聚乙烯包膜肥料控释膜层结构特征研究

【目的】包膜肥料控释膜层结构和孔隙性质直接影响其养分释放速率。研究包膜肥料膜层结构特征,可以明确膜层结构参数与养分释放速率的关系,揭示包膜肥料控释机制,为建立养分释放数理模型提供理论依据。【方法】以聚乙烯包膜肥料控释膜层作为研究对象,量化研究了聚乙烯喷涂控释膜层的结构特征参数。利用扫描电镜,观测了在不同放大倍数下,采用喷涂工艺制备的聚乙烯包膜肥料膜层的外表层、横断面和内表层特征;以压汞仪测定了膜上孔隙的大小和分布;采用泡点法研究了大孔隙的最大孔径。【结果】不同放大倍数下的扫描电镜观测结果表明,喷涂法制备的包膜肥料控释膜层外表面整体上光滑、平整、均匀、疏松,但局部存在少量孔隙,孔径主要分布在1000～50 nm的范围内;在放大倍数很高的情况下,整体上膜层无细微孔隙结构。控释膜层厚度约为60～100 μm,断面形貌疏松无孔。膜层内表面粗糙,高低起伏不平、犬牙交错。膜壳材料堆密度为0.4～0.8 g/mL,低于聚乙烯密度,属于疏松结构。孔隙结构分析结果表明,聚乙烯控释膜层的中值孔径为4.5～5.3 nm,与对比的聚乙烯薄膜基本一致,说明两种膜分子链间的细微结构没有差异;但是聚乙烯控释膜层中存在占比18%的直径约为1000～50 nm的较大孔,孔径小于10 nm的间隙占82%,进一步说明占比少的大孔影响控释膜层释放性能。喷涂控释膜层总孔体积在0.4686～1.2260 mL/g,平均孔径在25.1～86.8 nm范围内,孔隙率为33.0%～50.6%,显著高于拉伸工艺制备的聚乙烯薄膜。释放期在1～6个月的包膜控释肥料,最大孔径在990～480 nm的范围,随包膜肥料释放期的增加,膜孔直径逐步减小,说明包膜控释肥料养分释放速率与其最大孔径存在内在联系。【结论】综合3种方法的测定结果,聚乙烯控释膜层可以看作是膜层均匀致密且局部有孔隙,膜壳直径3 mm,膜层厚度约为50 μm,最大孔径为1 μm,平均孔径为50 nm的密闭球形壳体。最大孔是水分和养分进出膜层的主要通道,决定了包膜肥料养分释放速率的快慢。     

包膜控释肥料养分释放率快速测定方法的研究

包膜控释肥料养分释放率的快速测定是控释肥质量检测和制定评价标准的关键。快速测定方法可以在较短时间内,推测和评价控释肥料的养分释放速率的快慢及释放期的长短。本研究对4种不同包膜控释肥料在25℃温度条件下的静水释放过程进行了测定,并应用100℃快速浸提化学实测法的测定结果与之拟合,找出两者相同养分释放量的时间对应关系方程,并对方程进行了检验和评价;同时,还对100℃温度条件下快速浸提液进行了电导率法(简便方法)的测定。结果表明,4种不同包膜控释肥料的相同养分释放量与时间对应关系方程的拟合度均达到极显著水平;在100℃温度条件下,快速浸提测定法能在较短的时间内准确测定包膜控释肥料的养分释放率,释放期为36～个月的包膜控释肥,在104～8.h就可初步测定出养分释放期;在25℃释放期为6个月的控释肥,100℃快速浸提测定的养分释放期的最大误差为10.d(5.6%);100℃快速浸提电导率法亦可简便快速的测定出包膜控释肥的养分释放率,其对养分释放期为6个月的包膜控释肥料预测值的最大误差为15.d(8.3%)。     

几种包膜缓控释肥粒养分释放特征的研究

采用水浸泡法对国内外4种包膜控释肥料的养分释放特性进行了系统的研究。结果表明,4种缓控释肥料的初期溶出率均小于12%,微分溶出率在0.4%～1.5%之间,这符合国际上公认的缓/控释肥的评价标准,初期溶出率小于15%、微分溶出率在0.25%～2.5%之间。采用水浸泡法测定包膜控释肥料养分释放特征,简便快速,检测时间短,重复次数少,养分浓度变化直接反映出包膜控释肥料的释放速率特性,还可以定量的测定其供肥性能,控释肥料有控制养分释放、延长供应时间的作用;其中腐殖酸和炭基有利于提高肥料颗粒的水稳定性,减缓养分的释放速率。     

