Slow-release urea fertilizer from sulfur,gypsum, and starch-coated formulations

To address nitrogen (N)-related environmental pollution, development of an economical, slow-release urea fertilizer is the need of the hour. A study was conducted on the reduction of nitrogen released from granular urea fertilizer by applying sulfur, gypsum, bentonite, and starch as coating material. Paraffin wax was used as a binder. The dissolution rates were studied by changing the composition of coating mixture using high-performance liquid chromatography. SEM was used to study the morphology of coated urea in terms of smoothness and uniformity. The ultraviolet spectroscopy analysis further authenticated the release behavior of coated urea in terms of nitrogen concentration. Coating material reduced the release rate of nitrogen from urea fertilizer, significantly. Mixture of sulfur and gypsum coating on urea gave slowest release rate of nitrogen from urea fertilizer, i.e., 37%, as compared to uncoated urea and thus seems to be the most promising binding material for product development.     

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。     

Controlled-release fertilizer of zinc encapsulated by a manganese hollow core shell

Abstract

The distribution of azolla, its growth, and P-deficiency were studied in the Philippines by collecting 232 azolla samples from ponds (33%) and rice fields (67%: 40% with rice and 27% without rice) in 11 regions. The dominant species, coverage, color, healthiness, fertilizer treatment, and use by farmers were recorded. The N and P concentrations in azolla were expressed on an ash-free dry matter basis. The average N concentration was 4.5% and the median 4.5%. The average P concentration was 0.385% and the median 0.332%. Region, species, color, and visual judgment of healthiness were correlated with P concentration. Red Azolla pinnata var. imbricata samples had a lower average P content (n = 42, P = 0.245%) than green samples (n = 41, P = 0.46%). A. microphylla was always green and had significantly higher N and P concentrations than A. pinnata var. imbricata. Nitrogen and P contents were highly correlated (simple correlation coefficient = 0.64, ranking correlation coefficient = 0.73). As the content of P increased, the content of N was likely to approach a plateau. The N concentration at the plateau and the P concentration required to reach this plateau were higher in the A. microphylla-dominated samples than in A. pinnata var. imbricata-dominated samples. When the P concentration corresponding to 90% of the N% plateau was set as the critical concentration for P deficiency, 53% of azolla plants was considered to be P deficient. Soil samples were taken from 66 out of the total number of azolla sampling sites, and their chemical properties were analyzed. Average available soil P content of the soils, where the azolla samples were taken, was higher than the average for the Philippine soils. There was a distinct difference in the content of available soil P (Olsen P) between the soils where A. pinnata var. imbricata was dominant (n = 51) and those where A. microphylla was dominant (n = 8). The average content of available soil P of the former was 28 ppm and the median 12.5 ppm, whereas the average of the latter was 54 ppm and the median 47 ppm. No statistically significant differences were observed in other chemical properties. In soils where A. pinnata var. imbricata was dominant, the simple correlation coefficient between plant P concentration and soil available P content was 0.31 and the ranking correlation coefficient 0.34. The ranking correlation coefficient excluding samples from ponds was 0.54 (n = 42).     

脲醛缓释肥料棒氮素缓释特性研究

以脲醛缓释肥料棒为研究对象,测定了其密度、压缩比以及抗压强度,并通过室内间歇式土柱淋溶试验,研究了脲醛缓释肥料棒氮素淋出特性及其氮素累积淋出率曲线方程拟合。结果表明,随着脲甲醛用量增加,缓释肥料棒密度、压缩比及抗压强度逐渐减小;脲醛缓释肥料棒可明显减少氮素淋失,随着脲甲醛用量增加,氮素累积淋出率减小,并且一级动力学方程对脲醛缓释肥料棒的氮素累积淋出率曲线拟合效果最佳(r=0.967**~0.998**,SE=0.94%~3.85%),可用于表征氮素累积淋出率与时间的关系。第42 d淋溶时,脲甲醛氮量占缓释肥料棒总氮0、25%、50%、75%的脲醛缓释肥料棒FR、UFR1、UFR2、UFR3的氮素累积淋出率分别较普通肥料减少了21.93%、49.46%、61.34%、82.90%。表明脲醛缓释肥料对氮素具有较好的缓释效果,且随着脲甲醛用量增加,缓释作用增强。     

