包膜控释肥养分释放特性评价方法的研究进展

控释肥已成为国内外肥料研究的热点 ,但是评价控释肥养分释放特性的方法研究相对滞后 ,至今没有较为完善的方法和统一的测试标准。本文综述了包膜控释肥养分释放特性的现有评价方法 :水中 (或溶液 )溶出率法、土壤溶出率法、扩散率法、渗透率法、电超滤法和同位素示踪法等 ;评述了各种方法的优缺点及改进途径 ;并展望了今后评价方法的研究方向  

控/缓释肥在不同介质中的氮素释放特性及其肥效评价

以水、土壤、砂子、土壤+砂子和土壤+沸石为介质,研究了5种控/缓释肥的溶(淋)出特征。结果表明,由于性质不同,同一肥料在不同介质中的溶(淋)出率和溶(淋)出模式有很大差异。水中溶出率虽可以快速比较不同控/缓释肥的溶出速率,但用以估测肥料在田间的实际肥效,则产生较大的误差。客观、合理地评价控/缓释肥,应该在"肥料 土壤 作物"系统中考虑。相对而言,考虑土壤因子的土柱淋出率法较水中溶出率法更为接近田间实际。  

施肥与灌水对硝态氮在土壤中残留的影响

通过田间试验研究不同施氮量与灌水量对春玉米和冬小麦田土壤中硝态氮分布与累积的影响,结果表明,春玉米收获后0~2 m土壤中累积硝态氮185.7~748.0 kg/hm2,其中1 m以上占57.9%~70.1%。由于施用氮肥而增加的硝态氮占施N量的1.8%(N 112.5 kg/hm2),50.7%(N 225 kg/hm2),56.7%(N 337.5 kg/hm2)和77.0%(N450 kg/hm2)。不施N和施N 112.5 kg/hm2时春玉米田土壤剖面没有明显累积峰;施N等于或高于225 kg/hm2时在60~80 cm土层有明显累积峰,施氮量高的峰值较高;施N 450 kg/hm2时在120~140 cm深度出现另一个累积高峰。冬小麦收获后土壤0~2 m硝态氮累积量为74.9~328.8 kg/hm2,其中1m以上占67.8%~90.7%。由于施用氮肥而增加的硝态氮占施N量的19.5%(N 112.5 kg/hm2),35.6%(N 225 kg/hm2),58.9%(N 337.5 kg/hm2)和56.4%(N 450 kg/hm2)。冬小麦田收获后土壤深层(1~2 m)没有明显的硝态氮累积,即使施氮量高达450 kg/hm2时也只在表层40 cm以上累积较多。不论是春玉米还是冬小麦,当生育期施氮量大于225 kg/hm2时0~2 m土层均有明显的硝态氮累积,施氮量高的累积量较高。施氮量是造成土壤中硝酸盐累积的主要因素,灌水量对春玉米田硝态氮的向下迁移有显著影响。  

肥料养分控释的技术、机理和质量评价

本文从肥料养分释放与作物吸收的"供—求"平衡关系出发,阐述了养分控释的重要意义;列举了养分控释的主要技术途径及其作用机理,并从控释材料来源、设备选型、控释效果等方面对各种技术途径进行了评述;在控释肥质量评价方面,说明了引入土壤因子的重要性,认为把"肥—土"作为一个整体来考虑,有利于更客观、更合理地评价控释肥的质量。  

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。  

控/缓释肥料减少氨挥发和氮淋溶的效果研究

采用“静态吸收法”和“土柱淋溶法”室内模拟实验，分别研究了6种控／缓释肥料施入土壤中的氨挥发和氮淋溶情况。结果表明：6种控／缓释肥料处理都不同程度的降低了氨挥发量和N素淋溶量。与尿素比较，6种控／缓释肥料氨挥发量分别较普通尿素减少16．62％，23．78％，32．15％，0．11％，16．59％和37、78％，氮淋溶量分别较普通尿素减少15．84％，38．27％，68．87％，46．17％，52．51%和62．01％。试验还表明控／缓释氮肥氨挥发量与不同氮肥引起的土壤脲酶活性、pH值有密切关系。  