有机高聚物包膜控释肥氮释放特性的测定与农业评价

采用水浸泡法对 3种有机高聚物包膜控释肥Osmocote 、MEISTER 和山东农业大学包膜肥试样的养分溶出特征进行了系统比较测定 ,研究了 3种控释肥初期溶出率、微分溶出率和养分释放期的特征与差异 ;研究了温度对3种包膜控释肥氮素释放率与释放期的影响 ;通过土壤施用包膜控释肥的盆栽试验 ,测定水稻全生育期的吸氮量和产量。并将 2种测定方法综合分析 ,用于评价不同控释肥的作用适应性 ,为包膜控释肥的合理使用提供依据     

膜材料及其构成对调节控释肥料养分释放特性的影响

试验采用水溶出率实测法研究了自行研制的控释肥料养分释放的特性。以养分释放速率和释放期为主要指标评价了膜材料及其构成对调节控释肥养分释放特性的影响。结果表明,膜材料M2的控释性能优于膜材料M1;用膜材料M1包膜肥料的养分累积释放曲线呈对数曲线,而用膜材料M2包膜肥料的养分累积释放曲线呈直线型。在膜的比面重(单位肥料面积上所含膜材料的重量)为20～80g/m2范围内,随着比面重的增加,包膜肥的初期溶出率降低,释放期延长;通过调节膜材料组成与比面重可以研制出释放期不同的控释肥料。     

缓控释肥料养分释放特性评价及快速测定方法研究

采用水中浸提释放法和土壤恒温培养法,按照缓控释肥料行业标准(HG/T3931-2007)和欧洲标准化委员会(CEN)推荐的控释肥料评价标准,对5种缓控释肥料的氮素释放特性进行了评价。结果表明:采用25℃常温浸提法测定与100℃快速浸提法测定,后者的养分释放率加快。用100℃快速浸提法建立预测预报缓控释肥料在常温下(25℃)的释放期的回归方程(一元二次方程,相关系数大于0.98),预测值与实测值相差1～3 d。对于25℃常温浸提法测定释放期分别为66 d和84 d的塑料包膜控释复合肥(CRF)和树脂包膜控释复合肥(CRF3),用100℃电导率法预测的养分释放期分别为65 d和81 d,相对误差小于3.5%,可见电导率法也可以准确快速地预测包膜控释复合肥料的养分释放率和释放期。用初期养分释放率、平均释放率和养分释放期等参数,可用于缓控释肥料的综合评价。     

几种包膜控释肥氮素释放特性的评价

采用水浸泡法和土培法,按照欧洲标准化委员会(CEN)推荐的控释肥料评价标准,对国内外8种包膜肥料的氮素释放特性进行了评价。水浸泡法测试结果表明,Compo-1、Compo-2的初期溶出率(t1)超出该标准,其它6种包膜肥的t1在标准规定的范围内;8种包膜肥的微分溶出率(△t)均符合标准,氮素释放期(T)均达到缓/控释要求。8种包膜肥中除了Compo-1、Compo-2的t1以外,其它均符合CEN推荐的控释肥料标准,但因包膜材料和工艺的差异,表现出了各自不同的氮素释放特征。土培条件下Compo系列、Cau系列、Osmocote和Au的释放期分别是水浸泡条件下的2～4、1.5、0.7和1.3倍,不同的包膜肥料有各自不同的估算系数,需要采用具体的校验试验确定。从盆栽试验中油菜、玉米第六周生物量来看,Compo-3、Cau-C17显著低于速效肥处理,Osmocote、Au油菜处理显著高于速效肥油菜处理,其它施肥处理与速效肥处理差异不显著。     

