包膜尿素的养分释放特征及其肥效

应用固-液反应包膜工艺，采用4种改性的无机包膜材料，试制出了成本较低的包膜缓释尿素，用水中溶出率法测定了包膜缓释尿素的养分释放特征，应用盆栽水稻评价了包膜缓释尿素的肥效，并与国外的有机缓释氮肥（Methylene Urea）和高聚物包膜复合肥（Osmocotte）进行了比较，表明固-液反应型包膜尿素具有较好的养分缓释效果，4种包膜尿素与等氮和等重常规尿素相比，栽培水稻都有一定的增产作用，并提高了肥料利用率，其中LU增产最显著，比等氮和等重尿素处理分别增产41．5％和35．7％，肥料当季利用率达到43．9％，好于国外的有机缓释氮肥和高聚物包膜复合肥。养分释放特征与水稻氮素营养特征较为接近，可为水稻一次性施肥所用。     

含氮、磷包膜缓释肥的制备及其缓释性能研究

采用红外光谱(FTIR)对以尿素、甲醛和磷酸一铵为原料,制备了以磷酸一铵为核心,脲醛肥为膜材料,同时含有氮、磷两种营养元素的包膜缓释肥的结构进行了研究。通过其在土壤中的养分释放特性表明,在土壤中,氮元素的缓释期为100 d,磷元素的缓释期为30 d;而在水中,氮元素在100 d时只释放了70%,磷元素在10 d时则达到100%。说明作为膜材料的缓释肥通过聚合物降解的化学过程,使氮元素获得了明显的缓释效果;作为核心的磷酸一铵,受包膜的物理保护,其分子中的磷元素也获得了一定的缓释效果。     

三重耦合改性防止水基聚合物包膜肥料粘连并延缓释放

  【目的】  水基聚丙烯酸酯价格低廉、成膜性好,具有作为控释肥料包膜材料的潜力,但其玻璃转化温度低和耐水性差,导致用其制备的包膜控释肥料颗粒容易相互粘连并且养分释放过快。本研究旨在通过改性措施防止水基聚丙烯酸酯包膜控释肥料的粘连,并提升其控释性能。  【方法】  选用易获取且价格低廉的3种改性剂纳米二氧化硅、FeⅢ-单宁酸配合物和十六烷,通过简单的物理混合方式对水基聚丙烯酸酯进行耦合改性。采用动态热机械性能测定了改性前后包膜材料的玻璃转化温度和储能模量,采用接触角仪和水蒸气渗透装置分别测定了包膜的水接触角和水蒸气渗透率,采用静水溶出法测定了控释肥料的养分释放特征。为了更好地比较耦合改性的效果,将未改性的丙烯酸酯 (PA)、纳米二氧化硅单独改性的丙烯酸酯 (PA+Silica)、FeⅢ-单宁酸配合物单独改性的丙烯酸酯 (PA+Fe) 和十六烷单独改性的丙烯酸酯 (PA+HD)作为对照,分析了包膜材料性质改变对控释肥料养分释放特征的影响。  【结果】  耦合改性后包膜的玻璃转化温度提升了4.4℃,?70°C的储能模量提升了72.2%,水接触角提高了22°,水蒸气渗透率降低了13.6%。以上包膜材料性质的改变不但有效防止了控释肥料的粘连,也将其初期溶出率从未改性的38.29%降低到2.04%,控释期从未改性的8天延长到52天,释放模式也从和作物养分需求不匹配的“倒L”型变为和作物养分需求相匹配的“S”型。耦合改性改善包膜肥料粘连现象的原因为耦合改性将包膜材料的玻璃转化温度从20.40℃提升到了24.80℃。相关分析表明,包膜肥料初期溶出率的显著降低主要是因为FeⅢ-单宁酸配合物所降低的水蒸气渗透率和纳米二氧化硅所提高的玻璃转化温度和储能模量,而控释期的延长主要是由于十六烷所带来的水接触角的上升。  【结论】  采用纳米二氧化硅、FeⅢ-单宁酸配合物和十六烷耦合改性水基聚丙烯酸酯后,有效防止了控释肥料的粘连,显著提升了控释性能,并且该改性方式易于应用到工业生产中,是一种可行的水基聚合物包膜材料的改性方法。     