高吸水性树脂在赤红壤及砖红壤上的保水保肥效果研究

在旱地赤红壤和砖红壤上分别以小白菜和辣椒为供试作物，进行盆栽试验和大田试验，以研究高吸水性树脂及其肥料制品对土壤水肥的保持作用。结果表明：PAA能显著降低氮素淋失量，将更多的肥料养分保留在土壤中，同时又能减少土壤水分的无效消耗，从而提高水肥的利用率，最终提高作物产量。在PAA各种处理中，以0．02％、pH6．5的PAA稀凝胶与自来水交替灌溉对水肥保持效果最好，试验条件下，可使N素淋失量减少72．0％，水分利用率提高14．65％，作物产量增加33．20％。以高吸水性树脂和单质肥料为原料的掺混型节水专用肥与等养分的复合肥比较，辣椒果长、肩径宽、果肉厚、单果重明显增加，产量增加5．16％；节水449m^3/hm^2，相当于45mm降水，节水率27．7％。  

不同肥料对高吸水性树脂吸水倍率的影响及养分吸持研究

通过对高吸水性树脂在不同肥料溶液中吸水倍率和肥料养分吸持量的测定,研究了不同吸水倍率的聚丙烯酰胺型、聚丙烯酸盐型、淀粉接枝型高吸水性树脂与氮、磷、钾肥料的相互影响。结果表明:化学肥料能显著降低高吸水性树脂的吸水倍率,并随肥料浓度的增加,高吸水性树脂吸水倍率显著降低。但不同肥料品种对高吸水性树脂吸水倍率的影响程度不同:供试肥料对高吸水性树脂的影响程度依过磷酸钙、磷酸一铵、硫酸钾、氯化铵、硫酸铵、氯化钾、尿素顺序递减。高吸水性树脂在水中溶胀时,在吸收大量水的同时,也吸持溶解在水中的肥料分子或离子,吸持量的大小因高吸水性树脂和肥料种类而不同。肥料浓度达到一定值后,随着高吸水性树脂吸水倍率的降低,吸持量也随之降低。聚丙烯酰胺型和聚丙烯酸盐型的高吸水性树脂在肥料溶液中的稳定性较淀粉接枝型要强。  

不同浸提条件对包膜控/缓释肥水中溶出率的影响

以几种不同包膜材料控／缓释肥为供试肥料,研究不同肥(养分)水比、浸提方式(连续浸提和更换浸提液)、温度和pH条件对控／缓释肥水中溶出率的影响。结果表明,浸提液中肥料浓度是影响养分释放的重要因素,加大肥水比、更换浸提液可以显著减小这种影响。升高温度,有机和无机材料包膜控／缓释肥水中溶出率均显著加快。肥料类型、肥水比对浸提液的pH都有显著影响,但在连续浸提和更换浸提液方式下,7d内浸提液的pH有着不同的变化趋势。控／缓释肥在pH.5的磷酸盐缓冲液中的溶出率显著高于在pH.7的磷酸盐缓冲液中的溶出率。因此,对于不同包膜材料控／缓释肥以一定pH值的微酸性缓冲溶液作为浸提剂,定期更换浸提液或采用动态流法,相同的氮(或磷、钾)水比,30℃左右的浸提条件是较为合理的。  

采用全景技术的机器视觉测量玉米果穗考种指标

为了在利用图像技术无损考察玉米果穗形态指标时，能够利用一幅图像显示整个玉米果穗的外形，从而减少多幅图像拼接产生的重叠和处理不便，该文提出一种新的基于机器视觉的玉米果穗考种方法与配套装置，首先拍摄旋转玉米果穗图像序列，应用SIFT（scale invariant feature transform）算法获取图像特征点，对特征点随机采样计算单应矩阵并进行一致性检测排除外点，将前后2帧图像注册到同一坐标系。然后采用动态规划法寻找前后2帧拼接图像的缝合线，按缝合线切割图像，以图像模板高斯滤波权值融合缝合线两侧图像消除曝光差异。依次拼接、融合图像序列生成果穗全景图。对果穗全景图进行考种指标检测，试验结果表明：基于机器视觉的测量值与人工测量方式不存在显著性差异（显著水平α=0.05），该文所述方法可满足自动化考种的需求。