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以聚碳酸亚丙酯(PPC)与聚丁二酸丁二醇酯(PBS)两种可生物降解树脂作为包膜材料,研制不同PPC/PBS组方包膜溶液,铺膜后初步确定两种材料混合的最佳比例;采用流化喷涂分别制备包膜尿素。通过分光光度法研究不同肥料的初期溶出率,采用扫描电镜观察包膜结构。结果表明,PPC与PBS的质量比在7∶5时,材料之间融合较好,质地较柔软,适合作为肥料包膜材料。实验证明此包膜材料在尿素表面能够形成细腻光滑致密的膜,可以适应尿素颗粒表面的外形轮廓而将其紧密覆盖。尿素包膜后,对尿素氮的释放有明显的控释作用,且在一定范围内,减少包膜所用时间或增加树脂用量都能增强控释效果。 相似文献
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不同粒径生物炭包膜尿素缓释肥性能及缓释效果 总被引:1,自引:0,他引:1
为探究生物炭粉包膜处理对尿素缓释效果的影响,该研究以不同粒径稻壳生物炭粉为包膜材料,对尿素颗粒进行不同层数包膜处理,分别制备了3种生物炭包膜尿素缓释肥C_1(0.15 mm生物炭粉包膜)、C_2(内层0.15 mm,外层0.25 mm生物炭粉包膜)和C_3(内层0.15 mm,中层0.25 mm,外层0.425 mm生物炭粉包膜),并对生物炭包膜尿素缓释肥性能及缓释效果进行了分析研究。研究结果表明3种生物炭包膜缓释肥粒径主要分布在2.90~4.80 mm,随着包膜层数的增加,包膜缓释肥粒径随之增大,C_2和C_3粒径显著高于C_1(P0.05)。C_1、C_2和C_3的抗压强度为20.40~48.00 N,满足工业生产需求。与C_1和C_2相比,C_3颗粒表面较光滑,切面具有致密且孔隙结构丰富的层状结构,吸水倍率最小(1.69),耐水性也显著优于C_1与C_2(P0.05),氮元素缓释效果优于C_1与C_2。综上可以看出,3层包膜尿素缓释肥膜壳强度高于单层和双层包膜尿素缓释肥,通过控制不同膜层生物炭的孔隙结构和孔径,减缓水分的渗入及养分的流出过程,缓释效果突出,为生物炭包膜缓释肥的开发应用提供一个新技术路径。 相似文献
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聚烯烃包膜控释肥膜层孔径测定方法研究 总被引:3,自引:1,他引:2
【目的】物理包覆法制备的聚合物控释膜层结构直接决定了其养分的释放,控释膜层存在的微孔和裂缝是肥芯养分进出的最主要通道。因此,控释膜层结构特征是决定包膜肥料释放性能的关键因素。泡点法能够准确测定膜的有效孔径及其分布,是一种重要的膜层孔径测试方法。本研究根据包膜肥控释膜层的特点,研究适用于测定聚烯烃包膜控释肥膜层最大孔径的泡点法,并建立测定包膜肥料最大孔径的标准方法。【方法】以泡点法为基础,建立测定膜层最大孔径的装置,确定膜层最大孔径的位置,并利用扫描电镜对膜层的孔隙结构进行观察,确定其形貌结构特征;通过对浸润剂种类、 浸润时间、 浸润温度等测定因素的比较分析,确定适合测定膜层最大孔径的最佳条件;并以释放期分别为1、 3、 5、 6月的聚烯烃包膜肥料为研究对象,研究释放期与最大孔径之间的相关关系。【结果】 1)将4种肥料放入水中浸泡,随浸泡时间的增长,膜层表面有尿素结晶的白色点位的颗粒逐渐增多,浸泡10天,80%以上颗粒均能检测到泡点,其白色点位可被认为是肥芯养分的溶出通道,以颗粒的白色点位作为膜层最大孔径的测定位置;这与扫描电镜观察到的孔隙或孔洞的特征相吻合 ;2)通过对浸润条件研究,认为在25℃,以Q-16为浸润剂,浸润5 min能够使用自制的压泡法装置直接测定控释膜层最大孔径; 3)释放期为46、 105、 160、 198天的包膜肥料的膜层平均孔径分别为1.93、 0.58、 0.45和0.41 m,最大孔径随着释放期的缩短而增大,随着微分溶出率的增加而增大,最大孔径与释放性能存在密切联系。【结论】综上所述,采用塑料管端封装浸泡10天的膜层,以Q-16作为浸润剂,在室温下浸润5 min的条件下可以测定最大孔隙结构,泡点法可作为一种标准方法用于控释膜层最大孔径的测定,其测定的最大孔径与释放期存在相关关系,对包膜控释肥控释性能和养分释放机理的深入认识有重要作用。 相似文献
