水基聚合物包膜尿素实现山东夏玉米氮肥减施和一次性基施

【目的】相比于普遍的树脂包膜材料,新型水基聚合物包膜材料具有环境友好、成本低等特点。我们研究了水基聚合物包膜尿素在氮肥减量和一次性基施条件下,满足山东省夏玉米全生育期氮素营养供给和实现夏玉米稳产高效的可行性。【方法】采用田间释放率测定方法,研究供试水基聚合物包膜氮肥(WF)和树脂包膜氮肥(PF)的控释性能,计算理论最佳掺混比例。于2018—2020年在山东青州和桓台开展3年田间试验,设置常规用量(N 225 kg/hm^(2))和减施30%氮量(N 157.5 kg/hm^(2))两个氮素水平,分别采用普通尿素(BF)、水基聚合物包膜尿素(WF)、树脂包膜尿素(PF)、WF和PF按1∶0.52质量比例掺混(MF) 4种氮肥,以不施氮肥为对照(CK),共9个处理。普通尿素采用基施加追施方法,包膜尿素均为一次性基施。测定了土壤氮含量、土壤有机质含量、氮素利用率、氮素累积吸收量和夏玉米产量。【结果】WF、PF两种包膜尿素在青州和桓台2个试验点的总释放率分别超过了90%和80%,WF的田间释放率高于PF且其释放特征更符合夏玉米生育前期对氮素的需求。同一氮肥用量下,青州、桓台两地WF、PF和MF处理间3季夏玉米平均产量均无显著差异,与BF1普通尿素(常规用量)处理也均无显著差异,但BF减氮30%处理的产量显著低于BF常规用量处理,且只有WF减氮30%处理的产量显著高于BF减氮30%处理。与BF常规用量处理相比,在青州和桓台试验点3季夏玉米的6个包膜肥处理均显著增加了氮肥利用率;在青州试验点WF减氮30%和PF减氮30%处理的氮肥农学效率分别增加了49.0%和32.5%,在桓台试验点只有WF减氮30%处理显著增加了40.9%。在青州,抽雄期和成熟期WF和PF处理的NH_(4)^(+)-N含量均显著高于BF常规用量处理,WF常规用量和PF常规用量处理的NO_(3)^(-)-N含量显著高于BF常规用量处理;在桓台,抽雄期和成熟期各处理土壤NH_(4)^(+)-N含量均无显著差异,PF和WF处理的土壤NO_(3)^(-)-N含量均显著高于BF常规用量处理。【结论】新型水基聚合物包膜尿素的氮素释放总量高,且前期释放特征更符合夏玉米拔节期至抽雄期的氮素需求。氮肥减施并一次性基施条件下,两种包膜尿素均可提高夏玉米抽雄期和成熟期的土壤无机氮水平,维持稳定的夏玉米产量,提高氮肥利用率和农学效率。新型水基聚合物包膜尿素提升产量和氮肥农学效率的效果优于树脂包膜尿素,也优于二者掺混。

控释氮肥在稻麦轮作体系上应用的研究进展

化肥作为重要的农业生产资料,对粮食增产的贡献率在40%以上,但长期使用所带来的资源浪费和面源污染等问题同样亟待23解决。控释肥料能控制养分在土壤中的释放,让养分供应与作物各生育期对养分的吸收相同步,对化肥减施增效、提高作物产量和促进农业可持续发展具有重大的战略意义。稻麦轮作是我国一种重要的粮食作物种植制度,控释肥在稻麦轮作体系上的应用能够在保障粮食增产稳产的基础上,提高氮肥利用率、减少面源污染。本文从控释氮肥的研究进展、控释氮肥对稻麦轮作系统的影响因素以及影响控释氮肥肥效的因素等方面,为小麦、水稻专用控释肥的开发,以及控释氮肥在稻麦轮作系统中的生产应用及推广提供理论依据。

包膜控释肥料养分释放率快速测定方法的研究

包膜控释肥料养分释放率的快速测定是控释肥质量检测和制定评价标准的关键。快速测定方法可以在较短时间内,推测和评价控释肥料的养分释放速率的快慢及释放期的长短。本研究对4种不同包膜控释肥料在25℃温度条件下的静水释放过程进行了测定,并应用100℃快速浸提化学实测法的测定结果与之拟合,找出两者相同养分释放量的时间对应关系方程,并对方程进行了检验和评价;同时,还对100℃温度条件下快速浸提液进行了电导率法（简便方法）的测定。结果表明,4种不同包膜控释肥料的相同养分释放量与时间对应关系方程的拟合度均达到极显著水平;在100℃温度条件下,快速浸提测定法能在较短的时间内准确测定包膜控释肥料的养分释放率,释放期为36-个月的包膜控释肥,在104-8 h就可初步测定出养分释放期;在25℃释放期为6个月的控释肥,100℃快速浸提测定的养分释放期的最大误差为10 d（5.6%）;100℃快速浸提电导率法亦可简便快速的测定出包膜控释肥的养分释放率,其对养分释放期为6个月的包膜控释肥料预测值的最大误差为15 d（8.3%）。

