粒径、包膜厚度及淋溶模式对控释肥氮素释放特性的影响

【目的】为正确评价包膜控释肥养分释放机理及降低控释肥制造成本提供理论依据。【方法】采用培养土柱淋溶试验,探讨粒径(D1=2.5~3 mm、D2=4~5 mm)、包膜厚度(CTh1=50 g/m2、CTh2=70 g/m2)以及淋溶模式(干湿交替淋溶、常规间歇淋溶)对控释肥氮素释放特性的影响。【结果】在常规间歇淋溶模式下,粒径大小对控释肥氮素累积释放率无明显影响。而同一粒径下,包膜厚度对控释肥氮素累积释放率有影响,培养5~54 d,包膜厚度小(50 g/m2)的控释肥氮素累积释放率基本上明显大于包膜厚度大(70 g/m2)的控释肥,前者平均是后者的1.25倍。淋溶模式影响控释肥氮素累积释放率,常规间歇淋溶模式下控释肥氮素累积释放率大于干湿淋溶交替模式,前者平均是后者的1.26倍。【结论】当粒径对控释肥氮素释放特性无明显影响时,可采用大粒径核芯代替小粒径核芯制造相同厚度的控释肥,既可以达到相似的肥效,又降低了控释肥的生产成本。     

核芯肥料、包膜厚度对控释肥养分释放性能的影响

【目的】探索核芯肥料、包膜厚度与包膜完整性、控释肥养分释放特性的关系,为控释肥的研制提供理论依据。【方法】采用常温静水培养方法,测定供试控释肥的肥效期,研究核芯肥料(均衡型(F1,15-15-15),高钾型(F2,13-10-21))和包膜厚度(110(C1),130(C2)g/m2)对包膜完整性、控释肥养分释放性能的影响。【结果】采用相同包膜厚度、包膜材料和包膜工艺制造的均衡型控释肥初期溶出率明显低于高钾型控释肥。针对同一核芯、包膜厚度不同的控释肥而言,在包膜厚度为110～130g/m2时,随着包膜厚度的增加,控释肥的初期溶出率降低,肥效期延长。而在同一包膜厚度下,核芯肥料不同时,控释肥的养分释放模式不同,肥效期存在着明显差别。当包膜厚度为110g/m2时,均衡型控释肥(F1C1)和高钾型控释肥(F2C1)的肥效期相等,均为3.5个月;当包膜厚度为130g/m2时,均衡型控释肥(F1C2)的肥效期为9.5个月,高钾型控释肥(F2C2)的肥效期仅为6.5个月,即均衡型控释肥的控释效果明显优于高钾型控释肥。【结论】在一定包膜厚度下,采用表面圆润平整的均衡型核芯肥料有利于制造包膜完整、肥效期长的控释肥。     

脲甲醛基缓控释肥料的养分释放与淋溶损失规律

【目的】探明不同缓控释肥料的氮（N）、磷（P）释放及淋溶损失规律,为缓释肥料在农业上的应用及解决缓释肥料养分利用率低问题提供参考。【方法】通过淋溶损失试验研究含氮磷钾脲甲醛基缓控释肥料（PSRF）、含氮磷钾硅脲甲醛基缓控释肥料（GSRFEx）、具有吸水保水功能的含氮磷钾脲甲醛基半互穿聚合物网状缓控释肥料（SI-PSRF/SAPCS）、含氮脲甲醛缓控释肥料（S-UF）及含氮磷钾硫包衣尿素复混肥（S-CRF）共5种缓控释肥料的氮（N）、磷（P）释放及淋溶损失。【结果】在5种缓控释肥料中,热稳定性SI-PSRF/SAPCS最高,S-CRF相对较低;S-CRF的N累积释放率及最终N累积淋溶损失占累积释放的比率最高,分别为40.19%和47.23%;所有缓控释肥料的P累积释放率过高,为86.64%～97.46%,但最终P累积淋溶损失占累积释放的比率在10%左右。【结论】5种缓控释肥料最终N累积淋溶损失率控制在10%左右最佳;4种缓控释肥料最终P累积淋溶损失率在10%左右,淋失率较低,释放出的磷大部分被固定在土壤中。     

