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偶联剂在树脂包膜尿素中的应用

塑料 2014年第2期43卷 60-62页

作者：李丽霞曹兵李鸿雁倪小会徐秋明刘宝存北京市农林科学院植物营养与资源研究所北京100097 北京市缓控释肥料工程技术研究中心北京100097

通过添加带双键硅烷偶联剂对淀粉改性、利用流化床喷动塔制备树脂包膜尿素。采用旋转黏度计法和水浸泡法分别研究包膜液黏度、加与不加偶联剂的包膜尿素氮素释放特征,进而探讨了偶联剂和淀粉用量对包膜尿素特征的影响。结果表明:在偶联... 详细信息

通过添加带双键硅烷偶联剂对淀粉改性、利用流化床喷动塔制备树脂包膜尿素。采用旋转黏度计法和水浸泡法分别研究包膜液黏度、加与不加偶联剂的包膜尿素氮素释放特征,进而探讨了偶联剂和淀粉用量对包膜尿素特征的影响。结果表明:在偶联剂作用下,包膜液的黏度稍许增大,氮素释放速率降低。从成本、环保和性能综合考虑,偶联剂最佳用量为淀粉质量的1%。

关键词：延迟释放包膜尿素偶联剂释放特征黏度

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pH响应材料及其在智能肥料中的应用

化工进展 2024年第8期43卷 4477-4489页

作者：王洋张苗苗吕阳侯翠红危常州马文奇张福锁申建波养分资源高效利用全国重点实验室绿色智能肥料创新农业农村部重点实验室植物-土壤相互作用教育部重点实验室中国农业大学资源与环境学院国家农业绿色发展研究院北京100193 国家钙镁磷复合肥技术研究推广中心教育部先进功能材料制造工程研究中心郑州大学化工学院河南郑州450001 石河子大学农学院新疆石河子832003 河北农业大学资源与环境科学学院河北保定071001

肥料行业的发展正从传统化肥向新型肥料转变。肥料使用在保障粮食安全方面发挥了重大作用,但传统肥料利用率低、养分损失大、环境风险加剧,大多数肥料产品不能按照作物的营养需求规律实现养分精准供应。而智能肥料的研发与创新为解决该... 详细信息

肥料行业的发展正从传统化肥向新型肥料转变。肥料使用在保障粮食安全方面发挥了重大作用,但传统肥料利用率低、养分损失大、环境风险加剧,大多数肥料产品不能按照作物的营养需求规律实现养分精准供应。而智能肥料的研发与创新为解决该问题提供了有效途径,在时空上更精准匹配作物对养分的需求。本文系统综述了pH响应材料的类型、来源及响应机理,探讨pH响应材料的化学结构对pH响应行为的影响,提出pH响应材料促进根肥互馈的观点,剖析pH响应材料在智能肥料中的应用前景,进一步明确pH响应材料在绿色智能肥料创制领域的应用潜力、未来的研究方向及面临的挑战。文章以根肥互馈理念为核心,综合考虑pH响应材料与作物根际酸化效应,设计并利用pH响应材料把根分泌物与智能肥料有机连接,提出开发pH响应肥料的创新思路,指出根肥互馈是协同肥料养分释放和作物养分吸收的关键,提出基于根肥互馈原理匹配作物养分需求规律且具有环境友好性的绿色智能肥料将成为新型肥料的发展趋势。

关键词： pH响应材料聚合物化学过程凝胶 pH响应肥料根肥互馈

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不同缓控释肥对鲜食玉米产量、品质及氨挥发的影响

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应用生态学报 2020年第7期31卷 2422-2430页

作者：安文博孙焱鑫李占台王激清邹国元杨俊刚北京市农林科学院植物营养与资源研究所新型肥料研究与应用创新团队北京100097 河北北方学院农林科技学院河北张家口075000 北京市缓控释肥料工程技术研究中心北京100097

采用田间试验,设置不施氮对照(CK)、常规施肥(U)、增效尿素(DU)、包膜尿素(CU)、缓控释掺混尿素(CDU)共5个处理,研究了常规施肥(240 kg N·hm^-2)和不同缓控释肥料一次性减量施用(180 kg N·hm^-2)对鲜食玉米产量、品质与土壤无机氮变... 详细信息