水溶性树脂包膜控释肥料养分释放特征及影响因素

为了探讨不同养分配比包膜控释肥料的养分释放特征,采用相同工艺制造同一包膜厚度而核心肥料氮磷钾配比（以下简称核心肥料）不同、同一核心肥料而包膜厚度不同的水溶性树脂包膜控释肥料,并在高温和常温下的纯水中培养,研究核心肥料、包膜厚度、培养温度对养分释放特征的影响。结果表明：在（25 ± 0.5）℃或（40 ± 0.5）℃下,膜材用量为50 g/m2和70 g/m2的高氮型控释肥料的养分累积释放特征曲线均呈S型,增加包膜厚度或降低培养温度,均可延长培养前期的养分缓慢释放阶段。在（25 ± 0.5）℃下,膜材用量为50 g/m2时,均衡型和高钾型控释肥料的养分累积释放曲线为抛物线型,膜材用量为70 g/m2时,则为双抛物线型;培养温度为（40 ± 0.5）℃时,养分累积释放曲线均转变为抛物线型。3种因素不仅影响养分释放曲线的形状,同时对肥效期产生明显影响,增加包膜厚度或降低培养温度,均可延长养分的肥效期。氮磷的肥效期大小顺序为高氮型＞高钾型＞均衡型,而钾的肥效期则是高钾型＞高氮型＞均衡型。综上所述,包膜厚度、培养温度及核心肥料同时影响着包膜控释肥料的养分释放特征,养分释放越快,其曲线形状趋向于抛物线型,反之则趋向于S型;3类核心中,以高氮型核心最能发挥水溶性树脂的控释性能。     

聚合物包膜控释肥料氮素释放的数学模拟

为了研究聚合物包膜控释肥料的养分释放机制,以Fick扩散第二定律为理论基础,运用数学物理和数值分析方法建立了聚合物包膜控释肥料氮素释放的数学模型,并对其进行了解析,通过25℃的水浸提试验验证该模型的适用性。研究表明,包膜材质和膜层厚度能显著影响聚合物包膜控释肥料的氮素释放速率,该数学模型能够对醇酸树脂和热塑性树脂包膜控释肥料的氮素释放过程进行有效的模拟,可为控释肥料的研发、生产及施用提供参考。     

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.     

三重耦合改性防止水基聚合物包膜肥料粘连并延缓释放

  【目的】  水基聚丙烯酸酯价格低廉、成膜性好,具有作为控释肥料包膜材料的潜力,但其玻璃转化温度低和耐水性差,导致用其制备的包膜控释肥料颗粒容易相互粘连并且养分释放过快。本研究旨在通过改性措施防止水基聚丙烯酸酯包膜控释肥料的粘连,并提升其控释性能。  【方法】  选用易获取且价格低廉的3种改性剂纳米二氧化硅、FeⅢ-单宁酸配合物和十六烷,通过简单的物理混合方式对水基聚丙烯酸酯进行耦合改性。采用动态热机械性能测定了改性前后包膜材料的玻璃转化温度和储能模量,采用接触角仪和水蒸气渗透装置分别测定了包膜的水接触角和水蒸气渗透率,采用静水溶出法测定了控释肥料的养分释放特征。为了更好地比较耦合改性的效果,将未改性的丙烯酸酯 (PA)、纳米二氧化硅单独改性的丙烯酸酯 (PA+Silica)、FeⅢ-单宁酸配合物单独改性的丙烯酸酯 (PA+Fe) 和十六烷单独改性的丙烯酸酯 (PA+HD)作为对照,分析了包膜材料性质改变对控释肥料养分释放特征的影响。  【结果】  耦合改性后包膜的玻璃转化温度提升了4.4℃,?70°C的储能模量提升了72.2%,水接触角提高了22°,水蒸气渗透率降低了13.6%。以上包膜材料性质的改变不但有效防止了控释肥料的粘连,也将其初期溶出率从未改性的38.29%降低到2.04%,控释期从未改性的8天延长到52天,释放模式也从和作物养分需求不匹配的“倒L”型变为和作物养分需求相匹配的“S”型。耦合改性改善包膜肥料粘连现象的原因为耦合改性将包膜材料的玻璃转化温度从20.40℃提升到了24.80℃。相关分析表明,包膜肥料初期溶出率的显著降低主要是因为FeⅢ-单宁酸配合物所降低的水蒸气渗透率和纳米二氧化硅所提高的玻璃转化温度和储能模量,而控释期的延长主要是由于十六烷所带来的水接触角的上升。  【结论】  采用纳米二氧化硅、FeⅢ-单宁酸配合物和十六烷耦合改性水基聚丙烯酸酯后,有效防止了控释肥料的粘连,显著提升了控释性能,并且该改性方式易于应用到工业生产中,是一种可行的水基聚合物包膜材料的改性方法。     

