缓/控释肥对小麦增产与提高氮肥利用率的效果研究

以不施氮肥、尿素基施和尿素基追比5∶5等3个处理做对照,对3种包膜缓/控释肥处理冬小麦产量、产量相关因子、不同时期植株含氮量及肥料利用率进行了分析比较。结果表明,缓/控释肥处理的以上几个指标均接近于尿素基追比5∶5处理。与尿素基施相比,包膜缓/控释肥增产10.03%~11.17%,有效穗数和穗粒数增加,返青-拔节期植株含氮量明显提高,氮肥利用率提高了6.18%~11.57%。3种缓/控释肥相比较,产量、产量因子、植株含氮量及肥料利用率没有显著性差异。     

缓/控释肥对小麦增产与提高氮肥利用率的效果研究

以不施氮肥、尿素基施和尿素基追比5:5等3个处理做对照,对3种包膜缓/控释肥处理冬小麦产量、产量相关因子、不同时期植株含氮量及肥料利用率进行了分析比较。结果表明,缓/控肥处理的以上几个指标均接近于尿素基追比5:5处理。与尿素基施相比,包膜缓/控释肥增产10.03%～11.17%,有效穗数和穗粒数增加,返青-拔节期植株含氮量明显提高,氮肥利用率提高了6.18%～11.57%。3种缓/控释肥相比较,产量、产量因子、植株含氮量及肥料利用率没有显著性差异。     

缓/控释肥的最新研究动态及其展望

缓/控释肥研制和开发是肥料领域的热点,其对提高作物肥料利用率和保护生态环境有着十分重要的现实意义。通过对缓/控释肥料的类型、最新研究动态及评价方法等方面的阐述,提出了近年来国内外控释肥料存在的问题,并展望了今后缓/控释肥料的研究方向。     

杜马斯-碳氮分析仪法测定缓控释氮肥释放氮量

为了提高缓控释氮肥释放氮量的测定效率,避免样品消煮过程中的强酸与毒害气体物质等问题,该研究基于杜马斯法原理,利用碳氮分析仪,测定2种缓控释氮肥在25℃静水释放试验中,第1、3、7、14和28天肥料浸出液的氮浓度,计算缓控释氮肥释放氮量,并与传统常规的凯氏蒸馏滴定法测定结果间进行比较。结果表明:2种方法肥料浸出液中N浓度测定结果之间呈极显著线性相关关系,相关系数r=0.991(n=30,P0.01)。依据2种方法测定结果计算的氮素养分释放期彼此相差小于20%,符合国家标准《GB/T 23348-2009缓释肥料》及化工行业标准《HG/T 4215-2011控释肥料》的允许差范围。相比较传统的凯氏蒸馏滴定法,杜马斯-碳氮分析仪法测定缓控释氮肥释放氮量过程简便快捷,样品无需消煮,不涉及强酸不产生有毒有害物质。该结果为缓控释氮肥释放氮量新的测定方法提供了科学依据。     

保水剂与肥料互作及保水缓/控释肥料研究展望

保水剂在农业上的作用日益重要,肥料与保水剂一体化使用是水肥调控的重要技术,是肥料研究的国际前沿。保水剂是吸水量超过自身重量数百倍以上的亲水性高聚物。保水剂一般分为天然的,合成的及半合成的。保水剂与肥料可以通过物理混合、包膜或化学合成三种方式结合为一体化的保水缓/控释肥料。保水剂具有吸水吸肥功能,保水剂可吸附大量中性分子,对阳离子养分也有较强吸附作用,对阴离子养分吸附弱。肥料种类与盐浓度影响保水剂的吸附作用与膨胀能力。保水缓/控释肥料在土壤中对肥料养分有延迟释放作用。保水缓/控释肥料可改善土壤持蓄水分和水肥交互作用,促进植物对养分的吸收和作物增产。保水缓/控释肥料发展方向是包膜和化成保水缓/控释肥料。保水缓/控释肥料湿润及养分控释机理研究也需要加强。     

纳米材料在缓控释肥中的应用研究进展

缓控释肥料是采用物理、化学或物理化学的方法对速效性化肥进行改性,从而实现养分缓慢释放或控制释放的新型肥料,不仅能满足植物整个生长期的养分需求,还可以提高肥料利用率、降低环境风险,是农业绿色发展的重要保障。纳米材料具有尺寸小、表面积大以及界面效应显著等特性,其在缓控释肥中的应用已成为当前缓控释肥料领域的研究热点。本文分别综述了纳米氧化物、纳米纤维素、纳米碳和纳米粘土等主要纳米材料在缓控释肥中的添加技术和应用效果。物理共混、化学接枝、浸渍吸附等是纳米材料改性缓控释肥的常用技术手段,纳米材料发挥的最重要功能是疏水性、吸附性、保水性、环境响应性和自修复性。纳米材料表面丰富的官能团、物理交联点或微纳米凸起的形成等是提高缓控释效果的关键因素。拓展天然有机纳米材料、探寻简单高效的改性方法、明确相应缓控释肥的养分释放及性能调控机制是今后研究的重要方向。     