膜特性对包膜控释肥养分控释性能的影响

为了研究膜特性对包膜控释肥养分控释性能的影响,该文通过膜的拉伸试验、扫描电镜和养分水中溶出率法对P1和P2树脂膜(不同包膜比率,不同添加剂含量)的机械性质、微观结构和养分控释特性进行了研究,结果表明,P1树脂膜机械性能较差,易发生龟裂现象,且通透性较大;P2树脂膜机械性能较好,但通透性较差;仅通过改变包膜比率不能达到改变两种膜的控释性能的目的。在不同包膜比率两种膜中分别添加适量的高分子疏水物质和可降解改性淀粉,可明显改善膜壳的机械性质、微观结构并起到了对养分释放速率的调控作用。两种膜材料包膜的控释肥料的控释性能均可通过改变各自的包膜比率和添加物的比例来调控,其关系可用函数关系模拟,且拟合度均达到显著水平。

控释氮肥对水稻秧苗形态特征和生理特性的影响

通过种肥接触水稻育苗试验,比较秧苗叶片中几种酶活性和激素含量,探明接触性施肥提高肥料利用率的效应和机理,以确定控释肥在水稻育苗上的最佳施用量和施用方法。研究结果表明,水稻种子与大量控释氮肥接触的条件下仍能安全萌发,且用量为800 g/盘和1000 g/盘时能够明显促进水稻秧苗的生长发育;在同等施肥量的条件下,肥料在种子下方接触施用的方法最有利于秧苗的生长;控释氮肥用量为800 g/盘和1000 g/盘时,秧苗叶片中的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸-过氧化物酶(AsA-POD)活性高于常规尿素处理,而丙二醛(MDA)含量则低于常规尿素处理,这有利于促进水稻秧苗的生长;控释氮肥用量为1200 g/盘时,会导致叶片内的SOD、CAT和AsA-POD活性明显降低和MDA含量的相对增加;随控释氮肥用量的增加,秧苗叶片生长素(IAA)逐渐增加,但当达到1200 g/盘时,IAA含量突然增加;另外,氮素缺乏和过多都会诱导秧苗体内脱落酸(ABA)含量明显增加而不利于秧苗正常生长。

聚合物硫包尿素的养分释放特征

对聚合物硫包尿素(简称PSCU)产品的养分释放特性进行了试验研究。试验结果表明,PSCU在抗冲击性和耐磨性上均明显优于硫包尿素(简称SCU);PSCU能明显克服SCU的“破裂释放”模式的缺点,使养分释放更加平缓;硫膜的厚度对PSCU的养分释放期起决定性作用,养分初期溶出率随着硫膜厚度的增加而降低, 养分释放期相对延长;在相同涂硫量的条件下,PSCU养分初期溶出率随着外层聚合物用量的增加而降低,养分释放期相对延长。因而可以通过改变硫膜和聚合物的厚度来调节其养分释放特性,生产具有不同养分释放特性的控释肥料。

天津蓟县发展现代林业生态立县的探讨

生态建设是林业建设的一项重要内容,林业发展得好坏关乎生态建设的成败。因此,要坚持生态立县,必须以加强林业建设为抓手,强化林业生态、经济和社会三大功能,最大限度地发挥林业在生态建设中的重要作用。

秸秆及秸秆黑炭对小麦养分吸收及棕壤酶活性的影响

通过小麦盆栽试验,研究了玉米秸秆及其秸秆黑炭施加对小麦养分吸收利用和棕壤酶活性的影响。试验设对照(CK),黑炭(B),秸秆还田(S),尿素(U),尿素+黑炭(UB)及尿素+秸秆还田(US)6个处理,各处理3次重复。结果表明:无氮肥施入下,B处理较CK和S处理籽粒产量显著提高99.4%和77.7%,小麦地上部氮、磷、钾吸收累积量分别显著提高94.1%—140.9%,55.4%—66.3%和53.1%—72.6%;有氮肥施入下,UB和US处理较U处理提高籽粒产量8.2%—8.8%,小麦地上部氮、磷、钾吸收累积量分别显著提高14.3%—27.8%,19.6%—30.9%和24.4%—40.9%。秸秆及秸秆黑炭施加处理的氮素利用率显著提高21.4%—41.7%。黑炭施加显著提高土壤中有机碳、NH+4-N、NO-3-N和速效钾含量;在施氮条件下,秸秆还田显著提高土壤中NO-3-N含量;秸秆及黑炭施加对有效磷含量无显著影响。秸秆还田显著提高了土壤脱氢酶、过氧化氢酶、脲酶和中性磷酸酶活性;施加黑炭也明显提高了土壤脱氢酶和脲酶活性,但抑制过氧化氢酶和中性磷酸酶活性。土壤脲酶活性与土壤有机碳、无机氮含量呈显著正相关,表明土壤酶可反映土壤肥力水平。