膜材及喷膜工艺对尿素包膜效果的影响

为探求不同的膜材、包膜工艺对尿素包膜的影响,改进包膜尿素生产技术。该研究选用3种不同膜材,分别采用侧喷与底喷两种工艺条件对颗粒尿素进行包膜,通过对包膜尿素表观状况进行电镜观察和水中溶出动态进行研究,结果发现：对于同一膜材而言,采用底喷包膜尿素的缓释效果好于采用侧喷的。对于包膜液黏度较大、雾化效果不佳、溶剂不易挥发的膜材,应选择底喷工艺进行包膜,对于黏度适中的包膜液采用底喷与侧喷工艺均可以获得较为满意的效果。     

硫膜和树脂膜控释尿素对水稻产量、光合特性及氮肥利用率的影响

本试验以控释期为90d的硫膜（SPCU）和树脂膜（PCU）控释尿素为材料,通过盆栽试验,研究了硫膜和树脂膜控释尿素对水稻产量、 光合特性及氮肥利用效率的影响。结果表明,与普通尿素（U）一次基施相比,控释尿素各处理均能显著提高水稻子粒产量、 氮肥表观利用率和农学效率,增幅分别达15.1%~51.4%、 64.5%~14.11%和5.4~18.2 kg/kg;显著提高水稻生育中后期叶片净光合速率;提高水稻生育中后期的SPAD值。与普通尿素分次施用相比,树脂膜控释尿素及硫膜控释尿素和普通尿素以7∶3比例一次性施入的处理能显著提高水稻子粒产量、 氮肥农学效率以及水稻收获后的土壤全氮和碱解氮含量,其增幅分别为7.9%~31.7%、 3.3~13.0 kg/kg、 2.2%~17.6%和13.2%~22.0%;显著提高叶片中后期的净光合速率,且以树脂膜控释尿素100%一次基施的处理最高。施用树脂膜控释尿素的各处理较普通尿素均能显著提高水稻的氮肥生理效率。树脂膜控释尿素比硫膜控释尿素表现出更好的水稻增产效应和氮肥利用效率,更能有效延缓叶片衰老,实现水稻氮素的高效利用。     

腐植酸尿素对玉米产量及肥料氮去向的影响

【目的】研究腐植酸尿素对玉米干物质量、籽粒产量及肥料氮去向的影响,以期为传统尿素产品的提质增效及新型腐植酸尿素肥料的研制提供理论与实践依据。【方法】以玉米品种郑单958为供试作物,以自制的腐植酸尿素为供试肥料,运用15N同位素示踪技术,开展土柱栽培试验,设置不施氮肥对照 (CK)、普通尿素 (U) 和腐植酸尿素 (HAU) 3个处理,所有肥料均作为基肥一次性施入土柱0—30 cm土层。玉米成熟后,采集植株地上部样品进行考种,同时,分别测定玉米叶片、茎秆、苞叶、穗轴、籽粒的干物质量、氮素含量和15N丰度;分别采集0—15 cm、15—30 cm、30—50 cm、50—70 cm、70—90 cm土层的土壤样品,测定其氮素含量和15N丰度。【结果】各处理玉米植株地上部及各器官 (苞叶除外) 干物质量由低到高为CK < U < HAU,而玉米各器官的干物质量占该植株地上部干物质总量的比例在不同处理下的差异均未达到显著性水平;与U处理相比,HAU处理玉米地上部干物质量平均提高13.8%,籽粒产量提高14.2%;玉米籽粒产量构成的分析结果表明,不同处理玉米穗粒数差异显著 (P < 0.05),而百粒重却无显著差异。同时, HAU处理玉米对氮素和肥料氮的吸收量分别比U处理高0.989 g和0.072 g,提高了氮肥利用率4.8个百分点;各处理氮素和肥料氮在各器官的分配均表现为苞叶、穗轴 < 茎秆< 叶片 < 籽粒,籽粒总氮和肥料氮的吸收量分别占整个植株地上部总吸收量的65.7%～74.2%和58.6%～60.5%;从氮素来源分析,各器官所吸收的肥料氮仅占该器官氮素总吸收量的13.3%～30.9%。另外,不同施氮处理对土壤中肥料氮的总残留量影响不显著,但HAU处理肥料氮在施肥层 (0—15 cm) 的残留量显著高于U处理 (P < 0.05)。HAU处理肥料氮的损失率为34.9%,低于U处理5.1个百分点。【结论】供试条件下,施用腐植酸尿素能够增加玉米干物质量和籽粒产量,促进玉米对肥料氮的吸收,减少肥料氮向下层土壤的淋溶,有利于土壤残留氮的进一步吸收利用。     

