CTS-g-PAA/SH高吸水性树脂的缓释和保水性能

【研究目的】以壳聚糖(CTS)、丙烯酸(AA)和腐殖酸钠(SH)为原料,在水溶液中通过接枝共聚反应合成壳聚糖接枝聚丙烯酸/腐殖酸钠(CTS-g-PAA/SH)高吸水性树脂;【方法】考察CTS-g-PAA/SH树脂在不同浓度盐溶液中的溶胀行为、反复吸水性能、SH的缓释性能和在土壤中的实际保水效果;【结果】在SH含量为10%时,CTS-g-PAA/SH树脂在蒸馏水和生理盐水中的吸水倍率分别达到183g/g和41g/g;CTS-g-PAA/SH高吸水性树脂具有较好的反复吸水性能;与CTS-g-PAA相比,含有1.0%CTS-g-PAA/SH树脂的沙土,20d后仍然具有6.75%的保水率;SH能与AA发生聚合反应,形成网络结构,当SH含量超过30%时,过量的SH是以物理填充方式存在于高吸水性树脂的交联网络中,且容易释放;【结论】SH能改善CTS-g-PAA的吸水性,CTS-g-PAA/SH高吸水性树脂不仅可降低产品成本,而且还具有缓释腐殖酸的功能。     

保水缓释氮肥在砖红土壤中的应用效果研究(英文)

通过化学聚合反应制备了一种新型保水缓释氮肥,研究了保水缓释氮肥的理化性质及其在砖红壤中的保水缓释效果,探讨了施用保水缓释氮肥改善海南岛橡胶种植区砖红壤养分易流失和肥、水不同步等问题的可行性。结果表明:保水缓释氮肥的原料氮肥尿素与保水材料之间通过氢键作用形成了共聚体,含有大量亲水性基团,酸碱度接近中性,在自来水中吸水倍率可达167.17 g/g,在水土比为1:5、1:10和1:20的砖红壤浸提液中吸水倍率分别为104.66、122.93和145.38 g/g。砖红壤中添加0.5%、1%和2%的保水缓释氮肥后砖红壤最大持水率可分别提高23.72%、30.89%和39.68%,且能有效降低砖红壤水分蒸发速率。与普通尿素相比,保水缓释氮肥可减缓氮素淋出速率,首次淋出量仅为施氮总量的22.17%。表明保水缓释氮肥在砖红壤中既具有良好的养分缓释效应又具有较强的吸水保水能力,可有效减少养分流失,提高水肥利用率,促进水肥耦合。     

保水剂与氮肥的相互影响及节水保肥效果

 【目的】研究保水剂在吸水的同时,对不同氮肥的吸持作用以及不同氮肥对保水剂吸水性能的影响;保水剂和不同氮肥配合施用下的节水保肥效果。【方法】采用茶袋法测定保水剂在尿素、碳酸氢铵、硫酸铵、氯化铵溶液中的吸水倍率,差减法计算保水剂对氮素养分的吸持量;盆栽条件下以玉米为供试作物,研究保水剂与这些氮肥配合施用的节水保肥效果。【结果】保水剂在不同氮肥溶液中的吸水倍率随肥料浓度的增加而下降;不同氮肥对保水剂吸水倍率的影响按尿素、碳酸氢铵、硫酸铵、氯化铵的顺序递增;保水剂在大量吸水的同时,也对溶于水中的尿素分子或者NH4+有吸持作用,吸持量均随肥料浓度的增加而增加;除尿素外,保水剂对氮素的吸持率随肥料浓度的增加而呈降低趋势。保水剂和尿素、碳酸氢铵配合施用能显著地提高玉米生物学产量、根系干重和水肥利用效率,增加叶片净光合速率、蒸腾速率和气孔导度。【结论】保水剂在吸水的同时,还能吸持溶解在水中氮素养分,氮肥能显著降低保水剂的吸水倍率;尿素对保水剂吸水性能影响最小,保水剂与尿素配合施用,水肥调控效果最好。     

几种聚合材料包膜尿素的研制及评价方法研究

为研究尿素养分释放特性,以有机物质(淀粉A/聚乙烯醇V)为基底材料,无机非金属矿物(硅藻土G/膨润土P/沸石粉F)为改性材料制备复合材料并包膜尿素,测定了包膜尿素的成粒率及抗压强度,采用水中溶出率法与土壤培养法探讨了包膜肥料养分的释放规律,并对两种方法的测定结果进行比较。研究结果表明:包膜尿素各粒径颗粒成粒率差异显著,3种包膜尿素中粒径3~4 mm颗粒成粒效果最好,均在60%左右,成粒效果及抗压强度均表现为AVGUAVPUAVFU,说明粘结性能表现为AVGAVPAVF。包膜肥料在水、土两介质中的养分释放率与释放期均有所不同,AVFU在水中的初期溶出率高达30%,7 d累积释放率高达75.02%,释放期仅约为11 d;AVGU与AVPU氮素释放缓释性能显著,其初期溶出率仅为12%~15%,7 d累积释放率为42.24%~58.36%,释放期约为36~44 d;而在相同培养时间内土壤中养分溶出率仅为水中的26%~57%,但释放期增长到了42~112 d。在聚乙烯醇-淀粉聚合物的基础上添加改性剂能够对膜材料的耐水性能以及缓释效果有不同程度的优化,膜材料的吸水特性很好地保证肥料养分的缓慢释放,更好地为植物的生长提供养分。     

