專利名稱：夏玉米包膜控釋專用肥及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包膜控釋肥料領(lǐng)域，特別是涉及一種夏玉米包膜控釋專用肥及其制備方法。
背景技術(shù)：
據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織(FAO)統(tǒng)計(jì)，化肥的增產(chǎn)作用約占世界農(nóng)作物增產(chǎn)的50%。我 國糧食增產(chǎn)中化肥的作用達(dá)40%-60% (林葆，林繼雄.長期施肥的作物產(chǎn)量和土壤肥力 變化[M].北京中國農(nóng)業(yè)科技出版社，1996)。我國氮肥利用率平均只有30%-35% (朱 兆良，文啟孝.中國土壤氮素[M].南京江蘇科技出版社，1992. 288-303)?？蒯尫柿暇哂?養(yǎng)分釋放與作物需求同步，揮發(fā)、淋溶、固定少，減輕環(huán)境污染等優(yōu)點(diǎn)，因此成為新型肥料的 研究熱點(diǎn)(樊小林，廖宗文.控施肥料與平衡施肥和提高肥料利用率[J].植物營養(yǎng)與肥料 學(xué)報(bào)，1998，4(3) :219-223)。由于控釋肥料的價(jià)格比普通肥料高2. 5-8倍(Shoji S,Kanno H. Use of poIyoIefin-coated fertilizers for increasing fertilizerefficiency and reducing nitrate leaching and nitrous oxide emissions[J]. Fert. Res. ,1994, 39 147-152 ；Shaviv A, Mikklelsen R L. Slow release fertilizers for a safer environmentmaintaining high agronomic use efficiency[J]. Fert. Res. ,1993,35 1-12)，世界上控釋肥的用量僅占化肥用量的0. 15%，主要用于經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高的花卉、蔬菜、 水果和草坪等植物(翟軍海，高亞軍，周建斌.控釋/緩釋肥料研究概述[J].干旱地區(qū)農(nóng) 業(yè)研究，2002，20(1) :45-48)。為了解決控釋肥料高成本問題，北京市農(nóng)林科學(xué)院營資所利 用廢舊塑料為材料研發(fā)的包膜控釋尿素1999年進(jìn)行中試，2000年建成年產(chǎn)3000噸的生產(chǎn) 線，2004年北京市農(nóng)林科學(xué)院和首創(chuàng)集團(tuán)合作成立北京首創(chuàng)新型肥料有限公司，建成年產(chǎn) 1萬噸的生產(chǎn)線，這大大降低了包膜控釋尿素的價(jià)格，為大田應(yīng)用提供物質(zhì)保證。玉米需肥特點(diǎn)是前輕后重，普通氮肥若只施基肥易造成玉米生長后期脫肥(山東 農(nóng)業(yè)大學(xué).作物栽培學(xué)[M].中國農(nóng)業(yè)出版社，1995:98-99)，追肥則需要額外的施肥用工， 同時(shí)也增加了氮肥的揮發(fā)和淋溶損失(何緒生，李素霞，，李旭輝，等.控釋肥料的研究進(jìn)展 [J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，1998，4 (2) :97-106)。因而，亟待開發(fā)一種新型的適合玉米生長 需要的控釋肥料，以滿足實(shí)際需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種夏玉米包膜控釋專用肥及其制備方法。