水基共聚物–生物炭复合材料包膜尿素制备及其性能

【目的】 生物炭作为肥料包膜支撑材料既能增强膜材料的性能,又能为作物生长提供养分,通过向水基共聚物中添加不同用量及粒级的生物炭来制备水基共聚物–生物炭复合包膜材料及包膜尿素,并研究所制备的水基共聚物–生物炭复合膜材料性能及其制成的包膜尿素表面微观结构特性、缓释效果,获得环境友好、价格相对低廉的水基共聚物–生物炭膜材料的最佳配比。以期为环境友好、养分缓释效果好的包膜缓释肥料研发和应用提供理论依据。 【方法】 以PVA、PVP和玉米秸秆基生物炭为供试材料,采用有机聚合方法制备水基共聚物–生物炭复合膜材料。通过对其吸水率、渗透率、降解特性的研究明确包膜材料各组分适宜配比,以及制备缓释效果好的包膜尿素并研究其表面微观结构特性。同时采用田间小区试验研究以此膜材料为基础制备的包膜尿素在比常规施氮量减少20%情况下对玉米产量及其产量构成因素的影响。 【结果】 添加生物炭后制备的水基共聚物–生物炭复合包膜材料A₁B₁C₁、A₁B₂C₂、A₃B₂C₁的吸水率与同水平水基共聚物膜材料相比显著降低,分别降低了35.3%、37.3%、26.7%。通过对处理A₁B₁C₁、A₁B₂C₂、A₃B₂C₁进一步分析表明,在水基共聚物浓度为6.0%、生物炭用量为3.0%、粒级为0.250～0.150 mm时制备的水基共聚物–生物炭复合包膜材料 (A₁B₁C₁) 有着相对较低的铵的渗透率及水的渗透率,在培养前期有着较低的质量损失率,但在45 d后质量损失率则相对较高,有利于前期养分的缓慢释放及后期膜材料的快速降解。通过扫描电镜分析发现水基共聚物–生物炭复合膜材料 (A₁B₁C₁) 在埋土培养后表面变得更加粗糙,并且组织更加松散;以水基共聚物–生物炭复合膜材料 (A₁B₁C₁) 为基础制备的包膜尿素CB包膜层上则有着大小不一的孔隙,有包膜物质渗透到尿素颗粒表面的空隙中。土柱淋溶试验结果表明自制包膜尿素CB具有较长的缓释期,在22 d时氮素累积释放率为67.19%。以玉米为供试作物的田间试验结果表明当自制包膜尿素CB用氮量减少20%时,玉米的穗粗、百粒重、行粒数与常规施肥相比显著增加,产量则增加1.45%。 【结论】 在本试验条件下制备的水基共聚物–生物炭复合膜材料可作为环境友好型包膜缓释肥料的膜材料。      

北方褐土区冬小麦养分平衡施肥参数研究

【目的】利用养分平衡法原理,研究各养分平衡施肥参数,建立以土壤有效养分测定为基础的我国褐土冬小麦测土推荐施肥指标体系,以简捷快速、科学合理地指导我国北方褐土区冬小麦的施肥与生产。【方法】通过对多年多点小麦肥效试验结果的分析,分别计算出小麦单位产量养分吸收量、土壤有效养分校正系数、肥料当季利用率等养分平衡施肥参数,主要研究土壤环境、产量水平等因素对土壤有效养分校正系数和肥料利用率的影响及变化规律。【结果】冬小麦每百千克小麦产量养分吸收量在一个相对稳定的范围内变化,因此忽略其变化将其定为常数,即氮(N)、磷(P2O5)和钾(K2O)分别为3 kg、1.2 kg和2.8 kg。土壤有效养分校正系数与土壤有效养分含量之间呈显著幂指数负相关关系。在不同的产量水平下,肥料养分当季利用率与土壤有效养分含量之间呈显著对数负相关关系。在此基础上,建立了以养分平衡原理为依据、土壤有效养分测定为基础的我国褐土冬小麦测土推荐施肥指标体系。【结论】由于养分平衡模型的作物推荐施肥量是根据目标产量需肥量与土壤供肥量之差来计算的,在利用该模型进行施肥推荐时,研究的关键点应该是如何准确确定模型中土壤有效养分校正系数和肥料当季利用率等参数,以便得到广泛地推广应用。在北方褐土区建立了以养分平衡原理为依据,土壤肥力测定为基础,具有氮、磷和钾全定量特性的小麦测土推荐施肥体系。     

