几种聚氨酯包膜尿素的氮素释放特征研究

以聚氨酯为主要包膜材料,以石蜡、改性高岭土和双氰胺(氧化钙)为组合材料,采用滚转包衣法制备了3种聚氨酯包膜尿素。通过静水浸泡和盆栽试验,探讨了3种自研制聚氨酯包膜尿素的氮素释放特性,在氮磷钾等养分供应下研究了6个施肥处理对春玉米生长发育和氮素吸收利用的影响。结果表明,3种自研制聚氨酯包膜尿素在静水(25℃)中氮素累积释放比例的变化趋势基本一致,其24 h 初期释放率为2.04％~3.64％(≤15％),28 d累积释放率为29.88％~34.80％(≤80％),符合缓释肥料的国家标准要求。相对于NPK处理,自研制聚氨酯包膜尿素能明显促进春玉米对氮素吸收利用,其氮肥利用率达32.5％~40.0％,但其与商品包膜尿素(19.5％)之间无显著差异。自研制聚氨酯包膜尿素和商品包膜尿素处理下土壤无机氮素含量峰值分别出现在28和15 d前后,其在土壤中氮素释放时间分别达70和60 d以上。春玉米全生育期内(91 d),自研制聚氨酯包膜尿素处理下土壤无机氮含量都高于商品包膜尿素和NPK处理。因此,与商品包膜尿素和NPK处理相比,自研制聚氨酯包膜尿素的氮素释放时间长且氮素供应充足。     

可生物降解树脂包膜尿素的研制及性能

以聚碳酸亚丙酯（PPC）与聚丁二酸丁二醇酯（PBS）两种可生物降解树脂作为包膜材料,研制不同PPC/PBS组方包膜溶液,铺膜后初步确定两种材料混合的最佳比例;采用流化喷涂分别制备包膜尿素。通过分光光度法研究不同肥料的初期溶出率,采用扫描电镜观察包膜结构。结果表明,PPC与PBS的质量比在7∶5时,材料之间融合较好,质地较柔软,适合作为肥料包膜材料。实验证明此包膜材料在尿素表面能够形成细腻光滑致密的膜,可以适应尿素颗粒表面的外形轮廓而将其紧密覆盖。尿素包膜后,对尿素氮的释放有明显的控释作用,且在一定范围内,减少包膜所用时间或增加树脂用量都能增强控释效果。     

聚氨酯包膜尿素掺混比例对早稻产量及经济效益的影响

探究一次性施肥条件下,控释尿素与常规尿素掺混比例对水稻产量及其构成的影响,并评价其经济增长效益.连续两年(2018～2019年)在洞庭湖典型双季稻种植区开展田间试验,设置不施N肥(CK)、优化施肥(CU)、40％释放期90 d聚氨酯包膜尿素+60％常规尿素掺混(0.4PuCU+0.6CU)、60％释放期90 d聚氨酯包...     

磷酸氢钙包膜尿素的研制及其释放特性

以聚乙烯醇水溶液为粘结剂,以肥料级磷酸氢钙为包膜材料,采用喷雾包涂的方法制备一种新的、多营养的、不污染土壤的缓释/控释尿素。用水浸泡法和土壤培养法表征了包膜尿素的释放特性,用扫描电子显微镜研究了包膜尿素的表面和截面形貌。讨论了涂层量对包膜尿素的缓释性能的影响。实验结果表明:涂层量是影响尿素释放的重要因素,磷酸氢钙包膜尿素在水中氮素的释放行为可用一级释放动力学方程来描述;CU-25和CU-30包膜尿素在水中溶出80%的氮素分别需要5.36.d和12.53.d,而在土壤中溶出80%的氮素所需要的时间大于110.d;包膜尿素的扫描电镜照片显示,包膜层中的缝隙小于1μm。     

热塑性包膜尿素微观结构特征及养分释放机理研究

采用扫描电镜、水中溶出法、饱和盐溶液蒸汽压法和土壤培养法,探讨了热塑性包膜尿素微观结构特性及养分释放机理。结果表明,热塑性包膜尿素膜表面光滑,膜上存在纤维状孔隙,膜厚度53.8～65.2 μm。氮素释放速率随温度的升高而增大,在25、30、40、50、60℃水中,尿素累积释放80％的时间分别为96、80、12、8、4 d。在不同培养温度条件下,氮素释放率与时间的关系可用一级动力学方程:Nt=No(1-e-kt)、Elovich方程:Nt=a+blnt和抛物线方程:Nt=a+bt0.5表征;在25和40℃时,以一级动力学方程拟合效果最好。包膜尿素的氮素释放率随着水蒸气压差的增大而增加,并且随水分含量降低而降低。定量描述氮素养分释放的动力学方程中,以一级动力学方程更具有实效性。包膜控释肥料膜内外水蒸气压差是控制养分释放的主要因素。     