本發(fā)明提供的夏玉米包膜控釋專用肥，由氮肥、磷肥和鉀肥組成；所述氮肥由尿素 和包膜控釋尿素組成，所述包膜控釋尿素的釋放期為30-90天；所述包膜控釋尿素中的氮 元素和所述尿素中的氮元素的質(zhì)量比為20-40 80-60 ；所述氮肥、所述磷肥和所述鉀肥的 質(zhì)量比為15-20 5-9 8-12;所述氮肥的質(zhì)量以所述氮肥中的氮元素計(jì)，所述磷肥的質(zhì) 量以五氧化二磷計(jì)，所述鉀肥的質(zhì)量以氧化鉀計(jì)。上述夏玉米包膜控釋專用肥中，所述氮肥、所述磷肥和所述鉀肥的質(zhì)量比為16 9 10，所述包膜控釋尿素的釋放期為60天；所述包膜控釋尿素中的氮元素和所述尿 素中的氮元素的質(zhì)量比為20 80,25 75,30 70或40 60。所述包膜控釋尿素是由 尿素、聚乙烯、聚丙烯和滑石粉組成；所述釋放期為30天的包膜控釋尿素中，所述尿素、聚 乙烯、聚丙烯和滑石粉的質(zhì)量份數(shù)分別為94、2. 9,2. 7和0. 5 ；所述釋放期為60天的包膜控 釋尿素中，所述尿素、聚乙烯、聚丙烯和滑石粉的質(zhì)量份數(shù)分別為93、3. 1,3. 1和0. 8 ；所述 釋放期為90天的包膜控釋尿素中，所述尿素、聚乙烯、聚丙烯和滑石粉的質(zhì)量份數(shù)分別為 90,5. 0,4. 1和0. 9。為降低生產(chǎn)成本，所用聚乙烯和聚丙烯均可選用廢舊聚乙烯和廢舊聚 丙烯。上述專用肥中，磷肥和鉀肥可根據(jù)實(shí)際情況(如土壤條件等因素)選用各種含磷和 含鉀的化合物，如可選用過磷酸鈣肥作為磷肥，優(yōu)選所述磷肥為磷元素的質(zhì)量百分含量為 18%的過磷酸鈣肥(所述磷元素以五氧化二磷計(jì))，可選用氯化鉀肥作為鉀肥，優(yōu)選鉀元素 的質(zhì)量百分含量為60%的氯化鉀肥(所述鉀元素以氧化鉀計(jì))。其中，所述釋放期為30天 的包膜控釋尿素，是按照包括如下步驟的方法制備而得1)將質(zhì)量份數(shù)為2. 9的聚乙烯、質(zhì)量份數(shù)為2. 7的聚丙烯和質(zhì)量份數(shù)為0. 5的滑 石粉添加到含有1000升溶劑松節(jié)油的溶解罐中，加熱升溫至130°C，攪拌120分鐘，直到完 全溶解為止；
2)將質(zhì)量份數(shù)為94的大顆粒尿素添加至噴流塔中；3)將已完全溶解的所述聚乙烯、聚丙烯和滑石粉的松節(jié)油溶液噴涂在旋轉(zhuǎn)的所述 大顆粒尿素表面，120分鐘后停止噴涂，得到所述釋放期為30天的包膜控釋尿素。所述釋放期為60天的包膜控釋尿素，是按照包括如下步驟的方法制備而得1)將質(zhì)量份數(shù)為3. 1的聚乙烯、質(zhì)量份數(shù)為3. 1的聚丙烯和質(zhì)量份數(shù)為0. 8的滑 石粉添加到含有1000升溶劑松節(jié)油的溶解罐中，加熱升溫至130°C，攪拌120分鐘，直到完 全溶解為止；2)將質(zhì)量份數(shù)為93的大顆粒尿素添加至噴流塔中；3)將已完全溶解的聚乙烯、聚丙烯和滑石粉的松節(jié)油溶液噴涂在旋轉(zhuǎn)的所述大顆 粒尿素表面，140分鐘后停止噴涂，得到所述釋放期為60天的包膜控釋尿素。所述釋放期為90天的包膜控釋尿素，是按照包括如下步驟的方法制備而得1)將質(zhì)量份數(shù)為5. 0的聚乙烯、質(zhì)量份數(shù)為4. 1的聚丙烯和質(zhì)量份數(shù)為0. 9的滑 石粉添加到含有1000升溶劑松節(jié)油的溶解罐中，加熱升溫至130°C，攪拌120分鐘，直到完 全溶解為止；2)將質(zhì)量份數(shù)為90的大顆粒尿素添加至噴流塔中；3)將已完全溶解的所述聚乙烯、聚丙烯和滑石粉的松節(jié)油溶液噴涂在旋轉(zhuǎn)的所述 大顆粒尿素表面，160分鐘后停止噴涂，得到所述釋放期為90天的包膜控釋尿素。