氮肥运筹对黄土塬区春玉米产量、效益和氮肥利用率的综合效应

【目的】研究氮肥种类、施氮量、施肥方式及施肥位置对春玉米产量、氮素吸收、氮肥利用率和经济效益的综合效应,为黄土塬区雨养春玉米氮肥减量和轻简化施肥提供理论与技术支撑。【方法】本研究在黄土高原中南部陕西长武县进行,共设两个试验。1) 肥料效应试验 (2017—2018),供试作物为春玉米 (品种为‘先玉335’),一年一熟制,耕作方式为平作半膜覆盖。设8个处理:不施氮 (N0);常规施氮 (N225,分次施肥,膜间施肥);减量施氮 (N180,分次施肥,膜间施肥);普通尿素减量一次性膜间基施 (B-N180);硫包衣尿素减量一次性膜间基施 (B-SCU)和膜内基施 (B-SCUi);基质缓释尿素减量一次性膜间基施 (B-MU) 和膜内基施 (B-MUi)。生育期内测定耕层土壤矿质氮 (NH₄+ + NO₃–) 含量及植株地上部氮素累积量,收获后测定产量及0—200 cm土壤剖面中矿质氮 (NH₄+ + NO₃–) 残留量等指标。2) 肥料氮素释放试验,与2018生育季肥料效应试验同时同地进行,不种植玉米。设6个施肥处理:普通尿素膜间 (U) 和膜内 (Ui)、硫包衣尿素膜间 (SCU) 和膜内 (SCUi)、基质缓释尿素膜间 (MU) 和膜内 (MUi)。测定施肥区单位土体 (5 cm × 6 cm × 100 cm) 中矿质氮量,土体中矿质氮增量被视为肥料释放氮。【结果】氮肥种类、施氮量和施肥方式对春玉米产量、氮素累积量、氮肥利用率和经济收益等有显著影响,矿质氮在土壤剖面中的分布及其肥效受生育季降雨量及降雨分布的影响。施N 180～225 kg/hm2可显著增加黄土塬区春玉米产量,增产幅度为49.47%～84.73%。与N225处理相比,B-MU、B-MUi和B-N180等处理2个生育季均无减产效应,但氮肥利用率较常规施肥增加4.41%～23.61%,经济效益增加346～1586 yuan/hm2,同时减少了土壤矿质氮的残留;而B-SCUi处理产量显著下降,其氮素累积量、氮肥利用率及经济效益也均有所降低;N180处理2017生育季无显著减产效应,2018生育季减产23.31%,减少经济效益5623 yuan/hm2。膜际种植条件下,膜间施肥效果优于膜内施肥。基质缓释尿素的养分释放规律与当地水热条件和植株吸氮规律较匹配。【结论】黄土塬区氮肥全部膜间基施有利于雨养春玉米喇叭口期前吸收足够的氮素营养,减少氮肥追施可能带来的氮素损失或干旱季节无法追肥的风险,提高生产效率和氮肥利用率。基质缓释尿素所释养分与玉米根系在土壤中的分布匹配性较好,减少20%的氮肥投入量无减产效应,是当地轻简化施肥的推荐氮肥种类;硫包衣尿素在玉米生育前期养分释放量过少,不适宜一次性基施。     