不同灌水量下尿素添加适宜氮肥增效剂促进夏玉米灌浆增产

为揭示不同灌水水平和氮肥增效剂类型对夏玉米籽粒灌浆过程的影响规律,以郑单958品种为研究对象,采用裂区设计,主区设置2个灌水水平：40 mm（W1）、60 mm（W2）;副区在单施尿素（U）的基础上添加不同类型氮肥增效剂：脲酶抑制剂（NBPT）、硝化抑制剂（DCD）、双效抑制剂（NBPT+DCD）,采用Richards方程模拟夏玉米籽粒灌浆过程,研究不同灌水水平和氮肥增效剂类型对夏玉米各灌浆特征参数的调控效应,同时分析不同处理对夏玉米干物质转运和产量形成的影响。结果表明,3种氮肥增效剂下夏玉米的籽粒产量均显著高于U,DCD和NBPT+DCD的效果优于NBPT;增加灌水量至60 mm,可使氮肥增效剂的增产效果增强,NBPT、DCD和NBPT+DCD的产量分别提高了6.55%、5.36%和10.53%。NBPT、DCD和NBPT+DCD的转运率分别比U增大23.42%、19.58%和45.33%;两个灌水水平下的转运率无显著差异。Richards模型能较好地模拟夏玉米籽粒灌浆动态过程,拟合方程决定系数均在0.99以上。W2较W1水平显著延长了夏玉米总灌浆期持续时间,且延长了灌浆快增期和缓增期的灌浆时间,显著提高了缓增期的灌浆速率。3种氮肥增效剂均可提高夏玉米平均灌浆速率,且NBPT+DCD和DCD提高了灌浆快增期的灌浆速率。不同氮肥增效剂在不同灌水水平下效果不同。W2水平下,DCD能提高籽粒灌浆起始生长势,其总灌浆期持续时间延长至47.10 d,且优化了3个灌浆阶段的时长比例,平均灌浆速率较高,达0.828 g/d,是该研究中灌水水平和氮肥增效剂类型的最佳组合,研究可为关中地区氮肥增效剂的合理施用提供理论依据。     

微波消解—ICP-OES法同时测定有机肥、复混肥和尿素中多种元素含量的研究

采用微波消解法处理样品,建立了电感耦合等离子体光谱法同时测定有机肥、复混肥和尿素中铅(Pb)、砷(As)、汞(Hg)、铬(Cr)、镉(Cd)、铜(Cu)、锰(Mn)、钴(Co)、锌(Zn)、镍(Ni)和锑(Sb)11种元素的分析方法。优化了微波消解条件、仪器条件,进行了方法的检出限、精密度、准确性试验。方法检出限为0.003~0.015 mg/L,相对标准偏差均8.1%,回收率为82.4%~103%,通过水系沉积物标准参考样(GBW-07311)及国家标准方法的验证表明,该方法具有简便、快速、准确、灵敏度高等特点,适合有机肥、复混肥和尿素中11种元素的同时测定。     

钾肥、覆膜对马铃薯硒素吸收分配及硒肥吸收率的影响

采用田间试验方法研究了钾肥及覆膜对马铃薯硒素吸收分配的影响.结果表明:地膜覆盖及钾肥的施用提高了收获期马铃薯全株及块茎干物质产量;钾肥的施用显著提高马铃薯全株及块茎硒素含量与吸收累积量.钾肥与硒肥配合施用,使块茎硒素含量达0.148 mg·kg-1的富硒水平,对块茎硒素的富集有正交互效应,使收获期全株硒肥吸收率达17.8％,比单施硒肥提高1.5个百分点,块茎硒肥吸收率7.1％,提高2.7个百分点.覆膜对马铃薯全株、块茎硒含量及全株硒素吸收量无显著影响,但可显著提高块茎硒素累积量.覆膜硒肥配合,收获期全株硒肥吸收率20.0％,提高2.2个百分点,块茎硒肥吸收率10.1％,提高3.1个百分点.覆膜可显著促进硒素在体内由茎叶向块茎的转移.收获期,覆膜硒素运转率53％,提高10.1个百分点.     