上述制備釋放期為30-90天的包膜控釋尿素時(shí)所用方法均為常規(guī)方法，所用設(shè)備 均為常規(guī)密閉型的樹脂包膜設(shè)備。本發(fā)明提供的制備上述夏玉米包膜控釋專用肥的方法，包括如下步驟將所述氮 月巴、磷肥和鉀肥混勻，得到所述夏玉米包膜控釋專用肥；其中，所述氮肥由尿素和包膜控釋 尿素組成，所述包膜控釋尿素的釋放期為30-90天；所述包膜控釋尿素中的氮元素和所述 尿素中的氮元素的質(zhì)量比為20-40 80-60;所述氮肥、所述磷肥和所述鉀肥的質(zhì)量比為 15-20 5-9 8-12;所述氮肥的質(zhì)量以所述氮肥中的氮元素計(jì)，所述磷肥的質(zhì)量以五氧化二磷計(jì)，所述鉀肥的質(zhì)量以氧化鉀計(jì)。上述制備方法中，所述氮肥、所述磷肥和所述鉀肥的質(zhì)量比為16 9 10，所述包 膜控釋尿素的釋放期為60天；所述包膜控釋尿素中的氮元素和所述尿素中的氮元素的質(zhì) 量比為20 80,25 75,30 70或40 60。所述包膜控釋尿素是由尿素、聚乙烯、聚丙烯 和滑石粉組成；所述釋放期為30天的包膜控釋尿素中，所述尿素、聚乙烯、聚丙烯和滑石粉 的質(zhì)量份數(shù)分別為94、2. 9,2. 7和0. 5 ；所述釋放期為60天的包膜控釋尿素中，所述尿素、 聚乙烯、聚丙烯和滑石粉的質(zhì)量份數(shù)分別為93、3. 1,3. 1和0. 8 ；所述釋放期為90天的包膜 控釋尿素中，所述尿素、聚乙烯、聚丙烯和滑石粉的質(zhì)量份數(shù)分別為90、5. 0,4. 1和0. 9。本發(fā)明通過大田試驗(yàn)比較研究了釋放期為30天、60天、90天的包膜控釋尿素與尿 素配合一次性基施對(duì)夏玉米產(chǎn)量、氮肥利用率、氮素累積量及經(jīng)濟(jì)效益的影響，篩選出適合 夏玉米生長的包膜控釋尿素的釋放期，并通過大田試驗(yàn)系統(tǒng)研究了不同組分配比的釋放期 為60天的包膜控釋尿素(PCU60)與尿素(PU)的混合肥料對(duì)夏玉米產(chǎn)量、氮肥利用率、氮素 積累量及經(jīng)濟(jì)效益的影響，并對(duì)60天包膜控釋氮素田間溶出特征及25°C靜水溶出特征進(jìn) 行比較分析，篩選出最適合夏玉米生長的包膜控釋尿素與尿素的配比。試驗(yàn)結(jié)果表明在施 氮量相等的條件下，30% P⑶60+70% PU處理夏玉米氮素總積累量最高；氮肥利用率比習(xí)慣 施肥處理提高最高，為11. 39%，土壤氮的依存率比習(xí)慣施肥處理也為最低，凈收入比習(xí)慣 施肥分別增加1715. 24元/hm2，且釋放期為60天的包膜控釋氮素田間溶出特征與在25V 靜水中氮素溶出特征吻合較好，說明本發(fā)明提供的夏玉米包膜控釋專用肥符合夏玉米的吸 氮規(guī)律。該肥料尤其適用于山東泰安地區(qū)的土壤種植夏玉米，具有很好的應(yīng)用前景。


圖1為實(shí)施例1中釋放期分別為30天、60天和90天包膜控釋尿素在25°C水中的 氮素累計(jì)釋放率。圖2為實(shí)施例1中不同釋放期的包膜控釋尿素的氮素溶出特征。圖3為實(shí)施例2中包膜控釋尿素在25°C水中及大田土壤中的氮素累積溶出率的一 級(jí)動(dòng)力學(xué)方程曲線。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但本發(fā)明并不限于以下實(shí)施例。