法研究包膜控释尿素的氮素释放规律

农业生产只有符合 ’ 高产 ( 高效 ( 优质 ( 低耗 ) 的特 点 $ 才能满足现代农业可持续发展的要求 * 作为农业 生产中最重要的生产资料 $ 化肥生产和使用中遇到的 最关键问题是如何提高肥料利用率* 控释肥料 %2345637789 6878:;8 <865=7=>86 $ 简 称 0?, # 指 那 些 养 分 释 放速率与作物需肥规律相一致的肥料 * 控释肥料是以 速效化肥为基体 $ 依据平衡施肥理论 $ 用物理 + 化学 ( 物理化学及生物化学的手段调节与控制养分释放
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关 键 词 !尿 素 #控 释 #包 膜 #溶 解 #称 量 #氮 素 中图分类号 !E&’(D& 文献标识码 !F 文章编号 !&%%&"*%%% %)%%B &%&"%%!&"%’
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! 实验
!"! 实验样品与试剂
所用样品由中国民航大学纳米材料研究室提供 $ 控释尿素所用原料为颗粒尿素 % 氮素 #$%! " 平均粒度
/’各样品泡浸时间分别为 , 8!" 8!6 8!/ 8!4 8!% 8! ," 8 !, : !3 : !6 : !/ : !4 : !% : !! : $ !"$ 数据处理 , ’ 计算出烧杯中溶出物的质量 ! "! " !9; !! ( " ’ 计算尿素的累积释放量 !.$ 将每一时间段内释
放的尿素质量依次累加即可得到尿素的累积释放量
$ && " 产 地 & 宁 夏 ’! 天 然 硅 酸 盐 矿 物 粉 末 ! 天 然 油 脂
原 料 % 桐 油 ! 葵 花 油 ! 亚 麻 仁 油 等 ’! 液 体 控 释 添 加 剂 % 增 塑 剂 ’ ! 疏 水 剂 ( ! 催 化 剂 )* ! 活 性 剂 *+ ’! 固 体 控释添加剂 %) ’$ 各系列样品编号及包膜材料组成如 表 , 所示$ 所用仪器材料为& 电子分析天平 %-’"../0 " 上 海 精 密 科 学 仪 器 有 限 公 司 ’( 电 热 恒 温 干 燥 箱 %12 ) 3." " 天 津 中 环 实 验 电 炉 有 限 公 司 ’( 烧 杯 %4. &5 ’( 量筒 %4. &5 ’$
杯中加入 /. &5 蒸馏水 " 下降钢管同时使样品包浸入 蒸馏水中 " 记录时间 $ 34# 浸泡 , 8 " 依次将样品包放进 另外 /. &5 事先准备好的蒸 馏 水 中 " 将 原 来 的 烧 杯 移 出 "然 后 在 电 热 鼓 风 干 燥 箱 下 烘 干 至 恒 重 "待 充 分 冷 却后 " 准确称取并记录其质量 !9 $
! ! ! ! 利 用 绘 图 工 具 *?@7@A!=. " 以 时 间 为 横 轴 " 养 分 释
放累积百来自百度文库率为纵轴绘制养分溶出百分率与时间关 系曲线图 $
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# 实验结果与讨论
#"! 桐油和滑石粉用量 从 )BC,, 至 )BC,4" 桐 油 > 尿 素 比 例 ! 滑 石 粉 > 尿 素 比例同时依次递增 ,! " 其他成分相同 $ 从瞬时释放百
<=>"*>?" ! G5 =; H86I =JK365:45 53 ;5L9I :49 :KK7I 2345637789 6878:;8 <865=7=>86; =4 586J; 3< M=NM"I=879=4N :49 8<<=2=845 :49 84H=634J845 K635825=H8 J39864 :N6=2L75L68D /M8 2345637789 6878:;8 L68: 23:589 O=5M 5L4N 3=7 =; J:4L<:2’ 5L689 <36 5M8 <=6;5 5=J8D /M8 K:K86 :;2865:=4; :49 :4:7I>8; 5M8 6878:;8 6L78; 3< 2345637789 6878:;8 L68: 23:5’ 89 O=5M J8JP6:48; PI J8:4; 3< 9=;;37L5=34 :49 O8=NM5 J8:;L68J845Q O=5M 5M8 8JKM:;=; 34 5M8 =4<7L8428 3< 5M8 23:5=4N J8JP6:48 23JK3;=5=34 34 5M8 6878:;8 K63K865=8; 3< 5M8 2345637789 6878:;8 L68:D /M8 68;L75 ;M3O; 5M:5 5M8 K63K865=8; 3< 2345637789 6878:;8 L68: K68K:689 :P3H8 :68 8R2877845 :49 68:2M 5M8 ;5:49:69 3< 5M8 4:5=34:7 2345637789 6878:;8 <865=7=>86 3< -:K:4D S=5M 5M8 =4268:;8 3< 5M8 2345845 3< 5M8 5L4N 3=7 :49 5:72LJ K3O986Q 5M8 =42=K=845 9=;;37L5=34 6:58 =; 689L289 :49 5M8 9=<<86845=:7 9=;;37L5=34 6:58 98268:;89D /M8 68H86;8 8<<825; :KK8:6 O=5M =4268:;=4N 5M8 K63K365=34 3< MI963KM3P8Q 36 :25=H8 36 K7:;5=2 68:N845;D /M8 8<<825; 3< 2:5’ :7I>86 34 5M8 6878:;8 6L78; :68 J368 23JK7=2:589D @,% 5&*30 ! T68: ! 2345637789 6878:;8 ! 23:5=4N ! 9=;;37L5=34 ! O8=NM5=4N !4=563N84