双膜缓控释肥在玉米上的增产效果研究

<正>双膜缓控释肥是采用国家专利技术,在肥料的表面涂上双层水溶性而又具有缓释性能的包膜胶结剂,生产出不同时间段释放养分的包膜胶结型缓释肥料。施用双膜缓释肥不但可以提高养分利用率、减少追肥次数、节约人工投入、节约生产成本、减少淋失养分对土壤和地下水的污染,优化土壤环境,而且增产效果显著,是今后农业用肥发展的方向。据研究,在目标产量相同的情况下,施用缓控释肥比传统速效肥料减少用     

缓/控释肥料纳米-亚微米级胶结包膜复合材料的制备与表征

【目的】以天然高岭土和废弃泡沫塑料为原料，制备高岭土和塑料-淀粉的纳米-亚微米级复合材料，用来作缓/控释肥料的胶结剂和包膜剂。【方法】采用有机物质插层复合、微乳化和高剪切方法制备了高岭土和塑料-淀粉的纳米-亚微米级复合材料，并通过扫描电镜、X-射线衍射、红外光谱和激光粒度分析对复合材料进行了测试和表征。【结果】（1）有机物质插入了高岭土的层间，天然高岭土被剥离成纳米尺寸的片状结构，有机物质和高岭土层间的水合羟基形成氢键连接；（2）塑料-淀粉纳米-亚微米级复合材料表面存在10～20 nm左右大小不一的皱褶或孔径。【结论】此2种复合材料可用来作缓/控释肥料的胶结剂和包膜剂。     

水溶性树脂包膜控释肥料肥效期快速检测方法研究

 【目的】探索和建立80℃高温下的快速检测方法（高温短期淋洗法），预测水溶性树脂包膜控释肥料在25℃常温下的肥效期。【方法】采用常温静水溶出试验和高温淋洗的方法，并对常温25℃与高温80℃下供试肥料达到相同养分释放率所需时间进行相关分析。【结果】树脂包膜控释肥料累积释放曲线都呈二次曲线，相关系数r均大于0.995。随着温度的升高供试控释肥料养分释放加快。利用常温25℃与高温80℃高温短期淋洗达到相同养分释放率所需时间的回归方程，并结合80℃的释放曲线方程，可以快速而准确地预测这种包膜控释肥料在常温下养分释放率达到75%所需要的时间，即肥效期。两种树脂包膜控释肥料Trincote 1和Trincote 2肥效期的预测值与实测值相对误差只有0.3%～6.9%。【结论】采用高温短期淋洗法可以在数小时内比较准确、迅速地预测控释肥料的肥效期，与传统的静水溶出率法或土柱淋溶法相比，结果更准确，而且大大缩短了检测时间。该方法可作为树脂包膜控释肥料肥效期或养分释放期的快速检测方法。     

潲水油醇解制备固液反应型包膜控释肥膜材的方法及膜控释性能

探讨以潲水油为主要原料制备包膜缓/控释肥膜材的工艺方法,并采用固液反应包膜工艺制备了6种包膜尿素,通过水浸泡法对包膜尿素的氮素控释性能进行了研究。结果表明:潲水油精制以添加浓硫酸2.6%、水40%和6次水洗可获得较高的回收率,比采用磷酸精制经济;醇解工艺中潲水油与多羟基化合物物质的量比为1.0∶0.7~1.0∶0.9时可获得适宜粘度和羟值的醇解产物;醇解潲水油与多聚异氰酸酯不同配比的膜材预聚体与膨润土制得的膜对尿素饱和溶液中尿素透过量测定结果显示,膜的通透性随膜材预聚体中醇解潲水油比例的增加而增大;分别采用2种不同羟值醇解潲水油与多聚异氰酸酯按质量比2.0∶1.0、2.5∶1.0和3.0∶1.0配制膜材预聚体制备的6种包膜尿素水中溶出率试验结果表明,6种包膜尿素均具有良好的控释效果,养分水中24 h溶出率为8.9%~11.1%,7 d累计溶出率为35.7%~42.1%。     

