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。     

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.     

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。     

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。     

复合控释材料的控释性能、肥效及其成膜特性研究

膨润土和木素制成复合控释材料用于包膜控释肥。电镜扫描研究表明,复合材料包膜厚度明显比单用膨润土处理薄,且膜孔隙量少,粒间堆积较紧密。土柱淋溶试验表明,膨润土及其复合材料包膜尿素50 d的氮素累积溶出率远低于普通尿素,三种包膜尿素处理分别比普通尿素降低8.61、14.01、15.22个百分点。两种复合材料包膜处理氮素累积溶出量分别比单用膨润土包膜处理降低11.31%、13.83%。盆栽、大田小区试验表明,复合材料包膜尿素可明显提高作物产量及氮肥利用率。膨润土与木素复合用作控释材料在研制适合我国国情的农用控释肥方面是可行的。     

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     

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。     

控释尿素不同施用条件下冬小麦产量和氮素利用效应

采用田间试验方法研究了控释尿素不同施用条件对冬小麦产量、氮素利用和经济效益的影响。试验共设7个处理,即CK(空白处理,不施氮肥)、100%PU10/0(普通尿素全量基施,N 240 kg·hm-2)、100%PU6/4(60%的普通尿素基施、40%的普通尿素于拔节期追施,N 240 kg·hm-2)、80%PU6/4(60%的普通尿素基施、40%的普通尿素于拔节期追施,N 192 kg·hm-2)、100%CRU(全量树脂包膜控释尿素基施,N 240 kg·hm-2)、80%CRU(80%树脂包膜控释尿素基施,N 192 kg·hm-2)和40%CRU+40%PU(40%树脂包膜控释尿素+40%的普通尿素基施,N 192 kg·hm-2)。结果表明,无论是产量效应还是氮素利用效应,树脂包膜控释尿素(CRU)处理总体优于普通尿素(PU)处理,尤其树脂包膜控释尿素和普通尿素配施(40%CRU+40%PU)效果最佳,以7 709 kg·hm-2的产量、36.44%的氮肥吸收利用率、15 946元·hm-2的相对净收入达到处理间最高水平。该处理在减少氮素投入量的情况下,不仅促进了冬小麦增产,而且显著提高了肥料的利用率,拥有较高的产投比。因此,树脂包膜控释尿素和普通尿素的配施处理(40%CRU+40%PU)是本试验条件下最优的氮肥处理。     

不同控释氮肥减量施用对双季水稻产量和氮素利用的影响

研究不同控释氮肥在减氮量施用条件下早、晚稻产量效应、氮素吸收利用、土壤氮素养分特性和养分释放规律的差异,为南方双季稻区控释氮肥在水稻高产节肥栽培上的应用提供参考。采用静水溶解试验和田间小区试验研究了2种控释氮肥(树脂包膜尿素和硫包膜尿素)的养分释放特性和在常规尿素施氮量基础上节氮15%和30%对早、晚稻产量、产量构成因素、氮素养分吸收利用及土壤氮养分含量的影响。结果表明,2种控释氮肥的氮素累积释放曲线均为"S"形,但在培养期间硫包膜尿素氮素累积释放率均高于树脂包膜尿素。在田间条件下,与常规尿素处理相比,早稻减氮15%和30%施用硫包膜尿素和树脂包膜尿素均表现为增产,而晚稻施硫包膜尿素增产,施树脂包膜尿素减产。株高、每穗实粒数、结实率和千粒重的增加是早、晚稻增产的主要原因。施用2种控释氮肥均能促进早、晚稻水稻植株氮素养分的吸收积累,施用相同种类控释氮肥早晚稻稻谷、稻草和植株氮养分积累量随施氮量提高而提高。减氮15%和30%施用2种控释氮肥有利于氮肥回收利用率、氮肥偏生产力和氮肥农学效率的提高,在同一施氮水平下,硫包膜尿素的提高效果优于树脂包膜尿素。常规尿素处理、减15%氮的2种控释氮肥处理均能保持较高的土壤氮素水平,减30%氮的控释氮肥处理土壤氮素肥力较试验前有所降低。适当降低氮用量施用控释氮肥,能促进双季水稻增产、增加氮素利用效率、维持或提高土壤氮素肥力和可持续生产力,控释氮肥养分释放规律的差异是导致其作用效应不同的主要原因。     