高吸水性树脂包膜尿素的水肥一体化调控效果研究

以不同类型和吸水倍率的高吸水性树脂为包膜材料,以大颗粒尿素和改性矿物包膜尿素为核心肥料,研制出高吸水性树脂单层包膜尿素、高吸水性树脂复式包膜尿素系列产品。通过盆栽玉米试验,在养分淋失和水分胁迫条件下研究了肥料的水肥一体化调控效果。结果表明：在高吸水性树脂与核心肥料配比为6∶100、9∶100时,高吸水性树脂包膜尿素能显著延缓氮素释放速率,减少淋溶损失量,降低耗水量,玉米生物量、水分利用效率和氮肥利用效率较核心肥料均显著提高。高吸水性树脂包膜尿素的水肥一体化调控效果主要与肥料包膜状况、内膜材料的性质、高吸水     

氮锌配施对石灰性土壤锌形态及肥效的影响

通过分析石灰性土壤上施用锌肥后土壤中锌的形态变化,研究锌肥的有效性及后效,为指导合理施用锌肥提供理论依据。结果表明在潜在性缺锌的石灰性土壤施锌肥没有明显的增产效果,可增加小麦籽粒锌含量,但不同基因型反应差异很大;土壤中的锌主要以矿物态存在,占全锌91.5%~97.6%,其次为松结有机态锌(1.34%~5.53%)、碳酸盐结合态锌(0.47%~1.55%);施入土壤中的锌增加了交换态、松结有机态、碳酸盐结合态、氧化锰结合态锌含量,但大部分转化为矿物态;种植小麦可以使土壤中的锌向有效态转化;施氮增加了小麦对锌的吸收,也增加了锌矿化的比例;主成分分析结果表明,交换态、松结有机态和碳酸盐结合态均能不同程度反映土壤锌的有效性,石灰性土壤中碳酸盐结合态和有机结合态锌含量占有较为可观的比例,因此增加这两种形态储备容量是调节和控制土壤锌营养状况的重要措施。     

尿素配施添加剂NAM对三江平原白浆土氮素转化和玉米产量的影响

通过田间小区试验,研究了尿素配施肥料添加剂NAM(由脲酶抑制剂和硝化抑制剂等成分组成)对三江平原白浆土氮素转化、玉米产量以及氮肥利用率的影响,以期为肥料添加剂NAM的进一步推广应用提供理论依据。研究结果表明,与常规施氮处理相比,等氮量配施NAM处理使土壤NH4+-N在较长时间内维持较高的水平,并显著提高了作物后期的土壤总有效氮供应水平,从而使作物吸氮量增加了6.8%,增产3.1%;减氮20%配施NAM处理维持了土壤NH4+-N总体供应水平和作物后期的土壤总有效氮供应,从而使作物吸氮量及产量与常规施氮处理保持相当;减氮40%配施NAM处理由于过多降低了施氮水平,致使在作物生长前期土壤供氮量明显不足,进而降低了作物吸氮量及产量。尿素配施NAM较单施尿素提高氮肥利用率4.9～8.0个百分点。在等氮和适当减氮条件下,肥料添加剂NAM适用于三江平原白浆土-玉米体系,有利于农业可持续发展。     

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。     

大颗粒尿素在水稻上的应用效果及合理施用量

通过田间试验研究了尿素形态对水稻生长及发育的影响,并应用二次饱和D 最优设计研究了水稻的氮磷肥合理施用量。结果表明,氮肥是水稻产量构成的主要影响因子,施尿素使水稻的株高、穗长、穗粒数、穴穗数等各项生育指标都有显著增长;大颗粒尿素对上述各项生育指标的影响又优于普通尿素,并最终在产量上比普通尿素增产显著。但高施氮肥使成穗率和千粒重降低,产量受影响。应适量施氮肥,并配合施磷肥。宁夏灌区水稻的最大利润施N肥量为168kg/hm2,施P2O5量为47 55kg/hm2。     

优化缓释氮肥与尿素配施比例提高冬小麦产量和氮肥利用效率

为探究匹配冬小麦氮素需求规律的最佳缓释氮肥与尿素配施比例,优化施肥结构,达到氮肥高效利用与经济效益“双赢”的目标,该研究以冬小麦为研究对象,通过2 a(2019—2020年和2020—2021年)田间试验,设置7个施肥处理：仅施尿素(U)、仅施缓释氮肥(S)、缓释氮肥与尿素1:3配施(SU1)、缓释氮肥与尿素1:1配施(SU2)、缓释氮肥与尿素3:1配施(SU3)、不施氮肥(N0)和不施肥(CK),研究缓释氮肥配施比例对冬小麦干物质积累和转运、产量和氮肥利用效率的影响。结果表明,冬小麦干物质快速生长期和最大累积速率随缓释氮肥配施比例的增加而增加,缓释氮肥与尿素配施的冬小麦干物质平均累积速率比普通尿素提高1.90%～19.91%。缓释氮肥与尿素配施可在改善花前干物质转运量的同时提高花后生产量,花后干物质生产量对籽粒贡献率达53.18%～71.83%。产量随缓释氮肥配施比例的增加而显著提高,SU3处理2 a产量分别为7 243和8 021 kg/hm²,较S和U处理分别提高了7.25%和16.07%,其经济效益较S和U处理提高了15.18%和25.67%。与仅施尿素相...     

