姜德志 鄧先珍 程軍勇 李金柱 丁曉鳳

摘要：通過靜水溶出率法比較了兩種緩控釋尿素的緩控特性。結(jié)果表明，兩種不同緩控釋尿素的初期養(yǎng)分釋放率、養(yǎng)分釋放期以及養(yǎng)分釋放期內(nèi)日平均釋放速率均存在差異。A型緩控釋尿素溶解速率慢，釋放周期長，其養(yǎng)分釋放期可達(dá)43 d，其釋放速率在60 d之內(nèi)均呈上升趨勢;B型緩控釋尿素溶解速率快，釋放周期短，養(yǎng)分釋放期為28 d，其在35 d前釋放速率較快，35 d已累積釋放84.63%，后期尿素釋放較少，釋放速率趨于平緩。

關(guān)鍵詞：緩控釋肥料;初期養(yǎng)分釋放率;養(yǎng)分釋放期;日平均釋放速率

中圖分類號：S145.5? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：0439-8114（2019）02-0064-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2019.02.014? ? ? ? ? ?開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

化肥的施用可以使糧食增產(chǎn)，保障了中國的糧食安全，然而肥料利用率低，氮素?fù)p失嚴(yán)重，浪費(fèi)了資源，降低了經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)還導(dǎo)致地下水污染、加劇溫室效應(yīng)等一系列問題[1-5]。控釋肥料是近年來肥料研究的熱點(diǎn)之一，即通過各種措施預(yù)先設(shè)定肥料在作物整個(gè)生育周期的養(yǎng)分釋放模式，使其養(yǎng)分釋放規(guī)律同作物吸收養(yǎng)分規(guī)律相同步，從而提高土壤肥料利用率[6，7]。緩控釋肥料能大幅減少化肥的使用量及施肥次數(shù)，可防止供肥過剩，且肥效期長，基本上能滿足作物在整個(gè)生長期對養(yǎng)分的需求，對解決“三農(nóng)”問題和建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會具有深遠(yuǎn)影響[8]。評價(jià)緩控釋肥料質(zhì)量好壞的重要指標(biāo)就是尿素釋放期的長短，因此如何快速、準(zhǔn)確地測定包膜緩釋肥料養(yǎng)分釋放特性及規(guī)律是亟待解決的問題[9]。

1? 材料與方法

1.1? 材料

美國某公司生產(chǎn)的緩控釋尿素，標(biāo)記為A型肥料。中國某公司生產(chǎn)的緩控釋尿素，標(biāo)記為B型肥料。

1.2? 方法

準(zhǔn)確稱取5.000 g肥料，將其置于培養(yǎng)皿中，數(shù)其顆粒數(shù)量，重復(fù)3次，肥料重量除以顆粒數(shù)即為肥料單粒重。

將包膜肥料顆粒用粉碎機(jī)粉碎后，準(zhǔn)確稱取粉碎后的肥料5.000 g溶于去離子水中，并用玻璃棒研碎少許未溶解的肥料，并將溶解的肥料樣液過濾，收集過濾出的肥料包膜，置于60 ℃烘箱中烘干，待干燥器冷卻至室溫測定其包膜質(zhì)量，重復(fù)3次，計(jì)算包衣率。

參照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 23348-2009[10]的規(guī)定方法，稱取完好試驗(yàn)樣品A和B兩種類型緩控釋尿素各12.50 g放人100目的尼龍網(wǎng)袋中，封口后置于25 ℃裝有250 mL去離子水的塑料瓶中，于25 ℃生化恒溫培養(yǎng)箱中靜置培養(yǎng)。取樣時(shí)間分別為1、4、7、14、21、28、35、40、45、50、55、60、65 d。每次取樣將瓶上下顛倒3次，使瓶內(nèi)的溶液濃度一致。然后將尼龍網(wǎng)袋取出，溶液搖勻后分取待測樣品并保存。用水沖洗尼龍網(wǎng)袋3次，洗滌已釋放出來、吸附在網(wǎng)袋和緩釋肥料表面上的肥料，以免影響下一次溶液的濃度。洗滌后用紙巾將網(wǎng)袋及試料表面的水分吸干，再置于事先放在25 ℃裝有250 mL去離子水的塑料瓶中，繼續(xù)放入培養(yǎng)箱中至下一次取樣。

采用紫外分光光度法測定紫外波長在426 nm的吸光度，制作尿素不同濃度吸光度的標(biāo)準(zhǔn)曲線，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算出控釋尿素浸出液中尿素含量[11]，最后根據(jù)所得數(shù)據(jù)計(jì)算初期養(yǎng)分釋放率、養(yǎng)分釋放期以及養(yǎng)分釋放期內(nèi)緩控釋尿素的日平均釋放率。

