硅基膜材缓控释肥在红壤中的氮素释放特征研究          下载免费PDF全文

冯兆滨  冀建华  刘秀梅  侯红乾  吕真真  蓝贤瑾  刘益仁  夏文建  张树清  张建峰  张夫道  张民  杨越超 《中国土壤与肥料》2021,(5):239-244

通过土壤培养法和饱和盐溶液蒸汽压法,研究硅基膜材缓控释肥在不同土壤温度、含水量和水蒸汽压条件下的氮素释放特性,探讨土壤温度、含水量和水蒸汽压因素对其氮素释放的影响,阐述其在红壤中的控释机制。结果表明:硅基膜材缓控释肥在红壤中的氮素释放速率均随土壤温度、水分含量和水蒸汽压升高而明显提高,其中温度是主要影响因素。不同条件下,包膜肥料的氮素释放率随培养时间的变化均符合一级动力学方程。包膜尿素在15、25、40 和60℃的红壤中,氮素累积释放率达80% 所需要的时间分别为140、110、25 和10 d。土壤含水量为10% 时,养分释放受抑制;当土壤含水量由20% 上升至40%,养分释放速率加快,释放期缩短20 d。养分释放速率常数k 随水蒸汽压差的增大而增加;相同培养时间内,氮素累积释放率H2O>KH2PO4 饱和溶液>KCl 饱和溶液。土壤温度和含水量均通过改变包膜内外水蒸汽压而影响养分释放速率。在实际应用过程中,致使硅基膜材缓控释肥膜内外水蒸汽压变化的因素,均对其养分释放速率产生影响。  相似文献   

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   总被引：2，自引：1，他引：1  

喻建刚  樊小林  刘芳 《农业工程学报》2011,27(12):200-203

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5～15 g/m2的范围内对包膜控释尿素的肥效期无明显影响,50 g/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260 d.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10 g/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5～10 g/m2,采用夹层包膜工艺能更好的发挥水基树脂的控释性能.  相似文献   

基于水基反应成膜技术的聚合物包膜肥料的研制   总被引：3，自引：0，他引：3  

申亚珍  杜昌文  周健民  王火焰  陈小琴 《中国土壤与肥料》2009,(6)

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.  相似文献   

桐油包膜尿素养分释放机理的研究   总被引：2，自引：0，他引：2  

施卫省  罗小林  唐辉  王亚明 《中国生态农业学报》2006,14(4):109-111

以桐油为包膜材料,采用土壤盆栽试验和水中静置试验,对控释肥料养分释放动态进行了研究。结果表明,以桐油为包膜材料的包膜尿素,在土壤中养分初期溶出率为12.6%,在水中养分初期溶出率为20.1%,是比较理想的包膜材料。在水中与土壤中养分释放期为1∶1.2;N素的释放可用LOGISTIC动力学方程描述,释放常数k值可用来判断控释尿素的N素释放速率大小。  相似文献   