长期施用有机肥对土壤和糙米 铜、锌、铁、锰和镉积累的影响

设施氮、磷、钾肥（NPK）、施氮、磷、钾肥兼稻草还田（NPKS）、施氮、磷、钾肥兼2倍稻草还田（NPKS2）、施氮、磷、钾肥兼施紫云英（NPKG）和施氮、磷、钾肥兼施猪粪5个处理的长期定位试验,探讨了长期施用有机肥对土壤和糙米铜、锌、铁、锰和镉含量的影响。结果表明,土壤全铜、全锌和全镉因秸秆还田或施用紫云英、猪粪有明显提高,尤其是施用猪粪,土壤全铜、全锌和全镉较仅施用氮、磷、钾肥分别增长53.6%、23.6%、406.2%,达到极显著水平; 而全铁和全锰各处理间没有显著差异。长期施用有机肥增加了土壤有效态铜、锌和镉含量,其中施用猪粪土壤有效铜、锌和镉含量增加最为显著,分别比NPK处理增长了335.9%、320.8%、421.4%。长期施用猪粪明显地增加了糙米中镉含量,并超过国家卫生标准。长期施用畜禽粪便类的有机肥对农产品的安全应予以足够的关注。     

有机无机复混肥优化化肥养分利用的效应与机理研究Ⅰ. 有机物料与尿素复混对玉米产量及肥料养分吸收利用的影响

本研究采用团粒法工艺,利用味精厂制糖形成的糖渣（A）作为有机原料,与尿素复混制成有机无机复混氮肥,运用土柱栽培试验研究等尿素氮投入条件下（设置低、中、高3个施氮水平）不同有机无机比例的有机无机复混氮肥对玉米产量和养分吸收利用的影响。主要结果为, 1）低氮、中氮和高氮水平下,有机无机复混氮肥处理平均玉米子粒产量比单施尿素处理的分别提高12.4%、4.8%和5.4%;低氮、中氮和高氮水平下,有机无机复混氮肥比对应的有机物料处理的增产幅度均大于尿素处理比对应的不施氮肥（CK）处理的增产幅度,有机物料与尿素复混,明显提高了尿素的增产效果。2）有机物料与化学氮肥复混具有优化化学肥料养分利用和提高化肥利用率的效果。低氮、中氮和高氮水平下,有机无机复混氮肥处理玉米植株氮素吸收量比尿素处理的分别提高29.0%、21.6%和18.9%;低氮、中氮和高氮水平下,有机无机复混氮肥处理化肥氮（尿素N）的表观利用率比尿素处理（尿素N）的氮肥表观利用率分别提高了33.5、11.6和13.0个百分点。     

尿素肥斑中氮素形态转化初探

采用特制模拟容器,通过尿素扩散形成营养斑,观察斑内NH₄⁺、NO₂^-和NO₃^-浓度变化及它们之间的相互转化。结果表明,NH₄⁺、NO₂^-和NO₃^-浓度在距离肥斑7～8cm处的微域达到最大,尤以NO₂^-浓度增加较为显著,是一般土壤NO₂^-水平的数千倍。随培养时间增加,NO₂^-和NO₃^-最大浓度峰向施肥点移动,但两者浓度变化趋势不同,NO₂^-浓度在21d前随培养时间增加而增加,之后随培养时间增加而下降,而NO₃^-浓度随培养时间增加一直增加。结果还表明,NO₂^-是尿素营养斑内主要离子形态,从NH₄⁺到NO₂^-的转化比较迅速,而NO₂^-转化为NO₃^-不是短暂的过程,这可能与施肥引起的土壤pH值变化有很大关系。     

粘土包膜缓释尿素的养分释放特征及其增产效应

以尿素为缓释肥料核心,两种粘土矿物为包膜材料,聚乙烯醇为粘结剂,研制出两种包膜缓释肥料,并探讨了两种包膜肥料在土壤、石英砂等介质条件下的氮素释放特征及形态转化规律,还通过盆栽试验进一步研究了包膜尿素的增产效应。试验结果表明,与普通尿素相比,两种粘土矿物肥料均具有较好的缓释性能,在以石英砂为介质时表现的尤为明显;包膜后的尿素具有较明显的生物增产效应,两种包膜肥料在株高、鲜重、干重等主要产量性状方面与普通尿素均存在显著差异。