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。

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50g/m2和70g/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50g/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70g/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。

双层和夹层包膜工艺对水基树脂包膜材料控释性能的影响

为了优化水基树脂的包膜控释性能,该文以脂溶性树脂为配合包膜材料,利用底喷风动流化床制造多层包膜控释尿素,并通过包膜控释尿素养分释放率的测定评价双层和夹层包膜工艺对水基树脂包膜材料控释性能的影响。研究结果表明:两种工艺相比,夹层包膜工艺能显著延长包膜控释尿素的肥效期,其肥效期是双层包膜工艺的5倍。在夹层包膜工艺中,内保护层厚度在5～15g/m2的范围内对包膜控释尿素的肥效期无明显影响,50g/m2水基树脂控释层和10g/m2脂溶性树脂外保护层夹层控释尿素的肥效期均约为260d。但是,夹层包膜控释尿素的养分释放模式与内保护层厚度有关,内保护层厚度达到10g/m2以上时,养分释放模式由抛物线型变成了S型。综上可知,脂溶性树脂内保护层较适宜的厚度为5～10g/m2,采用夹层包膜工艺能更好的发挥水基树脂的控释性能。

异质膜材多层包膜尿素养分释放特征及其数学模拟

为了明确以水溶性树脂（氯乙烯偏氯乙烯、丙烯酸脂）为主包膜材料、脂溶性改性石油C9树脂为辅助材料的多层包膜尿素的养分释放特征,采用3×4双因素随机区组设计,其中因素一为改性C9石油树脂内保护层包膜用量,设3个水平,即每平方米尿素表面积喷涂5、10、15 g改性C9石油树脂;因素二为水溶性树脂包膜用量,设4个水平,即每平方米尿素表面积喷涂30、40、50、60 g水溶性树脂。采用流化包衣技术制备共12种供试样品,所有供试样品均在水溶性树脂包膜层外再喷涂10 g/m2改性C9石油树脂。然后采用1：5肥水比的恒温静水培养法检测了供试肥料的养分释放曲线并对其进行数学模拟。结果表明,通过Richards方程的特征参数判断可知其中10个供试样品的养分释放曲线为S型,说明了采用水溶性树脂为主和脂溶性树脂为辅所制的多层尿素可以实现养分的S型释放。改性C9内保护层的作用主要体现在改变养分释放曲线形状上,内保护层由5 g/m2增加至10 g/m2,曲线趋向于S型,30~60 g/m2水溶性树脂包膜层4组处理的最大养分释放速度出现的时间点分别推迟22.6、49.3、74.9和39.4 d,进一步增加至15 g/m2,最大养分释放速率出现的时间点不变或者轻微地提前。水溶性树脂包膜层的主要作用是控制养分释放速率,包膜层厚度由30 g/m2逐渐增加至60 g/m2显著延长了包膜尿素的肥效期,其肥效期为75.0~287.1 d。综上可知,以改性石油C9树脂为保护层的水溶性树脂包膜尿素可实现养分的S型释放;使用5~10 g/m2改性C9作内保护层、30~60 g/m2水溶性树脂作为包膜层、10 g/m2改性C9作为外保护层,采用流化包衣技术可制造肥效期约为75.0~287.1 d的符合国家相关标准包膜控释氮肥产品。该研究可为水溶性树脂包膜肥料的制造工艺提供参考。

