包膜肥料养分控释机理研究进展

利用胶囊技术将易水溶性肥料包被起来是提高肥料利用率和减少施肥环境风险的一个重要手段 .在广泛收集国内外有关包膜肥料研究的基础上 ,探讨了包膜肥料养分控释的原理、过程和特征 ,概述了影响包膜肥料养分控释的因素和包膜肥料养分控释的数学模拟研究 。

包膜肥料用改性聚乙烯醇膜材料降解性的研究（英文）

采用自然环境暴露和田间埋土试验,利用质量变化、红外光谱和电镜扫描技术研究自行研发的包膜肥料用改性聚乙烯醇膜材料的降解性。自然暴露和田间埋土试验结果表明,研发的膜材料均具有一定的降解性,且降解率随培养时间增加呈现上升的趋势。两种试验条件下,降解率最高的膜材料可达到35%以上,其中柠檬酸作为改性剂研发的膜材料降解性远远强于环氧树脂作为改性剂研发的膜材料。柠檬酸/聚乙烯醇/硅藻土复合膜材料因硅藻土的添加使得降解性能进一步增强,强于未改性的膜材料。而环氧树脂/聚乙烯醇膜材料虽然有一定的降解性,但是相较于对照差别不显著,添加硅藻土之后也不能明显增加其降解率。红外光谱表征结果显示,膜降解后一些主要基团C=O,C=C,=C—H的数量较对照有所减少,透射率增强,这说明膜发生了一定的降解。电镜扫描结果显示膜降解后表面变粗糙、凹凸不平,也说明该膜材料具有一定的降解性。红外光谱和电镜扫描的结果与质量变化试验的结果相一致,能够更客观地表征膜材料的降解性。研发的聚乙烯醇改性后的膜材料既能有效控制养分释放,又能在自然环境中自行降解,又不对环境造成危害,适合作包膜肥料用的膜材料。

聚合物包膜肥料研究进展

控释肥料具有重要的经济效益和生态效益,目前世界上应用最多的控释肥料是聚合物包膜肥料。简要阐述了聚合物包膜肥料的研究现状和聚合物模型膜,并对养分释放的模拟进行了探讨。影响聚合物包膜肥料养分释放的因素主要有:膜厚、颗粒半径、扩散系数、养分组成及其溶解特性。国内聚合物包膜肥料的应用还处于起步阶段,随着经济的发展,聚合物包膜肥料在国内具有巨大的应用潜力。中国有关聚合物包膜肥料的研究取得了较好进展,但与发达国家相比,仍然处于较低水平。因此,推出具有中国独立知识产权的商品化聚合物包膜肥料要求加强理论基础研究,并加快产业化进程。

包膜肥料氮释放特性及快速检测方法研究

该文采用“盆栽法”和“水浸泡法”测试了美国Scotts公司生产的Osmocote聚合物包膜肥料，结果表明该肥料氮释放规律符合线性关系，“盆栽法”得出的肥效期为118．1d，与肥料标示的肥效期（31℃）3～4个月基本一致；国际常用方法和水浸泡法得出的肥效期分别为86．4d和54．7d，有一定的误差。文中提出了“强化浸泡法”，即以80℃、1：20（w／w）的2％盐酸溶液浸泡肥料，并用搅拌器以150r／min的速度搅拌上层溶液。建立了“盆栽法”与“强化浸泡法”测试结果的相关性方程，给出了工业生产中在线检测并预测肥料释放特性的方法，为编制肥料施用说明提供参考。验证结果表明，该法与“盆栽法”相比，平均绝对误差为0．525%，平均相对误差为1．71%。

包膜肥料膜结构及养分释放动力学特性

采用电子显微镜探讨了3种有机聚合物包膜肥料的膜结构和厚度与养分释放的关系。扫描电镜的图像分析结果显示,膜的基本结构为叠加层状,叠层间有微小颗粒或孔隙,包膜尿素、包膜磷铵-1和包膜磷铵-2的膜平均厚度分别为65μm、35μm和45μm。膜的叠层致密程度和厚度与养分释放速度成负相关关系。采用电超滤(EUF)在短时间内确定包膜肥料氮养分释放量(g/kg)和时间(min)的关系,用数学方程进行拟合,建立了包膜尿素、包膜磷铵-1和包膜磷铵-2的氮养分释放动力学经验方程分别为y=2.162x-3.973,y=2.817x+20.867和y=2.434x+4.733。从而,可以快速鉴别包膜肥料的控释特性。

包膜肥料对巨峰葡萄光合特性及产量品质的影响

为探讨包膜肥料在葡萄上的应用效果,通过田间施用包膜肥料,研究包膜专用肥料对巨峰葡萄光合特性和产量品质的影响。结果表明:施用包膜肥料可改善巨峰葡萄叶片的光合特性,提高葡萄产量和品质。包膜肥料的施用降低了葡萄叶片的气孔导度与蒸腾速率,以包膜加抑制剂比常规施肥减量20%处理效果最好,比对照和NPK常规施肥分别增产35.41%和10.52%;施用包膜肥料后葡萄的糖酸比变化不大,而Vc含量显著高于常规施肥处理。

