固-液反应包膜尿素膜的微结构与红外光谱特征及氮素释放特性研究

应用扫描电镜和红外光谱仪对2种固-液反应型包膜尿素的膜结构及成膜机理进行分析,并结合水中氮素溶出特性探讨了膜的结构特征与控释性能的关系。结果表明,固-液反应型包膜尿素膜由固体颗粒间的紧密排列并通过液体胶联的多层叠加构成,叠加层间和单层固体颗粒间排列的紧密程度决定膜的孔隙度和孔径大小,且与包膜材料特性有关。对膜谱学特征研究表明,固、液2种包膜材料在复合成膜过程中固体粉末表面的O-H与液体包膜材料的双键位置有键合作用,这种键合作用是膜形成和保证膜强度的基础。2种包膜尿素氮素释放速度有较大差别,且与膜结构密切相关,膜的孔隙度和孔径大小是决定氮素溶出速率的关键因素。

脲酶-硝化抑制剂缓释肥对不同土壤氮素释放特性及黄瓜NPK吸收利用的影响

为了提高黄瓜氮素利用率,减少氮肥对环境污染,采用恒温培养和土培试验研究了专用脲酶硝化双抑制剂缓释肥(CSRF1和CSRF2)在酸、碱、中性土壤中的氮素释放特性以及对黄瓜生长、NPK吸收利用的影响,其中缓释肥中包含抑制剂N-丁基硫代磷酰三胺(nBPT)、氢醌(HQ)、双氰胺(DCD)。结果表明:在酸、碱、中性3种不同土壤中,氮素释放累积量均表现为普通复合肥(OCF)>商品缓释肥(MSRF)>自制专用肥(CCF)>自制专用脲酶硝化双抑制剂缓释肥1(CSRF1)>自制专用脲酶硝化双抑制剂缓释肥2(CSRF2);不同施肥处理对于3种土壤类型影响下的氮素累积释放量顺序为碱性土最大,中性土次之,酸性土最小。铵态氮、硝态氮的累积量大小顺序也为碱性土最大,中性土次之,酸性土最小。不同形态氮在3种土壤中的累积释放量动态以应用一级动力学方程拟合最好(r=0.952**~0.993**)。通过一级动力学方程,反映了3种形态氮素的最大释放量N0值大小顺序:总N最大,NH_4^+-N次之,NO_3^--N最小,此结果与土壤中不同形态的氮素累积释放特性变化规律相一致。2种专用脲酶硝化双抑制剂缓释肥(CSRF1和CSRF2)显著提高了黄瓜产量(果实干物质量),较OCF、MSRF和CCF处理分别增加了59.1%,30.3%,33.8%(CSRF1)和46.2%,19.7%,22.9%(CSRF2)。与普通复合肥相比,2种专用脲酶硝化双抑制剂缓释肥处理的NPK相对养分利用效率增加了18.52%~24.20%(N),19.27%~20.02%(P),28.54%~35.69%(K)。相较于普通复合肥,黄瓜专用脲酶—硝化抑制剂缓释肥的施用能够延缓肥料中的氮素释放,提高黄瓜NPK养分利用率和黄瓜产量。

不同控释尿素的氮素释放特性及在甘蔗上的应用研究

采用大田试验与土壤中同步埋入肥包的方法,研究了不同控释尿素的氮素释放特性及在甘蔗上的应用效果。结果显示,树脂类包膜尿素养分释放过程用E1ovich方程拟合效果较好(r=0.9796**～0.9944**),该类肥料在释放前期养分释放强度大,但后期供肥能力略显不足,采用复合包膜对后期供肥有一定的作用;硫磺类包膜尿素的养分释放过程用抛物线扩散方程拟合效果较好(r=0.9914**～0.9973**),该类肥料在释放期内均能平稳供应养分,但单独施用难以满足甘蔗生长前期的养分需求;与普通尿素相比,施用控释尿素能使甘蔗增产5.00%～11.45%,氮素利用率提高7.50%～8.23%。生产上应结合不同控释尿素的养分释放特性及甘蔗生长需肥特点,按一定比例配施混合包膜尿素,实现养分供求平衡,达到控释肥料"减量、方便、高效"的施用目的。