折光率法在包膜尿素养分释放快速测定中的校验与改进

以不同肥效期的15个自制包膜尿素为检测样品,以肥水质量比为1/5的恒温静水溶出法为控释尿素的培养方法,同时采用常规方法和工作曲线折光率法测定培养液中的尿素含量,并对养分释放曲线进行Richards方程的非线性回归分析用以计算样品的肥效期,对比研究现配工作曲线折光率法与同期培养工作曲线法同常规方法测定结果之间的异同,以期为控释尿素养分释放测定提供更准确的快速测定方法。研究结果表明：系列标准尿素溶液分别培养0、1、6、7、14、21、28和56 d后,其折光率与浓度之间的关系均可用直线方程表示（决定系数≥0.998）,其中同期培养曲线的预测误差为0.34-1.13 g/L,而现配曲线的预测误差为0.71-4.85 g/L,采用尿素标准溶液工作曲线检测同等培养期的尿素溶液有利于提高测定结果的准确性。与H2SO4消煮法（常规方法）相比,采用新鲜工作曲线折光率法测定控释尿素养分释放的计算结果提高10%以上,采用标准尿素溶液与包膜尿素同期培养的方法,折光率法测定结果与常规方法之间的系数为0.990。为进一步分析折光率法检测包膜尿素肥效期准确性,采用Richards方程模拟2种方法所测的释放曲线并计算养分达到75%的时间点即肥效期,结果表明,常规方法和折光率法测得15个包膜尿素的肥效期为21.9-245.9和22.0-210.1 d,两者相差最小值和最大值分别为0.2和41.4 d,相对偏差则分别为0.8%和25.1%。其中肥效期较短的包膜尿素的测定偏差较小,肥效期较长尤其是达到180 d以上的包膜尿素可能由于后期释放过于缓慢导致预算误差扩大,其误差区间为27.6-40.4 d,这属于可接受范围。说明了同期培养工作曲线折光率法可以作为常温条件下的控释尿素养分释放的速测方法,并可利用模型较准确地预测包膜尿素的肥效期。研究结果可为包膜尿素养分释放率及肥效期的快速、准确测定提供参考。

以集中训练强化提升农科类研究生操作技能——以植物营养学专业为例

以植物营养学为例,针对研究生新生专业技能较弱的状况,以新生独立开展实验为基础开展技能集中训练,阐述了集中训练的关键步骤及实施过程,分析了集中训练对研究生新生的操作技能的强化提升作用。

数据的模式化图像快速表达——以控释肥养分释放曲线为例

数据的图像表达直接影响学位论文的写作效率及其质量。该研究以控释肥养分释放曲线为例,介绍了一种以快捷键和鼠标双击功能为基础的Excel图表快速制作方法。以一组数据所制的标准图表为蓝本,通过数据源区域的移动选择,实现了图表的快速制作,通过图表的复制与粘贴实现了多组数据图表快速制作,以及采用建立工作表副本和同序数据的替换实现了批量快速制作图表。这种图表的快捷制作方法,有利于提高学位论文的写作效率及其质量。

利用Excel组合图表达双层次局部与整体的关系——以异粒变速控释肥养分释放曲线为例

Excel软件的制图模块可较容易地表达单层次局部与整体的关系,但难以直接表达双层次局部与整体关系。该研究以异粒变速控释养分释放曲线为例,以双轴线-柱图为基础,通过修改部分数据系列的坐标轴和图表类型,成功制作了双轴线-堆积柱的组合图,较直观地展现了双层次局部与整体的关系,异粒变速控释肥养分释放曲线通过这类组合图可较明显地展现出基础控释肥对阶段释放率的贡献以及阶段释放率对累积释放率的贡献。

我国控释肥料研究的现状和展望

本文结合作者长期从事控释肥料研究的心得和经验,在参阅国内外大量研究资料的基础上,比较系统地综述了我国控释肥料的研究进展。论文指出了我国控释肥料研究的学术价值和经济意义,阐述了我国控释肥料研发的切入点和目标、研制与社会需求、研制与我国经济发展。论述了控释肥料和缓释肥料的内涵和区别、区分控释肥料和缓释肥料的意义和作用。参阅1979年以来的研究资料,回顾了我国控释肥料研究的历史和现状,将我国控释肥料研制划分为3个阶段:1)缓控释肥料的探索阶段;2)控释肥料研究普及阶段;3)控释肥料关键技术深化和技术集成与产业化,概括了各个阶段的研究成果。在此基础上,通过对我国控释肥料研制与国际同类研究差距对比、我国控释肥料研究与发展总体趋势和特点分析、控释肥料研究的前沿领域的讨论,对我国控释肥料研究进行了展望,并提出了今后的研究方向。

