保水型缓释复混肥特性及其在农作物上应用研究

摘要

我国作为农业缺水地区，水和肥料是否能适时适量对旱作作物进行同步供应已成为制约我国旱作农业经济发展、保证粮食增收创收的重要条件。氮肥普遍存在利用率低、经济收益少、污染环境等问题，因此探讨寻找能与旱作作物需肥特点相一致的保水型缓释复混肥对于解决当前存在的水肥对作物的供应是不协调、氮肥利用地和低产低收益等问题至关重要。因此，本项研究采用盆栽、小区试验与布点试验，在院内试验地及典型县市试验基地示范研究了保水型缓释肥料缓控释性能，保水型缓控释肥料在土壤中的水分、养分动态变化规律及保水型缓控释肥料在旱作作物上的应用效果，主要研究结果如下：
　　(1)探明保水剂包膜肥料材料筛选及技术，明确和描述了保水型缓释肥料的构形、特征、保水机理与养分释放。①选择聚丙烯酸盐高吸水性树脂与淀粉接枝共聚交联物混合体做为肥料包膜，包膜厚度一般应在0.15～0.25mm之间，其使用寿命一般不超过一年;②包被肥料种类与养分配比:肥料种类为尿素、复混肥和缓释复混肥，复混肥养分配比为高N型N∶ P2O5∶ K2O=20％～25％∶10％∶15％～10％;③保水型缓释复混肥料在土壤中始终保持吸水膨胀状态，肥芯则通过包被层在土壤湿度调节下，随水分溶出向外扩散，扩散速率与作物吸收相吻合，即其肥料释放率曲线高峰偏前效应恰好吻合植物吸收规律。
　　(2)研究明确了保水型缓释复混肥具有较好的保水作用，能减缓土壤中尿素的水解和NH4+向NO3ˉ的转化过程，以减少NH3挥发和NO3淋溶或反硝化损失。保水剂包膜尿素的土壤饱和含水量比不包膜肥料提高13个百分点，且水势压力为0.4MPa时，保水剂包膜尿素可提高土壤含水量7个百分点。保水型缓释复混肥可延缓或推迟尿素水解和氨挥发发生的时间;保水型包膜尿素比不包膜尿素可减少氮释放量达73.3％，且养分释放规律与植物吸收相吻合;保水型缓释肥土壤中有效态氮含量最高，为1.58mg/kg。
　　(3)保水型缓释复混肥对于小麦、夏玉米、谷子、早稻和棉花应用效果显著。
　　①小麦。施用保水型缓释复混肥处理单株干物重均较对照处理相比，增长2.38％～45.64％，其中在灌浆期的增幅最大，保水型缓释肥对小麦生长中后期干物质的积累有明显促进作用。小麦植株内含氮量、钾含量、磷含量较施肥处理相比，收获期分别提高了10.66％、200.00％、26.00％，保水缓释肥料在不同试验示范点增产幅度为9.7％～21.2％，旱碱地增产20.9％～40.2％。
　　②夏玉米。保水型缓释复混肥和缓释普通肥料对玉米均增产效果较为显著，在同样施肥量的条件下，保水型缓释复混肥的处理产量最高达650.67kg/667m2，与普通化肥相比增产11.9％，株高、基径、跟重、穗长、百粒重和株绿叶面积分别提高9.62％、11.11％、22.50％、5.96％、4.81％、70.57％。在同等施肥条件下，保水型缓释复混肥处理与普通肥料处理相比，产量提高17.69％，比缓释肥料增产7.06％，表明保水型缓释复混肥水肥配合较常规缓释肥料具有明显的增产优势。田间小区试验结果显示，保水型缓释复混肥处理玉米产量最高，为510.49kg/667m2，与等NPK养分复混肥处理相比，增产10.7％，施用缓释复混肥能促进夏玉米生长发育，在获得相同产量的情况下，保水型缓释复混肥可节约肥料用量20％以上。
　　③谷子施用保水型缓释复混肥后增产效果明显，增产率达14.7％。
　　④早稻。保水型缓释复混肥处理在株高、穗长、穗粒、千粒重方面表现均为最高，分别比常规施肥处理提高7.62％、11.18％、7.01％、10.90％、4.12％。保水缓释复混肥较缓释复混肥和常规复混肥处理，平均667m2增产分别为60.0kg和43.3kg，增产率分别为23.6％、16.0％。在三个田间示范区内，增产率在12.2％～19.2％之间，在各基本农学形状方面，保水型缓释复混肥均高于常规施肥对照处理。
　　⑤棉花。在两个田间试验基地，缓释复混肥和保水型缓释复混肥处理明显好于对照常规施肥，保水型缓释复混肥与等养分缓释复混肥比较有明显优势，果枝数、蕾数和铃数的调查结果看出，保水型缓释复混肥处理的明显高于其他处理。在东光和沧县试验基地，保水型缓释复混肥增产率较较缓释复混肥分别提高8.3％、19.72％。
　　(4)研究提出保水缓控释肥料不同作物一次性分散深施技术:冬小麦播前撒施耕翻施肥法，肥料用量为45～50kg/667m2;夏玉米免耕机播施肥法，施肥深度在种侧下8～10cm，肥料用量40～45kg/667m2;谷子免耕机播施肥法，施肥深度10cm，肥料用量为25～30kg/667m2;早稻撒施翻耕法，耕深20cm左右，肥料用量30～40 kg/667 m2;棉花地膜棉开沟施肥法，肥料用量45～50 kg/667 m2。

目录

声明

摘要

1 引言

1．1 研究目的及意义

1．2 国内外研究进展

1．2．1 保水剂及特征标准综述

1．2．2 保水型缓控释肥料研制及其标准检测方法综述

1．2．3 保水型缓释复混肥在农业上应用现状及研究进展

1．3 研究目的

1．4 研究内容

1．5 技术路线

2 材料与方法

2．1 供试材料

2．2 试验设计

2．2．1 保水剂包膜肥料材料筛选及技术

2．2．2 保水型缓释复混肥的包膜特征与缓释性能

2．2．3 保水型缓释复混肥在土壤中的水分、养分动态变化规律

2．2．4 肥料保水缓／控释技术在不同作物上的应用

2．3 分析指标及测定方法

3 结果与分析

3．1 保水剂包膜肥料材料筛选及技术

3．1．1 保水剂包膜材料选择及其膜工艺

3．1．2 包被肥料种类与养分配比

3．2 保水缓释肥料的包膜特征与缓／控释性能

3．2．1 保水缓释肥料的包膜结构特征

3．2．2 保水型包膜肥料的缓／控释性能

3．3 施用保水缓释复混肥料的土壤水分、养分动态变化规律

3．3．1 保水型包膜肥料对土壤水分含量的影响

3．3．2 保水缓释肥料对农田土壤养分动态的影响

3．4 肥料保水缓／控释技术在不同作物上的应用

3．4．1 肥料保水缓／控释技术在小麦上的应用

3．4．2 肥料保水缓／控释技校在夏玉米上的示范应用

3．4．3 肥料保水缓／控释技术在谷子上的示范应用

3．4．4 肥料保水缓／控释技术在早稻作物上的示范应用

3．4．5 肥料保水缓／控释技术在棉花上的示范应用

4 结论与讨论

4．1 讨论

4．2 结论

附图

参考文献

作者简历

致谢