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土壤中包膜肥料氮磷释放运移及作物吸怍利用

熊又升  
【摘要】: 用聚合物包膜颗粒肥料是提高土壤—作物系统中作物养分吸收和减少施肥损失对环境污染的一项新技术。本研究采用电导仪、扫描电镜(SEM)、电超滤等方法,室内模拟试验和盆栽作物应用试验对我们研制的聚合物包膜尿素和包膜磷铵的膜结构特征、养分释放运移机理和作物吸收利用等方面进行了较系统的研究。主要研究结果如下: 应用扫描电镜对包膜尿素和包膜磷铵的膜结构进行观察分析,获得了两种包膜肥料的膜厚度和膜结构特征,揭示了控制包膜肥料养分释放速率的内在因素是包膜厚度和膜结构中的微孔通道,此为阐明土壤中聚合物包膜肥料养分释放机理提供了理论依据。 采用电超滤(EUF)技术研究包膜尿素和包膜磷铵N养分释放动力学特点,并用相关数学方程进行了模拟。同时提出了描述N养分释放动力学的EUF系数,为快速准确评价包膜肥料养分控释特性提供了一条新思路。 用电导仪测定包膜尿素和包膜磷铵单个颗粒养分释放速率。实验证实该方法适用简便。包膜肥料群体颗粒养分释放速率受单个颗粒养分释放速率分伽的影响,可由单个颗粒在不同时间释放养分的累积平均值计算出,其养分释放的基本规律可用曲线方程y=x/(a+bx)拟合表述。 根据包膜肥料的膜结构和养分释放模拟试验结果推理,包膜肥料养分的释放并非基于包膜吸水膨胀破裂,其释放机理是:水或水蒸气首先与包膜开孔调节剂作用,包膜上形成微孔通道,水分渗入包膜内溶解肥料,然后在膜内外养分浓度梯度的作用下,养分向膜外扩散释放,在水势梯度的作用下,水分向膜内渗入继续溶解养分,循环往复,持续释放。 室内土培试验研究了包膜肥料养分释放速率与土壤温度、土壤水分和土壤质地的关系,当土壤水分达到田间持水量的50%以上时,水分对其影响较小,而温度则是主要影响因素。 盆栽试验结果表明:二种质地灰潮土上芹菜施用包膜尿素较尿素增产11.5%~15.2%,且改善产品品质,使产品维生素C含量显著提高,硝念N含量降低44.2%~58.9%,后季作物生菜增产14.4%~35.2%。 在土壤—作物系统中,二种质地灰潮土上施用包膜尿素较尿素作物养分吸收量高,N损失少,N素利用率提高。盆栽芹菜N吸收量增加2.4%~5.9%(砂质壤土),9.5%~11.0%(壤质砂土),氨挥发损失N减少14.2%~14.9%,淋失和反硝化N损失降低25.5%~28.3%,土壤持留N量增加32.0%(壤质砂土)和37.3%(砂质壤土),N素利用率提高19.2%~27.1%。 本文较全面地揭示了灰潮土壤中包膜尿素释放转化、运移规律以及N量平 衡特点和养分利用率提高的机理。


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