缓控释肥组配对早熟籼稻作为中稻—再生稻栽培模式产量和氮肥利用率的影响

【目的】探讨中稻季不同种类缓控释肥及组配对长江上游杂交籼稻中稻—再生稻产量和氮肥利用率的影响,筛选出适合的缓控释肥及施肥方式,为长江上游再生稻的丰产高效生产提供理论依据和实践基础。【方法】以杂交籼稻广8优粤禾丝苗为试验材料,中稻季设6个施肥处理,分别为中稻再生稻全生育期不施氮肥处理（CK）、传统施肥模式（CF）、4个月树脂包膜尿素一次性基施处理（B-PCU）、缓释掺混肥一次性基施处理（B-SRFB）、4个月树脂包膜尿素一基一蘖处理（BT-PCU）和缓释掺混肥一基一蘖处理（BT-SRFB）。对比分析各处理的产量及产量构成因素、干物质积累量、叶片SPAD值和氮肥利用效率的差异。【结果】中稻产量为6.8~8.9 t/ha,表现为BT-SRFB>B-SRFB>CF>BTPCU>B-PCU>CK,其中B-SRFB和BT-SRFB处理的中稻产量较CK显著提高（P<0.05,下同）,但缓控释肥处理与CF处理差异不显著（P>0.05,下同）;再生稻产量为1.5~2.6 t/ha,表现为BT-SRFB>B-SRFB>BT-PCU>B-PCU>CF>CK,各施肥处理的再生稻产量均较CK显著提高,且缓释掺混肥BT-SRFB和B-SRFB处理显著高于CF处理;不同施肥方式中,中稻、再生稻产量均表现为一基一蘖施肥>一次性基施。缓控释肥处理中稻拔节期、抽穗期群体干物质积累量与CF处理差异不显著,但在成熟期表现为一基一蘖施肥处理显著高于一次性施肥和传统施肥;再生稻抽穗期、成熟期各施氮处理间群体干物质积累量差异不显著。缓控释肥施用提高了中稻—再生稻两季氮肥偏生产力、氮肥农学效率和氮肥吸收利用率,以BT-SRFB处理增幅最高,与CF处理相比,BT-SRFB处理的氮肥偏生产力提高5.5 kg/kg,氮肥农学利用率提高5.5 kg/kg,氮肥生理利用率提高0.6 kg/kg,氮肥吸收利用率提高24.4%。【结论】长江上游杂交籼稻广8优粤禾丝苗在中稻—再生稻种植模式中,采用缓释掺混肥并配合一基一蘖施肥方式更有利于提高中稻—再生稻群体产量和氮肥利用效率。     

机械活化醋酸酯淀粉包膜缓释尿素的制备

采用浇铸法制备醋酸酯淀粉膜,研究了取代度、铸膜液溶剂种类、铸膜液质量体积分数和铸膜液温度对膜性能的影响.采用物理法制备包膜尿素,以淋溶法对包膜尿素的释放特性进行评价.结果表明,机械活化玉米醋酸酯淀粉成膜性能好.是良好的缓释包膜剂;包膜尿素淋溶9次后尿素总溶出率为53.74%.比普通尿素总溶出率降低43.44个百分点.说明用机械活化醋酸酯淀粉包膜尿素后,对尿素态氯释放有明显的缓释放作用.     

缓/控释氮素肥料对土壤生物学活性的影响

采用盆栽试验方法,研究施用不同种缓/控释氮素肥料对玉米苗期土壤脲酶、硝酸还原酶活性、微生物生物量碳和氮的影响。结果表明:在玉米苗期,施用脲酶抑制剂(NBPT)涂层大颗粒尿素、硝化抑制剂(DCD)与NBPT混合涂层大颗粒尿素肥料对脲酶活性有显著的抑制作用,脲酶活性为48～50mgNH3-N·kg-1土·24h-1;施用DCD与NBPT混合涂层大颗粒尿素肥料,硝酸还原酶活性最高,为1.43μgN·g-1土·24h-1,施用含有NBPT肥料对硝酸还原酶活性没有显著影响。玉米苗期施用NBPT涂层尿素肥料微生物量碳、氮含量最高,分别为241和57mg·kg-1土,NBPT对土壤微生物量没有产生负面影响。施用不同种缓/控释氮素肥料微生物量氮变化与微生物量碳一致,施用DCD与NBPT混合涂层大颗粒尿素肥料微生物量氮与对照无显著差别,为50mg·kg-1土。施用DCD与NBPT混合涂层大颗粒尿素肥料,玉米苗期微生物固持氮素能力没有受到影响,同种膜材料包膜NBPT/DCD涂层尿素制成的控释氮肥,对土壤生物学活性影响明显强于直接包膜大颗粒尿素制成的控释氮肥的作用效果。不同种缓/控释肥料玉米苗期土壤生物学活性差异表明,丙烯酸树脂包膜尿素制成的控释氮肥,对氮素或抑制剂的控释效果显著好于醋酸酯淀粉包膜尿素制成的控释氮肥。     

