微水溶性膠結(jié)包膜肥料在褐土上的氮素溶出轉(zhuǎn)化機(jī)制及生物效應(yīng)研究.pdf

1、目前我國的化肥使用仍處于高投入量、低利用率的初級(jí)階段。在我國每年化學(xué)肥料投資約占全部農(nóng)業(yè)生產(chǎn)性支出的50％，然而化肥氮素的利用率卻只有20％～40％，自20世紀(jì)80年代以來，緩/控釋肥為解決這個(gè)問題開辟了新的思路和有效的途徑。緩控釋肥能有效控制養(yǎng)分釋放速度，延長肥效期，滿足作物整個(gè)生育期對養(yǎng)分的需要，最大限度地提高肥料利用率，增加施肥的經(jīng)濟(jì)效益。緩控釋肥廣泛的可分為溫度依賴型和水分依賴型兩種，我國現(xiàn)階段所研制成功的緩控釋肥品種主要以溫度

2、依賴型為主，水分依賴型的尚屬少數(shù)，而對于我國廣闊的北方半干旱氣候農(nóng)業(yè)區(qū)，其農(nóng)業(yè)主要以雨養(yǎng)為主，所以急需一種能夠適用于半干旱地區(qū)的肥料品種，鑒于此，本試驗(yàn)便模擬干旱區(qū)缺水條件下，以北京市農(nóng)林科學(xué)院研制的一種低成本、低殘留、易降解的微水溶性膠結(jié)包膜肥料為材料，與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中最常用的一些肥料品種進(jìn)行肥效及生物效果對比，研究該肥料的氮素溶出轉(zhuǎn)化機(jī)制及對植株和土壤養(yǎng)分吸收的影響，從而為今后適用于干旱半干旱地區(qū)適用的微水溶性緩釋肥方面的開發(fā)提供科

3、學(xué)依據(jù)，結(jié)果表明：
　　 ⑴采用“室內(nèi)土肥混合培養(yǎng)試驗(yàn)”通過恒溫及控制不同的土壤含水量，探索溫度及土壤水分對微水溶性膠結(jié)包膜肥料氮素釋放的影響。結(jié)果表明，普通尿素的峰期基本處于第7天左右，微水溶性膠結(jié)包膜肥料的峰期基本處于第42天左右，比尿素峰期要晚35天左右，由此可見與尿素相比，微水溶性膠結(jié)包膜肥料已具有一定的緩釋效果。無論土壤含水量多少，尿素處理都是在達(dá)到峰值后急劇下降，在峰值之后特別是55d之后所能提供的養(yǎng)分含量已經(jīng)很低，

4、不能夠持續(xù)為作物提供養(yǎng)分，此時(shí)便需要采用追肥措施再次施入尿素，但微水溶性膠結(jié)包膜肥料的氮素溶出在峰值出現(xiàn)先下降率較低，由于土壤含水量的不同，可保持在1000-4000mg/kg的水平，也就是說仍可持續(xù)為作物提供生長所需養(yǎng)分，不需再次追肥，省時(shí)省力；其次，對于肥料氮素溶出總量來說，除在6％含水量條件下微水溶性膠結(jié)包膜肥料的累計(jì)總量稍低于尿素處理外，在14％與22％含水量條件下均明顯高于尿素處理，其數(shù)值范圍為：6961～12473mg/kg

5、之間，說明在肥料利用率方面，與尿素相比微水溶性膠結(jié)包膜肥料也有了一定的改進(jìn)，能夠提高肥料利用率，從而降低肥料養(yǎng)分流失與對土壤環(huán)境的污染。由于在第70d取樣后，測的肥料的氮素溶出率已達(dá)到肥料氮素含量的80％，所以，可以認(rèn)定該肥料的釋放期為70天，可以為營養(yǎng)生長期在70天左右的作物穩(wěn)定提供所需養(yǎng)分。微水溶性膠結(jié)包膜肥料的峰值基本出現(xiàn)在第42天，并且無論含水量高低，該肥料已具有明顯的緩釋效果；在低溫條件下，土壤含水量對肥料的養(yǎng)分釋放起主導(dǎo)作用