基于水基反应成膜技术的聚合物包膜肥料的研制

以3种水基硅丙乳液(SD-528、SD-5281和GA-1710)为材料,利用水基反应成膜技术对这3种材料进行化学改性,制备了聚合物包膜肥料模型膜;研究了模型膜的养分扩散性能,在此基础上研制了水基聚合物包膜肥料;测定了包膜肥料养分释放曲线,并利用红外光声光谱对聚合物膜进行原位表征。结果表明,通过化学交联改性,硅丙基模型膜具有优良的成膜性和扩散性能,不同的乳液对包膜尿素的缓释效果影响显著;GA-1710和SD-528的缓释效果较好,在静态水中的释放时间可达到30 d,而SD-5281缓释性能较差,需要做进一步的化学改性;不同的乳液类型制备的包膜尿素的释放模式也不同,GA-1710累积释放曲线为"S"型,而SD-528为"L"型。因此,利用反应成膜技术,硅丙乳液在水基包膜肥料的研制中具有广阔的应用前景。

包膜肥料研究现状与进展

对国内外包膜肥料研究的发展、现状及生产工艺作了回顾,阐述了包膜肥料的控释机制和养分释放模型,指出包膜肥料研制与应用中存在的问题并对中国包膜肥料研究前景进行了展望.

桐油包膜肥料表面及界面微观形态结构的SEM研究

以桐油为主要成膜材料制备了桐油包膜尿素和桐油包膜复合肥料。用扫描电子显微镜(SEM)对包膜肥料的表面、界面及养分溶解释放后的表面进行了微观形态结构研究。结果表明:桐油能很好地分散并渗入尿素和NPK复合肥料的多孔表面形成附着良好的包膜层,在包膜率小于10%时包膜层厚度介于50～150μm之间。桐油包膜层表面具有特征的波纹状形貌,养分溶解释放后在包膜肥料的包膜层表面留下了水和养分溶液进出的凹陷通道。

包膜肥料释放养分速度的测定

包膜肥料是控制释放肥料中的一种．通过测定其释放养分的速度，可以评价它的缓释作用．测定释放养分速度的方法，一般有浸泡法和淋溶法两种，前者适用于释放速度慢的包膜肥料，而后者适用于释放速度较快的包膜肥料．并给出一些实测例子及评价．

聚合物包膜肥料中钾素释放特征及其模拟

以水和水饱和石英砂为介质,研究了2种聚合物包膜肥料中钾素的释放特征。结果表明,钾素释放主要受温度影响,同时还受到颗粒大小和形态的影响;在水饱和石英砂中溶出与在水中溶出差别不大。采用水为介质,以一聚合物包膜肥料养分释放的理论模型为基础,对影响聚合物包膜肥料钾素释放的因素进行了研究,并进行了灵敏性检验。结果表明,温度越高、包膜的厚度和颗粒半径越小时钾素释放越快,且试验结果和模拟结果达到极显著的相关性;模拟结果比实际结果明显偏低,但表现出了较好灵敏性和相关性,是一个具有理论基础和应用潜力的聚合物包膜肥料养分释放模型。

EVL微生物包膜肥料及其应用效果

EVL微生物制剂是加拿大维多利亚肥料公司 (VictoriaEngraisLimitedCompany)研制生产的多种菌体复合的微生物制剂 ,可直接喷涂在有机或无机肥料表面 ,具有增进土壤肥力、协助养分吸收和促进作物生长等作用。用EVL制剂包膜的复混肥和BB肥在菜心、青瓜和水稻上施用均有不同程度的增产效果。

微水溶性胶结包膜肥料氮素释放速率与预测

应用恒温培养试验研究了适用于半干旱气候条件下的微水溶性胶结包膜肥料在不同土壤含水量条件下的氮素释放速率,并基于一级化学反应、采用田间试验数据构建了氮素释放预测方程。结果显示：微水溶性胶结包膜肥料氮素累积释放量与土壤含水量呈一定的正相关关系,在75 d左右的时候,在22%土壤含水量下其氮素释放达到了85%-90%,14%土壤含水量下达到了60%-82%,6%土壤含水量下达到了35%-42%。同时,田间试验结果也说明了微水溶性胶结包膜肥料氮素瞬时释放速率受降雨及土壤含水量的影响显著;在降雨后或土壤含水量高的情况下,微水溶性胶结包膜肥料的释放速率加快。在此基础上,通过最小二乘法求参等方式构建了以土壤含水量为主要因子的微水溶性胶结包膜肥料氮素释放预测方程,预测值与实测值拟合程度较好,决定系数达到了0.976。