不同水氮措施对农田氮素流失和动态变化规律

【目的】 研究不同水氮措施对农田氮淋失的影响。【方法】 以宁夏黄灌区玉米为供试材料,采用田间试验、取样、室内分析与生物统计的方法,设CON(常规处理)、RN(减施氮肥)、SRN(减氮节水)、SMN(节水增施有机肥)和CRF(控释肥配施)共5个处理,研究不同水氮措施对农田氮素流失和动态变化规律。【结果】 土壤含水量是影响淋溶量的因素之一,而灌溉量是影响淋溶量的主要因素,节水控灌处理(SRN、SMN)所产生的淋溶水量均低于常规灌溉处理(CON、RN、CRF),节水控灌处理淋溶水量比常规灌溉处理淋溶水量减少14.6%~18.4%;土壤淋溶水总氮、可溶性总氮、硝态氮浓度年内变化呈降低趋势,均在基施肥或第1次追施氮肥后出现峰值,是控制氮素流失的关键时期,施氮量是影响淋溶水氮素浓度的主要因素;2016~2018年总氮淋失量大小顺序均为CON(常规处理)＞RN(减施氮肥)＞SRN(减氮节水)＞SMN(节水增施)＞CRF(控释肥配施),CRF总氮淋失量较CON减少21.4~43.0 kg/hm²。【结论】 CRF处理降低氮素淋失的效果最佳,与CON处理相比总氮淋失量降低比例为68.4%~74.7%。     

缓/控释复合肥料不同形态氮素释放特性研究

【目的】探讨缓/控释复合肥料不同形态氮素养分（NH4+-N、NO3－-N、Urea-N、DON和Total N）在不同介质中释放的动力学特性及生物效应。【方法】采用水中溶出法、土壤恒温培养法和盆栽生物试验。【结果】不同培养介质中，缓/控释复合肥5种形态氮素养分的累积释放量随时间的动态变化可用一级动力学方程Nt=N0(1-e-kt）、Elvoich方程qt=a+blnt、抛物线扩散方程qt=a+bt0.5表征，并以一级动力学方程拟合效果最好（r＝0.9569**～0.9999**），E1ovich方程次之（r＝0.7705**～0.9933**）。缓释复合肥料不同形态氮素最大释放量（N0值）与其氮素累积释放量的变化规律一致，在水中以Total N＞DON＞Urea-N＞NH4+-N＞NO3--N，在土壤中则以Total N＞NH4+-N＞DON＞Urea-N＞NO3--N。以水为介质时，缓释复合肥料不同形态氮素释放速率常数（k值和b值）的变化序列均以Total N＞DON＞NH4+-N＞NO3--N；以土壤为介质时，k值大小为Urea-N＞DON＞NH4+-N＞Total N＞NO3--N，b值则为Total N＞NH4+-N＞DON＞NO3--N＞Urea-N。与普通复合肥料相比，缓/控释复合肥的氮素利用效率（NUE）、氮素农学效率（NAE）及氮素生理效率（NPE）分别提高了11.4%、8.32 kg·kg-1和5.17 kg·kg-1。相关分析发现，5种形态氮素养分占总氮量的比值（Nx/NT）与水稻不同生育期吸收氮素养分之间呈显著或极显著正相关。【结论】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评价更具有实效性。与普通复合肥料以单一尿素态氮养分为主相比较，缓/控释复合肥料的不同形态氮养分更有利于水稻对氮素的吸收利用。     

