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%.     

包膜尿素与普通尿素配施对稻田氨挥发的影响

为有效减少平原河网双季稻种植区农田氮素（N）损失并提高N肥利用率，采用聚氨酯包膜尿素与普通尿素掺混一次性施肥技术，探究控释掺混肥对早稻季氨挥发损失及N肥利用率的影响。连续两年（2018—2019年）在湖南益阳开展田间试验，设置不施N肥（CK）、常规施肥（CF）、聚氨酯包膜尿素（PuCU）、聚氨酯包膜尿素与普通尿素以6∶4比例配比（0.6PuCU+0.4CF）共4个处理，采用半密闭通气法监测水稻生育期间氨挥发特征。结果表明： CF和0.6PuCU+0.4CF处理稻田氨挥发主要发生在移栽后10 d内，峰值出现于第2~3天和第10天；而PuCU处理整个早稻生长季氨挥发通量缓慢，略高于CK处理。早稻全生育期CF处理氨挥发损失量（率）最高，达39.48 kg·hm^-2（22.22%），N肥吸收利用率（NRE）和N肥农学利用率（NAE）分别为29.19%和13.82 kg·kg^-1；PuCU和0.6PuCU+0.4CF处理氨挥发损失量（率）分别为12.01 kg·hm^-2（3.91%）和20.70 kg·hm^-2（9.70%），NRE分别为60.22%和71.36%，NAE分别为18.99 kg·kg^-1和20.34 kg·kg^-1。其中，0.6PuCU+0.4CF和PuCU处理早稻季总计氨挥发损失量较CF处理分别降低47.57%和69.56%，而NRE分别提高163.08%和116.29%，NAE分别提高69.85%和55.97%。Elovich方程能较好地拟合稻田氨挥发累积量随时间的变化趋势，各处理相关系数均达到极显著水平。相关分析表明，早稻季氨挥发通量与田面水NH₄⁺-N浓度及pH呈显著正相关。研究表明，聚氨酯包膜尿素一次性基施能有效避免施肥后NH₄⁺-N的急剧升高，减少稻田氨挥发损失，并提高早稻N肥利用率，而将其与尿素按比例进行互配能进一步促进N素吸收，提高N素利用效率，但氨挥发减排效果较单施聚氨酯包膜尿素低。     

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.     

树脂包膜尿素配施普通尿素对直播稻田氨挥发、氮素径流和渗漏损失及产量的影响

为探究树脂包膜尿素与普通尿素配施对直播稻田氮素损失的影响，于2021年开展大田试验，在施氮180 kg·hm^-2水平下，设置8个氮肥处理：树脂包膜尿素（基肥）∶普通尿素（分蘖肥）=4∶6 （CRF4U6）、6∶4 （CRF6U4）、8∶2 （CRF8U2），一次性基施树脂包膜尿素（CRF10U0）；普通尿素（基肥）∶普通尿素（分蘖肥）=4∶6 （C4U6）、6∶4 （C6U4）、8∶2 （C8U2）；以不施氮处理为对照（CK）。结果表明：施树脂包膜尿素处理（CRFU系列）基肥期氨挥发通量峰值显著低于施普通尿素处理（U系列），水稻整个生育期氨挥发损失量以CRF10U0最低，CRF8U2次之，其氨挥发损失率分别为7.35%和8.92%。CRFU系列水稻生育期总氮（TN）径流流失率均显著低于U系列，以CRF10U0最低，CRF8U2次之，其流失率仅为1.69%和2.04%，原因是直播稻田径流主要发生在施基肥后，而CRFU系列基肥期（5月22日、5月26日）径流TN浓度显著低于U系列。直播稻田30 cm处渗漏水中氮素以NH⁺₄-N为主，基肥期CRFU系列30 cm处渗漏水中TN、NH⁺₄-N浓度峰值显著低于U系列，水稻整个生育期氮素渗漏损失量CRFU系列显著低于U系列，以CRF10U0最低，CRF8U2次之，其渗漏淋失率分别为2.90%、3.18%。CRF8U2与C4U6产量显著高于其他处理（CRF10U0除外），而CRF8U2产投比仅比C4U6低4.90%。综合考虑氮素损失、产量和产投比等多方面因素，CRF8U2施肥模式更加贴合直播稻实际生产。     

