包膜控释肥料氮素释放动力学研究

采用7d静置法和土壤培养试验,对聚合物包膜控释肥料养分释放动态进行了研究。结果表明,供试的7种包膜肥料初期溶出率均小于12%,微分溶出率为0.26%～2.49%;培养期间,7种肥料配比的养分释放曲线斜率均随时间的延长而逐渐下降;养分释放曲线根据其斜率可分为3组:2种控释肥单施或配合施用的最低,单施尿素的最高,尿素与控释肥配合施用的居中;各处理的氮释放动力学方程均达到显著或极显著水平,可用一级动力学方程描述其养分释放特性;速率常数k既可反映控释肥料氮素释放速率的快慢,又可描述肥料的配比效应。与控释肥单施或其配合施用相比,尿素与控释肥配比施用,氮素释放速率增加了65.4%～164.5%,释放期缩短了11～44d。     

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.     

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。     

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。     

植物油包膜控释尿素在香蕉各生育时期土壤中的释放特性

【目的】探讨香蕉4个不同生育时期施用的植物油包膜控释尿素（PCU）在土壤中的养分释放特征曲线和静水培养中特征曲线的差异,为应用静水溶出率法简单而准确地预测香蕉生长期PCU在土壤中的供肥速度和数量提供依据。【方法】采用田间土壤培养法测定PCU的养分累积释放率及肥效期,以静水培养为对照,研究香蕉4个生育时期内控释尿素的养分释放特性。【结果】除攻蕾期外,大田苗期、旺盛生长期、幼果期土壤中PCU的养分释放曲线不同于静水的,均由静水的“S”型变为“抛物线”型,且前42 d供肥量大,而攻蕾期的供肥量较小,后期则相反;同一PCU的初期溶出率、微分溶出率、28 d累积释放率于各生育时期土壤中的测定值均大于静水的测定结果。其中,初期溶出率大小依次为旺盛生长期＞幼果期≥大田苗期＞攻蕾期;微分溶出率表现为大田苗期＞幼果期＞攻蕾期=旺盛生长期;28 d累积释放率则为幼果期＞大田苗期=旺盛生长期＞攻蕾期;与静水法测定结果相比,大田苗期和旺盛生长期土壤中PCU的肥效期分别延长了18 d和35 d,而攻蕾期和幼果期的分别缩短了10 d和30 d。【结论】同种控释尿素,施用于香蕉不同的生育时期,相同时间内的供肥速度、供肥量不等。较静水培养法测定结果,分别在大田苗期、旺盛生长期、幼果期施用的PCU前期的供肥量大,而后期的供肥量较小;在攻蕾期施用的PCU前期供肥量小,后期的供肥量较大。     

3 种不同有机质包膜尿素的养分释放特征及肥效

以3种有机质作为主要包膜材料制得3种包膜(腐殖酸包膜、花生麸包膜、生物碳包膜)尿素,采用25℃静水连续溶出试验检测其养分释放特性,通过玉米盆栽试验和水稻大田试验,对3种有机质包膜尿素的肥效和氮肥利用率进行研究.溶出试验结果表明:3种有机质包膜尿素具有良好的缓释效果,其中生物碳包膜尿素达到缓释肥料标准(GB/T23348-2009)要求.玉米盆栽试验结果显示,与等氮施肥的普通尿素相比,3种有机质包膜尿素对盆栽玉米生物量的增产效果显著,分别达32.96％、25.38％、24.10％;氮肥利用率分别达到77.21％、76.16％和57.67％,比普通尿素提高2倍以上;其收获后土壤残留的矿质态氮含量也有所增加.水稻大田小区试验结果表明:以腐殖酸包膜尿素配制的2种缓释BB肥均能促进水稻生长,稻穗长和稻谷千粒重增加,稻谷单产分别增加20.5％和23.1％,达到显著水平.     

新型包膜控释尿素对水稻产量与氮肥利用率的影响

以晚粳稻‘秀水128’为供试水稻品种,在田间条件下,对金正大新型硫磺加树脂双层包膜控释尿素(SPCU)和树脂包膜控释尿素(PCU)对水稻产量及氮肥利用率的影响作了研究。结果表明：(1)与普通尿素 PU 70%(147 kg/hm² N)处理相比,等氮量一次性基施 SPCU 70%处理产量为 8 022.5 kg/hm²,显著提高 5.26%;氮肥利用率为 49.32%,显著提高 38.42%;(2)与普通尿素 PU 100%(210 kg/hm² N)相比,一次性基施 SPCU 70%处理产量无显著差异;氮肥利用率显著提高 33.69%;(3)相同施氮量下,SPCU产量与PCU无显著差异,但 SPCU比 PCU氮肥利用率显著增加。     

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。     

土壤类型和含水量对包膜尿素养分释放特征的影响

包膜肥料中养分释放快慢和释放期长短直接关系到肥料的利用效率和植物的生长,以包膜尿素为材料,研究不同土壤类型对包膜尿素养分释放特征的影响。结果表明:包膜尿素在3种作物种植地(水稻、蔬菜和茶树)土壤中养分释放最快的为稻田土,土壤表面和里面平均初期溶出率为11.88%,28 d平均养分累计释放率为61.32%,释放期为123 d;不同土壤含水量(20%、40%和60%)下,包膜尿素养分释放特性表现为随着土壤含水量的增加,养分释放速度逐渐加快;撒施在土壤表层的包膜尿素氮素释放率略低于埋入土层内部的。     