我国缓／控释肥料的现状和发展方向

总结了我国缓/控释肥料的几大类型,对主要类型缓/控释肥料工艺设备的优缺点予以评述,指出了发展中存在的问题和解决对策,提出了发展方向。     

不同缓控释氮肥对连作春玉米产量及氮肥去向的影响

在山西省连作春玉米区连续4年设置大田定位试验,设置不施氮肥(CK)、一次性基施尿素(CU1)、追施尿素(CU2)、树脂包膜尿素(PCU)、硫包衣尿素(SCU)、多酶金缓释尿素(MEU)6个施肥处理,研究施用缓控释氮肥对春玉米产量、氮肥去向及氮素平衡的影响,为春玉米氮素养分的科学管理技术提供参考。结果表明:(1)缓控释氮肥处理能够明显提高春玉米产量,促进氮素吸收。与CU1处理相比,SCU、MEU、PCU和CU2处理可分别提高春玉米产量17.51%,9.88%,9.62%,9.48%,同时氮肥农学利用效率分别提高7.5,4.2,4.1,4.1 kg/kg。(2)不同缓控释氮肥处理的作物吸收肥料氮以及肥料氮在0-100 cm土层残留量之间存在显著差异。SCU、MEU、PCU、CU2和CU1的氮肥表观利用率分别为36.1%,32.5%,26.5%,26.7%,19.5%,肥料氮在0-100 cm土层残留量分别占施氮量的28.5%,31.6%,35.7%,35.5%,39.1%。此外,与一次性基施尿素相比,缓控释氮肥能够显著降低肥料氮的损失,SCU、MEU、PCU和CU2分别降低了22.65%,18.81%,8.99%,8.47%。(3)综合分析不同氮肥处理的农田氮素平衡,SCU处理的春玉米吸氮量最高,为261.5 kg/hm^2,其次是MEU,为253.5 kg/hm^2。SCU的0-100 cm土层残留量在缓控释氮肥中最低,为124.1 kg/hm^2,MEU和PCU分别为131.04,140.09 kg/hm^2。SCU处理的氮表观损失量最低,为106.3 kg/hm^2,MEU和PCU分别为111.6,125.1 kg/hm^2。在山西省春玉米主产区土壤上,缓控释氮肥能够显著促进春玉米对氮素的吸收,减少氮素损失。硫包衣尿素和多酶金缓释尿素的效果相对较好。     

保水缓/控释肥料的研究进展

肥料与保水剂复合一体化使用是水肥调控的重要技术，是肥料研究的国际前沿。该文主要对保水剂与化肥的复合方式与工艺，保水剂与肥料养分相互作用及其研究方法，以及保水及保水肥料应用的水肥效应方面的进展进行综述，并指出了保水缓/控释肥料研究存在的问题和今后努力的方向。保水剂与肥料可以通过物理混合(吸附或造粒)、包膜或化学合成3种方式结合为材料与功能复合一体化的保水缓/控释肥料，包膜和化学合成是高养分含量保水缓/控释肥料制备的先进工艺。肥料或盐影响保水剂的吸水膨胀及吸附作用，因肥料及盐的种类和离子电价而异。7 d溶解量法、土壤淋洗法及土壤培养法等是研究保水剂及保水缓释肥料养分吸附解吸的常用方法。保水剂或保水缓/控释肥料对一些养分的缓释作用报道基本一致，对土壤水分改善作用存在不一致的报道，与高盐含量和保水剂用量有关。保水缓/控释肥料今后发展方向应加强养分含量与吸水倍率指标标准、保水材料及其与肥料复合机制的创新、以及湿润及养分控释机理的研究，还应加强中试及产业化技术开发研究。     

我国缓/控释肥料的应用效应研究进展

世界缓/控释肥的消耗量逐年增长,越来越多的学者对缓/控释肥的应用效应进行了研究。在前人研究的基础上,从肥料效应、作物效应、环境效应、生物学效应四个方面对缓/控释肥的应用效应作一综述,并提出我国缓/控释肥所存在的问题及展望。     