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  

陈松岭  蒋一飞  巴闯  杨明  邹洪涛  张玉龙 《植物营养与肥料学报》2018,24(5):1245-1254

【目的】 生物炭作为肥料包膜支撑材料既能增强膜材料的性能,又能为作物生长提供养分,通过向水基共聚物中添加不同用量及粒级的生物炭来制备水基共聚物–生物炭复合包膜材料及包膜尿素,并研究所制备的水基共聚物–生物炭复合膜材料性能及其制成的包膜尿素表面微观结构特性、缓释效果,获得环境友好、价格相对低廉的水基共聚物–生物炭膜材料的最佳配比。以期为环境友好、养分缓释效果好的包膜缓释肥料研发和应用提供理论依据。 【方法】 以PVA、PVP和玉米秸秆基生物炭为供试材料,采用有机聚合方法制备水基共聚物–生物炭复合膜材料。通过对其吸水率、渗透率、降解特性的研究明确包膜材料各组分适宜配比,以及制备缓释效果好的包膜尿素并研究其表面微观结构特性。同时采用田间小区试验研究以此膜材料为基础制备的包膜尿素在比常规施氮量减少20%情况下对玉米产量及其产量构成因素的影响。 【结果】 添加生物炭后制备的水基共聚物–生物炭复合包膜材料A₁B₁C₁、A₁B₂C₂、A₃B₂C₁的吸水率与同水平水基共聚物膜材料相比显著降低,分别降低了35.3%、37.3%、26.7%。通过对处理A₁B₁C₁、A₁B₂C₂、A₃B₂C₁进一步分析表明,在水基共聚物浓度为6.0%、生物炭用量为3.0%、粒级为0.250～0.150 mm时制备的水基共聚物–生物炭复合包膜材料 (A₁B₁C₁) 有着相对较低的铵的渗透率及水的渗透率,在培养前期有着较低的质量损失率,但在45 d后质量损失率则相对较高,有利于前期养分的缓慢释放及后期膜材料的快速降解。通过扫描电镜分析发现水基共聚物–生物炭复合膜材料 (A₁B₁C₁) 在埋土培养后表面变得更加粗糙,并且组织更加松散;以水基共聚物–生物炭复合膜材料 (A₁B₁C₁) 为基础制备的包膜尿素CB包膜层上则有着大小不一的孔隙,有包膜物质渗透到尿素颗粒表面的空隙中。土柱淋溶试验结果表明自制包膜尿素CB具有较长的缓释期,在22 d时氮素累积释放率为67.19%。以玉米为供试作物的田间试验结果表明当自制包膜尿素CB用氮量减少20%时,玉米的穗粗、百粒重、行粒数与常规施肥相比显著增加,产量则增加1.45%。 【结论】 在本试验条件下制备的水基共聚物–生物炭复合膜材料可作为环境友好型包膜缓释肥料的膜材料。   相似文献   

三重耦合改性防止水基聚合物包膜肥料粘连并延缓释放     

申亚珍  王柏淳  王慎强  赵旭 《植物营养与肥料学报》2021,27(12):2196-2204

  【目的】  水基聚丙烯酸酯价格低廉、成膜性好,具有作为控释肥料包膜材料的潜力,但其玻璃转化温度低和耐水性差,导致用其制备的包膜控释肥料颗粒容易相互粘连并且养分释放过快。本研究旨在通过改性措施防止水基聚丙烯酸酯包膜控释肥料的粘连,并提升其控释性能。  【方法】  选用易获取且价格低廉的3种改性剂纳米二氧化硅、FeⅢ-单宁酸配合物和十六烷,通过简单的物理混合方式对水基聚丙烯酸酯进行耦合改性。采用动态热机械性能测定了改性前后包膜材料的玻璃转化温度和储能模量,采用接触角仪和水蒸气渗透装置分别测定了包膜的水接触角和水蒸气渗透率,采用静水溶出法测定了控释肥料的养分释放特征。为了更好地比较耦合改性的效果,将未改性的丙烯酸酯 (PA)、纳米二氧化硅单独改性的丙烯酸酯 (PA+Silica)、FeⅢ-单宁酸配合物单独改性的丙烯酸酯 (PA+Fe) 和十六烷单独改性的丙烯酸酯 (PA+HD)作为对照,分析了包膜材料性质改变对控释肥料养分释放特征的影响。  【结果】  耦合改性后包膜的玻璃转化温度提升了4.4℃,?70°C的储能模量提升了72.2%,水接触角提高了22°,水蒸气渗透率降低了13.6%。以上包膜材料性质的改变不但有效防止了控释肥料的粘连,也将其初期溶出率从未改性的38.29%降低到2.04%,控释期从未改性的8天延长到52天,释放模式也从和作物养分需求不匹配的“倒L”型变为和作物养分需求相匹配的“S”型。耦合改性改善包膜肥料粘连现象的原因为耦合改性将包膜材料的玻璃转化温度从20.40℃提升到了24.80℃。相关分析表明,包膜肥料初期溶出率的显著降低主要是因为FeⅢ-单宁酸配合物所降低的水蒸气渗透率和纳米二氧化硅所提高的玻璃转化温度和储能模量,而控释期的延长主要是由于十六烷所带来的水接触角的上升。  【结论】  采用纳米二氧化硅、FeⅢ-单宁酸配合物和十六烷耦合改性水基聚丙烯酸酯后,有效防止了控释肥料的粘连,显著提升了控释性能,并且该改性方式易于应用到工业生产中,是一种可行的水基聚合物包膜材料的改性方法。  相似文献   