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水基共聚物包膜尿素控释期较短,通过仿生改性技术提升水基共聚物包膜尿素养分控释期并明确其养分释放特征是实现其在农业生产中应用的重要影响因素。为了探究仿生型水基共聚物包膜尿素的改性机理及养分释放特征,本研究采用壳聚糖、淀粉和聚乙烯醇合成的水基共聚物膜材料为原料,通过纳米二氧化硅和1H,1H,2H,2H-全氟癸基三甲氧基硅烷对其进行仿生改性并制备仿生型水基共聚物包膜尿素。探究不同温度和土壤水分条件下仿生型水基共聚物包膜尿素养分释放的动力学和热力学特性,并结合扫描电镜、能谱分析、热稳定性分析、原子力电子显微镜,探究其养分释放机理。试验结果表明,仿生改性后水基共聚物包膜尿素的缓释效果显著提升,42 d氮素累积释放率比水基共聚物包膜尿素降低了7.23%。此外,通过一级动力学方程探讨了仿生型水基共聚物包膜尿素的动力学和热力学释放特性,结果表明:随着土壤含水量的增高,活化能Ea逐渐减小;吉布斯自由能变量.G>0、熵变.S>0、焓变.H<0表示包膜尿素在土壤中的释放不是一个独立的系统,与土壤环境发生了热量交换,并明确了土壤温度和含水量与养分释放间的关系。此外,还通过仿生改性前后膜材官能团结构特征、表面微观结构、表面元素变化及热重分析等手段明确了其养分释放机制。 相似文献
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将木质素天然材料作为制备包膜尿素的膜层原料,并成功构建无溶剂木质素基包膜尿素的制备工艺体系。以木质素、辛酸亚锡、六亚甲基异氰酸酯和聚乙二醇为原料,通过调控—NCO/—OH的摩尔比和液固比研制木质素基膜材,以此研制包膜尿素的内层包膜材料。在此基础上,将环氧树脂基包膜液作为外层包膜材料喷涂在木质素基包膜尿素颗粒表面,通过重复喷涂固化数次,即可得到不同包膜率的绿色木质素/环氧树脂基双层包膜尿素。通过调控—NCO/—OH的摩尔比、液固比和包膜率来探究包膜尿素的最佳工艺条件。同时,通过静水培养试验测试其累积氮素释放率,选择最优氮素释放性能的包膜尿素,评估其表面形貌和抗压性能之间的差异。最后,通过香蕉盆栽试验评估包膜尿素的肥效。结果表明,膜材水接触角与—NCO/—OH摩尔比和液固比呈正相关。在—NCO/—OH摩尔比为1.50、液固比为3.19和包膜率为6.99%的条件下包膜尿素的氮素释放性能最优,其28 d的累积氮素释放率为62.26%。与常规尿素相比,该研究制备的包膜尿素有效提高了香蕉幼苗的株高、茎粗、鲜重、干重多项指标,同时提高了肥料的氮素利用率。 相似文献
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以聚乙烯醇水溶液为粘结剂,以肥料级磷酸氢钙为包膜材料,采用喷雾包涂的方法制备一种新的、多营养的、不污染土壤的缓释/控释尿素。用水浸泡法和土壤培养法表征了包膜尿素的释放特性,用扫描电子显微镜研究了包膜尿素的表面和截面形貌。讨论了涂层量对包膜尿素的缓释性能的影响。实验结果表明:涂层量是影响尿素释放的重要因素,磷酸氢钙包膜尿素在水中氮素的释放行为可用一级释放动力学方程来描述;CU-25和CU-30包膜尿素在水中溶出80%的氮素分别需要5.36.d和12.53.d,而在土壤中溶出80%的氮素所需要的时间大于110.d;包膜尿素的扫描电镜照片显示,包膜层中的缝隙小于1μm。 相似文献
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为探讨C36多元醇(简称C36)对C18多元醇(简称C18,对照)包膜材料缓控释性能的影响,该文以C18为对照膜材,将C36与C18分别按照质量比1:2、2:3、1:1共混聚合制备成3种新型包膜材料,在相同工艺下依次制造成包膜厚度均为2.5%(膜材占核芯肥料的百分比)的包膜尿素,分别记作PCU1、PCU2、PCU3、PCU4,其中PCU1为对照。通过坠落撞击前、后包膜尿素的释放率评价C36作为包膜材料的效果。