包膜控释肥料的研究进展

研究和开发包膜控释肥料是肥料领域的新热点 ,其对提高肥料利用率和保护环境有着十分重要的现实意义。本文主要阐述了包膜控释氮磷肥料的养分释放运移机理。

包膜控释肥料研究与产业化开发

从控释和缓释肥料提高肥料利用率的基本原理出发,对国际肥料工业协会(IFA)提出的和国际上公认的肥料养分释放、缓释、控释、控释肥、缓释肥和稳定性肥料的概念和定义进行了讨论和认定。介绍了山东农业大学主持承担的国家“948”项目、农业部跨越计划项目和山东省优秀中青年科学家科研奖励基金项目———包膜控释肥研究与开发的进展情况,包括包膜控释肥的包膜材料与工艺流程的选择、研制的包膜控释肥生产设备、开发出的控释肥系列品种、控释肥的质量检测标准、控释肥在多种作物上的应用效果,并分析了控释肥的经济、社会、生态效益及推广应用前景。

包膜控释肥料的养分释放及增产效应

控释肥料的养分释放特征是评价其质量和潜在有效性的最重要的第一步,控释肥的增产效应是其养分释放特征的最直接的综合反映。

包膜控释肥料在水旱2种模式下的释放率研究

比较了包膜控释肥料在水旱2种模拟形式下的释放率变化情况。结果表明:在同等条件下,包膜控释肥料在水田的养分累计释放率大于旱田。包膜控释肥料前期的释放速率是水田明显高于旱田,而后期的释放速率则为旱田略高于水田。土壤物理形态的差异对包膜控释肥料的养分释放有很大影响。

Richards方程在描述包膜控释肥料氮素释放特征中的运用

【目的】筛选适合于描述控释肥料氮素释放特征的数学模型,为以数学模型预测预报控释肥料供肥特征提供理论依据。【方法】运用Richards,Logistic和Bertalanffy方程拟合在(25±0.5)℃恒温条件下包膜控释肥料在静态水中的氮素累积释放曲线。【结果】结果表明Richards函数能较好地拟合不同形状的氮素养分累积释放曲线,其拟合度优于通用的Bertalanffy和Logistic方程。3种方程中,Richards方程的特征参数更能精确地描述包膜控释肥料氮素释放特征,能反映出氮素养分最大释放速率出现的时间、累积释放曲线的形状等。【结论】Richards方程可用于拟合S型、抛物线型和双抛物线型3种类型的养分释放曲线;增加包膜厚度能降低控释肥料氮素养分在水中前期的溶出率,同时推迟最大养分释放速率出现的时间。

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60~100μm,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50μm,最大孔径为1μm,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。

纳米材料胶结包膜型缓/控释肥料对作物产量和品质的影响

为了对纳米级材料胶结包膜型缓/控释肥料的缓/控释性能进行准确的评价,以3年6季作物定位施肥试验为基础,对冬小麦和夏玉米的产量及部分品质进行了监测。结果表明,与等量氮磷钾化肥配施相比,4种纳米级材料胶结包膜型缓/控释肥料不同程度地提高了小麦和玉米子粒产量和蛋白质产量,但蛋白质含量增加不显著,可溶性总糖含量反而降低。纳米级材料胶结包膜型缓/控释肥料对提高冬小麦的产量和品质有一定的促进作用,但不同肥料促进作用大小不同。

包膜型控释肥料养分释放、运移的传质分析

根据菲克定律、改性传质双膜论、液膜寿命分布函数,建立了包膜型控释肥料养分释放的偏微分方程组。用拉普拉斯变换法求解该方程组,并将拉普拉斯变换与液膜寿命分布函数结合,得到了养分释放速率的表达式,为进一步研究提供了理论基础。

包膜控释肥行业标准有望尽快出台

一个新型肥料,如果标准跟不上,很难实现积极的市场推广,让农民受益。近日,在山东临沂召开的“中国控释肥行业标准研讨会”让人们看到了希望。会上,控释肥领域著名专家及国家化肥质量监督检验检测中心(上海)、化肥企业等有关人士针对“包膜控释肥料行业标准”提出了诸多建设性意见,从而加快了我国包膜控释肥行业标准的顺利出台。

包膜型缓/控释肥的研究现状及应用前景

阐述了包膜型缓/控释肥料的包膜类型、养分释放机理及其影响因素;论述了国内外包膜型缓/控释肥料的研究现状及其发展趋势;综合分析了我国包膜型缓控释肥料在生产和应用方面存在的问题及其解决办法。

玉米新型包膜控释肥施用技术

一、包膜缓控肥机理一是通过尿素与醛类化合物缩合反应．生成缓慢溶解的水溶性低分子化合物．从而实现对肥料水溶性的控制．这种肥料在生物或化学作用下可缓慢分解有机氮化合物．氮素的释放率受土壤生物、化学和环境条件的影响．这种肥料通常被称为缓释肥料．二是利用包膜材料的透水性和水溶性的不同．通过全封闭包膜、半透性包膜．采用不溶性聚合物或其它形式包膜．利用物理障碍性因素来控制水溶性肥料的溶出和释放。这种包膜肥料对生物和化学作用等因素是不敏感的．只受温度和土壤或空气中水汽压是否饱和的影响．这种包膜肥料通常被称为控释肥料．或包膜控释肥料。

新型缓/控释肥料研究现状与展望

我国目前所施用的化肥大多是单质速效化肥,肥效期短,养分容易淋失、挥发和固定,使肥料利用率很低,其中氮肥利用率在30%￣35%,磷肥利用率10%￣15%,钾肥利用率35%￣50%。因此,开发可控制养分释放速度,一次施用能满足作物各个生长阶段养分需要,低成本,生产工艺简单且对环境友好的包膜控释专用肥料是新型肥料研究的主攻方向之一。

中国农业大学与中盐红四方签署技术转让协议 “新一代缓控释肥料”在全国推广应用

3月26日．中国农业大学与中盐安徽红四方股份有限公司在北京签署协议，将“可降解高分子包膜控释肥料中试生产技术”转让给中盐安徽红四方股份有限公司．双方合作将易降解高分子包膜控释肥料推向市场。

中国农业大学与中盐红四方“新一代缓控释肥料技术”成功签约

2012年3月26日，中国农业大学与中盐安徽红四方股份有限公司在北京签署协议，将可降解高分子包膜控释肥料中试生产技术，转让给中盐安徽红四方股份有限公司，双方合作将易降解高分子包膜控释肥料推向市场。