高分子缓控释肥的养分释放特征及应用效果研究

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1、中北大学学位论文高分子缓/控释肥的养分释放特征及应用效果研究摘要对比普通速溶性化学肥料，缓/控释肥在提高作物产量、改善果实品质以及减少环境污染方面具有显著效果，缓/控释肥的应用已成为减少环境污染和提高养分利用率的重要手段之一，是肥料领域的研究重点。目前市场上的缓/控释肥以包膜缓/控释肥和脲甲醛缓/控释肥为主，但是包膜缓/控释肥中的树脂膜壳残留在土壤中无法降解，势必会对土壤造成二次污染，脲甲醛缓/控释肥的养分释放周期长、无法实现养分控释，且养分组分单一。高分子缓/控释肥作为一种新型的生物降解高分子材料，不仅

2、具有多营养的特征，而且在土壤中能够完全降解，不会对环境造成污染，有效避免了现有缓/控释肥的缺陷。但是，高分子缓/控释肥作为一种新型肥料，其养分释放特征、影响因素以及应用效果和环境效益均无明确定论。针对以上问题，选用山西省高分子复合材料工程技术研究中心研发的高分子缓/控释肥为供试材料，采用缓冲液培养法、土壤培养法、盆栽试验以及淋溶挥发试验，研究了酸碱度、温度、土壤含水量对高分子缓/控释肥中氮、磷、钾养分释放的影响，并利用养分释放数据进行了相关元素的释放动力学特性研究，考察了相关酶的变化趋势与养分释放之间的关

3、系。为进一步明确不同溶解率的高分子缓/控释肥的养分适用周期，选用辣椒和小油菜为研究对象，考察了高分子缓/控释肥对不同生长周期的作物生长、果实品质和养分吸收的影响。最后，采用淋溶挥发同时监测装置，评价了高分子缓/控释肥在减少养分淋溶和氨挥发的效应。具体结果如下：（1）温度和酸碱度是影响高分子缓/控释肥养分释放的重要因素，酸性和碱性条件均能促进高分子缓/控释肥中氮素的释放，但酸性条件更有利于氮素的释放，酸碱度越接近pH7.0，氮素释放越慢，温度越高氮素释放越快，酸碱度促进氮素释放能力大小的顺序为：pH4.0＞

4、pH5.6＞pH10.0＞pH7.0＞pH8.4；高分子缓/控释肥中磷的释放在酸碱条件下均能加快，但碱性比酸性更有利于促进高分子缓/控释肥中磷素的释放；酸碱度和温度对高分子缓/控释肥中钾素的释放无显著影响。在缓冲液中，高分子缓/控释肥中的-kt氮素和磷素的释放规律均可用一级动力学方程Nt=No(1-e)、Elvoich方程qt=a+blnt、抛1中北大学学位论文0.5-kt物线方程qt=a+bt描述，氮素和磷素的释放分别由一级动力学方程Nt=No(1-e)和抛物0.5线方程qt=a+bt描述的拟合度最高，

5、均达到0.75以上。（2）土壤培养试验表明，土壤相对含水量和温度的变化对高分子缓/控释肥的养分释放有显著影响，且土壤中与氮素和磷素相关酶的活性与养分释放的快慢具有一致性。土壤相对含水量为40%、60%时，高分子缓/控释肥中的氮素和磷素释放量最大，随着土壤含水量的增加，养分释放速率减缓，脲酶活性和磷酸酶活性降低；温度升高，高分子缓/控释肥中的氮素释放增加，脲酶活性增大，而40%、60%的相对含水量处理对高分子缓/控释肥中的磷释放无显著影响，在80%和100%的土壤相对含水量下，温度升高后，高分子缓/控释肥中

6、的磷素释放则会减缓，磷酸酶活性降低，高分子缓/控释肥中钾的释放不受土壤含水量和温度的影响。高分子缓/控释肥中的氮、磷释放均可用Elovich方程和抛物线扩散方程很好地描述，一级动力学方程拟合效果最好（r=0.847**～0.984**）。（3）低溶解率的高分子缓/控释肥对辣椒增产有显著作用，施肥量为中量和高量时，高分子缓/控释肥处理的辣椒产量比普通肥处理高13%和10.4%，可满足辣椒整个生长期的养分需求；高溶解率的高分子缓/控释肥对于改善小油菜品质和增产有显著作用，施用普通肥1/3量的高分子缓/控释肥，

7、仍能提高产量8%，产投比高出普通肥处理0.9～12倍。高分子缓/控释肥处理的小油菜中可溶性糖和Vc含量是普通肥处理的1.1～1.4倍和1.2～1.4倍，能使硝酸盐含量降低2～3.8倍，高分子缓/控释肥能够满足小油菜生长整个周期的需肥量。（4）高分子缓/控释肥在减少养分淋溶和氨挥发方面效果显著，不同处理间的全氮淋失量大小顺序为：普通复合肥（CCF）＞脲甲醛复合肥（UCF）＞包膜缓/控释肥（CRF）＞高分子缓/控释肥（PRF）＞空白（CK）；磷和钾的淋失大小顺序为：脲甲醛复合肥（UCF）＞普通复合肥（CCF）

8、＞高分子缓/控释肥（PRF）＞包膜缓/控释肥CRF＞空白（CK）。高分子缓/控释肥和包膜缓/控释肥减少养分淋溶损失的效果最好，且能够减少土壤中钙的淋溶损失，不易对土壤造成板结。关键词：高分子缓/控释肥，释放特征，应用效果2中北大学学位论文StudyonNutrientReleaseCharacteristicsandtheApplicationEffectofPolymericSlow/ControlledReleaseFer