控释肥与普通肥料混施对设施番茄生长和土壤硝态氮残留的影响

【目的】比较控释肥与普通肥料混配基施与常规施肥对设施番茄农学特性和环境效应的影响。【方法】以京郊设施番茄为对象,研究包膜控释肥与普通肥料混配基施对番茄株高、茎粗、叶片面积、叶绿素含量、根系分布,果实产量、品质,根层土壤（0-30 cm）无机氮动态和收获后残留硝态氮的影响。【结果】番茄产量为84.1-90.8 t•hm-2,处理间没有明显差异,但控释肥处理（CN270）明显降低了果实的硝酸盐含量,并提高了糖酸品质。与常规施肥相比（N450）,控释肥处理（CN270）减施氮肥40%后番茄的株高、茎粗、叶绿素含量均没有降低,叶片面积有增加趋势并在第三穗果膨大期明显增加。番茄根系主要分布在0-30 cm土层内,根长密度值为0.39-1.75 cm•cm-3。CN270与N450处理根长密度值接近,均明显高于常规减量施肥处理（N270）。在整个果实膨大期间,CN270处理的表层土壤中（0-30 cm）无机氮含量为643-796 kg•hm-2,形成了充足的氮素供应;收获后,CN270处理的硝态氮主要残留在表层土壤中,减少了NO3--N向下层的淋洗。【结论】与常规处理的多次施肥相比,控释肥处理在氮肥减量40%后番茄产量没有降低,并且改善了果实品质,促进了根系生长,减小了NO3--N的淋洗。因此,控释肥和普通肥料混配基施是设施番茄优质高效生产的一种有效施肥措施。     

棉花专用缓控释肥和叶面水溶肥应用效果

【目的】 研究棉花专用缓控释肥和叶面水溶肥的应用效果。【方法】 设置田间小区试验,5个处理,T1:不施肥(CK);T2:常规施肥;T3:常规施肥+叶面水溶肥;T4:棉花专用缓控释肥+叶面水溶肥;T5:棉花专用缓控释肥减量20%+叶面水溶肥,分析不同施肥处理对棉花生育进程、产量构成及产量、经济效益和农学效率的影响。【结果】 与常规施肥相比,棉花专用缓控释肥和叶面水溶肥处理生育期没有明显变化,株高有所降低,果枝台数明显增加;棉花专用缓控释肥、叶面水溶肥处理提高了棉花铃数、单铃重而增产;籽棉收入、收益和农学效率均以棉花专用缓控释肥+叶面水溶肥处理最高。【结论】 专用缓控释肥和叶面水溶肥配施适合推广应用,是一种省工、增收、增效的施肥模式。     

一次性减量施用控释肥对棉花群体冠层结构及产量构成的影响

【目的】 分析施用一次性减量控释肥与常规肥料对棉花群体冠层结构及棉花产量的影响,研究一次性减量施用控释肥对棉花化肥减施增效的作用,为棉花化肥减施增效技术提供研究基础。【方法】 采用多重复田间试验,利用CI-110等仪器研究施用不同用量的控释肥和常规肥料条件下,棉花冠层结构、光合性能、产量及其构成因子等参数变化。【结果】 一次性减量施用控释肥能保持棉花中后期较高的叶面积指数、提高中下层透光性、增强光能截获能力、减少群体漏光损失,延缓叶片老化和光合功能衰退速率。各处理棉花盛花期、吐絮前期LAI 与棉花总成铃数、单铃重及产量显著或极显著相关,盛铃期与棉花僵烂铃比重极显著相关。研究一次性减N₂5%施用控释肥处理比一次性全量施用控释肥处理平均增产2.89%、比全量施用常规肥料处理平均增产5.53%、比减N 25%施用常规肥料处理平均增产14.89%、比不施氮肥对照平均增产50.96%。【结论】 一次性减量施用控释肥可以构建合理的棉花群体冠层结构,增加棉花单株成铃数及产量,减少氮肥投入量,提高肥料利用率;一次性减N 25%施用控释肥(225 kg/hm²)为安徽省沿江棉区杂交棉适宜的氮肥用量。     