天津于桥库区金银花栽培管理技术

介绍天津于桥库区金银花栽培管理技术,包括种植地选择、扦插育苗、定植、田间管理、病虫害防治、采收等方面内容,以供参考。

控释肥用量对棉花生长特性和土壤肥力的影响

以国抗棉GK12号为供试材料，以等养分量复合肥作对照，研究不同控释肥施用量对大田棉花生长和土壤肥力的影响。结果表明，控释肥处理的棉花株高、茎粗、叶面积均较普通复合肥具有优势。控释肥对大田果枝数、桃数影响显著。在施氮量为75 kg hm-2 和150 kg hm-2条件下，控释肥处理的棉花产量较复合肥处理分别增加18.9%和13.6%。在多个棉花生育期，与复合肥处理相比，控释肥处理提高了0~20 cm和20~40 cm土层硝态氮含量，未对土壤的铵态氮含量造成显著影响，土壤中有效磷和速效钾含量与普通复肥处理间未出现显著的差异。

控释氮肥对土壤酶活性与土壤养分利用的影响

为探明控释氮肥施用对土壤环境和土壤肥力的影响,通过小麦盆栽试验研究不同施氮量控释氮肥和普通尿素对小麦土壤酶活性、土壤养分利用及产量的影响。结果表明,推荐施氮量及减氮30%控释氮肥施用显著提高土壤酶活性和无机氮含量;推荐施氮量控释氮肥和普通尿素处理土壤有效磷含量显著降低;减氮50%控释氮肥处理土壤速效钾含量显著降低;土壤酶之间及土壤酶与土壤养分之间表现出显著的相关性。推荐施氮量控释氮肥处理较等氮量普通尿素处理籽粒产量显著提高14.06%,但减氮30%及减氮50%控释氮肥处理与推荐施氮量普通尿素处理籽粒产量差异不显著。推荐施氮量控释氮肥处理较其他施氮处理氮、磷、钾吸收总量分别显著增加20.83%~37.63%,32.86%~55.00%和11.20%~21.82%。推荐施氮量、减氮30%及减氮50%控释肥处理较推荐施氮量普通尿素处理氮素利用率分别显著提高40.42%,46.05%和65.73%。控释氮肥施用有利于提高土壤酶活性、土壤养分利用及小麦籽粒产量,是优化农业施肥管理的有效措施。

天津山区核桃高接换优综合配套技术

对优良的薄皮系列核桃品种,采取嫩枝嫁接的方法,对传统栽培的核桃品种高接换优。总结出土、肥、水、管理,摘心修剪相结合,综合防治病虫害等山区核桃高接换优综合配套技术。

控释肥及硫膜对土壤性质和水稻生长发育的影响

采用盆栽试验的方法研究了不同硫包膜尿素用量及不同外加硫膜用量对土壤性质及水稻产量和品质的影响。结果表明:适量硫膜可改善土壤中Ca,Mg的活化程度,而过量硫膜则会抑制其活化。硫膜明显增加了土壤中水溶性SO42-的积累。所有试验处理中,以硫包膜尿素高量处理最佳,其水稻产量最高,比无氮处理增产73.01%,较等氮量普通尿素处理增产11.89%;并且该处理的水稻籽粒粗蛋白质含量最高,达8.91%。硫包膜尿素处理低量、中量和高量的氮素利用率分别高出普通尿素处理9.42%,8.59%和21.19%。适量硫膜可提高水稻对氮肥的氮素吸收利用率,增加水稻产量;而施用过量硫膜则导致氮素利用率相对降低和产量下降。