研究结果表明:C36与C18共混聚合包膜尿素的外观及耐撞击性能明显优于对照处理的,表现为包膜层光泽明亮、膜质均匀、膜层韧性好,同期静水培养的颗粒表面积较对照的增加了23%。该文提出了肥效期保持率(tR)的概念,并用其评价包膜肥料耐撞击性能。共混聚合物C36:C18比例为2:3时,包膜尿素耐撞击性能最优,受撞击后肥效期保持率tR可高达88%左右,为对照处理的2.5倍以上。该处理包膜尿素的初期溶出率、微分溶出率最小,与对照PCU1处理的无明显差异。C36嵌入C18共混聚合生成的新包膜材料对包膜尿素肥效期的影响与两者的比例和包膜材料的用量有关,当C36:C18为2:3,包膜材料用量(2.5%)小于常规用量(3%~4%)时,虽然包膜尿素的肥效期没有延长,但是包膜完整、膜层均匀、韧性强,在包膜肥受到强烈撞击的情况下能够很好地保持原有肥料的肥效期,即能保持包膜肥料的缓控释性能。因此,在C18多元醇嵌入适量C36多元醇是改良C18多元醇包膜材料,增加其包膜肥肥效期保持率的有效方法。 相似文献
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水基共聚物–生物炭复合材料包膜尿素制备及其性能 总被引:1,自引:1,他引:0
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以聚氨酯为主要包膜材料,以石蜡、改性高岭土和双氰胺(氧化钙)为组合材料,采用滚转包衣法制备了3种聚氨酯包膜尿素。通过静水浸泡和盆栽试验,探讨了3种自研制聚氨酯包膜尿素的氮素释放特性,在氮磷钾等养分供应下研究了6个施肥处理对春玉米生长发育和氮素吸收利用的影响。结果表明,3种自研制聚氨酯包膜尿素在静水(25℃)中氮素累积释放比例的变化趋势基本一致,其24 h 初期释放率为2.04%~3.64%(≤15%),28 d累积释放率为29.88%~34.80%(≤80%),符合缓释肥料的国家标准要求。相对于NPK处理,自研制聚氨酯包膜尿素能明显促进春玉米对氮素吸收利用,其氮肥利用率达32.5%~40.0%,但其与商品包膜尿素(19.5%)之间无显著差异。自研制聚氨酯包膜尿素和商品包膜尿素处理下土壤无机氮素含量峰值分别出现在28和15 d前后,其在土壤中氮素释放时间分别达70和60 d以上。春玉米全生育期内(91 d),自研制聚氨酯包膜尿素处理下土壤无机氮含量都高于商品包膜尿素和NPK处理。因此,与商品包膜尿素和NPK处理相比,自研制聚氨酯包膜尿素的氮素释放时间长且氮素供应充足。 相似文献
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Muhammad Irfan Arshad Hussain Wasif Farooq Munir Hussain Zia 《Journal of plant nutrition》2018,41(13):1625-1635
The research was focused on the synthesis and characterization of zinc (Zn)-coated urea fertilizer. Zinc oxide (ZnO) particles were coated on urea granules through two different coating techniques, i.e., slurry coating and wet coating, and the release rate of the coated Zn was measured up to 24 hours. Slurry coating technique showed better Zn release rate and morphology of coated urea granules as compared with wet coating technique using different binders, i.e., water, molasses, paraffin oil, and the combined mixture of honey bee wax and