香蕉营养与施肥技术

香蕉是喜钾、需氮较多、需磷较少、需钙镁比磷多的作物：香蕉一生的干物质累积动态呈“S”型曲线变化，即前期生长缓慢、中期迅速、中后期生长缓慢甚至下降。根据我们的研究结果和其他研究资料，我们建议将香蕉施肥期分为3个阶段：营养体生长期、营养体—生殖体共同生长期和果实生长发育期。

热固性树脂包膜控释肥料肥效期的快速预测方法

采用静水溶出率的方法,在25℃、40℃、60℃、70℃、80℃和100℃条件下,探讨了控释肥料中养分累积释放率与温度的变化规律,以期建立控释肥料肥效期或养分释放期的快速预测方法.结果表明,从低温到高温的各种温度处理下,Scotta公司的Osmocote热固性树脂包膜控释肥料养分累积释放曲线都呈二次曲线,相关指数R2均大于0.996.温度与包膜控释肥料肥效期间呈极显著的负相关,并符合一元二次方程,相关指数R2大于0.993.在高温下培养3或8 h建立的预测预报回归方程,可以快速而准确地预测预报包膜控释肥料在常温下（25℃）的肥效期,预测值与实测值只相差2.4 d;而习惯上的微分溶出率法却相差29～42 d.表明用高温下的肥效期预测预报回归法可以在数小时内准确、迅速地预测控释肥料的肥效期.同时该方法可作为控释肥料在线生产质量控制和市场上控释肥料质量检验的候选方法.

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Trincote1和Trincote2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。

粒径膜厚与控释肥料的氮素养分释放特性

利用专利技术,以芬兰长之道Uki厂生产的粒径分别为2 5～3 0、3 0～4 0、4 0～5 0mm的氮磷钾复合肥制造控释肥料。在25℃和40℃恒温条件下培养0、1、2、3、4、5、6、7、14、21、28、35、42d后测定氮素释放率,以探讨粒径、包膜厚度(膜材用量)、交联剂等对氮素释放率的影响。结果表明,常温和高温下,包膜厚度相同时,氮素释放率随着肥料粒径的增加而明显增加;但氮素释放率随粒径增长的幅度在膜材用量增大的情况下减小。无论是小粒还是大粒控释肥料,其氮素释放的速率随膜材用量的增多而减小。包膜材料添加交联剂可以明显增加氮素释放率,交联剂S的用量对氮素释放率的影响小于交联剂P。同一包膜厚度和单位质量下,用大粒径核心肥料制造的控释肥料可明显减少包膜材料的用量;但要改进大粒径控释肥料的氮素释放率,应利用表面平滑的核心肥料制造包膜控释肥料。

香蕉不同器官中NPK含量及其积累规律

为探讨香蕉体内氮磷钾的含量及分布特点,采用整株肢解法,研究了香蕉不同生育期根、球茎、假茎、叶及果、果轴的氮、磷和钾含量。结果表明,不同生育时期,香蕉根系、假茎、球茎、叶、果实和果轴6个器官中的氮磷钾含量与分布不同。在香蕉抽蕾前,氮分布为叶>球茎>假茎>根系,磷为假茎>叶>球茎>根系,钾为假茎>根系>叶>球茎;抽蕾后,氮、磷和钾在香蕉体内重新分配,表现为,氮为叶>果轴>球茎>根系>果实>假茎,磷为果轴>果实>叶>球茎>根系>假茎,钾为果轴>假茎>根系>球茎>叶>果实。但是,同一器官中,氮磷钾含量均表现为钾>氮>磷。