控释肥残膜对土壤性质及冬小麦和夏玉米生长的影响

在池栽模拟大田轮作条件下,通过向土壤中一次性施入大量树脂控释肥残膜,探讨长期施用控释肥后残留在土壤中的树脂膜壳对土壤理化性状及冬小麦、夏玉米生长的影响。结果表明:短时期内,控释肥树脂残膜量在90～360g/m2时,残膜对粉壤土和砂壤土的容重、总孔隙度以及pH和EC等理化性状不会造成影响;残膜对小麦叶绿素含量和根系活力均未表现出现显著性影响;控释肥树脂残膜用量在90～360g/m2范围内时,冬小麦和夏玉米籽粒的粗蛋白、粗灰分、还原型Vc等主要品质指标以及产量均无显著性变化,其籽粒中全氮、全磷、全钾以及中微量元素含量也无显著性变化,但砂壤土中的夏玉米籽粒淀粉含量显著增加,残膜施入量为90,180,360g/m2时,淀粉含量分别相对增加23.83%,41.73%,23.17%。

控释肥残膜对小麦各生育期土壤微生物和酶活性的影响

为了探明控释肥树脂残膜对土壤环境可能造成的影响,采用小麦池栽试验研究了控释肥树脂残膜对土壤有关微生物数量和酶活性的影响。结果表明,控释肥树脂残膜使土壤细菌和放线菌数量分别相对增加了19.01%~62.87%和17.03%~132.39%,土壤脲酶、转化酶、中性磷酸酶活性分别提高了17.39%~85.71%、31.77%~158.40%、35.14%~189.47%,但对过氧化氢酶活性无明显影响。施肥处理（施肥不施残膜和施肥施残膜处理）显著增加了土壤转化酶和中性磷酸酶活性;但对土壤细菌和放线菌数量、过氧化氢酶和脲酶活性没有显著影响。控释肥树脂残膜施用量在90~360 g/m2范围内,对土壤细菌和放线菌数量以及有关土壤酶活性没有产生不良影响。

热塑性包膜尿素微观结构特征及养分释放机理研究

采用扫描电镜、水中溶出法、饱和盐溶液蒸汽压法和土壤培养法,探讨了热塑性包膜尿素微观结构特性及养分释放机理。结果表明,热塑性包膜尿素膜表面光滑,膜上存在纤维状孔隙,膜厚度53.8～65.2μm。氮素释放速率随温度的升高而增大,在25、30、40、50、60℃水中,尿素累积释放80%的时间分别为96、80、12、8、4 d。在不同培养温度条件下,氮素释放率与时间的关系可用一级动力学方程Nt=No(1-e^(-kt))、Elovich方程Nt=a+blnt和抛物线方程Nt=a+bt^(0.5)表征,在25℃和40℃时,以一级动力学方程拟合效果最好。包膜尿素的氮素释放率随着水蒸汽压差的增大而增加,并且随水分含量降低而降低。定量描述氮素养分释放的动力学方程中,以一级动力学方程更具有实效性。包膜控释肥料膜内外水蒸汽压差是控制养分释放的主要因素。

波尔多液营养保护剂对石灰性土壤铜、铁有效性及花生产量的影响研究

选用山东省花生主产区的代表性石灰性土壤，通过土培试验的方法，研究了波尔多液营养保护剂BNPP和美国铜基杀菌剂Koeide两种可湿性粉剂对石灰性土壤pH值和铜、铁有效性及其对花生产量的影响。结果表明，与CK（喷清水）相比，喷施BNPP后，土壤pH值有所降低，而土壤有效铁、铜含量都有所提高。同时喷施BNPP后土壤有效铜含量要低于Kocide处理。另外．BNPP处理花生叶绿紊、活性铁、全铁含量以及生物量都有显著提高，产量比CK提高了1．25～1．53倍。波尔多液营养保护剂效果要优于美国Kocide产品。

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。

包膜尿素氮素释放机理及其对油菜生长效应研究

采用水中溶出法、饱和盐溶液蒸汽压法和土壤培养法,研究了包膜尿素氮素释放的机理,并通过油菜盆栽试验评价了包膜尿素与油菜需肥规律的吻合性。结果表明：（1）包膜尿素的氮素释放速率随温度的升高而增大,温度每提高15-20℃,氮素释放速率提高约3-8倍,并且氮素释放率与时间的关系可用一级动力学方程Nt=No（1-e^-kt）、叶诺维奇方程Nt=a＋blnt和抛物线方程Nt=a＋bt^0.5表征。（2）包膜尿素的氮素释放率随着水蒸气压差的增大而增加,并随土壤水分含量增加而增加。（3）包膜控释肥料膜内外水蒸气压差是控制养分释放的主要因素。（4）盆栽试验证明,包膜尿素处理的油菜吸氮量和生物量最高,并且包膜尿素的氮素释放特征更接近油菜的需肥规律。

控释和缓释肥的研究现状与进展

对控释和缓释肥的概念和分类、制作方法和作用机理、控释机制与概念模型、实际应用与评价等方面进行了综述 ,分析了我国控释和缓释肥研制的现状和进展 ,指出了进一步研究和开发应注意的问题和方向。