聚(丙烯酸-co-丙烯酰胺)/膨胀蛭石/腐殖酸钠复合 高吸水性树脂的溶胀和缓释性能研究

【研究目的】以丙烯酸（AA）、丙烯酰胺（AM）、腐殖酸钠（SH）和膨胀蛭石（EVMT）为原料,在水溶液中通过共聚反应合成聚（丙烯酸-co-丙烯酰胺）/膨胀蛭石/腐殖酸钠复合高吸水性树脂（P（AA-AM）/EVMT/SH）;【方法】考察在不同种类盐溶液中的溶胀行为、反复吸水性能、在土壤中的实际保水效果和SH的缓释性能;【结果】在EVMT含量为30%和SH含量为10%时,树脂在蒸馏水和生理盐水中的吸水倍率分别达到426和45g/g;树脂的吸水能力随着外界盐溶液浓度的增大而降低,在相同的浓度下,对吸水倍率的影响趋势是PO43-〉Cl-〉SO42-和Na＋〉Ca2＋〉Fe3＋;含有1.0%树脂的土壤在20天后含水量仍有最初的24.6%。【结论】与P（AA-AM）/EVMT相比,引入SH制备的P（AA-AM）/EVMT/SH不仅具有更好的反复吸水性能,而且还具有缓释腐殖酸钠的功能。     

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。     

包膜尿素氮素的溶出特性研究

 【目的】研究包膜尿素（LP 30）氮素的溶出特性。【方法】采用土壤、纯水两种培养方式,在4种温度（10、15、20、25 ℃）条件下对不同培养时期氮素溶出率进行测定,利用具体的方法——The number of days transformed to standard temperature（DTS）,对自然温度条件下氮素的溶出率进行预测。【结果】培养试验表明,土壤和纯水两种培养方式对包膜尿素氮素溶出率的影响很小,不同温度对氮素溶出率的影响显著。分析表明,一级反应动力学模型可很好地描述包膜尿素氮素的溶出过程。氮素溶出速率随温度升高而加快,在10～25℃内,每升高5℃,速率常数约提高1倍左右。包膜尿素埋藏土壤后实测的氮素溶出率值与采用DTS法预测的氮素溶出率值之间无明显差异。【结论】包膜尿素（LP 30）氮素溶出率大小主要取决于温度的变化,DTS法能较准确地预测包膜尿素施入土壤后,自然温度条件下,任意天数的氮素溶出率。     

夏玉米施用不同缓释化处理氮肥的效果及氮肥去向

【目的】研究不同缓释化处理氮肥对夏玉米的产量、氮肥去向及氮素平衡的影响,为提高夏玉米一次性施肥的氮肥利用率并降低氮肥的环境影响提供理论依据。【方法】试验于2014-2015年以郑单958为供试品种,在华北地区中低产田连续两年进行大田试验,共设置6个处理,分别为：不施氮（CK）、尿素（CU）、树脂包膜尿素（CRF）、控失尿素（LCU）、凝胶尿素（CLP）和脲甲醛（UF）。在玉米成熟期采集植物和土壤样品,用于测定植物含氮量和土壤无机氮含量,并计算作物吸氮量、氮肥利用率、土壤无机氮积累量、氮肥损失量等。【结果】（1）氮肥缓释化处理能够明显提高夏玉米的产量,促进氮素吸收。与尿素相比,脲甲醛、凝胶尿素、树脂包膜尿素和控失尿素可分别提高夏玉米产量18.9%、16.8%、13.7%和13.6%,同时氮肥农学利用效率分别提高6.5、4.8、4.0和3.7 kg·kg^-1。（2）不同氮肥处理的作物吸收肥料氮以及肥料氮在0-100 cm土层残留量之间存在显著性差异。脲甲醛、凝胶尿素、树脂包膜尿素、控失尿素和尿素的氮肥表观回收率分别为54.9%、42.4%、38.3%、38.3%和22.0%,肥料氮在0-100 cm土层残留量分别占施氮量的28.3%、43.8%、39.2%、46.2%和46.6%。此外,与尿素相比,氮肥缓释化处理能够显著降低肥料氮的损失,凝胶尿素、控失尿素、脲甲醛和树脂包膜尿素分别降低了47.6%、43.1%、40.8%和26.7%。（3）综合分析不同氮肥处理的农田氮素平衡,脲甲醛处理的夏玉米吸氮量最高,为245.0 kg·hm^-2,其次是凝胶尿素,为222.5 kg·hm^-2。脲甲醛的0-100 cm土层残留量在缓释化氮肥中最低,为153.4 kg·hm^-2,树脂包膜尿素、凝胶尿素和控失尿素分别为173.1、181.5和185.7 kg·hm^-2。凝胶尿素处理的氮表观损失量最低,为35.6 kg·hm^-2,控失尿素、脲甲醛和树脂包膜尿素的氮表观损失量分别为38.8、41.2和51.3 kg·hm^-2。【结论】在华北地区中低产田土壤上,氮肥缓释化处理能够显著促进夏玉米对氮素的吸收、减少氮素损失。脲甲醛和凝胶尿素的效果相对较好。     