不同氮源对土壤无机氮、玉米产量和氮利用效率的影响

为了提高氮肥利用率,选择合适的包膜尿素(一次性基施)代替尿素(基肥+追肥),以玉米品种巴玉11为试验材料,研究不同氮源(氮肥品种)、不同施氮时期对土壤无机氮含量、玉米产量和氮利用效率的影响。田间试验设置空白(CK)、尿素基施(CU1)、尿素基施+追肥(CU2)、硫包膜尿素基施(SCU)、树脂包膜尿素基施(PCU)、50%树脂包膜尿素+50%普通尿素基施(HPC)共6个处理,测定不同生育时期1 m土体内铵态氮含量、硝态氮含量、玉米产量及氮利用效率。结果表明,与传统施氮方式相比(CU2),尿素一次性基施(CU1)处理前期氮素释放快,后期脱肥;两种包膜尿素均可延缓氮素释放,硫包膜尿素表现为前期氮素释放快的典型特征,树脂包膜尿素在整个生育时期表现较平稳氮释放。各处理产量表现为PCUHPCCU2CU1SCUCK,相对于不施氮依次增产46.3%、38.8%、29.5%、25.8%、16.9%;氮肥利用率表现为PCUHPCSCUCU2CU1,利用效率依次为49%、43%、39%、36%、25%。树脂包膜尿素基施处理和50%树脂包膜尿素+50%尿素基施处理,可显著提高玉米产量和氮利用效率,可代替传统施氮方式应用于生产。研究结果为黑土区一次性施氮提供理论依据和应用参考。     

普通尿素与控释尿素单施及其配施对直播油菜产量和氮肥利用率的影响

为探明控释氮肥在直播油菜上的应用效果和施用技术,研究成都平原冲积性水稻土上普通尿素与控释尿素单施及其配施对油菜产量和氮肥利用率的影响。2011—2012年,在相同施氮量(N 189 kg/hm~2)条件下,设置普通尿素单施(PU)、控释尿素单施(CU)、普通尿素与控释尿素各50%配合施用(PCU)3个处理。2012—2013年,在相同施氮量(N 180 kg/hm~2)条件下,按普通尿素与控释尿素配施比例33%、50%、67%(PCU33、PCU50、PCU67)和一次性基施氮肥(T1)、基肥+1次苗期追肥分次施氮(T2)设置6个处理(PCU33T1,PCU33T2,PCU50T1,PCU50T2,PCU67T1,PCU67T2)。结果显示:同等施氮量(N 189 kg/hm~2)下,与普通尿素单施处理(PU)相比,普通尿素与控释尿素配施处理(PCU)具有相对较高的籽粒产量(3 166.9 kg/hm~2)、氮肥农学利用率(8.0 kg/kg)、氮肥偏生产力(16.8kg/kg)、氮肥贡献率(47.9%)和氮肥表观利用率(54.5%)。在相同施氮量(N 180 kg/hm~2)和普通尿素、控释尿素配施条件下,PCU33、PCU50处理的籽粒产量(162 9.0、182 0.1 kg/hm~2)和氮肥利用率均显著或明显高于PCU67处理的。结果表明,本试验条件下,普通尿素与控释尿素配施比例为33%~50%,并采用氮肥一次性基施有利于直播油菜高产、高效。     

~(15)N示踪控释氮肥的氮肥利用率及去向研究

选用15 N同位素标记的新型回收塑料包膜控释肥和大颗粒尿素,采用池栽试验研究夏玉米-冬小麦轮作体系中肥料氮的去向及利用率。结果表明,整个轮作体系中,控释肥处理(PCU)作物吸收的肥料氮为241.03kg/hm2,高于尿素处理(Urea)的211.02kg/hm2。控释肥处理施用的肥料氮主要残留在0~40cm土层,而尿素处理则残留在0~60cm土层,控释肥延缓了肥料氮向土壤深层迁移的趋势。在夏玉米和冬小麦轮作体系中,控释肥处理的氮肥利用率(32.86%,32.47%)高于尿素处理(28.23%,30.16%)。在冬小麦季,控释肥处理损失率相比尿素处理从36.07%降至28.75%,而夏玉米季,控释肥处理损失率相比尿素处理从37.17%降至29.50%。玉米季控释肥处理与尿素处理差异不显著,但在冬小麦季控释肥处理的产量显著高于尿素处理。因此,在玉米和小麦整个生长季,新型回收塑料包膜控释肥的养分释放与作物养分需求吻合,既提高氮肥利用率,也降低了肥料氮的损失。     

Effects of different types of slow-and controlled-release fertilizers on rice yield