缓释尿素中氨态氮挥发速率研究

对尿素＋缓释剂Q，尿素＋缓释剂K，尿素＋缓解剂S的氨态氮挥发进行模拟试验。结果表明，0．1％－0．5％的缓释剂Q，0．3％－1％的缓释剂K，1％－2％的缓释剂S对尿素中氮的释放具有显著的缓释效果。     

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。     

高聚物包膜尿素的氮素释放特性及其评价方法

采用水浸法和土壤培养法测定了高聚物包膜尿素肥料的氮素释放特性，并用相关分析确定2种方法的应用范围；通过盆栽试验评价了包膜尿素氮素释放特性与水稻需肥规律的吻合性。结果表明：1)水浸法可用于高聚物为主要膜材料的包膜尿素氮素释放特性的评价；2)土壤培养法可用于评价包膜肥料的实际释放特性；3)自行研制的包膜尿素CH50和CH51在水中的释放曲线分别符合对数方程和乘幂方程，而日本出品的包膜尿素(LPS)的氮素释放曲线为S型；4)LPS在水浸法和土壤培养法中的氮素释放过程可分3阶段即延迟释放阶段(迟释期)、快速释放阶段和缓速释放阶段，而CH50和CH51两种肥料的氮素释放没有明显的阶段区分；5)盆栽试验证明LPS的养分释放特征更接近于水稻的需肥规律。     

长效涂层尿素与普通尿素氨挥发速率比较

采用不同的施肥方法，研究了在不同作物的情况下，长效涂层尿素和普通尿素在土壤中氨（NH3）挥发损失的速率。结果表明，涂层尿素比普通尿素氨挥发损失减少7．6％－49．2％；施肥后覆土1cm比表施氨挥发损失减少78．7％－89．5％；在盐渍土中氨挥发损失大大增加．     

可降解有机高分子包膜尿素缓释效应研究

通过油菜盆栽试验,以土壤脲酶活性、土壤碱解氮、植株全氮、维生素C、还原糖、油菜生物量为检测指标,对可降解有机高分子包膜尿素进行评价。结果表明,包膜尿素在作物需肥高峰期对土壤脲酶活性具有促进作用,对氮肥的延迟释放作用也处于较高水平;3种不同的包膜尿素处理均能提高氮肥利用率、油菜生物量、还原糖和Vc含量,且自制包膜尿素S1效果更明显,说明包膜尿素S1具有良好的缓释效果;在油菜生长不同时期,包膜尿素S2和S3对控制肥料养分释放和促进作物吸收方面各有所长。     

砖红壤中氨挥发特征研究初报

应用室内土柱模拟,以砖红壤为供试土壤,研究了肥料投入量、氮肥品种、种植模式与氨挥发特征的变化关系。结果表明,尿素在砖红壤中氨挥发过程可分为快速挥发和慢速挥发2个阶段;不同尿素投入量下,氨累计挥发量并不总是随尿素施用量的增加而增加,在本试验条件下,当尿素用量超过375Nkg·hm-2后,其累计挥发量并无明显增加。不同种植模式下,休闲处理氨挥发速率均相对高于对应的种植玉米处理;从休闲处理各氮肥品种氨挥发最大速率来看,碳铵>复混肥a>尿素>复混肥b;从各氮肥品种氨累计挥发量来看,复混肥a>碳铵>尿素>复混肥b;各种氮肥品种的氨累计挥发量随时间的变化关系均可用动力学方程Yt=a blnt来表示。     

