缓控释肥养分释放率快速测定及在田间土壤中释放率的相关性研究

摘要

包膜缓控释肥料的质量速测方法研究，以及肥料在静水中与在土壤中养分释放特征的差异性及相关性研究已成为缓控释肥料研究的热点。本文选用了9种包膜缓控释肥料，采用树脂包膜尿素的养分速测方法即100℃快速浸提对二甲氨基苯甲醛分光光度法，以及树脂包膜复合肥的养分速测方法即100℃快速浸提电导率法，建立了这两种方法与《缓释肥料》国家标准(GB/T 23348-2009)中规定的25℃静水浸提凯氏定氮法测定结果之间的相关关系，验证了速测方法预测肥料养分释放期的可行性。对不同类型包膜缓控释肥料在玉米旱田、水稻田及冬小麦田间土壤中的氮素释放特征进行了评价，讨论了土壤温度、水分及尿酶活性和作物根系的吸收等因素对包膜肥料氮素释放的影响。
　　 主要研究结果如下：
　　 1.对于树脂包膜缓控释尿素的测定，100℃浸提对二甲氨基苯甲醛分光光度法简单、高效、快速，可以准确的预测肥料25℃浸提凯氏定氮法测定的养分释放率和养分释放期。应用此法测定预测样品S1、S2的养分释放期的误差分别只有0.10d和1.75d，相对误差不超过2.3[％]。
　　 2.对于包膜缓控释复合肥的测定，电导率法作为一种简单快速的测定方法，可以准确的预测包膜控释肥料的养分释放率和释放期。用100℃快速浸提电导率法预测样品S4、S5和S6的养分释放期的误差分别只有0.95d、0.20d和2.29d，相对误差均小于2.9[％]。
　　 3.缓控释包膜肥料S1、S4和S7在25℃静水中的氮素累积释放曲线与其在玉米田和水稻田中的氮素累积释放曲线的趋势大体一致，但就养分的动态释放过程来看，在水、土不同介质中各时段的氮素平均释放速率差异较大。均表现为肥料在静水中比在土壤中的氮素释放要相对均衡、稳定。硫包膜尿素S7在水中的养分释放表现出明显的养分“锁定效应”，而其在玉米田和水稻田中均有较好的氮素累积释放率，释放曲线与作物的吸肥曲线吻合度好，供肥效率高，能较好的应用于夏玉米与水稻的一次性施肥。
　　 4.包膜缓控释肥料在水中养分的释放主要受温度的影响。树脂包膜尿素S3在 25℃、15℃和5℃不同温度静水中各取样时间点的氮素累积释放率均呈极显著差异(p<0.01)。
　　 5.包膜尿素S3、S8应用于田间冬小麦的种植，其氮素释放的高峰均出现在土壤温度较高的时期。在小麦进入越冬期后，地温持续在0℃以下，此期内树脂包膜尿素S3和硫包膜尿素S8分别达到氮素的零释放和平均释放速率的最低值。在25℃恒温静水中S3的氮素释放期(释放率达到80％)仅为33天，而其在冬小麦田中的氮素释放期(释放率达到80％)为165天。
　　 6.聚合物树脂包膜尿素的养分释放受土壤温度、作物吸氮水平及肥际土壤脲酶活性的影响显著，而基本上不受水、土介质差异的影响；作物吸氮作用及肥际土壤脲酶活性对硫包膜尿素养分释放率影响不显著，而水、土介质差异及土壤温度状况对其养分释放影响显著。相对于硫包膜尿素，树脂包膜尿素的养分释放更具有可控性。