采用田间试验,设置不施氮对照(CK)、常规施肥(U)、增效尿素(DU)、包膜尿素(CU)、缓控释掺混尿素(CDU)共5个处理,研究了常规施肥(240 kg N·hm^-2)和不同缓控释肥料一次性减量施用(180 kg N·hm^-2)对鲜食玉米产量、品质与土壤无机氮变化和氨挥发的影响。结果表明:U处理氨挥发总量最高,追肥是产生氨挥发损失的重要因素;与U处理相比,DU、CU、CDU处理氨挥发减排78%~81%。收获后U处理80~100 cm土层硝态氮浓度最高,为51.6 mg·kg^-1,氮淋溶风险较高,而DU、CU、CDU处理同土层硝态氮含量均较低,降低了淋溶风险。与U处理相比,减氮25%的3个缓控释肥处理没有减产,并增加了籽粒维生素C、可溶性糖和蛋白质含量;缓控释肥处理之间,DU处理的氮肥农学效率和经济效益最高。综上,减量施用新型缓控释肥可以实现鲜食玉米稳产提质,显著降低氨挥发损失和硝态氮淋失风险。与成本较高的树脂包膜控释肥相比,双效抑制剂增效肥(DU)成本低、制作便捷,是鲜食玉米专用肥的较好选择。

关键词：鲜食玉米包膜尿素增效尿素氨挥发减量施肥

基施控释氮肥提高华北露地大白菜产量并减少土壤NH_(3)和N_(2)O排放

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植物营养与肥料学报 2022年第6期28卷 1122-1133页

作者：乔丹张树清陈延华吕春玲刘建斌肖强王学霞中国农业科学院农业资源与农业区划研究所北京100081 北京市农林科学院植物营养与资源环境研究所北京100097 北京市缓控释肥料工程技术研究中心北京1000971 农业农村部环境保护科研监测所天津300191

【目的】控制土壤氮素气态损失是提升菜地氮肥利用和环境效益的一个重要措施。在滴灌条件下,研究控释氮肥一次性基施和减少氮肥投入对华北地区大白菜土壤NH_(3)和N_(2)O排放及其经济效益的影响,为华北地区大白菜生产提供最优氮肥管理方... 详细信息

【目的】控制土壤氮素气态损失是提升菜地氮肥利用和环境效益的一个重要措施。在滴灌条件下,研究控释氮肥一次性基施和减少氮肥投入对华北地区大白菜土壤NH_(3)和N_(2)O排放及其经济效益的影响,为华北地区大白菜生产提供最优氮肥管理方案。【方法】在河北赵县设置田间小区试验,4个处理分别为:不施氮(CK);常规施氮(施用尿素,总施氮量为N 400 kg/hm^(2),基施氮∶追肥氮=4∶6,U);优化施氮(在常规施氮的基础上减氮10%,总施氮量为N 360 kg/hm^(2),基施氮∶追肥氮=4∶6,90U);控释氮肥一次性基施(减氮10%,总施氮量为N 360 kg/hm^(2),90CRU)。采用通气法和密闭式静态箱–气相色谱法,分析了不同处理下土壤NH_(3)和N_(2)O排放动态变化及大白菜产量和氮素吸收的差异。【结果】U、90U处理基肥期土壤NH_(3)排放峰出现在基施后3~6天,追肥后峰值出现在施肥后3~5天,而90CRU处理峰值延迟到基施后9~11天出现,且其峰值显著降低。与U处理相比,整个生育期90U处理土壤NH_(3)排放通量和总量分别降低了11.0%和10.4%,而90CRU处理其排放通量和总量分别显著降低了46.9%和27.6%(P控释氮肥一次性基施在减少氮肥和劳动力投入、提高大白菜产量、经济效益与降低土壤NH_(3)和N_(2)O排放通量方面起到积极作用,为华北地区秋季大白菜种植提供了有效的氮肥管理方式。

关键词：控释氮肥 NH_(3)排放 N_(2)O排放大白菜产量功能基因

包膜尿素和普通尿素混施对夏玉米产量、氮肥利用率和土壤硝态氮残留的影响

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农业资源与环境学报 2020年第5期37卷 695-701页