不同材料包膜氮肥氮素挥发特征及对油菜产量的影响

【目的】施用包膜缓/控释肥料是减少氮素损失,提高氮肥利用率的重要途径之一。新型有机-无机复合包膜氮肥具有缓释性能好、环境友好等优点。研究不同有机-无机复合包膜氮肥的气态氮损失特征,可为新型包膜缓/控释肥料的研发与应用提供科学依据。【方法】本研究以改性聚乙烯醇分别与无机材料硅藻土、沸石粉、生物质炭、磷矿粉、硫磺进行混合作为包膜材料制备包膜尿素（分别记作Ag、Af、Ac、Ap、As肥料）,采用室内培养方法,以普通尿素为对照（CK）,通过测定60 d内土壤的氨挥发速率和氮氧化物排放速率,揭示不同膜材料包膜氮肥施入土壤后的氨挥发和氮氧化物排放特征。并设计盆栽试验,研究施用不同包膜氮肥对油菜生长和产量影响。【结果】施肥后土壤氨挥发从培养的第1天开始出现,且不同包膜氮肥的氨挥发速率均在培养的第3-10天达到最大值,CK、Ag、Af、Ac、Ap和As肥料的最大氨挥发速率分别为1.132、0.373、0.508、0.696、0.347和 0.304 mg·L^-1·d^-1,各包膜肥料氨挥发峰值的出现时间迟于普通尿素,说明包膜肥料的包裹层可以有效地阻碍外界水分同其内部的尿素核心相接触,使尿素溶解时间延长,减缓尿素溶出速率。氨挥发速率呈现先快后趋于平稳的趋势。CK、Ag、Af、Ac、Ap和As肥料的氨挥发总量分别为104.0、88.2、93.4、95.6、81.9和79.4 mg,Ag、Af、Ac、Ap和As肥料氨挥发总量较普通尿素CK分别降低了15%、10%、8%、21%和23%。包膜肥料的氮氧化物排放特征与氨挥发相似,氮氧化物排放速率峰值与氨挥发相比明显后移。排放高峰期出现在第6-23天,CK、Ag、Af、Ac、Ap和As肥料的氮氧化物排放速率峰值分别为 0.092、0.033、0.039、0.051、0.027和0.022 mg·L^-1·d^-1,其氮氧化物排放总量分别为15.8、11.1、12.4、13.2、10.3和8.5 mg,包膜肥处理氮氧化物排放总量均低于普通尿素处理。各处理氨挥发占氮素气态损失总量的80%-90%。施用包膜肥料的油菜产量与普通尿素（CK）相比均有提高,提高量分别为 47%（Ag）、37%（Af）、31%（Ac）、52 %（Ap）、63%（As）。【结论】氨挥发是肥料氮素气态损失的主要形式,发生在施肥后的前两周。硅藻土、沸石粉、生物质炭、磷矿粉和硫磺与改性聚乙烯醇制备的包膜肥料对氨气和氮氧化物的排放具有抑制作用,能够提高油菜产量。     

增值尿素对氨挥发和土壤脲酶活性的影响

通过向普通尿素中添加不同类型有机物料增值剂,利用熔融造粒工艺研制出不同类型的增值尿素新产品,在25℃、土壤培养条件下与普通尿素比较,研究了不同类型增值尿素的氨挥发、土壤脲酶活性及二者之间的关系。结果表明,培养4周后,与普通尿素（u）相比,增值尿素品种F-5和H-5的氨挥发累积量分别减少了15．2％和13．3％,其中前者推迟了氨挥发高峰出现的时间,两者显著降低了氨挥发的峰值,且在整个培养期表现出了较好的稳定性。F-5和H-5品种在施肥后的前1周都显著降低了土壤脲酶活性,延缓了尿素态氮在土壤中的转化进程。与普通尿素相比,F类和H类增值尿素在减少氨挥发损失和抑制脲酶活性方面表现效果良好。     

尿素涂层施入水田后对NH3和NOx挥发影响的研究

以盆栽试验的方法研究了涂层尿素施入水田后NH3和NOx挥发损失情况。研究结果表明：尿素涂层可明显抑制NH3和NOx的挥发损失，在等氮量条件下施入土壤7d内涂层尿素与未涂层尿素相比NH3 NOx挥发损失可降低22．1％～24．8％，且这一降低挥发效果随尿素用量增加而增大。说明尿素涂层不仅能提高氮素利用率，而且能够减少NOx等气体的排放，使生态环境得到了改善。     