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。     

土壤水分对包膜尿素养分释放特性的影响

试验采用土壤培养的方法,以释放期分别为60 d(肥料A)和90 d(肥料B)的两种肥料作为供试肥料,研究了土壤绝对含水量、干湿交替、相对含水量和水势因素对3种土壤中包膜尿素养分释放特性的影响。结果表明:在3种土壤中,土壤绝对含水量从50 g/kg增到200 g/kg时,包膜尿素养分释放率均随土壤水分含量的增加而显著增加,此时水分因素是控制包膜尿素养分释放的主要因素。在干湿交替条件下,两种供试肥料间释放率的差异变大,其中肥料B在潮土中释放速率较其他两种土壤中下降更多。当相对含水量在0%~50%田间持水量范围内,或水势在60~100k Pa范围内时,供试肥料在红壤中的释放显著低于潮土和水稻土,这与红壤中黏粒含量高有关;当相对含水量大于100%田间持水量时,或水势低于60 k Pa时,土壤水分和土壤类型对包膜尿素养分释放的影响基本不再显著。常用的Sugihara方程可以较好地拟合包膜尿素在试验设定水分条件下的养分释放特性,相关系数r0.95。3种不同土壤水分参数均可以用来预测包膜尿素的释放率和释放期,其中水势(x)与包膜尿素释放期(y)的拟合效果最好,关系式为y=64.79e~(0.0066x),r=0.91。     

桐油包膜尿素的养分释放速度及其对黑麦草生长的影响

表征了4种供试桐油包膜尿素(TCU)的特性和包膜形貌,测定了其养分释放曲线和释放速度。在不施基肥以及基施氮素15.8g/m2的尿素和4种TCU的情况下,用盆栽试验考察了各施肥处理对黑麦草生长、形态指标和色泽的影响。结果表明,所有施肥的处理均有助于黑麦草的出苗,在播种后的最初4～5周,TCU和尿素处理的黑麦草植株高度和生物量均优于未施基肥的处理,施肥处理间的差别不大;在播种的5～6周后,具有长释放周期的TCU.UT-02(t8024d)和UC-04(t8026d)处理的黑麦草植株高度和生物量均超过了施尿素的处理,这些TCU处理的黑麦草的绿期长于7周,也优于尿素处理的黑麦草的绿期5周。     

聚苯乙烯包膜尿素的缓释效果研究

采用实验室不同温度水培和淋洗试验,研究了膜材料比例、膜厚度、堵孔材料加入量以及尿素颗粒大小与包膜尿素养分释放的关系,温度对养分释放的影响,以确定不同释放速率系列包膜尿素配方。结果表明,膜材料增加、膜厚度增加,包膜尿素养分释放速率降低;单用网孔状膜材料包裹尿素,养分释放速率过快,肥料氮从土壤淋出量大,不可能用于水田作物;加入堵孔材料2%后,30℃水中养分释放期超过70 d,膜材料抗水性、耐挤压性好;在温度低于30℃条件下,温度对养分释放影响不大,温度高于45℃影响膜稳定性。     

折光率法在包膜尿素养分释放快速测定中的校验与改进

以不同肥效期的15个自制包膜尿素为检测样品,以肥水质量比为1/5的恒温静水溶出法为控释尿素的培养方法,同时采用常规方法和工作曲线折光率法测定培养液中的尿素含量,并对养分释放曲线进行Richards 方程的非线性回归分析用以计算样品的肥效期,对比研究现配工作曲线折光率法与同期培养工作曲线法同常规方法测定结果之间的异同,以期为控释尿素养分释放测定提供更准确的快速测定方法。研究结果表明：系列标准尿素溶液分别培养0、1、6、7、14、21、28和56 d后,其折光率与浓度之间的关系均可用直线方程表示(决定系数≥0.998),其中同期培养曲线的预测误差为0.34～1.13 g/L,而现配曲线的预测误差为0.71～4.85 g/L,采用尿素标准溶液工作曲线检测同等培养期的尿素溶液有利于提高测定结果的准确性。与H2SO4消煮法（常规方法）相比,采用新鲜工作曲线折光率法测定控释尿素养分释放的计算结果提高10%以上,采用标准尿素溶液与包膜尿素同期培养的方法,折光率法测定结果与常规方法之间的系数为0.990。为进一步分析折光率法检测包膜尿素肥效期准确性,采用Richards方程模拟2种方法所测的释放曲线并计算养分达到75%的时间点即肥效期,结果表明,常规方法和折光率法测得15个包膜尿素的肥效期为21.9～245.9和22.0～210.1 d,两者相差最小值和最大值分别为0.2和41.4 d,相对偏差则分别为0.8%和25.1%。其中肥效期较短的包膜尿素的测定偏差较小,肥效期较长尤其是达到180 d以上的包膜尿素可能由于后期释放过于缓慢导致预算误差扩大,其误差区间为27.6～40.4 d,这属于可接受范围。说明了同期培养工作曲线折光率法可以作为常温条件下的控释尿素养分释放的速测方法,并可利用模型较准确地预测包膜尿素的肥效期。研究结果可为包膜尿素养分释放率及肥效期的快速、准确测定提供参考。