作者：曹兵倪小会陈延华邹国元王甲辰杨友庆陈立娟刘杰王学霞北京市农林科学院植物营养与资源研究所北京100097 北京市缓控释肥料工程技术研究中心北京100097 山东省禹城市农业农村局山东禹城251200

为探索一次性施肥(包膜尿素和普通尿素混施)对夏玉米产量、氮肥利用率、施肥经济效益和土壤硝态氮残留的影响,以夏玉米品种‘富友9’为材料进行了大田试验,试验设不施氮、常规施氮、减氮10%(30%包膜尿素)、减氮10%(50%包膜尿素)、减氮20... 详细信息

为探索一次性施肥(包膜尿素和普通尿素混施)对夏玉米产量、氮肥利用率、施肥经济效益和土壤硝态氮残留的影响,以夏玉米品种‘富友9’为材料进行了大田试验,试验设不施氮、常规施氮、减氮10%(30%包膜尿素)、减氮10%(50%包膜尿素)、减氮20%(30%包膜尿素)和减氮20%(50%包膜尿素)共6个处理,分析调查了夏玉米产量、氮素吸收和土壤无机氮动态变化。结果表明,包膜尿素在田间的释放曲线为抛物线形,释放期为81 d(氮素累积释放80%)。与常规分次施氮相比,采用包膜尿素和普通尿素混施处理的夏玉米产量增加2.85%~20.87%,氮肥利用率提高19.1~25.3个百分点。包膜尿素和普通尿素混施的情况下,夏玉米每公顷净收益(扣除肥料投入)比常规施氮增加1000~4484元。夏玉米收获后,在100~200 cm土体内残留硝态氮较常规施氮降低35.1%~56.6%,减少了硝态氮淋失风险。研究表明,减氮10%~20%的一次性基施混施肥在夏玉米上实现了增产增收,减少了硝态氮在深层土壤的残留量,降低了环境污染风险,综合夏玉米产量、氮肥利用率、施肥经济效益和土壤硝酸氮残留等因素来看,减氮10%(30%包膜尿素)施氮配方的效果最好。研究结果可为为夏玉米轻简化生产和氮肥减施增效提供技术支撑。

关键词：夏玉米包膜尿素产量氮肥利用率土壤硝态氮

滴灌条件下控释专用肥对设施番茄氮、钾吸收及其残留的影响

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植物营养与肥料学报 2014年第5期20卷 1294-1302页

作者：杨俊刚倪小会曹兵肖强邹国元刘宝存北京市农林科学院植物营养与资源研究所农业部都市农业(北方)重点实验室北京市缓控释肥料工程技术研究中心北京100097

【目的】设施蔬菜生产中水肥的过量投入不仅引发环境污染问题,而且增加生产成本。因此迫切需要通过调整肥料养分释放速率,在满足作物营养充分供应的同时,降低肥料和劳动投入,提高产出。为此,本文研究了习惯施肥与3种番茄控释专用配方肥... 详细信息