gum arabica. Urea granules synthesized through wet coating technique have a low amount of Zn as compared with slurry-coated urea granules. Urea granules coated through slurry coating technique and molasses, paraffin oil, and water (MPW) as a binder were the best in term of coating efficiency, uniform size distribution of ZnO-coated particles, granule's morphology, and release rate of Zn from coated formulations. 相似文献
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丙烯酸树脂包膜尿素肥料研制及其控释效果 总被引:5,自引:1,他引:4
采用丙烯酸树脂为包膜材料,以NBPT(N-丁基硫代磷酰三胺)和DCD(双氰胺)为生化抑制剂,利用流化床对尿素进行涂层生化抑制剂及包膜,制备4种包膜肥料,对这些包膜肥料在水中的控释效果进行了研究。结果表明,采用此技术制备的包膜肥料,表面成膜完整,包膜物质在成膜时分布均匀、与尿素肥心接合紧密,表面光滑。NBPT和DCD与肥心结合严密,包膜层紧覆于抑制剂的外表。包膜可有效控制尿素的溶出,在水中的控释时间为19~30d。初期溶出率远远小于15%,微分溶出率基本上在0.25%~2.5%之间;在水中尿素累积溶出特征符合一元二次方程模型,尿素释放曲线呈“S”形。 相似文献
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不同缓/控释氮肥在玉米苗期的养分释放与转化研究 总被引:9,自引:0,他引:9
采用盆栽试验,模拟田间生态环境,研究施用不同缓/控释氮素肥料在玉米苗期的土壤尿素态氮、硝态氮、铵态氮及矿质态氮数量。研究表明,施用醋酸酯淀粉包膜脲酶抑制剂NBPT涂层大颗粒尿素肥料的尿素态氮含量最高,为21.29 mg kg-1土;硝化抑制剂DCD与NBPT混合涂层大颗粒尿素、醋酸酯淀粉包膜DCD与NBPT混合涂层大颗粒尿素的铵态氮含量最高,分别达到60.22 mg kg-1土和59.93 mg kg-1土,硝态氮含量最低,分别为29.82 mg kg-1土、27.97 mg kg-1土,相互间差异不显著;醋酸酯淀粉包膜大颗粒尿素的硝态氮和矿质态氮含量都最高,分别为102.08 mg kg-1土和135.25mg kg-1土,铵态氮、尿素态氮含量最低,分别为33.16 mg kg-1和3.42 mg kg-1土,相互间无显著差异;DCD与NBPT混合涂层大颗粒尿素、丙烯酸树脂包膜NBPT涂层大颗粒尿素、醋酸酯淀粉包膜DCD与NBPT混合涂层大颗粒尿素和丙烯酸树脂包膜DCD与NBPT混合涂层大颗粒尿素在玉米苗期的土壤矿质态氮含量最少,相互间无显著差异,分别为89.75 mg kg-1土、93.70 mg kg-1土、88.19 mg kg-1土和86.22 mg kg-1土,说明它们在玉米苗期氮素养分释放量最少,包膜和抑制剂的作用效应较好。 相似文献
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S. Kundu Tapan Adhikari S. Rajendiran J. K. Saha A. Subba Rao 《Journal of plant nutrition》2016,39(13):1971-1978
