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不同土壤条件下复合矿物包膜肥料氮素释放特性及效应

作　者: 毋永龙
导　师: 王益权；杜建军
学　校: 西北农林科技大学
专　业: 土壤学
关键词: 复合改性矿物包膜尿素氮素释放氨挥发氮淋溶水稻
分类号: S145.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

我国农田氮肥当季利用率多为30%~35%。化肥损失不仅造成大量的经济和能源损失,更严重的是引起了一系列诸如温室效应、水体富营养化等环境问题。因此,提高肥料的利用率、减少肥料对环境污染,发展持续高效农业成为各国共同关注的问题。研制与生产控/缓释肥料是解决这一问题的重要途径。国外控释材料的研究主要集中在聚合物,并向环境友好的方向发展。国内正在研究开发的重点是筛选生产工艺简单和低成本的矿物包膜材料。本试验选用几种不同的复合改性矿物包膜材料,以常用生产设备—圆盘造粒机制造矿物包膜尿素,然后通过7d水中溶出率法筛选出四种包膜效果较好的矿物包膜尿素B6,B12,C5,C8。企图探讨这几种肥料分别在水田,旱地条件下的养分释放特性,和包膜肥料的环境及生物效应。主要研究结果如下:1.针对水田环境条件,研究了矿物包膜肥料在水中的养分释放特征,在不同浸提条件的实验表明:温度对控/缓释肥养分释放速率有显著的影响。对复合改性矿物包膜尿素来说,在15℃,25℃,35℃条件下,升高温度,水中溶出率均显著加快;浸提液中盐浓度也是影响养分释放的重要因素,在5%,10%,20%三种浓度时,随着浸提液中尿素、氯化钾浓度的增大,复合改性矿物包膜尿素氮素释放速率明显降低;在不同温度、离子类型和离子浓度的条件下,浸提液的pH都有不同的变化,随着浸提时间延长,浸提液pH持续升高。复合改性矿物包膜尿素在pH5和pH7缓冲溶液中,氮素溶出差别不明显,表明pH对复合改性矿物包膜材料没有显著影响。2.室内模拟旱作农业土壤条件,研究表明:在含水量相当于田间持水量35%,70%,100%时,复合改性矿物包膜尿素氮素释放没有显著性差别;当土壤培养温度从25℃上升到35℃时,矿物包膜尿素的养分溶出率显著升高;粘性土加10%砂子对矿物包膜尿素的氮素溶出率没有明显影响;而在灭菌条件下,土壤中的包膜尿素氮素溶出明显降低。在土壤含水量,土壤温度,土壤质地和土壤生物等环境因子中,土壤温度和土壤生物对矿物包膜尿素释放氮的矿化速率影响显著。土壤含水量和质地对包膜尿素释放速率影不显著。3.氨挥发采用静态吸收法,试验结果表明:四种矿物包膜尿素比普通尿素的氨挥发损失量显著降低,可减少因不合理施肥造成的生态环境污染。氨挥发总量占施氮量分别为:Urea 3.29%,B6 2.44%,B12 3.29%,C5 2.74%,C8 2.25%。控释肥料较普通尿素减少氨挥发分别为:B6 32.15%,B12 0.11%,C5 16.59%,C8 37.78%。土柱淋溶法实验结果表明:矿物包膜尿素比普通尿素处理可以减少氮的淋溶损失为:68.87%,46.17%,52.51%,62.01%。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-12
第一章文献综述  12-30
  1.1 化学肥料对农业生产的贡献  12-14
    1.1.1 化学肥料的增产作用  12
    1.1.2 化学肥料对提高农产品质量的作用  12-13
    1.1.3 化学肥料促进农业生产中物质和能量的循环  13-14
  1.2 不合理施用化学肥料产生的环境影响  14-17
    1.2.1 养分利用率不高  14-15
    1.2.2 导致生态环境的恶化  15-17
    1.2.3 使农作物品质降低  17
  1.3 解决化学肥料的不良后果的措施及控释肥料研究概况  17-21
  1.4 控释肥料的研究现状  21-28
    1.4.1 控释和缓释材料的研究  21-22