【目的】设施蔬菜生产中水肥的过量投入不仅引发环境污染问题,而且增加生产成本。因此迫切需要通过调整肥料养分释放速率,在满足作物营养充分供应的同时,降低肥料和劳动投入,提高产出。为此,本文研究了习惯施肥与3种番茄控释专用配方肥对京郊番茄产量、品质、氮钾吸收以及土壤中硝态氮和钾残留的影响,以期为番茄的合理施肥提供依据。【方法】采用蔬菜大棚内小区试验的方法,试验设对照(不施氮肥,CK)、有机肥(只施有机肥,MN)、习惯施肥(施N 300 kg/hm2,TN)、控释专用肥Ⅰ(CN1)、控释肥专用肥Ⅱ(CN2)和控释肥专用肥Ⅲ(CN3)共6个处理。3个专用肥的氮由80%的控释氮与20%速效氮构成,作为基肥一次性施入,用量与习惯施肥相同,除CK外其他处理的有机肥用量均为8 t/hm2。控释肥为自制的聚合物包膜尿素(含N 42%)和包膜硫酸钾(含K2O 47%)。包膜尿素3种,2个为延迟释放型,1个为直线释放型;2种包膜钾肥均为直线释放型。按不同比例组成3种专用肥。试验采用自压式滴灌系统,每畦安装一条滴灌管,共灌水6次,各小区等量灌溉,分别在移栽及移栽后第44、65、73、79和89 d灌水,每次分别为45、37、35、28、30和27 mm,每小区总量均为202 mm。小区面积为24 m2,每个处理3次重复,随机排列。高畦栽培,畦宽1.4 m,双行定植,行距40 cm,株距40 cm。【结果】各处理番茄鲜果产量为79.2~87.1 t/hm2,其间无显著差异。CN3处理果实的硝酸盐含量增加,但Vc含量却下降,果实品质有所降低。3个控释肥处理的S型控释肥表现为前控后促的供氮趋势,在果实膨大期无机氮供应达到N102~247 kg/hm2,与习惯施肥处理多次追肥形成的供氮规律相似。控释钾肥仅释放23.2%~36.0%,环境温度对于控释钾肥的释放促进作用很小。收获后土壤硝态氮的残留主要集中在表层(0—20 cm)和次表层(20—40 cm),占0—100 cm土层的87.1%;0—60 cm土层内,CN3处理的NO-3-N残留量与习惯施肥相当,而CN1和CN2处理的NO-3-N残留比习惯施肥减少37.3%~55.0%,有效降低了硝态氮向下淋洗。施肥增加了各处理表层土壤中的钾含量,表层以下各处理的钾含量差别不大。【结论】3个专用肥处理中控释肥一次性施用不仅节约了施肥时间和劳动成本,而且在果实膨大期提供了充足的氮素供应,实现了与作物氮素吸收的同步。控释专用肥配方1和配方2可以提供合理的氮素供应,在降低劳动投入和节水的情况下,番茄产量和果实品质不降低,并减少了硝态氮的淋洗损失。

关键词：控释肥料氮钾吸收土壤硝态氮

夏玉米植株干物质、氮磷钾养分积累速度和时间的动态分析

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植物营养与肥料学报 2014年第3期20卷 606-612页

作者：肖强闫连波朱欣宇张怀文曹兵倪小会李丽霞杨俊刚黄德明衣文平北京市农林科学院植物营养与资源研究所北京100097 北京市缓控释肥料工程技术研究中心北京100097 北京市顺义区农业科学研究所北京101300

用Logistic方程及导出的速度方程,探讨夏玉米植株干物质和氮、磷、钾养分积累速度与时间的数量关系,以期为动态过程分析提供一些新的资料。田间肥料试验结果表明,夏玉米植株干物质与养分积累速度的动态变化呈现不对称"钟形"曲线,根据曲... 详细信息

用Logistic方程及导出的速度方程,探讨夏玉米植株干物质和氮、磷、钾养分积累速度与时间的数量关系,以期为动态过程分析提供一些新的资料。田间肥料试验结果表明,夏玉米植株干物质与养分积累速度的动态变化呈现不对称"钟形"曲线,根据曲线走向可将其划分为低速期(I)、快速期(II)和降速期(III)。三期时长各占夏玉米全生育期的1/3,但不同处理各期时长不同步。夏玉米出苗后30天左右内(I期)植株干物质和养分积累速度很低,与其后的II、III期相比,速度相差一个数量级;其后的II期速度最高,III期积累速度逐步下降,平均速度低于II期。植株干物质与养分的分期积累量取决于分期时长与速度两个参数。

关键词：夏玉米干物质积累养分积累量 Logistic方程速度方程

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土壤磷素地表径流提取系数研究进展

植物营养与肥料学报 2024年第8期30卷 1595-1605页

作者：张亚丽党文辉尹甜梦张银杰张登晓穆博刘世亮张兴昌河南农业大学资源与环境学院河南郑州450002 西北农林科技大学水土保持科学与工程学院陕西杨凌712100 中国科学院水利部水土保持研究所陕西杨凌712100

土壤磷素地表径流提取系数(phosphorus extraction coefficient,ECp)是模拟表层土壤可溶性磷随地表径流迁移,估算农业磷非点源污染负荷模型中的一个重要参数。当前ECp的相关研究存在内涵模糊,确定方法各异,变异范围和影响机制也不够清... 详细信息