竹炭包膜尿素的制备及其包膜效果研究

利用竹炭和聚丙烯树脂为包膜材料,制得不同粘结剂、不同包膜厚度和不同竹炭含量的18种竹炭包膜尿素.通过溶解试验、溶出试验与氨挥发试验,研究了所制备的包膜尿素在水中溶解特征.结果表明,包膜效果最好的2种竹炭包膜尿素BCCU1(AbX)和BCCU2(AbY)的含氮量分别为42.3%和43.5%,包膜率分别为8.04%和5.43%.尿素经过竹炭包膜后,其氮素初期溶出率和氮素累积溶出率明显下降,竹炭包膜尿素BCCU1和BCCU2的氮素累积溶出率分别比尿素降低16.27%和9.93%.氨挥发试验结果表明,在每公斤土壤中施氮600 mg和1 000 mg水平下,竹炭包膜尿素BCCU1和BCCU2的氨挥发损失量分别比尿素减少31.8%和19.3%,21.82%和16.66%;在2种施肥水平下,BCCU1的挥发量分别比BCCU2减少15.49%和6.19%.     

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。     

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。     

包膜缓/控肥氮释放特性比较研究

[目的]比较包膜缓/控肥氮释放特性,为改善白洋淀及周边地区农业耕作施肥习惯和减轻白洋淀污染状况提供理论依据。[方法]采用＂土柱淋溶法＂室内模拟试验,研究了5种肥料在白洋淀地区土壤中铵态氮和硝态氮释放淋溶情况。[结果]树脂包衣和硫包衣尿素在试验前期淋溶液中铵态氮含量较普通尿素分别减少了98.5%和98.7%,在试验中期分别减少了96.5%和97.4%,在试验后期分别减少了38.7%和76.7%;而硝态氮含量在试验前期较普通尿素分别减少了59.1%和81.8%,在试验中期分别增加了414.7%和40.7%,在试验后期分别增加了1702.8%和642.3%。[结论]树脂包衣和硫包衣尿素明显减少了易挥发的铵态氮含量,有效控制了作物易吸收利用的硝态氮在前期的释放,并增加了在中后期易吸收氮的供应。     

包膜氮肥养分释放研究

通过溶出率试验和淋溶试验对研制的2种包膜肥料ZP1，ZP2的氮素释放特征进行了研究，结果表明，ZP1的初期溶出率和养分平均释放速率均高于ZP2，包膜肥料的养分释放符合缓释／控释肥料的基本要求；ZP1有一个养分释放高峰，ZP2有两个释放高峰，2种类型肥料的养分累积释放量均符合一级动力学方程。     

包膜缓/控释肥料的研究现状及发展趋势

介绍了包膜型缓/控释肥料的定义、分类、包膜材料、养分释放机理、评价方法的研究现状,并对其目前存在的问题及其发展趋势进行了简要分析。     

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。     

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。     

不同类型包膜控释尿素养分释放规律的比较

[目的]为包膜控释尿素在不同类型土壤中的应用提供参考。[方法]以硫包膜与树脂包膜控释尿素为材料,比较研究了它们在壤土与黏土中养分释放的规律。[结果]硫包膜尿素前期（10 d之前）养分释放速率显著高于树脂包膜尿素,而后期（30 d之后）养分释放速率则低于树脂包膜尿素,可见树脂包膜的控释效果较硫包膜好。2种包膜尿素在壤土中的养分释放速率均高于黏土,说明土壤类型对包膜控释肥料的养分释放有显著影响。[结论]树脂包膜尿素适于壤土和黏土类型中施用,硫包膜尿素较适于在黏土类型中施用。     

包膜缓/控肥氮释放特性比较研究

[目的]比较包膜缓/控肥氮释放特性,为改善白洋淀及周边地区农业耕作施肥习惯和减轻白洋淀污染状况提供理论依据。[方法]采用＂土柱淋溶法＂室内模拟试验,研究了5种肥料在白洋淀地区土壤中铵态氮和硝态氮释放淋溶情况。[结果]树脂包衣和硫包衣尿素在试验前期淋溶液中铵态氮含量较普通尿素分别减少了98.5%和98.7%,在试验中期分别减少了96.5%和97.4%,在试验后期分别减少了38.7%和76.7%;而硝态氮含量在试验前期较普通尿素分别减少了59.1%和81.7%,在试验中期分别增加了414.7%和40.7%,在试验后期分别增加了1702.8%和642.3%。[结论]树脂包衣和硫包衣尿素明显减少了易挥发的铵态氮含量,有效控制了作物易吸收利用的硝态氮在前期的释放,并增加了在中后期易吸收氮的供应。