变性淀粉包裹型尿素对氮素释放特性及生物学效应的影响

采用水浸法、土柱淋溶法和盆栽方法研究了变性淀粉包裹型尿素氮素释放特性及生物学效应。结果表明:水浸和土柱淋溶试验中,FCU与RCU-J、RCU-C氮素释放差别很大,而RCU-J和RCU-C氮素释放具有相似性,并且与在水中相比,FCU在土壤中氮素释放速率明显降低,氮素释放曲线变化较大。苗期的玉米盆栽试验中,过量、适宜水分条件下,与Urea相比,FCU促进了植株干物重和吸氮量显著增加。干旱胁迫条件下,与RCU相比,FCU植株干物重和吸氮量降低幅度较小。通过用土柱淋溶和盆栽方法对FCU的测定结果进行相关分析可知,两种方法之间具有极显著的相关性,对FCU的评价可以采用土柱淋溶法,而采用两种方法相结合更能反映包膜肥的实际缓释特性。

硫包衣尿素氮素释放特性及其评价方法研究

采用静水释放法研究了38℃下6种不同硫包衣尿素氮素释放特性,并对不同硫包衣尿素的初期养分释放率、7d静态氮溶出率和微分溶出率进行了比较,探讨了硫包衣尿素氮素释放特性及其评价方法。结果表明,6种不同肥料的氮素释放曲线基本可分为"S"形、倒"L"形和直线形,其氮素累积释放率(质量分数)达到80%所需要的时间分别为48,85,32,80,41和23d;其氮素释放率与时间的关系可用抛物线扩散方程和一级动力学方程进行拟合,且效果较好;硫包衣尿素的初期养分释放率和7d静态溶出率可用于养分释放性能的综合评价。

园艺专用控释肥氮素释放特性的研究

测定了3种园艺专用控释肥料在20℃、30℃、40℃温度下的氮素初期溶出率和微分溶出率。初步探明温度对园艺专用控释肥料氮素释放的影响及3种肥料中不同形态氮的释放特性。

生物质炭包裹缓释肥料的制备及养分释放特性

为探讨生物质炭作为膜材料制备包裹缓释肥料的可行性,以生物质炭(碳化稻壳)为包裹材料制备3种不同包裹厚度的包裹型缓释肥料,采用恒温土柱淋洗试验方法对肥料氮素释放特性进行分析。结果表明:包裹层越厚缓释效果越明显,包裹材料用量占被包裹肥料重量20%的肥料(SRF20)明显好于占15%和10%的肥料(SRF15、SRF10);Logistic曲线能很好地描述生物质炭包裹缓释肥料的氮素释放过程,其方程参数可以描述氮素释放特性,R值越大,肥料氮素释放越快,R值大小为SRF10>SRF15>SRF20;a值越大,说明包裹层越密实,肥料缓释效果越好,a值大小为SRF20>SRF15>SRF10;生物质炭(碳化稻壳)可以用来制备包裹型缓释肥料。

脲醛缓释肥不同配比对小麦生长及土壤氮素养分的影响

在黄淮海地区冬小麦中高产田采用小区试验,以普通尿素基施、普通尿素基施加追施作对比,研究脲醛氮占总氮30%,40%,50%,60%,70%的不同脲醛缓释掺混肥在田间的氮素养分释放特征,以及对土壤氮素养分、小麦产量、氮素利用率及经济效益的影响,探明合理施用脲醛缓释肥最优氮素配比,以达到增加产量、节约资源、增加经济效益的目的。结果表明:脲醛掺混肥氮素释放量在小麦生育进程中呈现高低再高低的变化过程,脲醛氮占总氮40%或50%最有利于土壤氮素供应,脲醛氮所占比例过大或过小,都不利于小麦整个生长期氮素供应。脲醛氮占总氮40%和50%的处理小麦穗数和穗粒数表现较好,每公顷比普通施肥增产11.36%~13.67%,而脲醛氮占总氮30%,60%和70%的处理增产效果不显著。与普通尿素基肥、基肥加追肥处理相比,脲醛氮占总氮40%,50%的处理氮素利用效率提高24.80%~103.87%,而脲醛氮占总氮30%,70%的氮素利用率没有显著变化,甚至会降低氮素利用率。脲醛氮占总氮40%,50%的处理比普通施肥处理增收1 350~1 591元/hm^2。综合考虑资源节约、增产效果及增收等因素,建议在黄淮海地区冬小麦中高产田施肥管理中以脲醛氮占总氮40%~50%进行配比施用。

纳米腐植酸缓释肥氮素运移的元胞机模拟

为研究纳米腐植酸类肥氮素释放特性,以元胞自动机为模拟工具,肥料养分扩散的离散性为理论基础,系统进行了纳米腐植酸缓释肥中氮素在土壤中运移的动态可视化模拟.研究结果表明:元胞自动机模拟的纳米腐植酸肥中氮素释放规律与所选取的两种包膜肥料于25℃下氮素释放特性基本一致,为肥料中氮素释放特性研究提供了有效模拟手段.