A study was conducted with maize in Vertisol, Inceptisol, Alfisol and Aridisol to evaluate the efficacy of the pine oleoresin coated urea fertilizers (coated with 1.25, 2.50, 3.75 and 5.00% pine oleoresin). Significant increase in biomass yield was observed in all the soils when urea was coated with pine oleoresin at 3.75% or more. All the pine oleoresin coated urea in Inceptisol and Aridisol; and 3.75% and 5% pine oleoresin coated urea in Vertisol and Alfisol significantly increased nitrogen (N) uptake as compared to uncoated urea. Nitrogen use efficiency increased from 19.34% to 32.80% in Vertisol, 13.06% to 28.27% in Alfisol, 13.87% to 23.86% in Inceptisol and 10.68% to 20.23% in Aridisol, as a result of coating urea with pine oleoresin. Thus the results indicate that there is a beneficial effect of coating urea with pine oleoresin with respect to yield, N uptake and use efficiency in maize crop. 相似文献
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【目的】生物可降解树脂包膜材料用于生产控释肥,以防止传统聚烯烃类树脂包膜材料对土壤造成的潜在危害。研究不同膜材、在不同类型土壤中的降解速度,可以为提高包膜肥料的施用效果和土壤生态环境效应提供技术支持。【方法】本文以聚碳酸亚丙酯(PPC)与聚丁二酸丁二醇酯(PBS)两种可生物降解树脂(质量比7∶5)作为尿素包膜材料进行田间土埋试验。用红外光谱、热失重和扫描电镜测定方法测定PPC/PBS包膜尿素膜材料试样在降解过程中质量损失百分率,对样品降解前后的结构和表面形貌变化进行表征,分析膜材料在土壤中的降解特征。【结果】1)红外光谱分析表明,随着土埋时间的延长,在3480 cm-1处的-OH单峰吸收强度先增加后消失,18491543 cm-1处羰基吸收峰强度明显增加,在2363 cm-1和2331 cm-1处出现-C=C=C和-C=C=O等累积双键的不对称伸缩振动吸收峰,说明膜材料链结构经历了先断链、后氧化的过程,且膜材料在降解过程中形成了新物质,降解方式是以树脂结构中任意酯键部位切断的方式为主;2)热失重分析表明,膜材料中PPC树脂在土壤中先行降解,膜材料中随着PPC结构含量的减少,PBS越来越多的发挥其抑制PPC分解的热稳定作用,表现为膜材料的热分解温度移向高温;3)扫描电镜观察发现,初始状态下的包膜尿素的表面致密均一,没有孔洞,随着埋土时间延长,膜材料表面先行降解,膜的表面为由光滑变粗糙,出现孔洞,随时间延长降解程度增加,表面和内部都变得疏松,孔洞逐渐长大并且同时向周围延伸并与其它孔洞贯穿,孔洞增大到20μm左右,膜的厚度变薄,仅为40 50μm,但包膜仍然保持原有的轮廓,说明膜材料在土壤中可以降解,但会延续一定的时间;4)膜材料的土埋降解试验表明,初期降解速度较慢,随着时间的延长,试样生物降解度逐渐增加,在第五个月达到5%失重,之后失重速率明显增快,显示出良好的降解性,到10月份已达到78%的失重率。土壤中的膜材料在12个月内可以被完全降解,对环境友好。【结论】PPC/PBS包膜尿素膜材料降解特征为:包膜表面先行降解;膜材料中PPC树脂在土壤中先行降解;降解方式以树脂结构中任意酯键部位切断的方式为主;膜材料降解速度以1 5月份较慢,6 10月份迅速增快,10月份后减慢,一年之内能够完全降解。 相似文献