤水分参数均可以用来预测包膜尿素的释放率和释放期,其中水势(x)与包膜尿素释放期(y)的拟合效果最好,关系式为y=64.79e~(0.0066x),r=0.91。     

丙烯酸树脂包膜尿素肥料研制及其控释效果

采用丙烯酸树脂为包膜材料,以NBPT（N-丁基硫代磷酰三胺）和DCD（双氰胺）为生化抑制剂,利用流化床对尿素进行涂层生化抑制剂及包膜,制备4种包膜肥料,对这些包膜肥料在水中的控释效果进行了研究。结果表明,采用此技术制备的包膜肥料,表面成膜完整,包膜物质在成膜时分布均匀、与尿素肥心接合紧密,表面光滑。NBPT和DCD与肥心结合严密,包膜层紧覆于抑制剂的外表。包膜可有效控制尿素的溶出,在水中的控释时间为19～30d。初期溶出率远远小于15％,微分溶出率基本上在0．25％～2．5％之间;在水中尿素累积溶出特征符合一元二次方程模型,尿素释放曲线呈“S”形。     

缓/控释氮素肥料玉米苗期养分释放特点

采用盆栽试验．模拟田间生态环境．研究施用不同种缓／控释氮素肥料玉米苗期土壤尿素态氮、硝态氮、铵态氮和速效态氮含量，分析比较其在玉米苗期氮素养分释放特点。研究表明，在玉米苗期，施用醋酸酯淀粉包膜脲酶抑制剂nBPT涂层尿素肥料。土壤中尿素态氮和铵态氮的积累量最多．分别为21．72mg／kg和48．31mg／kg；醋酸酯淀粉包膜尿素肥料，硝态氮和速效氮含量最多．分别为102．90mg／kg和135．25mg／kg；丙烯酸树脂包膜脲酶抑制剂nBPT涂层尿素肥料，尿素自膜内迁移到土壤中的量较少，硝态氮和速效态氮含量最少。分别为53．74mg／kg和93．70mg／kg。包膜与脲酶抑制剂nBPT相结合的缓／控释肥料，对减少土壤石硝态氮的生成效果最为明显．明显优于其他缓／控释肥料．丙烯酸树脂包膜nBPT涂层尿素肥料控释效果最好。     

包衣尿素在田间的溶出特征和对夏玉米产量及氮肥利用率影响的研究

通过田间试验研究了控释包衣尿素在田间的实际溶出过程及其对玉米产量、氮肥利用率的影响。结果表明,控释包衣尿素在田间的实际溶出期限远远高于实验室的测定值,控释包衣尿素处理耕层土壤无机氮动态过程与其溶出特征比较一致;在减少20%氮肥用量并且采用玉米全生育期一次性基施的措施下,控释包衣尿素的玉米产量和吸氮量与常规施肥措施的尿素持平,而氮肥利用率略有提高。     

包膜尿素对旱地红壤氮素垂直迁移特征的影响

结合花生田间试验,利用原位土壤溶液取样装置,研究了一次性基施包膜尿素对典型红壤旱地0～100cm深度土壤溶液氮(N)素垂直迁移特征的影响。结果表明,①旱地0～100cm土层红壤溶液N素含量以NO3-N含量最高,且以包膜肥料处理较明显;②对照处理0～100cm土层红壤N素含量变化不大,而普通尿素和包膜尿素处理0～60 c...     

Nitrogen Release from Coated Urea Fertilizers in Different Soils

The nitrogen (N) release from coated urea fertilizers (Arborite and ESN), traditional N fertilizers [urea, (NH₂)₂CO], and urea ammonium nitrate (UAN) [(NH₂)₂CO, NH₄NO₃] in three North Carolina (USA) soils was measured throughout a 12-week laboratory incubation. Treatments were N source and moisture level (60% and 80% of field capacity). In both the Candor and Cecil soils, 40% of the Arborite N had released by day 2 after addition to the soil. Maximum Arborite N release was achieved by week 6 for both soils. The ESN N release began between weeks 1 and 2, and maximum release was attained by week 6 for the Candor and by week 8 for the Cecil soil. The ESN reached 70% release on Portsmouth by week 8 and Arborite had an immediate release. Field studies of these coated ureas would be needed to determine if they are economically viable over more traditional N fertilizers in North Carolina.     

控释尿素不同施用条件下冬小麦产量和氮素利用效应

采用田间试验方法研究了控释尿素不同施用条件对冬小麦产量、氮素利用和经济效益的影响。试验共设7个处理,即CK(空白处理,不施氮肥)、100%PU10/0(普通尿素全量基施,N 240 kg·hm-2)、100%PU6/4(60%的普通尿素基施、40%的普通尿素于拔节期追施,N 240 kg·hm-2)、80%PU6/4(60%的普通尿素基施、40%的普通尿素于拔节期追施,N 192 kg·hm-2)、100%CRU(全量树脂包膜控释尿素基施,N 240 kg·hm-2)、80%CRU(80%树脂包膜控释尿素基施,N 192 kg·hm-2)和40%CRU+40%PU(40%树脂包膜控释尿素+40%的普通尿素基施,N 192 kg·hm-2)。结果表明,无论是产量效应还是氮素利用效应,树脂包膜控释尿素(CRU)处理总体优于普通尿素(PU)处理,尤其树脂包膜控释尿素和普通尿素配施(40%CRU+40%PU)效果最佳,以7 709 kg·hm-2的产量、36.44%的氮肥吸收利用率、15 946元·hm-2的相对净收入达到处理间最高水平。该处理在减少氮素投入量的情况下,不仅促进了冬小麦增产,而且显著提高了肥料的利用率,拥有较高的产投比。因此,树脂包膜控释尿素和普通尿素的配施处理(40%CRU+40%PU)是本试验条件下最优的氮肥处理。     

不同粒径生物炭包膜尿素缓释肥性能及缓释效果

为探究生物炭粉包膜处理对尿素缓释效果的影响,该研究以不同粒径稻壳生物炭粉为包膜材料,对尿素颗粒进行不同层数包膜处理,分别制备了3种生物炭包膜尿素缓释肥C_1(0.15 mm生物炭粉包膜)、C_2(内层0.15 mm,外层0.25 mm生物炭粉包膜)和C_3(内层0.15 mm,中层0.25 mm,外层0.425 mm生物炭粉包膜),并对生物炭包膜尿素缓释肥性能及缓释效果进行了分析研究。研究结果表明3种生物炭包膜缓释肥粒径主要分布在2.90～4.80 mm,随着包膜层数的增加,包膜缓释肥粒径随之增大,C_2和C_3粒径显著高于C_1(P0.05)。C_1、C_2和C_3的抗压强度为20.40～48.00 N,满足工业生产需求。与C_1和C_2相比,C_3颗粒表面较光滑,切面具有致密且孔隙结构丰富的层状结构,吸水倍率最小(1.69),耐水性也显著优于C_1与C_2(P0.05),氮元素缓释效果优于C_1与C_2。综上可以看出,3层包膜尿素缓释肥膜壳强度高于单层和双层包膜尿素缓释肥,通过控制不同膜层生物炭的孔隙结构和孔径,减缓水分的渗入及养分的流出过程,缓释效果突出,为生物炭包膜缓释肥的开发应用提供一个新技术路径。