    1.4.2 缓释肥料养分释放机理  22
    1.4.3 国内外研究现状  22-23
    1.4.4 评价缓(控)释肥料的方法  23-25
    1.4.5 影响控释肥养分环境因素  25-28
  1.5 控释肥料的发展方向和本研究目的  28-30
第二章复合改性矿物包膜尿素的制造工艺与肥料筛选  30-35
  2.1 材料与方法  32
    2.1.1 复合矿物包膜尿素的制造工艺  32
    2.1.2 复合矿物包膜尿素水中溶出率的测定  32
  2.2 结果与分析  32-34
    2.2.1 复合矿物包膜尿素的制造工艺  32-33
    2.2.2 复合矿物包膜尿素的筛选  33-34
  2.3 小结  34-35
第三章复合改性矿物包膜尿素在水中氮素释放特性  35-44
  3.1 材料与方法  36
    3.1.1 供试肥料  36
    3.1.2 试验方法  36
  3.2 结果与分析  36-43
    3.2.1 温度对复合矿物包膜尿素水中溶出率的影响  36-38
    3.2.2 介质盐浓度对复合改性矿物包膜尿素水中溶出率的影响  38-40
    3.2.3 浸提液pH 对复合改性矿物包膜尿素养分溶出的影响  40-43
  3.3 小结  43-44
第四章复合改性矿物包膜尿素在土壤中的氮素释放特性  44-52
  4.1 材料与方法  44-45
    4.1.1 供试肥料  44-45
    4.1.2 供试土壤  45
    4.1.3 试验方法  45
  4.2 结果与分析  45-49
    4.2.1 土壤含水量对复合改性矿物包膜尿素养分溶出的影响  45-46
    4.2.2 温度对复合改性矿物包膜尿素养分溶出的影响  46-47
    4.2.3 土壤质地对复合改性矿物包膜尿素养分溶出的影响  47-48
    4.2.4 微生物对复合改性矿物包膜尿素养分溶出的影响  48-49
  4.3 复合改性矿物包膜尿素养分溶出动力学方程  49-50
  4.4 小结  50-52
第五章复合矿物包膜尿素的环境效应研究  52-61
  5.1 材料与方法  53-54
    5.1.1 控释氮肥在土壤中氨挥发模拟试验  53
    5.1.2 控/缓释肥料在土壤中淋溶特性的测试  53-54
  5.2 结果与分析  54-60
    5.2.1 控/缓释肥料与普通尿素的氨挥发比较  54-56
    5.2.2 土壤脲酶活性变化与氨挥发的关系  56-57
    5.2.3 尿素态氮水解后土壤pH 的变化及其与氨挥发的关系  57
    5.2.4 控/缓释肥料与普通尿素的氮淋溶比较  57-58
    5.2.5 淋溶液中pH 的变化  58-59
    5.2.6 淋溶液中EC 的变化  59-60
  5.3 小结  60-61
第六章复合改性矿物包膜尿素在水稻上的肥效研究  61-67
  6.1 材料与方法  61-62
    6.1.1 供试肥料  61
    6.1.2 试验方法  61-62
    6.1.3 调查测定项目与方法  62
    6.1.4 分析和统计方法  62
  6.2 结果与分析  62-66
    6.2.1 复合改性矿物包膜尿素对水稻产量的影响及N 素利用率  62-63
    6.2.2 复合改性矿物包膜尿素对水稻产量构成的影响  63
    6.2.3 复合改性矿物包膜尿素对水稻分蘖的影响  63-65
    6.2.4 复合改性矿物包膜尿素对土壤N 素的影响  65-66
  6.3 小结  66-67
参考文献  67-73
致谢  73-74
作者简介  74

不同土壤条件下复合矿物包膜肥料氮素释放特性及效应

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