包膜肥料控制释放速率的测定

分别用水浸泡法和土壤溶出率法测定了3种包膜肥料氮素的释放速率,研究了这两种测试方法的特点以及应用范围。结果表明:同一肥料在水中以及土壤中氮素的释放速率和释放模式有所不同;水浸泡法适用于水田用或者释放速率小的包膜肥料释放速率的测定,而土壤溶出率法适用于旱地上用或者释放速率大的包膜肥料释放速率的测定;水浸泡法可以快速比较不同包膜肥料的缓/控释性能,但与肥料在土壤中的实际释放期有偏差;土壤溶出率法能较好地模拟施肥的情况,但测试时间长。

水分对微水溶性胶结包膜肥料氮素释放的影响及其生物学效果研究

采用水基成膜法研制出低成本、易降解的微水溶性胶结包膜缓释肥料。应用性能测试、不同田间持水量下土壤培养及小白菜盆栽试验研究了其养分释放规律与生物学效应,试验表明:微水溶性包膜材料致密、整体厚薄较均一,其吸水性、透水性能优良,且具一定的生物降解性能。在田间持水量50%、60%、70%条件下,微水溶性胶结包膜缓释肥料土壤铵态氮含量变化与水分呈正相关关系,24 d后硝态氮含量呈高于尿素处理趋势。在田间持水量50%、60%、70%三种水分条件下,微水溶性胶结包膜肥料处理油菜产量均高于尿素处理,在70%田间持水量下达到了显著差异(P<0.05);微水溶性胶结包膜肥料处理增加了Vc含量,但没有显著增加油菜含氮量、硝酸盐含量和叶绿素含量。

包膜肥料氮素释放特性的影响因素研究

新型包膜肥料中氮素释放直接关系到肥料的利用效率和植物的生长。本文以硫包膜尿素(SCU)和树脂包膜尿素(RCF)为研究对象,采用水中溶出法,系统研究了肥水比、温度和溶液pH对不同包膜肥料氮素释放的影响。研究结果表明,两种包膜肥料的氮素释放特征曲线都可以用一元二次方程进行拟合且相关系数都达到极显著水平。氮素释放速率为RCF>SCU,氮素累积释放率分别于培养28 d和84 d后超过80%。肥水比越小,包膜肥料的氮素释放越快。温度升高可以促进包膜肥料的氮素释放,在低温范围内,包膜肥料氮素释放速率没有显著变化;当温度升高到35℃时,包膜肥料的氮素释放速率明显加快。培养结束后,RCF和SCU在35℃时的氮素累积释放率比5℃和15℃时增加约52%和25%。水溶液的pH值对RCF和SCU的氮素释放则没有显著的影响。

呋喃丹包膜肥料的研究

采用化学分析、盆栽及田间试验相结合的方法，研制出稳定性好、毒性低的呋喃丹包膜肥料。适用于水稻、玉米、糖用甜菜、大豆等作物防治多种害虫及线虫。具有供应养分、刺激作物生长、促进固氮、提高化肥利用率、改善作物品质、增产增收等多功效作用，还具有省工省时、便于施用的特点，为开发农药肥料新制剂提供了科学依据。

松香甘油酯包膜肥料的制备及缓释性研究

首次以松香甘油酯为包膜材料、以石蜡为密封剂,制得了松香甘油酯包膜型缓释肥料,得到了最佳的包膜工艺。分别用淋溶法和水浸泡法研究了包膜肥料的缓释性,结果表明用石蜡密封后的包膜肥料缓释性显著提高。

用废旧包装塑料生产包膜肥料的应用前景

采用废旧包装塑料充作为控制释放肥料的包膜材料国内外未见报道。北京化工大学专利采用特殊的高聚物三级结构，将废旧聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯制成包膜肥料，它们具有增产、节肥、省工、在大自然中自行降解不妨碍耕作等优点。此法可谓变“白色”包装废弃物为“绿色肥料”。它为开辟废旧包装塑料利用的新领域、治理生态环境、防止氮肥流失、抑制稻田甲烷排放闯出了一条路子。

植物油增塑聚苯乙烯包膜肥料的研究

目的为了提高化肥的利用率,降低缓释肥料的生产成本.方法以废弃聚苯乙烯泡沫塑料为基本材料、植物油为增塑剂对尿素进行包膜,用乙酸乙酯、乙酸乙酯和甲苯两种体系的溶剂进行溶解,制备包膜肥料.用水中溶出率法和土壤淋溶法研究包膜尿素控释效果.结果表明植物油对聚苯乙烯具有良好的增塑性,采用乙酸乙酯、乙酸乙酯和甲苯两种体系的溶剂进行溶解制备包膜肥料,除A1外,其他5种肥料初期溶出率均低于40%,可以确认用此两种体系溶剂溶解聚苯乙烯皆可行,混合溶剂体系的效果更好些.该包膜肥料的包膜量以10%为最佳.结论利用了聚苯乙烯废弃物,在一定程度上减少了"白色污染",同时又提高了尿素的利用率.综合利用资源、变废为宝、实现可持续性的循环经济发展.