肥料袋控缓释对桃树土壤酶活性及植株生长的影响

为探明袋控缓释肥对土壤酶活性的影响,以一年生‘夏红/毛桃’(Amygdalus persica Linn.)为试材,研究了沟施普通肥料和袋控缓释肥对盆栽桃树土壤酶活性、养分状况及植株生长的影响。结果表明:各施肥处理显著提高了土壤中蔗糖酶、脲酶、酸性磷酸酶、蛋白酶和过化氢氧酶活性;桃树生长前期袋控缓释处理土壤酶活性低于普通肥料处理,中后期袋控缓释处理土壤酶活性显著高于普通肥料处理。不同施肥处理提高了土壤养分含量,桃树生长前期,袋控缓释肥处理土壤有效养分低于普通肥料,但中后期始终高于普通肥料;可见袋控缓释肥处理可以在桃树整个生长季提供稳定的养分供应,维持较高的有效养分含量。土壤酶活性与土壤肥力之间有很好的相关性,其中土壤蔗糖酶、蛋白酶、酸性磷酸酶、过氧化氢酶、脲酶活性均与碱解氮含量呈显著正相关;过氧化氢酶、蔗糖酶活性与速效磷含量呈显著正相关;过氧化氢酶活性与速效钾含量呈显著正相关。不同施肥处理提高了桃树叶片中全氮、全磷和全钾的含量,袋控缓释处理效果优于普通肥料处理。袋控缓释处理桃树叶片叶绿素含量和净光合速率显著高于普通肥料和对照。袋控缓释肥处理桃树新梢生长量低于普通肥料处理,但干周粗度高于普通肥料处理,袋控缓释肥处理桃树生长健壮。不同施用量处理均以60g/棵效果较好。可见,袋控缓释肥处理能够保证养分的稳定供应,有效提高土壤酶活性,利于植株生长发育,且以60g/棵的施肥量效果较好。     

基于水基反应成膜技术的聚合物包膜肥料的研制

以3种水基硅丙乳液(SD-528、SD-5281和GA-1710)为材料,利用水基反应成膜技术对这3种材料进行化学改性,制备了聚合物包膜肥料模型膜;研究了模型膜的养分扩散性能,在此基础上研制了水基聚合物包膜肥料;测定了包膜肥料养分释放曲线,并利用红外光声光谱对聚合物膜进行原位表征.结果表明,通过化学交联改性,硅丙基模型膜具有优良的成膜性和扩散性能,不同的乳液对包膜尿素的缓释效果影响显著;GA-1710和SD-528的缓释效果较好,在静态水中的释放时间可达到30 d,而SD-5281缓释性能较差,需要做进一步的化学改性;不同的乳液类型制备的包膜尿素的释放模式也不同,GA-1710累积释放曲线为"S"型,而SD-528为"L"型.因此,利用反应成膜技术,硅丙乳液在水基包膜肥料的研制中具有广阔的应用前景.     

不同缓释有机复肥对夏玉米产量及氮素利用效率的影响

采用田间小区试验,研究了不同缓释有机复肥对夏玉米产量和氮素利用效率的影响。结果表明,以污泥滤饼(沼渣)为主要有机原料生产的胶结型、胶结-包膜型和混合型(30%胶结型缓释肥+70%胶结-包膜型缓释肥)有机复肥较等氮等磷等钾养分用量的常规施肥(化肥+有机肥)分别增加夏玉米产量7.9%、14.9%和20.1%,分别提高氮素利用率8.5、18.0和25.3个百分点,分别提高氮素农学效率0.71、1.33和1.77倍。本试验条件下,混合型缓释有机复肥能保证养分释放动态与夏玉米需肥规律基本吻合,因而增产效果最好,并显著提高了氮素利用效率。     