沙壤土包膜尿素释放期与小麦适宜施用方式研究

【目的】在保水保肥性差、 氮素淋溶损失严重的姜堰高砂土地区,采用新型水基反应成膜技术的包膜尿素,研究可提高小麦产量以及氮肥利用率的肥料品种和施肥方法。【方法】本研究采用30、 60、 90 d三种控释期包膜尿素(PCU30、 PCU60、 PCU90)并各设置三种施肥方式处理: 播种行下方12 cm处一次基施、 播种行侧方3 cm深5 cm处一次基施、 播种行侧方10 cm深5 cm处一次基施(T1、 T2、 T3)。小麦成熟期测定各小麦秸秆和籽粒产量与干物质分配,测定氮素吸收量。【结果】三种包膜尿素中,施用PCU60增产效果最好,其侧施处理优于种下深施,其中T2处理的小麦产量最高,为8661 kg/hm2,比当地习惯施肥增产6.5%。PCU60 T2处理的氮肥利用率为53.7%,较习惯施肥提高17.3%,差异显著。PCU90各处理较习惯施肥均减产且收获期土壤硝态氮残留量高,不适合当地使用。【结论】在砂土基质下,PCU60在播种行侧方3 cm深5 cm处一次基施可替代尿素分次施用,降低劳动成本。     

包膜氯化钾一次基施对棉花生长周期钾素供应、 产量及品质的影响

【目的】钾是影响棉花生长发育和纤维品质的重要因素,本文旨在探究一次基施控释钾肥对棉花产量、 品质和钾肥利用率的影响,为棉花合理施用钾肥提供理论依据。【方法】以国欣棉3号为试验材料,在氮磷肥相同的条件下,连续2年盆栽试验。设6个处理: 1)不施钾肥(CK); 2)一次基施普通氯化钾(KCl); 3)40%基施+60%初花期追施氯化钾(KClD); 4)一次基施硫酸钾(KS); 5)40%基施+60%初花期追施硫酸钾(KSD); 6)一次基施控释氯化钾(CRK),每个处理重复四次。测定了苗期、 蕾期、 初花期、 盛花期、 始絮期和收获成熟期土壤速效钾含量和棉花株高、 茎粗,调查了籽棉产量,分析了品质指标和钾素吸收量。【结果】控释钾肥一次性基施(CRK)较普通钾肥显著提高了初花期、 盛花期、 始絮期及收获期的土壤速效钾含量。CRK较KCl处理增产23.6%,比KS处理增产15.6%,比KClD处理增产16.0%,与KSD处理差异不显著。CRK较KCl处理显著提高了衣分值,其余处理间单铃重及衣分差异不显著。CRK显著提高纤维长度、 伸长率和断裂比强度,但马克隆值和整齐度与其他处理差异不显著。速效钾肥追施较一次基施处理显著增加了生物量和吸钾量,但均低于控释钾肥处理。CRK处理的钾素利用率较KCl处理显著提高41.9%~50.9%,较KS处理提高27.3%~29.9%,较KClD处理提高21.1%~25.2%。【结论】本试验采用的控释钾肥钾素释放高峰期(80~110天)与棉花养分吸收高峰基本吻合,在棉花上一次基施对不同生育期的钾素供应优于普通钾肥一次性基施,也好于普通钾肥基施加追施,较速效钾肥显著提高了棉花的产量、 品质和钾肥利用率。     

