幾種新型緩控釋肥工藝及養(yǎng)分釋放特征研究.pdf

1、本研究針對目前我國肥料以低品位氮肥為主的產品結構和肥料利用率嚴重低下等應用現(xiàn)狀，通過對植物油、腐植酸等易降解膜材的篩選、復配、改性和配套工藝研究試驗，以及低溫、不同土壤含水量、田間條件下緩控釋肥的養(yǎng)分釋放試驗，研究了膜材料成膜特性、微觀結構和養(yǎng)分釋放特性之間的關系，研究了緩控釋肥在不同氣候和土壤含水量條件下的養(yǎng)分釋放特征，并對緩控釋肥料在水稻上的施用技術進行了探討，主要研究結果如下：
　　 1.植物油包膜尿素的釋放期與其養(yǎng)分釋放

2、特征曲線存在一定的關系，較短的釋放期對應“拋物線”狀養(yǎng)分釋放特征曲線，較長的釋放期對應“S”型釋放特征曲線，釋放期處于二者之間的植物油包膜尿素對應“L”型養(yǎng)分釋放特征曲線。供試植物油包膜復合肥養(yǎng)分釋放特征類似冪乘函數(shù)曲線，氮、磷、鉀的累積釋放曲線趨勢大致相同，但是氮素的釋放速率最快，鉀素的釋放速率次之，磷素的最慢。供試植物油包膜尿素和復合肥的養(yǎng)分釋放動力學特征可以用線性回歸方程和多項式方程描述。植物油熱交聯(lián)固化反應成膜特征表明，隨反應溫

3、度的升高，植物油A、B組分固化反應速度逐漸加快。在所有處理中T6固化效果最好，但在緩控釋肥噴涂包膜工藝過程中，T3處理的包膜效果優(yōu)于T6。SEM微觀結構分析表明，植物油尿素包膜的內表面整體比較平整，而植物油復合肥包膜的內表面有非常多的珊瑚狀凸起，且雜亂無序，表明復合肥顆粒外表面與植物油膜層結合的更加緊密。植物油尿素包膜外表面比較光滑，有少量圓滑的凸起和小微孔，斷面切口光滑平整，光澤潤滑。植物油組分熱交聯(lián)固化后，在肥料顆粒表面形成無明顯邊

4、界的數(shù)層乃至數(shù)十層重疊的薄膜，該膜層不是均一體系，是其包膜外表面不平整的重要原因。
　　 2.腐植酸包膜緩控釋肥制作工藝研究表明，在本研究的生產溫度范圍內，70℃和80℃條件下制作的產品養(yǎng)分控釋性能好，風化煤的粒度也是影響其釋放率的關鍵因素，風化煤粒度越粗，肥料養(yǎng)分釋放的就越快；B/H值越大，肥料養(yǎng)分釋放速度越小，粘結劑對腐植酸緩控釋肥養(yǎng)分釋放控制的貢獻率大于風化煤。供試腐植酸包膜緩控釋肥采用線性回歸方程和2級多項式方程能夠較好

5、的表達其養(yǎng)分釋放的動力學特征。SEM微觀結構分析表明，腐植酸膜層斷面呈現(xiàn)明顯的分層結構，兩層較厚的腐植酸組分形成的粗糙層和兩層薄薄的粘結劑組分形成的光滑致密層間隔分布，內表面布滿大量的空隙，這與腐植酸顆粒狀組分直接相關，外表面呈層疊狀分布，其上散布著許多微孔和顆粒狀物質。
　　 3.緩釋粘結劑制作研究表明，U/F影響緩釋粘結劑的產率和活性系數(shù)(AI)，U/F值是1.2時產率最高，而U/F值為1.4時緩釋粘結劑的活性(AI)最高。

6、脲醛緩釋復混肥以脲甲醛為骨架，不使用粘土，可有效防止肥料顆粒吸水膨脹快速崩解的現(xiàn)象，通過研究制備脲醛緩釋粘結劑，結合復混肥生產工藝獲得脲醛復混肥這種新型緩釋肥料，設備投資少，生產成本大大降低，產品性能好，有利于其在農業(yè)生產上快速推廣應用。
　　 4.改性硫包膜尿素研究表明，SCU、PSCU和MSCU的釋放曲線皆類似順時針旋轉90度的“L”型，養(yǎng)分釋放速率SCU>PSCU>MSCU，應用冪乘方程描述供試改性硫包膜尿素擬合度較高，可

7、以方便快捷的預測改性硫包膜尿素不同時期的養(yǎng)分累積釋放率。硫膜改性增韌研究表明，抗沖擊、碰撞和摩擦效果最好的是MSCU處理，碎屑量僅是PSCU的0.46倍，SCU的0.07倍，差異顯著(P<0.05)，因此采用在硫磺包膜尿素外層包裹樹脂改善硫膜脆性的方法切實可靠。SEM微觀結構分析表明，硫磺膜層斷面(x300)結構排列的整齊緊密，(x2000)顯示硫磺膜斷面分為三個層次，中間層結構相對疏松，上下兩層結構緊實致密；內表面未見明顯孔隙，可以發(fā)

8、現(xiàn)有大量密集的褶皺；外表面無可見孔隙，發(fā)現(xiàn)有大量由硫磺粉粒形成的球狀小顆粒鑲嵌在膜的外表面。由硫加樹脂和改性硫加樹脂膜層斷面照片，可發(fā)現(xiàn)其膜層皆由細膩的樹脂和粗硬的硫磺兩層構成，區(qū)別在于改性樹脂膜層與硫磺層結合的不如硫加樹脂包膜緊密，外表面后者比前者更光滑平整，表明后者樹脂組分延展性和愈合性更好，更有利于封閉硫膜縫隙和提高膜層韌性。
　　 5.研究表明，楊越超等人提出的在特制的恒溫浸提儀中100℃沸水浸提進行緩控釋肥快速檢測的方

9、法簡便可行，適用于采用相同生產工藝生產的不同批次的緩控釋肥快速評價其養(yǎng)分釋放期，但在膜材料、添加劑和控制參數(shù)如噴涂時間、噴頭霧化效果和包膜肥料核芯等發(fā)生變化時，快速預測回歸方程可靠性較差。浸提溫度越低，供試控釋尿素的養(yǎng)分釋放期也越長，CRF1和CRF2在15℃的釋放期分別是25℃的1.5倍和1.67倍，5℃的釋放期皆為25℃的2倍，溫度降低對供試控釋尿素釋放期的影響效應逐漸減弱。春季田間累積養(yǎng)分釋放曲線近似“J”字型，夏季呈“斜線”狀。

10、土壤含水量對供試控釋肥養(yǎng)分釋放率的影響試驗表明，50％土壤相對含水量是不影響土壤中供試控釋尿素養(yǎng)分釋放速率的臨界含水量。
　　 6.控釋肥水稻試驗表明，施肥量：在氮肥全量50％水平上增施氮肥，增產效果顯著，在氮肥全量70％水平上增施氮肥效果不顯著，所有控釋尿素等養(yǎng)分施肥處理中，增產效果CRU70％>CRU100％>CRU50％，綜合控釋尿素不同處理對水稻產量和氮素利用率的影響，控釋尿素施用全量的70％處理效果最佳?？蒯屇蛩嘏c普通