混料设计法在控释肥配比中的应用研究

采用混料试验设计,探讨了包含多种供肥速度的速度复合型控释肥和单一供肥速度的单一速度型控释肥的养分释放速率。结果表明:(1)单一速度型控释肥(FP2,FP5和FP9)在养分快速释放期内,养分释放速率基本保持不变,其顺序为FP2>FP5>FP9;而对于速度复合型控释肥处理,其释放速率不是单一、固定不变的。(2)在培养-淋溶期间,对养分累积释放率≥30.0%的单一速度型控释肥料因子优化组合进行频数统计,发现控释肥FP2,FP5和FP9的混料比例分别为37.61%～45.02%,32.68%～40.83%和21.85%～23.94%。(3)模拟各肥料处理养分累积释放率的Richards函数方程的复相关系数均达到极显著水平,表明使用Richards方程能够准确地描述和预测养分的释放速率。     

脲酶/硝化抑制剂对壤质潮土氮素淋溶影响的模拟研究

 【目的】揭示尿素中添加脲酶/硝化抑制剂后,土壤中硝态氮、铵态氮的迁移转化以及淋溶损失规律。【方法】温室土柱淋溶培养试验,研究尿素中单独添加脲酶抑制剂N-丁基硫代磷酰三胺（NBPT）和硝化抑制剂双氰胺（DCD）,以及两者配合施用对氮素在土体中淋溶损失的影响。【结果】在施尿素氮600 kg•hm-2条件下,尿素中添加NBPT、DCD以及DCD与NBPT配合施用,均可在24 d之前显著降低淋溶液硝态氮浓度,并在30 d后达到峰值,DCD、DCD与NBPT配合施用的峰值延缓了7 d。整个试验周期中,DCD处理对氮素淋溶表现为较好的抑制效果,NBPT以及DCD与NBPT配合施用,在培养试验后期抑制效果较好。最终NBPT、DCD、DCD与NBPT配施3种处理可显著降低硝态氮累积淋失量分别达11.6%、13.7%和17.2%。【结论】在一定施肥量条件下,脲酶抑制剂和硝化抑制剂两者单施或配施均可降低硝态氮累积淋失量。     

硝基控释肥对马铃薯生长、产量及品质的影响

通过田间小区试验,研究硝基控释肥中不同硝态氮含量对马铃薯生长发育、产量及品质的影响。结果表明,与农民习惯施肥及普通控释肥相比,硝基控释肥能明显促进马铃薯生长发育、叶片SPAD值及干物质量累积,从而提高了马铃薯大薯率、单株薯重和经济产量。其中以4%硝态氮含量的硝基控释肥处理马铃薯各项指标最好,其产量较农民习惯施肥和普通控释肥分别提高了12.5%、6.8%。此外,施用硝基控释肥可以改善马铃薯块茎品质,增加块茎中淀粉、粗蛋白、还原糖、VC含量,对硝酸盐含量的影响不显著。     

小麦氮磷肥长期配施对土壤硝态氮淋溶的影响

 【目的】利用长期肥料定位试验,监测旱地农田土壤硝态氮的淋溶动向,研究施肥量与硝态氮累积量之间的关系,为科学施肥提供参考。【方法】在试验小区0～300 cm土壤剖面中,每20 cm深度取一个土样,1 mol?L-1 KCl浸提后以AA3连续流动分析仪测定硝态氮含量。【结果】单施氮肥土壤硝态氮累积峰出现在80～100 cm土层和300 cm以下土层,当施氮量达到180 kg?hm-2?a-1时,0～300 cm土层硝态氮累积总量相当于8年的施氮量。单施磷肥对土壤硝态氮分布无影响;氮、磷肥配施时,施氮量增加硝态氮累积量显著增加,配施磷肥后可以减少硝态氮累积量,且施氮量越大减少的越多。过量施用氮肥,即使配施磷肥,硝态氮也能发生淋溶并在100～120 cm和240～260 cm土层附近累积;二次多项式回归能够较好地反映氮、磷施用量与土壤硝态氮累积量之间的关系。【结论】长期过量施用氮肥,导致硝态氮大量淋溶并形成两个累积峰,科学合理地配施磷肥可以减少硝态氮淋失;旱地麦田长期施用最大产量施肥量,可能导致硝态氮大量累积在土壤深层。