醋酸酯淀粉包膜尿素水中养分溶出特征

以研制的4种醋酸酯淀粉包膜尿素肥料为研究对象,日本70 d聚烯烃包膜尿素肥料为对照,研究醋酸酯淀粉包膜尿素在水中尿素态氮溶出特征,以确定醋酸酯淀粉包膜尿素的控释性能.结果表明.醋酸酯淀粉包膜肥料尿素累积溶出曲线呈倒"L"型.在水中7～13 d达到最大溶出量.尿素态氮累积溶出80%的时间为2～3 d,初期溶出率65.71%～75.79%;养分累积释放率不超过75%的时间为1～2 d;第7 d微分溶出率都显著大于2.5%.聚烯烃包膜肥料尿素态氮累积溶出80%的时间超过40 d.初期溶出率为2.05%;聚烯烃养分累积释放率36 d为73.32%,37 d为75.01%;第7 d微分溶出率1.68%.醋酸酯淀粉包膜尿素缓/控释效果较差,对养分的控释能力明显低于聚烯烃包膜尿素,但对尿素态氮起到了一定的缓/控释作用.醋酸酯淀粉包膜尿素及聚烯烃包膜尿素肥料在水中尿素态氮累积溶出特征曲线符合一元二次方程模型.     

包膜及其与生化抑制剂结合型尿素在草甸棕壤中尿素态氮溶出特征

在室内恒温培养条件下,以日本70 d聚烯烃包膜尿素和大颗粒尿素为对照,研究4种丙烯酸树脂（MMA）包膜及其与生化抑制剂结合尿素肥料在土壤中尿素态氮溶出与水解特征,以确定不同种MMA包膜尿素在土壤中缓/控释效果与尿素转化机理。结果表明,4种MMA包膜尿素在土壤中尿素累积溶出量在48 d后达到最大值,接近100%,尿素态氮累积溶出80％的时间分别在第24和28 d,时段平均溶出率最高峰值均出现在9～12 d,为7.73%/d～8.04%/d。4种MMA包膜肥料尿素态氮在土壤中累积残留量高峰值分别出现在20和24 d。MMA膜和NBPT共同作用对抑制尿素释放作用效果十分显著, 其结合型肥料对抑制尿素释放作用最强。     

包膜尿素氮素溶出对油菜生长及产量的影响

通过肥料埋藏试验及盆栽试验方法,研究了LP30日型和LP70日型包膜尿素氮素溶出对油菜生长及产量的影响。研究表明:一级反应动力学模型可很好地描述LP30日型和LP70日型包膜尿素氮素的溶出过程,其溶出速率常数分别为0.0132和0.0067。硫酸铵处理的油菜株高、株重及产量均随氮素用量的增加呈指数型增加趋势,而LP30日型和LP70日型包膜尿素处理的油菜株高、株重及产量则均随氮素用量的增加呈直线型增加趋势。与硫酸铵处理相比,LP30日型和LP70日型包膜尿素处理,在施氮量为N 0.1 g kg-1和N 0.2 g kg-1条件下,均可使油菜株高、株重及产量显著下降(P<0.01),且以LP70日型包膜尿素下降最为明显;在施氮量为N 0.4 g kg-1条件下,LP30日型包膜尿素可使油菜株高、株重及产量显著提高(P<0.01),而LP70日型包膜尿素则使油菜株高、株重及产量提高不明显,但这两种包膜尿素均可明显提高肥料溶出氮素的利用率。     

保水剂包膜尿素的特征与性能

保水肥料是缓/控释肥料研究的新方向,本文利用聚合化学反应制备出了一种保水剂包膜尿素肥料,并对该肥料的包膜特征、养分控释性能及其对土壤水分的影响进行了研究。结果表明:保水剂包膜尿素的实际包膜量低于设计包膜量,一般低10%～12%。扫描电镜成像图显示:保水剂包膜尿素包膜上存在纤维网状孔隙,膜厚度为0.15～0.25mm。7d水溶出率的实验结果表明,保水剂包膜尿素养分控释效果低于塑料包膜尿素,保水剂包膜尿素的养分缓释作用主要来自包膜对尿素的吸附作用。保水剂包膜尿素处理土壤的土壤水分脱水曲线测定结果说明,保水剂包膜尿素可提高土壤水分含量,增加土壤水分的有效性,改善土壤的保水、释水性能。因此,保水剂包膜尿素肥料是具有开发应用前景的新型缓/控释肥料。     