土壤磷素地表径流提取系数(phosphorus extraction coefficient,ECp)是模拟表层土壤可溶性磷随地表径流迁移,估算农业磷非点源污染负荷模型中的一个重要参数。当前ECp的相关研究存在内涵模糊,确定方法各异,变异范围和影响机制也不够清晰等问题。本文梳理了国内外相关研究中ECp的提取方法、影响因素,为提高农业磷非点源污染评估的精度提供理论依据。ECp定义为地表径流溶解态磷(dissolved phosphorus,DP)浓度与表层土壤可溶性磷含量的比率。该系数通常基于降雨试验,通过建立地表径流DP和表层土壤磷含量的线性回归方程,用回归线的斜率表示ECp,因此其概念本质主要体现在统计学意义上。ECp受降雨、土壤、植被覆盖和农田管理措施等多种因素影响,变异范围较大。ECp通常与土壤黏粒含量、吸附性、植被覆盖度等因素呈反比,而与土壤初始含水量呈正比。非石灰性土壤ECp值一般大于石灰性土壤。为简化计算,ECp在NPS污染模型中通常被设为一个定值。例如,在化学物质、径流和土壤侵蚀(chemicals,runoff,and erosion from agriculture management,CREAMS)及农业非点源(agricultural nonpoint source,AGNPS)模型中,ECp值设为7.5,而在土壤侵蚀和作物生产力评价(erosion/productivity impact calculator,EPIC)和水土评估工具(soil and water assessment tools,SWAT)模型中,ECp值则设为5.7。因此,未来研究仍需重视ECp的物理内涵,精准测算多次降雨平均和动态ECp,阐明土壤磷素地表径流提取的动力机制;加强地表径流和表层土壤中可溶性磷素含量间的非线性关系的研究,提高ECp值确定方法的适用性;深入分析不同区域ECp的变异特征和影响因素,针对施肥频繁且易发生复杂强烈水力侵蚀的坡耕地,尤其需要提出ECp的校正值;用核定后或者监测获得的ECp统计值代替现有NPS污染模型中的常数,以提高土壤磷素流失负荷模拟精度。

关键词：土壤磷素地表径流提取系数农业非点源污染

缓控释肥一次性施用后土壤氮素供应与损失特征研究

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玉米科学 2023年第1期31卷 135-142页

作者：杨俊刚安文博连炳瑞邹国元王激清孙焱鑫北京市农林科学院植物营养与资源研究所北京100097 北京市缓控释肥料工程技术研究中心北京100097 河北北方学院农林科技学院河北张家口075000

采用小区试验,设置常规施肥(U,240 kg/hm^(2))、包膜控释肥料(CU,180 kg/hm^(2))、双效抑制剂增效肥料(DU,180 kg/hm^(2))、添加生物炭保护层的抑制剂增效肥料(BU,180 kg/hm^(2))一次性施肥、无氮对照(CK)5个处理,研究对夏玉米生长、产... 详细信息

采用小区试验,设置常规施肥(U,240 kg/hm^(2))、包膜控释肥料(CU,180 kg/hm^(2))、双效抑制剂增效肥料(DU,180 kg/hm^(2))、添加生物炭保护层的抑制剂增效肥料(BU,180 kg/hm^(2))一次性施肥、无氮对照(CK)5个处理,研究对夏玉米生长、产量、氨挥发和土壤无机氮残留的影响。结果表明,一次性施肥显著增加了苗期无机氮的供应,在大喇叭口期维持一定的供氮强度,其中BU处理供氮较高。与常规施肥处理相比,一次性减量施肥对营养生长的影响不明显,产量未出现下降,氮肥农学效率显著增加,氨挥发降低54%~63%,硝态氮残留减少6%~20%。3种缓控释肥减量一次性施用均可维持较高的产量并降低环境影响。与聚合物包膜控释肥相比,双效抑制剂增效肥制作简单、成本低,氮素释放快、供应充足,添加生物炭保护层可以进一步促进增产增效。

关键词：夏玉米包膜尿素增效尿素氨挥发氮素残留