6、，土壤含水量越高，肥料氮素溶出率也就越高，肥效越優(yōu)越，在常溫與高溫時(shí)，溫度與水分共同影響肥料的養(yǎng)分釋放速率，但較高的土壤含水量仍有助于肥料養(yǎng)分的釋放。在相同水分處理?xiàng)l件下，溫度對肥料的氮素釋放存在較大影響，當(dāng)含水量條件較低時(shí)，肥料養(yǎng)分釋放基本與溫度成正相關(guān)關(guān)系，當(dāng)土壤含水量條件適中時(shí)此時(shí)肥料養(yǎng)分釋放受到溫度與水分的綜合影響，在前期與土壤環(huán)境溫度成正相關(guān)關(guān)系，在25d之后高溫會(huì)抑制養(yǎng)分釋放，在較高土壤含水量條件下，土壤溫度在25℃左右時(shí)肥

7、料養(yǎng)分釋放可以達(dá)到最優(yōu)效果，但峰期會(huì)提前，由此可見，微水溶性膠結(jié)包膜肥料的最優(yōu)養(yǎng)分釋放環(huán)境為：25℃土壤環(huán)境溫度+14％左右的土壤含水量。
　　 ⑵采用“土柱淋洗試驗(yàn)”通過模擬自然降水條件，探索了微水溶性膠結(jié)包膜肥料在半干旱氣候條件下在不同質(zhì)地的土壤中的氮素釋放隨降雨而釋放的影響機(jī)制。試驗(yàn)結(jié)果表明，與普通尿素相比，在砂壤土中，微水溶性膠結(jié)包膜肥料氮累積溶出率高出0.5～1個(gè)百分點(diǎn)，在中壤土中微水溶性膠結(jié)包膜肥料氮累積溶出率低出1

8、6.5個(gè)百分點(diǎn)左右，溶出起始時(shí)間比普通尿素延遲了2～5天，峰值的出現(xiàn)時(shí)間推遲了15～20天，在峰值出現(xiàn)后微水溶性緩釋肥仍有氮素緩慢持續(xù)溶出，比尿素可高出1～6個(gè)百分點(diǎn)，說明了微水溶性膠結(jié)包膜肥料氮素釋放已經(jīng)具有一定的緩釋性。中壤土與砂壤土處理相比，每次中壤土中氮素溶出率均明顯低于砂壤土，且兩處理氮素溶出峰值出現(xiàn)時(shí)間均是砂壤土早于中壤土，該現(xiàn)象的出現(xiàn)可能是由于土壤質(zhì)地和土壤粘粒含量的不同導(dǎo)致土壤的保水持肥性差異所致。
　　 ⑶氨揮

9、發(fā)是肥料氮素?fù)p失的主要途徑之一。本研究采用“密閉環(huán)境硼酸吸收法”，探索了微水溶性膠結(jié)包膜肥料在不同的土壤含水量條件下的氨揮發(fā)情況。試驗(yàn)結(jié)果表明，相同土壤含水量下，微水溶性膠結(jié)包膜肥料與尿素處理氨揮發(fā)量均呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢。兩肥料處理相比，微水溶性膠結(jié)包膜肥料比尿素出現(xiàn)氨揮發(fā)現(xiàn)象的時(shí)間要滯后1～3天，揮發(fā)量達(dá)到峰值的時(shí)間要滯后4～8天。微水溶性膠結(jié)包膜肥料氨揮發(fā)累積總量也顯著低于尿素氨揮發(fā)累積量31～70mg。瓶-1，即微水溶性膠結(jié)包

10、膜肥料的氨揮發(fā)累積量要低2.4-5.7個(gè)百分點(diǎn)。由此可見與尿素處理相比，微水溶性膠結(jié)包膜肥料處理在很大程度上降低了肥料氮素?fù)p失。3個(gè)不同含水量下，微水溶性緩釋肥氨揮發(fā)累積總量與土壤含水量表現(xiàn)出反相關(guān)關(guān)系，含水量越高氨揮發(fā)累積總量越低。
　　 ⑷水蒸氣進(jìn)入包膜內(nèi)后會(huì)導(dǎo)致肥料內(nèi)部壓力上升與包膜膨脹，使氮素釋放，本研究采用“控制水蒸氣壓”法，對微水溶性膠結(jié)包膜肥料暴露于不同的水蒸氣壓下的氮素釋放情況進(jìn)行研究。結(jié)果表明，在25℃條件下，

11、不同時(shí)間內(nèi)微水溶性膠結(jié)包膜肥料的氮素釋放率均表現(xiàn)出NaCl飽和溶液　　 ⑸采用“盆栽與大田作物種植相結(jié)合試驗(yàn)”方法，對微水溶性膠結(jié)包膜肥料在不同的灌水量條件的氮素釋放、生物效果進(jìn)行研究。結(jié)果表明，微水溶性緩釋肥與尿素在土壤中的氮素釋放量都出現(xiàn)了先增加后