桐油包膜尿素养分释放机理的研究

以桐油为包膜材料,采用土壤盆栽试验和水中静置试验,对控释肥料养分释放动态进行了研究。结果表明,以桐油为包膜材料的包膜尿素,在土壤中养分初期溶出率为12.6%,在水中养分初期溶出率为20.1%,是比较理想的包膜材料。在水中与土壤中养分释放期为1∶1.2;N素的释放可用LOGISTIC动力学方程描述,释放常数k值可用来判断控释尿素的N素释放速率大小。     

植物油脂包膜尿素的氮素释放及其对黑麦草养分吸收利用的影响

以环境友好的植物油脂为包膜材料制得2种包膜尿素,连续溶出试验以商品包膜尿素(CCU)为对照,测定POU1、POU2的氮素释放状况,盆栽试验设不施肥处理(CK)、不施氮处理(PK)、普通尿素处理(NU)、商品包膜尿素处理(CCU)、自制包膜尿素处理(POU1、POU2),研究新型包膜尿素对多年生黑麦草养分吸收及氮素利用状况的影响。溶出试验结果表明,POU1、POU2的氮素累积溶出量显著低于CCU(P<0.05),且POU2显著低于POU1(P<0.05);在等氮处理条件下,施用POU2处理的黑麦草地上部含氮量明显高于NU处理,甚至达到显著水平(P<0.05),3次刈割后,POU1、POU2处理的黑麦草地上部总干物量和氮、磷、钾总积累量显著高于NU处理(P<0.05)。另外,POU1、POU2处理的黑麦草氮肥表观利用率明显高于NU处理(P<0.05)或CCU处理。植物油脂包膜尿素,尤其是POU2,能改善黑麦草氮素营养状况,增加黑麦草地上部氮、磷、钾的吸收,促进黑麦草生长。说明植物油脂可以作为包膜材料,植物油脂包膜尿素可视为新型缓释尿素。     

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。     

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。     

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。     

不同水溶液条件对复合改性矿物包膜尿素养分释放的影响

以水为浸提溶液,研究了不同温度、pH和盐离子浓度条件对4种复合改性矿物包膜尿素养分释放的影响。结果表明,温度对复合改性矿物包膜尿素的养分释放速率有显著的影响,在15,25,35℃条件下,随着温度升高,水中养分溶出率均显著加快;盐浓度也是影响养分释放的重要因素,在5%,10%,20%尿素、氯化钾溶液中,随着尿素、氯化钾浓度的增大,复合改性矿物包膜养分释放速率明显降低;pH对复合改性矿物包膜尿素的养分释放的影响因包膜材料不同有所差异。     

致孔剂对植物油包膜尿素养分释放特性的影响

为了探讨致孔剂对植物油包膜尿养分释放特性的影响,该研究通过25、30、35℃恒温静水培养方法对植物油包膜尿素养分释放特征曲线、肥效期、温度依存性以及养分释放活化能等进行了研究。结果表明：添加致孔剂ST（淀粉）和致孔剂SB（黏土矿物）均能加快植物油包膜尿素养分释放,均能缩短肥效期,当致孔剂ST用量从0增加至5%时,肥效期从122.20 d缩短为54.76 d,而添加不同用量致孔剂SB的植物油包膜尿素养分释放特征曲线基本重合;添加致孔剂ST植物油包膜尿素温度依存性Q10随用量增加而减小,而添加致孔剂SB则随着用量增加而增大;添加致孔剂会减小植物油包膜尿素养分释放活化能,当致孔剂ST和致孔剂SB用量分别为3%、4%时,养分释放活化能分别较不添加处理减少了40.20、23.28 kJ/mol。该文可为今后致孔技术在控释肥料研制中的应用提供参考。     