土壤水分对包膜尿素氮素溶出特性影响的研究

研究土壤水分对自行研制的包膜尿素(BG、BF)氮素溶出特性的影响.采用室内恒温土壤培养方式,探讨土壤水分为田间持水量的10％、40％、80％和100％条件下包膜尿素氮素溶出特性.结果表明:土壤水分为田间持水量的40％以下时,BG和BF在各培养时期内的氮素溶出率都比较低,在培养第42天氮素溶出率仅为66.3％和68.4％,土壤水分在田间持水量的80％以上时,溶出率均达到了80％以上;土壤水分在田间持水量40％、80％和100％条件下,氮素溶出50％所需要的天数,BG型包膜尿素比BF型延长了4.6d 、0.2d和0.9d;氮素溶出特性可以用一级反应动力学方程N1=N0[1-exp(-kt)]描述,k为氮素溶出速率常数,包膜尿素BG的k值小于BF.土壤水分对包膜尿素氮素溶出率影响较大,随着土壤含水量的增加,氮素溶出率增大;硅藻土作为包膜材料对养分的缓释效果要好于沸石粉.     

棉花秸秆及其生物炭对滴灌棉田氨挥发的影响

土壤氨挥发是干旱区农田氮肥损失的重要途径之一,通过田间试验研究了施用棉花秸秆及其生物炭对滴灌棉田土壤无机氮含量及氨挥发的影响。试验设对照、施用棉花秸秆(12 t·hm-2)和等碳量生物炭(4.5t·hm-2)三个处理,每个处理设置不施氮肥和施氮450 kg N·hm-2两种条件。试验结果表明,施用棉花秸秆和生物炭可显著降低土壤NH+4-N含量,分别较对照降低8.01%~19.88%和5.49%~9.90%。棉花秸秆及其生物炭处理土壤NO-3-N含量和脲酶活性在不施氮肥条件下显著降低,而在施氮肥条件下显著增加。不施氮肥条件下,棉花秸秆和生物炭处理土壤氨挥发较对照分别降低22.06%和21.27%;而在施氮450 kg N·hm-2条件下,分别降低30.58%和40.59%。因此,棉花秸秆及其生物炭还田都可以减少滴灌棉田氨挥发,其中生物炭还田效果更显著,是一种更好的秸秆利用方式。     

腐殖酸-尿素复合物配施尿素在不同施肥土壤上的NH3挥发特征

【目的】施用腐殖酸尿素可以有效减少氮素NH₃挥发损失,肥料中的腐殖酸发挥了很大作用,但是由于腐殖酸与尿素反应所得产物腐殖酸尿素复合物（UHA）对土壤NH₃挥发的影响可能不同于常规腐殖酸（HA）,进行相关研究将有利于揭示腐殖酸尿素降低土壤NH₃挥发的机理。【方法】利用无水乙醇从腐殖酸尿素中提取得到UHA,在长期不施肥与长期施肥土壤上,开展室内恒温土壤培养试验,研究HA或UHA配施尿素对土壤NH₃挥发的影响,二者的用量分别为尿素用量的0.5%与5%,分别用0.5HA+U、5HA+U、0.5UHA+U和5UHA+U表示,同时设置单施尿素（U）及不施尿素与腐殖酸处理（CK）。测定土壤NH₃挥发速率及累积量,土壤尿素态氮、硝/铵态氮含量,土壤脲酶活性等。【结果】（1）各施氮处理,长期施肥土壤NH₃挥发累积量均高于长期不施肥土壤,这可能与长期施肥导致土壤pH远低于不施肥土壤,土壤硝化过程减弱,尿素水解产生的铵态氮在土壤中累积有关。（2）HA或UHA配施尿素均可以有效降低土壤NH₃挥发量,但是降低幅度与土壤是否长期施肥及二者用量有关：在长期不施肥土壤上,与单施尿素（U）相比,HA配施尿素土壤NH₃挥发量可显著降低4.4%—22.9%（P<0.05）,且5HA+U处理降低幅度大于0.5HA+U处理,但是在长期施肥土壤上,尿素配施HA处理,土壤NH₃挥发量仅降低4.1%—7.5%,与U处理无显著差异;然而,尿素配施其用量0.5%的UHA,在长期不施肥与长期施肥土壤上均可以显著降低土壤NH₃挥发累积量（P<0.05）,土壤NH₃挥发量较单施尿素处理分别降低26.5%与12.9%（P<0.05）。（3）HA降低土壤NH₃挥发量可能与降低土壤脲酶活性有关,而UHA可能与促进土壤硝化过程有关。【结论】土壤培养条件下,与常规腐殖酸相比,腐殖酸尿素中的腐殖酸尿素复合物可更加有效地减少土壤NH₃挥发量,且作用效果与土壤是否长期施肥无关。     