具有保水功能的缓释肥料的制备研究

以尿素、高吸水性树脂、低品位磷矿、风化煤、膨润土等为主要材料,制备了一种既有吸水保水功能又有缓释功能的双层包膜尿素。对其工艺条件进行了优化,结果表明,当以低品位磷矿为缓释材料,粘结剂浓度为50%,石蜡用量为10%,保水剂粒径为0.15 mm时,保水缓释肥在水中24 h和168 h氮素累计释放率分别为4.36%和26.5%,在土壤中64 d氮素累计释放率为49.34%,常压下吸附肥料自身质量20.3倍的水分。加有保水缓释肥的土壤保水率曲线表明,该保水缓释肥可明显降低水分蒸发率,提高土壤水分的有效性,改善土壤释水、保水的能力。保水缓释肥兼有吸水、保水和养分缓释性能,具有较好开发和应用前景。     

施用缓释肥对柑桔产量和品质的影响

柑桔是多年生常绿果树,需肥量大.为了满足树体生长和结果所需的养分,一般每年需施肥3～4次.同时,由于化肥养分释放快,淋失严重,肥料利用率低.为此,我们采用合成和包膜的工艺,研制了柑桔专用缓释肥.这种肥料具有缓释特性,可减少养分损失,提高肥料利用率,减少施肥次数,省工省肥.为验证其肥效,我们进行了试验,现将结果报道如下.     

缓释氮肥运筹对稻麦轮作周年作物产量和氮肥利用率的影响

【目的】稻麦轮作是我国一种重要的农业种植模式。缓/控释肥作为高效兼环境友好的肥料类型,在多种作物单季种植上具有增产和提高肥效的作用,但是缓释肥在周年轮作体系中的肥效研究鲜有报道。因此研究稻麦轮作体系中的肥料施用模式,有助于提高稻麦产量,降低化肥用量,提高化肥利用率。【方法】本文通过稻麦轮作两周年四季作物的田间小区试验,以不施氮和习惯施氮为对照,研究了4种不同缓释肥减氮处理[进口树脂包膜尿素减氮24.3%、 国产硫包衣尿素减氮24.3%、 国产尿素加NAM(长效氮肥添加剂)减氮24.3%和国产尿素加NAM减氮10.8%]对水稻和小麦产量、 氮肥利用率、 第二周年稻麦收获后土壤养分含量和两周年土壤氮养分表观平衡的影响。【结果】与不施氮对照相比,所有施氮处理均提高了两周年稻麦4季作物产量,习惯施氮增产幅度最高,小麦的氮肥增产效果总体高于水稻,第二周年高于第一周年; 与当地习惯施氮量相比,所有的缓释氮肥减氮24.3%或10.8%处理均无显著降低两季小麦产量,进口树脂包膜尿素减氮24.3%处理和国产尿素加NAM减氮10.8%处理也无显著降低两季水稻产量,但是国产尿素加NAM减氮24.3%处理显著降低了第二季水稻产量,国产硫包衣尿素减氮24.3%显著降低了两季水稻产量; 与当地习惯施氮量相比,4个缓释氮肥减氮处理均提高了第一和第二周年氮肥利用率,显著降低了两周年稻田土壤养分氮盈余量,其中国产尿素加NAM减氮24.3%处理氮肥利用率较高,同时土壤氮盈余量较少,说明缓释氮肥减量在提高肥料利用率和降低氮的环境效应上具有一致的优势; 不同缓释氮肥对土壤养分含量的影响无明显规律性。【结论】在目前稻麦轮作体系中,缓释氮肥减施对小麦产量具有较好的稳定效果,但是个别缓释氮肥减施对水稻有减产风险,有必要依据稻田土壤氮素转化特点,研制水稻专用缓释氮肥,适当降低水稻季缓释氮肥的施用量。     

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。