异质膜材多层包膜尿素养分释放特征及其数学模拟

为了明确以水溶性树脂（氯乙烯偏氯乙烯、丙烯酸脂）为主包膜材料、脂溶性改性石油 C9树脂为辅助材料的多层包膜尿素的养分释放特征,采用3×4双因素随机区组设计,其中因素一为改性C9石油树脂内保护层包膜用量,设3个水平,即每平方米尿素表面积喷涂5、10、15 g改性C9石油树脂;因素二为水溶性树脂包膜用量,设4个水平,即每平方米尿素表面积喷涂30、40、50、60 g水溶性树脂。采用流化包衣技术制备共12种供试样品,所有供试样品均在水溶性树脂包膜层外再喷涂10 g/m2改性C9石油树脂。然后采用1：5肥水比的恒温静水培养法检测了供试肥料的养分释放曲线并对其进行数学模拟。结果表明,通过Richards方程的特征参数判断可知其中10个供试样品的养分释放曲线为S型,说明了采用水溶性树脂为主和脂溶性树脂为辅所制的多层尿素可以实现养分的S型释放。改性C9内保护层的作用主要体现在改变养分释放曲线形状上,内保护层由5 g/m2增加至10 g/m2,曲线趋向于S型,30～60 g/m2水溶性树脂包膜层4组处理的最大养分释放速度出现的时间点分别推迟22.6、49.3、74.9和39.4 d,进一步增加至15 g/m2,最大养分释放速率出现的时间点不变或者轻微地提前。水溶性树脂包膜层的主要作用是控制养分释放速率,包膜层厚度由30 g/m2逐渐增加至60 g/m2显著延长了包膜尿素的肥效期,其肥效期为75.0～287.1 d。综上可知,以改性石油C9树脂为保护层的水溶性树脂包膜尿素可实现养分的S型释放;使用5～10 g/m2改性C9作内保护层、30～60 g/m2水溶性树脂作为包膜层、10 g/m2改性C9作为外保护层,采用流化包衣技术可制造肥效期约为75.0～287.1 d的符合国家相关标准包膜控释氮肥产品。该研究可为水溶性树脂包膜肥料的制造工艺提供参考。     

包膜尿素养分释放特性测定方法的研究

分别以水、砂子、热硼酸溶液为介质,研究不同浸提方式对缓/控释肥养分溶出率的影响及两种缓/控释肥料的溶出特征。结果表明,同一种肥料在不同的介质中溶出率趋势无显著差异,以热硼酸溶液为介质,可提高检验速度,是检验长释放期控/缓释肥料产品质量的有效方法。     

桐油包膜尿素的制备及其肥料缓释效应研究

以桐油为主要成膜材料对尿素实施了包膜处理，研究了桐油、桐油/改性树脂混合物及其与无机调理剂的混合物的粘度和粘度指数，对包膜尿素的表面形貌、包膜尿素的缓释性及其在黑麦草种植中的肥料效应进行了研究，以确定最佳的包膜工艺条件。实验结果表明：采用桐油和E₁或E₃无机调理剂的混合物，在包膜率9%～15%之间制得的桐油包膜尿素的养分释放期为24～62 d，能为黑麦草生长提供较长时间的养分供给并延长其绿色期。     

分光光度法测定树脂包衣尿素溶出的研究

研究了对二甲氨基苯甲醛分光光度法应用于树脂包衣尿素养分溶出测定的可行性。对二甲氨基苯甲醛与尿素在酸性条件下生成黄色物质,其吸光值与尿素溶液的浓度成正比。结果表明,该方法与蒸馏后滴定法测定尿素相关性非常好,测定过程中缩二脲和硝态氮、铵态氮的干扰少。树脂包衣尿素养分溶出测定期间,尿素样品分解量少,分光光度法与蒸馏后滴定法的测定结果相关性非常好。试验证明两种方法测定包衣尿素溶出均可给出满意的结果,但分光光度法更快速、简便,适合于大批量样品的测定。     