不同包膜类型控释氮肥对小麦产量及土壤生化性质的影响

在小麦—玉米轮作条件下,通过6a的连续池栽定位试验,以施用普通尿素(Urea)处理为对照,研究了3种不同包膜类型控释氮肥(CRUs):树脂包膜尿素(PCU)、硫包膜尿素(SCU)、硫加树脂包膜尿素(PSCU)及减氮30%树脂包膜尿素(PCU70%)在田间条件下的氮素释放特征以及其对轮作第12季小麦产量及其产量构成因素、土壤酶活性和土壤养分的影响。结果表明:(1)控释氮肥的田间养分释放特征满足了小麦各生育期对氮素的不同需求,与速效氮肥相比,在等量施氮条件下,3种控释氮肥均显著提高了小麦产量,PCU、SCU和PSCU处理比Urea处理分别增产了13.5%,17.1%和20.2%,但3种控释氮肥处理之间差异不显著。树脂包膜尿素在减氮30%的条件下,与常量速效氮肥相比,作物产量无显著差异;(2)控释氮肥在提高土壤酶活性方面优于普通尿素,其中SCU和PSCU在提高土壤酶活性方面的效果好于PCU;(3)控释氮肥能显著增加冬小麦中后期土壤中无机氮含量,在小麦开花期,PCU、PCU70%、SCU和PSCU处理的无机氮含量比Urea处理分别高出23.7%,17.2%,32.5%和30.1%,一次性基施满足了冬小麦各生育期尤其在生育关键期对土壤氮素的需求。     

松香甘油酯包膜材料对尿素缓释性的影响

该文以松香甘油酯为包膜材料,生产包膜尿素,并利用盆栽土壤试验法,研究以松香甘油酯为包膜材料的包膜尿素缓释性能。结果表明：C=5%其初溶出率均为12.9%。用LOGISTIC生长曲线模型进行模拟,得到涂层覆盖率C=5%时,其最大养分释放量为96%,养分释放期为146 d;涂层覆盖率C=8.1%时,其最大养分释放量为97%,养分释放期为194 d,这表明：控制涂层覆盖率,可控制肥料释放周期;松香甘油酯为包膜材料的选用开辟了新的途径。     

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。     

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。     

改性尿素N在土壤-烟株系统中的分布规律研究

在盆栽烟草条件下采用15N示踪方法研究尿素改性前后N在土壤烟株中的分布规律 ,并比较尿素改性前后N的利用率大小。结果表明 ,尿素改性后比改性前烟叶增产 2 5 1 6% ,达 1 %显著水准。烟株全N量 ,改性后是改性前处理的 1 4 5 7%。从肥料中吸收的N量 ,改性后是改性前处理的 1 2 7 9%。从土壤中吸收的N量 ,改性后是改性前处理的 1 58 3 %。N肥利用率 ,改性后处理为 45 8% ,比改性前处理提高1 0 1个百分点。N的回收率 ,改性后处理达 98 3 % ,比改性前处理提高 1 2 8个百分点。改性尿素省肥增产的主要原因是刺激作物从土壤N库中吸收了较多N素 ,同时所施N肥的利用率有明显提高     

控释肥对小麦玉米生物学性状和土壤硝酸盐积累的影响

利用田间试验研究了非水溶性材料包膜控释肥对小麦和玉米叶片叶绿素、小麦分蘖和穗数、小麦千粒重、玉米百粒重、产量、养分吸收、肥料利用效率和土壤硝酸盐残留的影响。结果显示,与普通肥料习惯施肥方法相比,控释肥施在种子附近,在氮、磷、钾总用量减少50%情况下,小麦、玉米多项生长指标无明显差别;控释肥明显提高了肥料的偏生产力,氮肥提高75.75%～76.33%,磷肥提高193.50%～201.29%,钾肥提高109.20%～125.96%;1m土层硝酸盐残留,小麦季减少65.94kg·hm-2,玉米季减少103.55kg·hm-2。     

Effects of Plant Growth-Promoting Rhizobacteria and N Source on Plant Growth and N and P Uptake by Tomato Grown on Calcareous Soils

Introducing specific microorganisms into the soil ecological system is an important strategy for improving nutrient use efficiency. Two pot experiments were conducted in the greenhouse from December 3, 2012 to January 25, 2013 (Experiment 1) and March 11 to April 23, 2013 (Experiment 2) to evaluate the effect of nitrogen (N) source and inoculation with plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR) on plant growth and N and phosphorus (P) uptake in tomato (Lycopersicon esculentum Mill.) grown on calcareous soils from South Florida, USA. Treatments included urea, controlled release urea (a controlled release fertilizer, CRF) each at low and high N rates and with or without inoculation of PGPR. A mixture of PGPR strains Bacillus amyloliquefaciens IN937a and Bacillus pumilus T4 was applied to the soil during growing periods of tomato. Treatments with PGPR inoculation increased plant height compared to treatments without PGPR in both experiments. Inoculation with PGPR increased shoot dry weight and shoot N uptake for the same N rate and N source. In both experiments, only at high N rate, CRF and urea treatments with PGPR had significantly (P < 0.05) greater shoot biomass than those without PGPR. Only at high N rate, CRF treatment with PGPR significantly increased shoot N uptake by 39.0% and 10.3% compared to that without PGPR in Experiments 1 and 2, respectively. Meanwhile, presence of PGPR in the soil increased shoot P uptake for all treatments in Experiment 1 and for most treatments in Experiment 2. In Experiment 1, only at low N rate, CRF treatment with PGPR significantly increased shoot P uptake compared with that without PGPR. In Experiment 2, a significant increase in shoot P uptake by inoculation of PGPR was only observed in CRF treatment at high N rate. Results from this study indicate that inoculation with PGPR may increase plant growth and N and P uptake by tomato grown on calcareous soils. However, the effect of PGPR varied and was influenced by many factors such as N source, N rate, and soil fertility. Further investigations are warranted to confirm the effect of PGPR under different soil conditions.     