2? 結(jié)果與分析

2.1? 兩種緩控釋尿素包衣率及單粒重

從表1可知，A型緩控釋尿素包衣率為3.315%，單粒重為0.033 55 g，B型緩控釋尿素包衣率為4.623%，單粒重為0.025 76 g，二者存在明顯差異。

2.2? 緩控釋尿素在水溶液中的釋放特性

2.2.1? 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制? 準(zhǔn)確稱取0.375 0 g尿素基準(zhǔn)物，用去離子水溶解，溶液轉(zhuǎn)移至100 mL容量瓶，定容。準(zhǔn)確移取10.00 mL該溶液于100 mL容量瓶，定容;得到儲備液，濃度為375 μg/mL。

2.2.2? 標(biāo)準(zhǔn)工作曲線繪制? 從儲備液中分別取0.50、1.00、2.00、4.00、6.00、8.00、l0.00、12.00、14.00 mL置于25 mL容量瓶中，加入顯示劑10.00 mL，搖勻，用去離子水定容，得系列濃度。用去離子水作參比溶液，選擇波長為426 nm測定吸光度，根據(jù)濃度和吸光度的對應(yīng)關(guān)系繪制出標(biāo)準(zhǔn)工作曲線，尿素標(biāo)準(zhǔn)曲線表達(dá)式為y=193.4x+1.710 2（R2=0.999 9）。

2.3? 兩種緩控釋尿素釋放速率

通過標(biāo)準(zhǔn)曲線，根據(jù)測得的數(shù)據(jù)計(jì)算25 ℃水中尿素的釋放量，并計(jì)算不同時(shí)間下的尿素釋放率，繪制緩控釋尿素的釋放曲線，兩種緩控釋尿素釋放量見表2，緩控尿素累積釋放率。

A型緩控釋尿素在25 ℃條件下，1 d內(nèi)溶解釋放了11.35%，4、7、14、21、28、35、40、45、50 d分別釋放了19.43%、25.41%、37.06%、49.92%、62.13%、70.46%、75.18%、83.5%、88.40%，而B型緩控釋尿素在1、4、7、14、21、28、35、40、45、50 d分別釋放了20.36%、35.65%、45.43%、62.00%、72.59%、80.22%、84.63%、87.44%、91.08%和92.72%。從總的釋放趨勢可以看出，A型緩控釋尿素在60 d之內(nèi)均呈上升趨勢，釋放速率較為均一，而B型緩控釋尿素在35 d之前累積釋放速率較快，已累積釋放84.63%，后期釋放速率趨于平緩。

從表3可知，A、B兩種類型緩控釋尿素初期養(yǎng)分釋放率分別為11.35%和20.36%，養(yǎng)分釋放期分別為43和28 d，養(yǎng)分釋放期內(nèi)日平均釋放速率分別為1.865%和2.865%，二者在養(yǎng)分釋放率、養(yǎng)分釋放期和養(yǎng)分釋放期內(nèi)日平均釋放速率方面差異較大。

3? 小結(jié)與討論

本研究比較了兩種緩控釋尿素在水溶液中的釋放速率。結(jié)果表明，A型緩控釋尿素溶解速率慢，釋放周期長，其養(yǎng)分釋放期可達(dá)43 d，釋放速率在60 d之內(nèi)均呈上升趨勢，較為均一;而B型緩控釋尿素溶解速率快，釋放周期短，養(yǎng)分釋放期為28 d，其在35 d前釋放速率較快，35 d已累積釋放84.63%，后期尿素釋放較少，釋放速率趨于平緩。通過本試驗(yàn)探討了緩釋尿素氮素水溶出特征，為提高氮肥利用率，延長肥效，科學(xué)合理利用緩釋尿素的緩釋期提供理論依據(jù)，同時(shí)也為作物生長過程中緩釋肥料的施用提供一定基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。但通過此方法測得的養(yǎng)分釋放規(guī)律和特性與其在土壤中的釋放規(guī)律有所差異，土壤是相對復(fù)雜的系統(tǒng)，土壤微生物、水分含量、有機(jī)質(zhì)、pH、溫度、土壤質(zhì)地等都影響肥料的養(yǎng)分釋放[12]。因此緩控釋尿素的施用，除了要考慮土壤因素，還要考慮不同植物（如樹種、農(nóng)作物等）對尿素需求規(guī)律的差異。

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