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。     

控释氮肥不同用量对移栽玉米幼苗生长及养分吸收的影响

通过盆栽试验,研究了控释氮肥不同用量对移栽玉米幼苗生长及养分吸收的影响。结果表明,玉米育苗期内适宜的控释氮素用量可形成健壮幼苗; 其最大安全控释氮素用量为N 200400 mg/plant,该用量下,移栽时单株可携带N 137290 mg。随控释氮肥用量的增加,植株地上部氮素浓度及氮素累积量增加; 磷素的浓度及累积量与控释氮肥的用量没有显著相关性; 控释氮肥的供应抑制了植株对钾的吸收。     

延迟释放型包衣尿素对水稻生长和氮素吸收的影响

通过田间试验比较研究了普通尿素和延迟释放型包衣尿素在不同施用量、不同施肥方式(普通尿素为基肥+两次追肥;延迟释放型包衣尿素为接触施肥方式)条件下对移栽稻生长过程和氮素吸收的影响。结果表明,延迟释放型包衣尿素在比普通尿素施氮量(N150kg/hm2)减少30%(N105kg/hm2)和50%(N75kg/hm2)时,对水稻生长不会产生任何不良影响;由于包衣尿素在田间的养分释放动态与水稻对氮素的吸收规律吻合,施用包衣尿素的水稻产量、吸氮量和氮肥利用率均显著高于普通尿素处理,其中水稻产量增加12.7%～14.4%,吸氮量增加27.5%～32.7%;普通尿素和氮肥用量减少30%和50%的包衣尿素3个处理的氮肥利用率分别为19.9%、58.8%和89.9%。此外,施用包衣尿素比普通尿素水稻的子粒粗蛋白质含量提高9.2%～12.2%。     

控释尿素在水及不同类型土壤中的养分释放特征

试验采用静水培养和土壤培养研究控释尿素的养分释放特征,比较其在不同类型土壤和静水中的养分释放差异, 探讨土壤类型对其养分释放的影响。结果表明,试验选用的控释尿素在250.5℃静水条件下, 初期养分溶出率为1.7%, 28 d养分累积释放率为59.2%, 释放期为50 d, 控释尿素在土壤培养的前50 d, 水稻土中的氮素表观释放率显著低于潮土和黄棕壤中, 50~140 d在水稻土中的氮素表观释放率最高,140 d之后在三种类型土壤中的氮素表观释放率无显著差异。控释尿素在不同类型土壤中的养分表观释放率均与在静水中的显著相关。     

不同释放期包膜控释尿素与普通尿素配施在夏玉米上的应用效果研究

通过大田对比试验研究了释放期为30 d、60 d、90 d的包膜控释尿素(分别用PCU30、PCU60、PCU90表示)与普通尿素(U)配合一次性基施对夏玉米产量、氮肥利用率、氮素积累量及经济效益的影响。结果表明:在施氮量相等、包膜控释氮素占总施氮量30%的条件下,不同释放期的包膜控释尿素(PCU30、PCU60、PCU90)与普通尿素配合一次基施比习惯施肥显著增加夏玉米产量和氮素积累总量,提高氮肥利用率和经济效益,其中PCU60与普通尿素配合一次基施玉米产量最高,为8778 kg/hm2,增产12.0%;氮素积累总量为201.5 kg/hm2,增加18.9%;氮肥利用率提高11.02个百分点;经济效益为11468.7元/hm2,提高产量10.7%。     

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。     

石蜡-松香包膜尿素的形貌及其释放行为的研究

以石蜡-松香混合物作为包膜材料，以磷酸氢钙为调理剂，采用熔融喷雾包涂的方法制备一种新型、多营养、不污染土壤的缓释尿素。用水浸泡法和土壤培养法探讨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。分析了松香与石蜡的配比、涂层量对包膜尿素养分释放速率的影响。结果表明，松香与石蜡的配比是影响包膜尿索养分释放速率的主要因素，涂层量是影响尿素释放的重要因素，包膜尿素在水中氮索的释放行为可用一级释放动力学方程来描述；其中，CRC-25和CRC-30包膜尿素在水中溶出80％的氮素分别需要10．07d、17．88d，在土壤中溶出80％的氮索所需要的时间大于130d；包膜尿素的扫描电镜照片显示，包膜层中的缝隙小于5μm。