第 )* 卷 第 & 期
中 国 民 航 大 学 学 报
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以溶解称量法研究包膜控释尿素的氮素释放规律
李 酽 &! 张 楠 &! 李芳环 )! 蔡菊芳
万方数据
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中 国 民 航 大 学 学 报
!""! 年 " 月
放量!累积释放量!瞬时溶出百分率!累积溶出百分 率 ! 初期溶出率 ! 微分溶出率 " 对样品控释效果进行了 合理地评价 # 全面分析了控释尿素包膜材料组成对控 释性能的影响 " 得出了几个在控释肥研制方面有重要 参考价值的结论 $
$
并减少肥料对环境的污染 @’A, 美国 ( 日本 ( 英国 ( 德国等 发达国家在控释肥方面研究较早 , 日本在控释肥料研
收稿日期 !!""!#"##$$!修回日期 !!""!#$%#&% 基金项目 !天津市科技攻关培养项目 "%’($)))$$#!天津市自然基金 "%’(!%)#$$$%*+,-./0&)#%%# 作者简介 ! 李 酽 %$%!1# &$ 男 $ 甘肃天水人 $ 副教授 $ 博士 $ 研究方向为纳米材料 &
@&#(A
制和应用方面居世界前列 $ 日本化工部门最新近研制 了一系列具有不同释放速率的包膜肥料 , 将不同释放 速率包膜缓释肥料科学组合 $ 一次性施肥能满足水稻 整个生育期对肥料的需要$ 氮肥利用率最高可达
B#! $ 施肥量减少 ’%!C*%! $ 费用降低 ’%!@*A, )%%(
年 $ 中国农业科学院土壤肥料研究所和原子能所以及 湖南农业大学等单位的科技人员 $ 采用化学 ( 物理的微 乳化和高剪切技术 $ 研制生产了具有缓释性能的纳米 级胶结包膜剂 , 本文采用溶解称量法测定了介孔膜控 释尿素样品的养分释放规律 $ 计算了各样品的瞬时释
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!&D 中 国 民 航 大 学 理 学 院 " 天 津 (""("" #)D 西 北 农 林 科 技 大 学 " 陕 西 杨 陵 B&)&"" $
摘
要 !研 究 和 应 用 控 释 肥 料 在 实 现 高 产 %高 效 %环 保 的 现 代 农 业 方 面 意 义 重 大 & 制 备 了 桐 油 包 膜 控 释 尿 素 " 以 溶 解 称 量 法 测 定 和 分 析 了 包 膜 控 释 尿 素 的 氮 素 释 放 规 律 "着 重 讨 论 了 控 释 包 膜 材 料 组 成 对 控 释 尿 素 氮 素 释 放 规 律 和 控 释 性 能 的 影 响 & 结 果 表 明 "所 制 备 的 包 膜 尿 素 控 释 性 能 优 良 "达 到 日 本 等 国 控 释 肥 标 准 & 随 着 样 品 中 桐 油 和 滑 石 粉 的 含 量 增 加 "控 释 尿 素 的 初 期 溶 出 率 减 小 "微 分 溶 出 率 下 降 & 提 高 增 塑 剂 %或 活 性 剂 % 或 疏 水 剂 的 比 例 " 控 释 尿 素 的 初 期 溶 出 率 降 低 "微 分 溶 出 率 会 升 高 & 催 化 剂 对 样 品 养 分 释 放 速 率 的 影 响 比 较 复 杂 &
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表 ! 控释尿素样品包膜材料组成 %&’"! ()*+),-.-)/ )0 1)&.-/2 *&.34-&5, )0 1)/.4)5536 4353&,3 743& ,&*+53, 样品 编 桐油 > 滑石粉 > 催化剂 > 增塑剂 > 疏水剂 > 活性剂 > 系列 号 尿素 尿素 桐油 > ! 桐油 > ! 桐油 > ! 桐油 > !
" 6 / 4 % ! / / / / / / 6 6 6 6 6 ! !
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以下同 (
6 ’ 根据控 释 肥 料 中 尿 素 养 分 的 百 分 含 量 %%&! ’" 计算各控释肥料中尿素养分的总含量 ’ "’<6=.$%&! (
计算控释尿素样品的初期溶出率和微分溶出率 初期溶出率 <
3$ 8 溶出的养分量 > 肥料中养分总含量 $,..! ! ! ! ! 微分溶出率 < %! : 溶出养分量> 养分总量 $ ,..!; 初期溶出率 ’%% $’ 计算控释肥料中尿素的瞬时释放百分率和累积
释放百分率 瞬时释放百分率 < %! >’ ’$,..! 累积释放百分率 %$’< %!. %$’ >’ ’$,..!