保水包膜尿素肥料理化特征

保水肥料是缓/控释肥料剂一个新的发展方向。本文中作者对研发的一种保水缓释包膜尿素肥料的包膜物理化学特征,养分缓释机制进行了研究。电镜观察显示,保水材料包膜上存在网状孔隙,膜厚度0.12mm~0.30mm,是水分贮存的物理空间。红外光谱分析表明,保水材料与尿素表面存在着氢键作用,这种氢键作用使保水包膜材料对尿素有一定吸附作用,这是保水包膜尿素具有养分缓释的一种机制。吸水倍率测定表明,保水包膜材料吸水倍率在70倍以上,吸水达饱和的时间为1.4小时,在盐水中还有一定的吸水倍率,pH为6.87。因此,保水包膜尿素肥料是水肥复合一体化的缓释肥料。     

用温度变换日数法预测包膜尿素氮素的溶出率

通过不同温度培养试验方法,根据反应速度理论法求得了包膜尿素(LP30)氮素的溶出特性值,并采用基于反应速度理论的温度变换日数法预测了包膜尿素(LP30)在自然土壤温度条件下氮素的溶出率。研究表明:包膜尿素(LP30)氮素溶出符合一级化学反应(Nt=N0[1-exp(-kt)]);溶出速率常数(k)具有温度依存性:在10℃～25℃范围内,速率常数(k)在0.0081～0.0425之间,反应活化能(Ea)为75733J mol-1;基于反应速率理论的温度变换日数法能够应用并预测自然温度条件下包膜尿素氮素的溶出率。     

麦饭石混合物包膜尿素的肥效及成膜理化特征研究

以麦饭石和有机粘结剂为包膜材料,采用开放式旋转包膜工艺,制得麦饭石混合物包膜尿素(简称包膜尿素)。盆栽试验结果表明,施用包膜尿素玉米生物量显著高于尿素对照,氮素利用率提高13～32个百分点;应用红外光谱对包膜尿素膜层结构的研究结果看出,膜层结构发生较大的变化,出现了新基团并发生了峰形变化;通过电镜扫描技术对膜结构的研究结果显示,麦饭石包膜前后的结构差异明显,包膜前为分散的单个颗粒,而包膜后是固体粉末颗粒间紧密排列并通过液体胶联的多层堆叠而形成包膜层,这些变化是麦饭石包膜尿素的膜层结构紧密而使其控释性能增强的原因。     

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。     

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。     

丙烯酸树脂包膜尿素肥料研制及其控释效果

采用丙烯酸树脂为包膜材料,以NBPT（N-丁基硫代磷酰三胺）和DCD（双氰胺）为生化抑制剂,利用流化床对尿素进行涂层生化抑制剂及包膜,制备4种包膜肥料,对这些包膜肥料在水中的控释效果进行了研究。结果表明,采用此技术制备的包膜肥料,表面成膜完整,包膜物质在成膜时分布均匀、与尿素肥心接合紧密,表面光滑。NBPT和DCD与肥心结合严密,包膜层紧覆于抑制剂的外表。包膜可有效控制尿素的溶出,在水中的控释时间为19～30d。初期溶出率远远小于15％,微分溶出率基本上在0．25％～2．5％之间;在水中尿素累积溶出特征符合一元二次方程模型,尿素释放曲线呈“S”形。     

Nitrogen Release from Coated Urea Fertilizers in Different Soils

The nitrogen (N) release from coated urea fertilizers (Arborite and ESN), traditional N fertilizers [urea, (NH₂)₂CO], and urea ammonium nitrate (UAN) [(NH₂)₂CO, NH₄NO₃] in three North Carolina (USA) soils was measured throughout a 12-week laboratory incubation. Treatments were N source and moisture level (60% and 80% of field capacity). In both the Candor and Cecil soils, 40% of the Arborite N had released by day 2 after addition to the soil. Maximum Arborite N release was achieved by week 6 for both soils. The ESN N release began between weeks 1 and 2, and maximum release was attained by week 6 for the Candor and by week 8 for the Cecil soil. The ESN reached 70% release on Portsmouth by week 8 and Arborite had an immediate release. Field studies of these coated ureas would be needed to determine if they are economically viable over more traditional N fertilizers in North Carolina.     