缓/控释肥对双季稻产量、氮素吸收和平衡的影响

在江西省双季稻区连续2年设置大田定位试验,设置不施氮(CK)、分次优化施肥(OPT)、一次性基施缓/控释肥(100CRF)和一次性基施80%缓/控释肥(80CRF)4个施肥处理,研究施用缓/控释肥对双季稻产量、氮素吸收与利用、土壤矿质氮累积以及系统氮素平衡的影响。结果表明:与OPT处理相比,100CRF、80CRF处理2年4季水稻产量均无显著差异,但100CRF处理水稻吸氮量显著提高(P0.05),在2013年早晚稻分别提升32.58%(P0.05)和15.41%(P0.05),80CRF处理与OPT处理无显著差异。施用缓/控释肥与分次优化施肥比较,能提高早晚稻氮肥表观利用率、氮肥表观残留率,降低土壤氮素损失率。在双季稻连作体系,土壤中矿质氮含量在同生育期均表现为早稻高于晚稻,100CRF、80CRF处理与OPT处理在分蘖期、抽穗期、成熟期均无显著差异,但土壤NO–3-N在晚稻成熟期100CRF处理显著高于OPT处理(P0.05)。2年平均100CRF和80CRF处理氮损失量比OPT处理分别减少65.34 kg/hm2(33.08%)和90.64 kg/hm2(45.89%)。氮盈余量分别减少51.63 kg/hm2(29.41%)和85.13 kg/hm2(48.49%)。因此缓/控释肥施用可促进双季稻获得高产,增加植株氮素吸收,维持了较高的土壤氮素水平并减少氮素损失,当前生产条件下,缓/控释肥减量20%,双季水稻在维持高产的同时氮肥利用率最高,氮素损失最低,是一种较为合适的施肥方式。     

不同缓/控释氮肥在玉米苗期的养分释放与转化研究

采用盆栽试验,模拟田间生态环境,研究施用不同缓/控释氮素肥料在玉米苗期的土壤尿素态氮、硝态氮、铵态氮及矿质态氮数量。研究表明,施用醋酸酯淀粉包膜脲酶抑制剂NBPT涂层大颗粒尿素肥料的尿素态氮含量最高,为21.29 mg kg-1土;硝化抑制剂DCD与NBPT混合涂层大颗粒尿素、醋酸酯淀粉包膜DCD与NBPT混合涂层大颗粒尿素的铵态氮含量最高,分别达到60.22 mg kg-1土和59.93 mg kg-1土,硝态氮含量最低,分别为29.82 mg kg-1土、27.97 mg kg-1土,相互间差异不显著;醋酸酯淀粉包膜大颗粒尿素的硝态氮和矿质态氮含量都最高,分别为102.08 mg kg-1土和135.25mg kg-1土,铵态氮、尿素态氮含量最低,分别为33.16 mg kg-1和3.42 mg kg-1土,相互间无显著差异;DCD与NBPT混合涂层大颗粒尿素、丙烯酸树脂包膜NBPT涂层大颗粒尿素、醋酸酯淀粉包膜DCD与NBPT混合涂层大颗粒尿素和丙烯酸树脂包膜DCD与NBPT混合涂层大颗粒尿素在玉米苗期的土壤矿质态氮含量最少,相互间无显著差异,分别为89.75 mg kg-1土、93.70 mg kg-1土、88.19 mg kg-1土和86.22 mg kg-1土,说明它们在玉米苗期氮素养分释放量最少,包膜和抑制剂的作用效应较好。     

不同形态氮肥在坡耕地雨季土壤氮素流失动态特征

为有效控制紫色丘陵区坡耕地氮素流失,采用二因素四水平随机区组试验,利用模拟径流小区观测方法,研究氮肥形态对坡耕地雨季土壤氮素流失动态的影响,结果表明,整个雨季氮素流失量占玉米季氮肥施用量的3.29%,其中玉米生长季的氮素流失量占氮肥施用量的1.63%,玉米收获后径流氮素流失量占氮肥施用量的1.65%。氮素流失动态差异受氮肥形态和施肥距径流产生时间间隔的共同作用。在攻苞肥施用之前的5月22日,各氮肥形态处理相比差异不显著;在接近作物收获的7月30日和8月4日,铵态氮处理和酰胺态氮处理两次总的氮素损失量(3.65和4.35 kg/hm2)较其它处理高。玉米收获后的9月16日,硝态氮肥处理和缓控释肥处理的氮损失分别是2.95和3.17 kg/hm2,较铵态氮肥处理的氮损失低119.95%和103.96%,较酰胺态氮肥处理的氮素损失低85.04%和71.60%。可见,施用硝态氮肥和缓控释肥能够有效降低攻苞肥施用后的径流氮流失量,而铵态氮加地膜以及酰胺态氮肥处理增加攻苞肥施用后壤中流和总径流氮流失浓度和流失量。从有效控制农业面源污染的角度考虑,建议玉米生产上,在肥料种类选择时以缓控释肥和硝态氮肥为主。     

