膜材及喷膜工艺对尿素包膜效果的影响.pdf

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1、第26卷第4期3802010年4月农业工程学报TransactionsoftheCSAE、，01．26No．4Apr．2010膜材及喷膜工艺对尿素包膜效果的影响刘兴斌1,3武志杰睬，陈利军1，王月2，李东坡1(1．中国科学院沈阳应用生态研究所，沈阳110016；2．沈阳农业大学土地与环境学院110866：3．中国科学院研究生院，北京100039)摘要：为探求不同的膜材、包膜工艺对尿素包膜的影响，改进包膜尿素生产技术。该研究选用3种不同膜材，分别采用侧喷与底喷两种工艺条件对颗粒尿素进行包膜，通过对包膜尿素

2、表观状况进行电镜观察和水中溶出动态进行研究，结果发现：对于同一膜材而言，采用底喷包膜尿素的缓释效果好于采用侧喷的。对于包膜液黏度较大、雾化效果不佳、溶剂不易挥发的膜材，应选择底喷工艺进行包膜，对于黏度适中的包膜液采用底喷与侧喷工艺均可以获得较为满意的效果。关键词：尿素，包膜材料，包膜工艺，扫描电镜doi：10．39698．issn．1002—6819．2010．04．065中图分类号：S143．1+5文献标识码：A文章编号：1002—6819(2010)-04—0380—05刘兴斌，武志杰，陈利军，等．

3、膜材及喷膜工艺对尿素包膜效果的影响[J]．农业工程学报，2010，28(4)：380--384．LiuXingbin，WuZhijie，ChenLOun，eta1．Effectsofcoatingmaterialsandcoatingtechnologiesoncoatedureafertilizers[J]．TransactionsoftheCSAE，2010，26(4)：380--384．(inChinese州thEnglishabstract)0引言近年来由于化学肥料过量施用造成的资源浪费和大气、

4、水体污染问题日益严重【l。2I。由于施肥对粮食增产的贡献率达到30％～40％pJ，农业生产中的化肥持续施用不可避免。在不可能降低施肥量的前提下，以提高肥料利用率为目的的新型肥料研究成为满足农业可持续发展和减少环境污染的新的热点。其中以降低肥料在土壤中释放速率为目的的包膜肥料更成为热点之一"j。从20世纪60年代美国就开始了硫包膜尿素的研究工作，随后又有许多科研工作者进行天然尤机和有机物以及高聚物包膜肥料研究。实践证明：高聚物包膜肥料具有较好的控制养分释放作用。目前包膜肥所采用的高聚物多为难降解物质，在土

5、壤中长期大量施用恐对土壤环境产生不良影响，研究可降解高聚物包膜肥是当务之急。高聚物包膜肥的生产主要采用流化床工艺，流化床有3种类型：顶喷、底喷、切线喷，顶喷一般不用于肥料包膜。采用不同包膜工艺对肥料颗粒进行包膜，得到的包膜肥膜层质量和控制养分释放的特性可能有所差异。目前包膜肥领域的研究多集中在肥料包膜前后养分收稿日期：2009-08-09修订日期：2009-10—15基金项目：国家科技支撑计划资助项目(2006BADl0801：2006BADl017,06)；中国科学院项目“东北绿色农业清洁规范生产关键

6、技术研究与示范”(C04ADYNB0501)；农业部国家公益性行业科研专项计划项目“绿色农业科学研究与示范”(200"／-3)作者简介：刘兴斌(1977一)，男，河南人，博士生，从事土壤植物营养与新型肥料研究。沈阳中国科学院沈阳应用生态研究所，110016。Emil：liuxingbin@hotmail．COln※通信作者：武志杰(1962一)，男。山西人，研究员，主要从事新型肥料研制与应用、农产品安全生产的研究。沈阳中国科学院沈阳应用生态研究所，110016。Email：wu巧@m．∽．∞释放速率的变

7、化上，对肥料包膜后膜层微观结构的研究较少【l01，而结合不同包膜工艺、研究不同膜材包被后膜层微观结构的更少。膜层微观结构的研究有助于从机理解释宏观的养分释放问题。本研究从不同包膜工艺入手，分别以2种生物降解高聚物和1种难降解的高聚物为主要材料结合其他助剂研制的3种包膜液配方对大颗粒尿素进行喷涂包被，研究3种不同包膜材料包被尿素的表观结构，并结合包膜尿素水中实际释放速率，供以后的生产和研究参考。1材料与方法1．1供试材料和设备包膜选用的大颗粒尿素粒径大小为2"-'4nlnl，由山西兰花科技创业股份有限公司

8、化肥分公司生产。包膜设备：流化床试验机(常州市佳发制粒干燥设备厂生产)；蠕动进样器(保定兰格恒流泵有限公司)。包膜材料A：为一种可生物降解的高聚物，其最终降解产物为二氧化碳和水，其降解过程不产生对生物有害的中间产物。目前对该材料的研究多集中在材料科学及医药领域，用于包膜肥的研究较少。包膜材料B：为一种新兴可完全生物降解材料，在堆肥中的降解速率高于暴露于空气中的降解速率，而在水中的降解速率较慢。包膜材料C：为一种应用广泛的工程塑料，力学与成膜