This experiment explored the effects of single application of seven types of slow-and controlled-release fertilizers on rice yield and various population characteristics. Based on a study of the nitrogen(N) release characteristics of these fertilizers, pot experiments were conducted in 2018 and 2019 with split fertilization(CK, urea applied split equally at basal and panicle initiation stages, respectively) as control, which assessed the effects on SPAD value, yield and yield components, dynamic changes of rice tillers and dry matter accumulation. The results showed that the N release characteristics of different types of slow-and controlled-release fertilizers were significantly different. Polymer-coated urea(PCU) showed a controlledrelease mode and provided sustained release throughout the whole growth stages. Sulfur-coated urea(SCU) exhibited a slow-release mode, providing insufficient release at the middle and late stages. Urease inhibitor urea(AHA) and ureaformaldehyde(UF) yielded a rapid-release mode, with an explosive N release at the early stage and no release at the middle and late stages. These results showed that PCU delayed the peak seedling stage. Compared with CK, dry matter accumulation and SPAD showed no significant differences, and due to the continuous release of N throughout the growth stages, rice yield, spikelets per panicle, seed setting rate, and 1 000-grain weight were all increased. Owing to the lack of N supply at the late stage and the low number of spikelets, SCU led to a reduction of rice yield, which is nevertheless not statistically significant. AHA and UF were susceptible to environmental factors and had varying effects on rice yield. The results of this experiment indicated that given a fixed amount of N applied in a pot, the stronger the N supply capacity and the longer the effective duration time of the fertilizer, the higher the dry matter accumulation at the late growth stage, and the higher the rice yield.     

尿素与3种酰胺类除草剂在稻田的混用效应研究

通过田间小区对比试验和盆栽试验研究了3种酰胺类除草剂丁草胺、乙草胺、异丙甲草胺单用及与尿素混用对除草剂药效、尿素肥效和水稻的产量性状的影响。结果表明,这3种酰胺类除草剂与尿素混用对稻田各类杂草的株防效、鲜重防效都略高于除草剂单用;对水稻的生长表现为“前控后促”的趋势,水稻收获时的各项经济性状指标都优于除草剂单用;,可以提高水稻的安全性和氮素的吸收利用率,且在一定程度上延缓尿素在土壤中的释放及延长农药的持效期。     

甲壳素包裹型缓释肥料养分释放特性研究

[目的]研究甲壳素包裹型缓释肥料(CCF)的养分释放特性。[方法]通过对CCF在30℃水中的进行释放试验,来描述其养分释放特性。[结果]结果表明,可将CCF的释放过程分为稳定阶段和衰退阶段;CCF在水中的溶出曲线为L型,且观察不到明显的滞后阶段;在稳定阶段,释放速率dMt/dt为一定值;在衰退阶段,释放速率随时间的延长而下降,且下降趋势逐渐缓慢,可以描述为dMt/dt=29.337t-1。[结论]CCF具有长效,缓释的作用,能够促进农作物的稳定生长,而实现作物的增产。     

淹水条件下控释氮肥对污染红壤中重金属有效性的影响

采用淹水培养方法研究了不同氮水平(100、200和400 mg/kg,分别记为1、2、3)下普通尿素(PU)、硫包膜尿素(SCU)、树脂包膜尿素(PCU)和硫加树脂双层包膜尿素(SPCU)对污染红壤中Cd、Pb、Cu、Zn有效性的影响.结果表明,不同包膜尿素对土壤pH值和水溶性SO42-含量有较大影响.各施氮处理红壤pH值随着施氮量的增加(除5d时PU和60 d时SCU)而增加,不同包膜尿素对土壤中水溶性SO42-含量有较大影响,在同一施氮水平下不同包膜尿素处理间土壤pH值和土壤中水溶性SO42-含量差异较大.60 d培养期间PU、SCU、PCU和SPCU处理pH值比对照分别升高0.17-0.38、0.08-0.27、0.07-0.36和0.10-0.21;水溶性SO42-含量PU、SCU和PCU处理比对照分别升高39.5％-157.3％、40.9％-94.5％和7.55％-55.8％,而SPCU处理降低5.67％-90.7％.不同尿素类型和氮肥的施用量对红壤Cd、Pb、Cu和Zn有效性的影响均存在显著差异.60 d培养期间红壤有效态Cd含量以树脂包膜尿素100 mg N/kg下最低,其有效态Cd含量比对照显著降低20.7％-69.8％;有效态Pb、Cu和Zn含量以普通尿素400 mg N/kg下最低,其有效态Pb、Cu和Zn含量比对照分别显著降低17.0％-54.2％、18.5％-34.6％和15.6％-59.5％.随施氮量提高,PU处理有效态Cd含量先升高后降低,有效态Pb、Cu和Zn含量逐渐降低;SCU处理有效态Pb含量逐渐降低,有效态Cd、Cu和Zn含量变化规律不一致;PCU处理有效态Cd含量逐渐升高,有效态Pb、Cu和Zn含量变化规律不一致;SPCU处理有效态Cd、Pb、Cu和Zn含量逐渐降低.有效态Pb和Zn含量与pH值和水溶性SO42-含量呈显著负相关,有效态Cd与水溶性SO42-含量呈显著正相关.在多重金属污染红壤中,可考虑不同控释氮肥的配合使用,降低土壤中重金属的有效性.