电导率法快速检测缓释复合肥养分释放的探讨

比较两种计算方法获得的缓释复合肥料Osmocote静水培养液中氮、磷、钾3种养分累积释放曲线的差异,探讨缓释复合肥料养分释放的快速检测方法。采用静水溶出率法,在25℃和40℃条件下分别测定溶液中的养分含量和电导率,利用电导率—氮、磷、钾养分浓度标准曲线法(方法Ⅰ)和电导率—实测养分浓度回归分析法(方法Ⅱ)分别求得缓释肥料养分累积释放曲线并进行比较。结果表明,Osmocote包膜缓释肥料的电导率—氮、磷、钾养分浓度标准曲线(方法Ⅰ)都呈二次曲线,相关系数均等于1;电导率—实测氮、磷、钾养分浓度回归分析曲线(方法Ⅱ)也都呈二次曲线,相关系数均达极显著水平;电导率与氮素浓度相关性最好,钾次之,磷最差;方法Ⅰ和方法Ⅱ所得的养分释放率相比,氮的相对误差最小,钾次之,磷相差甚远。因此,电导率—氮素浓度标准曲线法(方法Ⅰ)与电导率—实测养分浓度(方法Ⅱ)相比,既方便快捷,又可以保证较小的相对误差,可以作为氮、磷、钾复合型缓释肥料养分释放快速检测的一种较好的备选方法。

乡村振兴战略下涉农专业产教融合实践教学路径探索与实践

在乡村振兴战略背景下,高校涉农专业人才培养肩负了前所未有的使命。该文重点分析了乡村振兴战略下加强涉农专业实践教学的必要性以及存在的主要问题,从学校、学生和基地3方面提出了校企合作、产教融合、协同育人的实践教学改革路径,以期为新时代涉农专业人才培养和服务乡村振兴战略提供参考。

乡村振兴背景下农业应用型人才培养路径的探索与实践

新时代赋予了高等农林教育前所未有的使命,在国家全面实施乡村振兴战略的背景下,如何提升涉农专业人才培养质量,更好地服务现代农业发展和乡村振兴战略需求,高质量的实践教学是重要的实现途径之一。该文分析了乡村振兴战略下的人才需求现状以及校企校地合作、产教融合在人才培养实践教学中的重要性和必要性,提出了基于校企校地合作、产教融合、协同育人实践教学模式的实现路径及取得的初步成效,为乡村振兴战略背景下提升人才培养质量和实践教学水平提供参考。

无人机喷施不同增糖剂对甘蔗产量和糖分的影响

在粤北蔗区以“粤引11”和“粤糖94-128”为试验甘蔗品种,通过无人机喷施6种不同的甘蔗增糖剂,研究其对甘蔗产量和糖分的影响。研究结果表明:各种增糖剂对两个品种甘蔗产量无显著影响,而对蔗糖分具有提升作用,且降低还原糖含量,同时对宿根发株率无显著影响。其中4号增糖剂(中微量营养元素液体肥)和5号增糖剂(氨基酸液体肥)对于两个甘蔗品种的含糖量提高幅度最大,特别是对于YT94-128,喷施30 d后,4号增糖剂和5号增糖剂比对照甘蔗含糖量分别提升9.03%和12.64%,喷施60 d后,4号增糖剂和5号增糖剂比对照甘蔗含糖量分别提升7.80%和9.87%。

粤西蔗区无人机喷施甘蔗增糖剂应用研究

在粤西蔗区以粤糖61号(粤糖03-373)和粤甘50号(粤糖08-776)甘蔗品种为材料,通过无人机进行叶面喷施不同甘蔗增糖剂(自主开发的增糖剂1、增糖剂2、增糖剂3,以及商业产品乙烯利和草甘膦)及清水作为对照,研究其对甘蔗产量和糖分的影响。研究结果表明:各种增糖剂对2个甘蔗品种的产量无显著影响,而对蔗糖分具有一定的提升作用,同时可以降低还原糖含量。其中,增糖剂3的增糖效果最好,2个品种甘蔗在喷施增糖剂3后20、40和60天时的平均蔗糖分比清水对照处理分别提高了0.70、0.84和0.63个百分点(绝对值),以喷施后40天左右收获效果最佳。本研究可以为无人机喷施甘蔗增糖剂研究和应用提供参考。

控释肥料项目成功实现产业化

国家香蕉产业技术体系岗位专家樊小林教授主持的控释肥料产业化项目荣获2011年度广东省科学技术一等奖。近年来，樊小林教授团队的控释肥料产业化项目在关键技术集成、创新及应用获得突破性进展，在环境友好型包膜材料、高效的低包膜率的控释工艺、工业化装备制造技术、工艺过渡放大与集成技术、质量快速检测方法。