覆膜和施肥对玉米产量和土壤温度、硝态氮分布的影响

【目的】采用垄沟覆膜栽培技术,研究了西北黄土塬区不同施肥及覆膜处理对玉米(Zea mays L.)产量、土壤温度和土壤硝态氮分布的影响,为粮食安全和农业可持续发展提供依据。【方法】研究采用覆膜和施肥田间试验,小区试验设置了6个处理,1)对照不覆膜,不施肥;2)覆膜不施肥;3)不覆膜基施N 80 kg/hm2、P2O580kg/hm2,无追肥;4)覆膜基施纯N 80 kg/hm2、P2O580 kg/hm2,无追肥;5)不覆膜基施N 80 kg/hm2、P2O580kg/hm2,追施N 80 kg/hm2;6)覆膜基施N 80 kg/hm2、P2O580 kg/hm2,追施N 80 kg/hm2。【结果】1)覆膜对前期土壤温度的影响大于后期,在7月前,覆膜处理0—20 cm土壤温度平均增加2.3℃,对玉米的发芽和早期生长有良好的促进作用,7月后,覆膜处理对土壤温度增加的平均值为1.2℃。在6月中旬以前,施肥处理的土壤温度略高于不施肥处理;6月中旬以后差异减小,施肥处理对土壤温度的影响不明显。2)播种后一个月,施肥处理土壤硝态氮主要聚集在0—30 cm土层,以主根为中心,纵向近似对称分布,在根系下方40 cm处,形成一个孤岛,施肥处理是不施肥处理的1.65倍;播种后两个月,表层土壤硝态氮含量下降至30.77~48.67 mg/kg。覆膜处理在施肥初期有减缓硝态氮向下层迁移速度的作用,影响范围为0—80 cm深。3)水分利用效率(WUE)与施肥量呈正相关,最高为2.09 kg/m3。在相同施肥处理下,覆膜明显提高WUE,施基肥处理,覆膜比不覆膜的WUE提高12.8%~19.5%;施基肥和追肥处理,覆膜比不覆膜的WUE提高20.3%~27.4%。4)百粒重、穗粒重与产量呈正相关关系,产量提高是百粒重和穗粒重增加的直接结果,施肥和覆膜对百粒重和穗粒重的提高效果明显。覆膜在施肥处理下的增产效果显著,连续三年,施基肥处理下,覆膜处理增产10.61%、9.48%和15.36%;施基肥和追肥处理下,覆膜增产16.61%、20.94%和12.24%。【结论】施肥和覆膜处理比不施肥不覆膜处理产量增加23.42%~83.23%。综合考虑覆膜和施肥对土壤温度、土壤硝态氮含量和水分利用效率的影响,本试验推荐采用垄沟覆膜栽培技术,氮肥基肥和追肥各施N 80 kg/hm2。     

包膜控释肥料在土壤中养分释放特性的测试方法与评价

在土壤培养基础上,着重研究了包膜控释肥料养分释放率的三种测定方法以及在土壤中测得的包膜控释肥料养分释放率与在水中测得的养分释放率间的相关性。结果表明,在土壤培养中,采用肥料养分化学测定法、肥料养分称量法和土壤无机氮增量法都能直接或间接表征包膜控释肥料在土壤中的养分释放率及其相关性状。包膜控释肥料在土壤与水两种体系中所测得的养分释放率之间相关性显著,其相关关系符合一元一次线型回归方程,相关系数(r)大于0.920。     

不同耕作方式下缓释肥对夏玉米产量及氮素利用效率的影响

【目的】氮肥中氮素的合理释放是提高作物产量及氮素利用效率的重要措施之一,耕作方式也可显著影响氮肥施用效果。本文比较了浅旋、 免耕和深松三种耕作方式下缓释肥和常规施肥对夏玉米干物质积累、 叶面积指数及植株氮素积累的影响,为玉米缓/控释肥的合理应用和耕作方式的选择提供科学依据和技术支撑。【方法】试验于2013年至2014年在河南新乡进行。采用裂区设计,以耕作方式为主区,设浅旋(R)、 免耕(N)和条带深松(S)3种耕作方式; 肥料类型为副区,设不施氮(CK)、 缓释肥(SRF)和常规施肥(CCF)3个处理。【结果】相同耕作方式下,缓释肥处理的夏玉米产量及氮肥利用效率显著高于常规施肥; 相同肥料处理,其条带深松耕作的夏玉米产量及氮肥利用效率显著高于浅旋和免耕直播处理。各处理中,以条带深松下的缓释肥处理产量及氮肥利用效率最高,显著高于其他处理,其中两年产量平均增幅为13.4%~59.2%,氮肥农学利用效率(AEN)增幅为27.9%~72.7%,氮素表观利用率(REN)增长15.1~55.7个百分点。分析表明,干物质积累和氮素积累,尤其是花后干物质和氮素积累的增加是产量提高的主要原因。 在N、 R和S 三种耕作方式下,缓释肥处理的花后干物质积累量较常规施肥分别提高13.0%、 12.7%和18.7%; 花后氮素积累量分别提高14.4%、 16.8%和17.8%,其中条带深松耕作的增幅显著高于浅旋和免耕直播。条带深松下缓释肥处理花后干物质和氮素积累量显著高于其他处理。【结论】与传统耕作方式和施肥方式相比,条带深松耕作和缓释肥的施用均显著提高了夏玉米的产量及氮素利用效率,各处理中以条带深松耕作下缓释肥处理的夏玉米产量及氮素效率最高,因此,条带深松深施缓释肥可作为黄淮海区一项有效的合理耕作与施肥措施。