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。     

日本包膜缓释肥料养分释放及微结构研究

采用恒温水培试验,研究了日本生产的五种包膜肥料(LP40、LPS40、SC60、LPSS和LPSS100)氮素释放特性,用一级反应动力学方程进行拟合,并用扫描电镜观察了包膜肥料水培前后膜的微观结构。结果表明,包膜肥料的膜材料不同,氮素释放量也不同;包膜肥料的氮素释放率随着时间的延长而增加;这五种包膜肥料的氮素释放特征均可用一级反应动力学方程来描述,氮素释放速率常数与氮素释放率成正比,与氮素溶出的半时值成反比;扫描电镜的图像分析结果显示,水培后LPSS、SC60的膜外表面完整性要好于LP40,LPSS的膜剖面结构很紧实,阻水性能好。     

包衣尿素在田间的溶出特征和对夏玉米产量及氮肥利用率影响的研究

通过田间试验研究了控释包衣尿素在田间的实际溶出过程及其对玉米产量、氮肥利用率的影响。结果表明,控释包衣尿素在田间的实际溶出期限远远高于实验室的测定值,控释包衣尿素处理耕层土壤无机氮动态过程与其溶出特征比较一致;在减少20%氮肥用量并且采用玉米全生育期一次性基施的措施下,控释包衣尿素的玉米产量和吸氮量与常规施肥措施的尿素持平,而氮肥利用率略有提高。     

施用涂层尿素对水田土壤氮去向及其利用率的影响

采用水稻盆栽试验方法,研究施用涂层尿素对水田土壤氮的挥发、土壤残留、水稻吸收三个去向及其氮素利用率的影响。研究结果表明:施用涂层尿素可显著抑制NH3和NOX挥发损失,NH3和NOX挥发量之和的减少幅度为22.1%~24.8%;使土壤中全氮含量增加,增加幅度为1.9%~2.1%。等氮用量条件下,施用涂层尿素可极显著提高氮素利用率,其提高幅度随施用量增大而减小;使水稻经济产量显著增加,中用量和高用量水平处理经济产量增加幅度分别为21.8%和21.5%。说明施用涂层尿素不仅能提高水田土壤氮素利用率,而且可减轻生态环境污染。     

Effects of Coated Urea Amended with Biological Inhibitors on Physiological Characteristics,Yield, and Quality of Peanut

Four kinds of new developed urea, some of which were amended with biological inhibitors and coated and some of which were only coated with inorganic materials, were prepared by coating conventional granular urea (nitrogen 46.0%). Using a coated urea [resin-coated urea, 90 day, (RCU)] made in China and a conventional granular urea as check, their effects on physiological characteristics, yield, and quality of peanut were examined in a field experiment. The results indicated that four kinds of urea kept greater ammonium nitrogen (NH₄ ⁺ -N) and nitrate nitrogen (NO₃^?N) contents at flowering stage (FS) and podding stage (PS) compared to conventional urea, and coated urea + dicyandiamide + hydroquinone treatment (CU + DCD + HQ) had the greatest contents, being similar to RCU treatment. At FS and PS, the chlorophyll content, photosynthetic rate, transpiration rate, and chlorophyll fluorescence parameters were significantly increased upon CU + DCD, CU + HQ, and CU + HQ + DCD treatments. In addition, CU + HQ + DCD treatment produced 27.3% more pod yield, 6.7% more total yield, and 9.17% more protein content and decreased NO₃^?-N content by 46.56% as compared to conventional urea treatment. This product has excellent slow-release capacity, is inexpensive and environmentally friendly, and could be especially useful in agricultural application.     

黏土矿物混合生物炭包膜尿素的制备及其氮素污染减排潜力

为促进氮肥高效利用,实现氮素污染减排,选用膨润土和生物炭作为包膜材料,结合硝化抑制剂制备包膜尿素。设置包膜尿素淋溶模拟试验收集淋溶液,结合静态箱法收集N₂O,通过分析NH₄⁺-N,NO₃^--N淋失量和N₂O排放通量对包膜尿素氮素污染减排潜力进行了评估。结果表明:（1）膨润混合土生物炭包膜尿素（F₄）NH₄⁺-N淋溶损失率最低,较纯化肥尿素（F₁）NH₄⁺-N淋溶损失率降低19.76%。（2）硝化抑制剂型膨润土生物炭包膜尿素（F₅）NO₃^--N淋失率最低,较F₁降低16.74%。（3）F₅同时具有最优的N₂O减排效果,N₂O排放量较F₁降低77.8%。F₅氮素减排效果最优,其减排机制在于一方面硝化抑制剂可以从化学过程控制硝化和反硝化进程,延缓尿素酰胺态氮的水解和铵态氮的硝化,在降低NO₃^--N淋失的同时可以实现N₂O减排。另一方面F₅的包膜材料膨润土和生物炭可以通过吸附作用将更多的NH₄⁺-N富集在土壤表层,从而显著降低NH₄⁺-N淋失。综上所述,硝化抑制剂型膨润土生物炭包膜尿素氮素污染减排潜力最优,可使NH₄⁺-N,NO₃^--N和N₂O分别减排15.24%,16.74%和77.8%。