缓/控释氮肥对夏玉米氮代谢、氮素积累及产量的影响

采用田间试验研究了缓/控释氮肥和不同施氮次数对夏玉米氮代谢、氮素吸收及产量的影响。结果表明,施氮显著增加了穗位叶硝酸还原酶活性、游离氨基酸含量、叶绿素含量和氮素积累量,提高了百粒重,增产20.93%~27.04%。与习惯两次施氮相比,一次性施用缓/控释氮肥和"苗肥30%+大口肥30%+吐丝肥40%"三次施氮的灌浆期游离氨基酸含量分别高2.77 mg g-1和4.07 mg g-1,氮素积累量分别提高了4.18%和9.74%,氮肥利用率分别提高了2.95和6.88个百分点,产量分别增加了4.88%和5.05%,实现了夏玉米增产和高效施肥。     

缓/控释氮素肥料玉米苗期养分释放特点

采用盆栽试验．模拟田间生态环境．研究施用不同种缓／控释氮素肥料玉米苗期土壤尿素态氮、硝态氮、铵态氮和速效态氮含量，分析比较其在玉米苗期氮素养分释放特点。研究表明，在玉米苗期，施用醋酸酯淀粉包膜脲酶抑制剂nBPT涂层尿素肥料。土壤中尿素态氮和铵态氮的积累量最多．分别为21．72mg／kg和48．31mg／kg；醋酸酯淀粉包膜尿素肥料，硝态氮和速效氮含量最多．分别为102．90mg／kg和135．25mg／kg；丙烯酸树脂包膜脲酶抑制剂nBPT涂层尿素肥料，尿素自膜内迁移到土壤中的量较少，硝态氮和速效态氮含量最少。分别为53．74mg／kg和93．70mg／kg。包膜与脲酶抑制剂nBPT相结合的缓／控释肥料，对减少土壤石硝态氮的生成效果最为明显．明显优于其他缓／控释肥料．丙烯酸树脂包膜nBPT涂层尿素肥料控释效果最好。     

不同缓/控释氮肥对基质栽培甜瓜生理特性与品质的影响

【目的】缓/控释氮肥的养分释放速率因介质而异,应根据作物种类、 栽培模式及土壤等环境条件合理选择缓释肥类型。本试验以异丁叉二脲(IBDU)、 硫包衣尿素(SCU)、 脲甲醛(UF)、 亚甲基脲(MU)、 树脂包膜尿素(ESN)5种不同缓/控释氮肥为试材,通过研究在等养分水平下对基质栽培甜瓜生理特性及品质的影响,筛选出适宜基质栽培的缓/控释氮肥,以期为西北地区非耕地甜瓜的高品质、 简约化栽培提供理论依据。【方法】采用基质盆栽(草炭 ∶蛭石 ∶珍珠岩=3 ∶1 ∶1,V ∶V)试验,设CK(不施氮肥)、 U(普通尿素)、 IBDU、 SCU、 UF、 MU和ESN 7个处理。幼苗长至2~3片真叶时,定植于高30 cm、 直径30 cm的盆中,在甜瓜营养生长旺盛期即开花期取功能叶片进行生理生化指标的测定。【结果】与普通尿素相比,5种缓/控释氮肥可不同程度地提高甜瓜开花期叶片的叶绿素含量、 净光合速率、 蒸腾速率、 氮含量和根系活力;缓/控释氮肥处理均能显著提高甜瓜单瓜重,有效改善甜瓜品质。效果表现为亚甲基脲(MU)异丁叉二脲(IBDU)脲甲醛(UF)树脂包膜(ESN)硫包衣尿素(SCU),化学型缓/控释氮肥(MU、 IBDU、 UF)好于物理型缓/控释氮肥(ESN、 SCU)。其中MU缓/控释氮肥处理的甜瓜叶片叶绿素a、 叶绿素b和叶绿素a+b含量分别较U处理增加了41.0%、 31.0%和38.3%,叶片光合速率和蒸腾速率提高了28.9%和95.5%,叶片全氮、 可溶性蛋白质、 硝态氮含量分别增加了23.7%、 24.3%、 269.7%,根系活力提高了37.5%,果实单瓜重、 中心可溶性固形物、 可溶性糖、 Vc含量分别提高了54.5%、 4.1%、 10.6%、 16.7%,硝酸盐含量降低了9.9%。【结论】缓/控释氮肥可提高基质栽培甜瓜叶片的叶绿素含量,改善光合作用,增强甜瓜根系吸收功能,促进氮素的吸收和同化,进而提高产量和品质。缓/控释氮肥处理的甜瓜产量和品质与叶绿素、 光合速率、 叶片全氮、 可溶性蛋白质、 硝态氮、 根系活力等生理指标有一定的相关性。