植物油脂包膜尿素缓释性能和施用效果的研究

【摘要】：化学氮肥的施用对农业生产,尤其是粮食生产的发展具有重要的作用,世界粮食产量的增加约有50%应归功于化肥的施用,对我国粮食产量的贡献率也在40%以上。国际上公认的施氮量(N)上限为225kg/ha,氮肥利用率达到46%-68%；我国单季作物的氮肥施用量已超过250kg/ha,氮肥的当季利用率只有30%-35%,明显低于国际平均水平。过量施用氮肥,不仅造成资源的浪费,而且对环境带来明显的污染和潜在的威胁,减少氮素损失,提高化学氮肥的利用率已成为农田氮素管理的关键环节。包膜肥料的研制和应用,能延缓养分的释放,是改善肥料利用率的新兴技术。由于采用合成高分子聚合物为包膜材料,不仅价格昂贵,而且容易产生二次污染,已成为缓/控释肥料研发的主要限制因素。本文以环境友好的植物油脂为主要材料,采用流化喷涂法自行制备包膜尿素,研究其养分释放特性和施用效果,取得以下主要结果： 1.以大颗粒尿素和氧化改性的植物油脂为原料,运用自制的流化喷涂装置制得了两种包膜尿素POU1(N:38.2%)、POU2(N:33.3%). 2.扫描电镜观测结果表明,植物油脂能够在玻璃平板和尿素颗粒表面上形成完整的膜；POU1肥料表面的混合阻隔层由植物油脂-干燥添加剂组成,POU2肥料表面的混合阻隔层由一层完整的植物油脂膜和植物油脂-干燥添加剂共同组成,其形貌更完整,尿素颗粒表面形成的膜具有层状叠加结构,对养分释放起到物理阻隔的作用。 3.连续溶出试验结果表明,POU1和POU2的氮素溶出量显著小于商品包膜尿素(CCU)(P0.05),POU2的氮素溶出量显著小于POU1(P0.05)；土柱淋溶试验结果表明,POU1和POU2总氮累积淋出量在前3次淋溶中显著小于CCU (P＜.05),在前6次淋溶中显著小于普通尿素处理(NU)(P0.05),具有养分缓释的特征。 4.模拟氨挥发试验结果表明,POU1和POU2的氨挥发速率只有商品包膜尿素的25%-30%；POU2的累积氨挥发量显著低于CCU处理和NU处理(P0.05),说明植物油脂包膜尿素能有效降低氨挥发速率,减少尿素施入土壤后的氨挥发损失。 5.盆栽试验结果表明,施用POU2处理的黑麦草地上部干物量显著CCU处理(P0.05),三次刈割后,POU1、POU2处理的黑麦草地上部氮、磷、钾总积累量显著大于NU处理(P0.05),POU2处理显著大于CCU处理(P0.05)；POU1、POU2处理的黑麦草氮肥表观利用率明显高于CCU处理或NU(P0.05)；植物油脂包膜尿素,尤其是POU2,能改善黑麦草氮素营养状况,促进黑麦草生长,增加黑麦草地上部氮磷钾的吸收量,提高氮肥表观利用率。 6.田间试验结果表明,施肥处理(除单施钾肥外)的饱粒产量显著高于不施肥处理(P0.05),植物油脂包膜尿素处理(PPN, POU1:POU2普通尿素=0.3：0.4：0.3)的饱粒产量显著高于NU处理(P0.05)；PPN处理分蘖期地上部、秸秆和糙米的含氮量显著高于NU处理(P＜.05), PPN处理秸秆和糙米中的氮、磷积累量及地上部氮、磷(除N5P2Kc外)总积累量显著高于NU处理(P0.05),PPN处理糙米中的钾积累量显著高于NU处理(P0.05)；在施氮量为82.5kg/ha-247.5kg/ha的范围内,PPN处理的氮素表观利用率显著高于NU处理(P0.05)；说明施用植物油脂包膜尿素能改善水稻氮、磷营养状况,促进水稻地上部氮、磷、钾的吸收,提高水稻产量和氮肥表观利用率,具有实际应用价值。根据产量效应方程,PPN处理条件下的适宜施氮量为96.3～139.6kg/ha,可作为推荐的氮肥用量。