脲酶硝化双抑制剂缓释肥提高番茄产量及NPK养分吸收

为提高番茄肥料的利用效率,该文采用恒温培养和土培试验研究了自制番茄专用缓释肥（special slow-realease fertilizer for tomato,TSRF1和TSRF2）在酸、中、碱性土中的氮素释放特性以及对番茄产量、NPK养分吸收利用的影响。结果表明,在3种不同土壤中,氮素释放累积量均表现为普通复合肥（ordinary compound fertilizer,OCF）〉商品缓释肥（commercial slow-release fertilizer,MSRF）〉自制专用肥（special compound fertilizer for tomato,TCF）〉自制专用缓释肥1（TSRF1）〉自制专用缓释肥2（TSRF2）,且各施肥处理在3种不同土壤类型上的氮素累积释放量大小表现为碱性土〉中性土〉酸性土。在整个培养期,各施肥处理在3种不同土壤中氮素相对累积释放率大小总体表现为碱性土〉中性土〉酸性土,且土壤中不同形态氮素累积量均是铵态氮大于硝态氮。铵态氮、硝态氮的累积量大小也表现为碱性土〉中性土〉酸性土。不同形态氮在3种土壤中的累积释放量动态释放以一级动力学方程拟合最好（r=0.963~0.998）。采用一级动力学方程,不同形态氮素的最大释放量表现为总N〉NH4＋-N〉NO3--N,这与土壤中各形态氮素养分的累积释放特性变化规律表现一致。在土培试验中,两种专用缓释肥（TSRF2和TSRF1）显著提高了番茄果实干物质量,较TCF、MSRF和OCF处理分别增加了18.18%、7.24%、31.40%和13.45%、2.96%、26.15%,且番茄产量在各处理之间的差异达到显著水平。各处理对氮素的积累量大小顺序为TSRF2〉TSRF1〉MSRF〉TCF〉OCF,对磷的吸收上表现为TSRF1〉TSRF2〉MSRF〉TCF〉OCF,钾素吸收积累量的趋势与氮素基本相同。与普通复合肥相比,两种专用缓释肥处理的N、P、K利用率分别增加了10.66%、20.53%和18.62%（TSRF1）,14.94%、18.48%和21.95%（TSRF2）。两种专用缓释肥（TSRF2和TSRF1）在抑制剂的作用下,能够延缓肥料中N素养分的释放,增加番茄植株对氮磷钾养分的吸收,从而提高了NPK养分利用率和番茄产量。

苯丙乳液-石蜡-凹凸棒石包膜尿素的制备

文章研究利用苯丙乳液、石蜡和凹凸棒石粉末作为包膜材料,制成不同包膜剂用量、不同包膜厚度的18种复合包膜尿素,通过溶解实验和浸泡实验,研究了所制备的包膜尿素在水中的溶解特征。结果表明,包膜效果最好的3种包膜尿素产品Ⅰ(BcX)、产品Ⅱ(CbX)、产品Ⅲ(CcX)对尿素态氮的释放有明显的控释作用,苯丙乳液-石蜡-凹凸棒石复合包膜尿素产品Ⅰ(BcX)、产品Ⅱ(CbX)、产品Ⅲ(CcX)的氮素初期溶出率分别比普通尿素降低87.32%、89.5%、93.29%。

一种苯丙乳液包膜肥料及养分透过性能测试方法的研究

使用一种苯丙乳液作为包膜材料，分别采用水浸泡法实验和膜透过性实验对膜和包膜肥料进行表征。实验结果表明：包膜肥料氮素养分释放曲线的“恒释期”符合线性关系，膜对于氮素的透过性能也有很好的线性关系；包膜量为7．2％～13．5％的包膜肥料的初期养分释放率和28天累积养分释放率均达到国家标准要求。