控释技术处理碳铵、尿素的肥效及其机理初探   总被引：19，自引：3，他引：19  

宋波  毛小云  杜建军  廖宗文 《植物营养与肥料学报》2003,9(1):50-56

采用改性的工农业有机废弃物、无机矿物作为控释材料,对碳铵、尿素进行包膜与非包膜控释处理,通过盆栽试验研究其肥效,用室内淋溶试验和X衍射分析手段探讨其养分控释机理。结果表明,两种控释处理的氮肥均有较好的肥效,可以明显提高氮肥利用率。肥料的X衍射分析表明,有机控释材料活性基团与碳铵、尿素相互作用,晶体结构发生了较大的变化,结晶度下降;对于包裹太严实的控释肥料,混以养分释放速度快的肥料,以调整养分不同释放速度的纵向复合,更有利于提高产量及养分利用率。非包膜控释处理成本较低,与包膜控释处理的效果相当甚至更优。两种控释技术均能提升碳铵、尿素的市场竞争力,有重要的产业应用前景。  相似文献   

膜特性对包膜控释肥养分控释性能的影响   总被引：7，自引：3，他引：7  

杨越超  耿毓清  张民  陈剑秋  陈海宁 《农业工程学报》2007,23(11):23-30

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。  相似文献   

热塑性包膜尿素微观结构特征及养分释放机理研究   总被引：3，自引：1，他引：2  

段路路  张民  刘刚  杨越超  杨一 《植物营养与肥料学报》2009,15(5):1170-1178

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53.8～65.2 μm。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+bt0.5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气压差的增大而增加,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气压差是控制养分释放的主要因素。  相似文献   

不同控释氮肥减量施用对双季水稻产量和氮素利用的影响   总被引：23，自引：5，他引：18  

鲁艳红  聂军  廖育林  周兴  谢坚  汤文光  杨曾平 《水土保持学报》2016,(2)

研究不同控释氮肥在减氮量施用条件下早、晚稻产量效应、氮素吸收利用、土壤氮素养分特性和养分释放规律的差异,为南方双季稻区控释氮肥在水稻高产节肥栽培上的应用提供参考。采用静水溶解试验和田间小区试验研究了2种控释氮肥(树脂包膜尿素和硫包膜尿素)的养分释放特性和在常规尿素施氮量基础上节氮15%和30%对早、晚稻产量、产量构成因素、氮素养分吸收利用及土壤氮养分含量的影响。结果表明,2种控释氮肥的氮素累积释放曲线均为"S"形,但在培养期间硫包膜尿素氮素累积释放率均高于树脂包膜尿素。在田间条件下,与常规尿素处理相比,早稻减氮15%和30%施用硫包膜尿素和树脂包膜尿素均表现为增产,而晚稻施硫包膜尿素增产,施树脂包膜尿素减产。株高、每穗实粒数、结实率和千粒重的增加是早、晚稻增产的主要原因。施用2种控释氮肥均能促进早、晚稻水稻植株氮素养分的吸收积累,施用相同种类控释氮肥早晚稻稻谷、稻草和植株氮养分积累量随施氮量提高而提高。减氮15%和30%施用2种控释氮肥有利于氮肥回收利用率、氮肥偏生产力和氮肥农学效率的提高,在同一施氮水平下,硫包膜尿素的提高效果优于树脂包膜尿素。常规尿素处理、减15%氮的2种控释氮肥处理均能保持较高的土壤氮素水平,减30%氮的控释氮肥处理土壤氮素肥力较试验前有所降低。适当降低氮用量施用控释氮肥,能促进双季水稻增产、增加氮素利用效率、维持或提高土壤氮素肥力和可持续生产力,控释氮肥养分释放规律的差异是导致其作用效应不同的主要原因。  相似文献