硫膜和树脂膜控释尿素对土壤硝态氮含量及氮素平衡和氮素利用率的影响

【目的】控释尿素已被证明对于提高氮素利用率、减少氮素损失和增产有积极意义,且不同包膜的控释尿素由于包膜材料的不同,对于氮素的释放和供应强度有所不同。本文在黄淮海区域采用玉米田间试验,探讨硫膜和树脂膜控释尿素在氮素供应和减少氮素损失等方面的效应,以期为黄淮海区域夏玉米在高温多雨的种植条件下两种控释尿素的选择和应用提供依据。【方法】以硫膜和树脂膜控释尿素为研究对象,采用田间试验研究0—100 cm土壤剖面中的硝态氮含量,玉米整个生育期的土壤氮素平衡和玉米产量以及氮素利用率。【结果】与相同施氮量的普通尿素相比,硫膜和树脂膜控释尿素均具有"前控后保"的特性,使玉米苗期0—100 cm土层的土壤硝态氮含量降低了11.7%~56.7%和28.8%~68.2%,玉米灌浆期和收获期0—40 cm土层的硝态氮含量分别提高了16.3%~46.7%、0.5%~60.7%;两种控释尿素均能有效降低玉米整个生育期土壤残留的无机氮量、氮素表观损失量和盈余量,降幅分别为12.0%~18.4%、13.2%~66.4%和15.6%~30.9%,使玉米产量提高14.6%~37.5%,氮素利用率提高12.3~20.8个百分点。在N 210 kg/hm2、N 300 kg/hm2两种施氮量条件下,与相同施氮量的硫膜控释尿素相比,树脂膜控释尿素处理的玉米苗期0—60 cm土层的硝态氮含量降低了26.4%~39.1%,灌浆期0—40 cm土层和收获期0—20 cm土层的硝态氮含量分别提高了10%~21.8%和9.6%~16.4%,土壤残留无机氮量、氮素表观损失量和盈余量分别降低了2.3%~6.0%、44.6%~61.3%和17.0%~17.7%,玉米产量提高了6.8%~8.3%,氮素利用率提高了7.1~8.4个百分点,说明树脂膜控释尿素的效果优于硫膜控释尿素。树脂膜控释尿素和硫膜控释尿素在施氮量N 300 kg/hm2时均比N 210 kg/hm2条件下玉米整个生育期不同土层的硝态氮含量提高了1.2%~90.9%和2.0%~56.7%,玉米整个生育期土壤残留无机氮量、氮素表观损失量和盈余量分别提高了42.1%~47.6%、66.2%~137.9%、52.5%~53.8%,玉米产量和氮素利用率分别提高了20.8%和22.5%、6.5和5.2个百分点,施氮量N 300 kg/hm2优于N 210 kg/hm2。【结论】树脂膜控释尿素在减少夏玉米农田土壤剖面硝态氮残留、维持土壤氮素平衡和提高氮素利用率等方面的效果优于硫膜控释尿素和普通尿素。综合考虑保证土壤氮素供应、减少氮素损失、提高玉米产量及氮素利用率等因素,在黄淮海区域高温多雨气候条件下种植夏玉米,以施氮量N 300 kg/hm2的树脂膜控释尿素或者硫膜和树脂膜控释尿素二者配合施用效果最佳。     

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。     

氮肥追施时期及包膜控释氮肥对冬小麦产量和氮素吸收的影响

采用盆栽试验,研究了氮肥追施时期和包膜控释尿素对冬小麦产量、产量构成、氮肥利用率和土壤氮素表观损失等方面的影响。结果显示:冬小麦氮肥最佳追肥时期为拔节期;与40%普通尿素底施+60%普通尿素拔节期追施(F2)相比,30%普通尿素+35%控释期90d包膜尿素+35%控释期120d包膜尿素配合(F4、F6)一次性底施的氮素释放与冬小麦对氮素需求吻合较好,F4小麦植株总氮吸收量增加6.11%,减氮25%条件下(F6)增加8.48%;与F2相比,F4使冬小麦增产5.02%,经济系数提高6.43%,氮肥利用率提高10.22%,同时土壤氮素表观损失降低。F4通过提高千粒重和单穗重来提高产量,而F6通过维持穗粒数保证产量。     

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。