不同复合材料对氮肥在土壤中氨挥发的影响

采用6种材料与碳铵、尿素复合，通过室内土壤培养试验，研究了不同材料与碳铵、尿素复合后对氨挥发的影响。结果表明，不同复合材料对氨挥发的作用效果不同。聚丙烯酰胺抑制氮肥氨挥发的效果最好，其次是沸石和胡敏酸处理，羧甲基纤维素钠对2种氮肥的氨挥发均有抑制作用，但作用效果较前3种复合材料稍差。柠檬酸处理对两种肥料在前期的氨挥发有一定抑制作用。硅酸钠与尿素复合后对整个培养过程的氨挥发有促进作用，与碳铵复合后对后期氨挥发有促进作用。     

控释尿素对稻田氮素影响及其增产效应

探讨了包膜控释尿素和尿素对水稻的增产效果。结果表明:施用包膜控释尿素可降低稻田土壤和水层中硝态氮与铵态氮含量;在水稻生育前期,植株的含氮量与等氮量尿素处理相比,未表现出明显的差异;到灌浆初期,植株的含氮量则显著高于等氮量尿素处理,较等氮量处理分别高出44.09%和17.84%,其氮素利用率可达37.8%~64.4%,比尿素处理提高了17.9%~19.1%;即使在氮素用量减半时,依然可获得较高产量。包膜控释肥对水稻的增产效应主要是增加了有效穗数。施用包膜控释尿素增加了水稻的经济效益。     

滇池柴河流域蔬菜地土壤施用控释尿素与普通尿素的氮损失比较

在滇池柴河流域,蔬菜地施用的氮肥通过径流、淋溶和氨挥发等途径向水体迁移,对周围水体质量有较大影响。通过盆栽试验比较了控释尿素（3个氮水平：0 mg N/kg土、280 mg N/kg土和320 mg N/kg土）与普通尿素（4个氮水平：0 mg N/kg土、280 mg N/kg土、320 mg N/kg土和400 mg N/kg土）施用在柴河流域土壤所表现出的肥料氨挥发和氮淋失特征。结果表明,两种氮肥所有施氮水平处理的氮淋溶量都显著大于氨挥发量。在两种施氮水平下（320 mg N/kg土和280 mg N/kg土）,施用普通尿素产生的氨挥发量分别占施氮量的3.64%和3.57%,而施用控释尿素产生的氨挥发量分别占施氮量的3.64%和2.78%;施用普通尿素产生的氮淋失量分别占施氮量的14.38%（其中硝态氮占85.34%）和14.46%（其中硝态氮占95.70%）,施用控释尿素产生的氮淋溶量分别占施氮量11.60%（其中硝态氮占91.05%）和8.37%（其中硝态氮占96.84%）。硝态氮淋溶可能是柴河流域蔬菜地肥料氮素向水体迁移的主要途径。随着施氮量的减少,控释尿素的氮淋失量显著下降,而普通尿素的氮淋失量差异不显著。相同施氮水平下,普通尿素氮淋失量显著大于控释尿素。由此可见,控释尿素主要通过减少氮淋溶途径来减少氮损失。减量施氮结合控释尿素的施用对控制该地区氮肥施用对水体污染具有实际的指导意义。