本 發(fā)明中所述含氮量、五氧化二磷含量和氧化鉀含量，如無特別說明，均為質(zhì)量百分含量，所 述施氮量均以所用氮肥中的氮元素計(jì)，所述施磷量均以五氧化二磷計(jì)，所述施鉀量均以氧 化鉀計(jì)。實(shí)施例1、不同釋放期的包膜控釋尿素與尿素組成的肥料一次性配施對(duì)夏玉米產(chǎn) 量、氮肥利用率、氮素積累量及經(jīng)濟(jì)效益的影響供試材料供試的三種不同釋放期的包膜控釋尿素由“北京首創(chuàng)新型肥料有限公司”生產(chǎn)， 釋放期分別為30天、60天和90天，包衣率分別為5. 81%,8. 32%,6. 72%，含氮量分別為 43. 3%,42. 2%,42. 9%，各包膜控釋尿素在25°C水中氮素釋放速率見圖1。尿素的含氮量 為 46. 0%。
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所述釋放期為30天的包膜控釋尿素，是按照包括如下步驟的方法制備而得1)將質(zhì)量份數(shù)為2. 9的廢舊聚乙烯、質(zhì)量份數(shù)為2. 7的廢舊聚丙烯和質(zhì)量份數(shù)為 0. 5的滑石粉添加到含有1000升溶劑松節(jié)油的溶解罐中，加熱升溫至130°C，攪拌120分 鐘，直到完全溶解為止；2)將質(zhì)量份數(shù)為94的大顆粒尿素添加至噴流塔中；3)將已完全溶解的所述廢舊聚乙烯、廢舊聚丙烯和滑石粉的松節(jié)油溶液噴涂在旋 轉(zhuǎn)的所述大顆粒尿素表面，120分鐘后停止噴涂，得到所述釋放期為30天的包膜控釋尿素。所述釋放期為60天的包膜控釋尿素，是按照包括如下步驟的方法制備而得1)將質(zhì)量份數(shù)為3. 1的廢舊聚乙烯、質(zhì)量份數(shù)為3. 1的廢舊聚丙烯和質(zhì)量份數(shù)為 0. 8的滑石粉添加到含有1000升溶劑松節(jié)油的溶解罐中，加熱升溫至130°C，攪拌120分 鐘，直到完全溶解為止；2)將質(zhì)量份數(shù)為93的大顆粒尿素添加至噴流塔中；3)將已完全溶解的廢舊聚乙烯、廢舊聚丙烯和滑石粉的松節(jié)油溶液噴涂在旋轉(zhuǎn)的 所述大顆粒尿素表面，140分鐘后停止噴涂，得到所述釋放期為60天的包膜控釋尿素。所述釋放期為90天的包膜控釋尿素，是按照包括如下步驟的方法制備而得1)將質(zhì)量份數(shù)為5. 0的廢舊聚乙烯、質(zhì)量份數(shù)為4. 1的廢舊聚丙烯和質(zhì)量份數(shù)為 0. 9的滑石粉添加到含有1000升溶劑松節(jié)油的溶解罐中，加熱升溫至130°C，攪拌120分 鐘，直到完全溶解為止；2)將質(zhì)量份數(shù)為90的大顆粒尿素添加至噴流塔中；3)將已完全溶解的所述廢舊聚乙烯、廢舊聚丙烯和滑石粉的松節(jié)油溶液噴涂在旋 轉(zhuǎn)的所述大顆粒尿素表面，160分鐘后停止噴涂，得到所述釋放期為90天的包膜控釋尿素。試驗(yàn)設(shè)計(jì)試驗(yàn)在山東省泰安市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院試驗(yàn)基地進(jìn)行，供試土壤為輕壤 土，供試作物為夏玉米，前茬作物為冬小麥，土壤肥力性狀見表1。表1、供試土壤肥力性狀
、土壤層次有機(jī)質(zhì) 堿解氮 有效磷 速效鉀^ 試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，試驗(yàn)小區(qū)長4. 5m,寬6. 0m,面積27. 0m2。試驗(yàn)共設(shè)5個(gè)處 理①CK1 (不施氮肥)；②CK2(習(xí)慣施肥40%PU N基施+60%PU N追施(其中，40%的 尿素作為基肥施入，60%的尿素在大喇叭口期作為追肥一次性施入)；③用由釋放期為30 天的包膜控釋尿素和尿素以質(zhì)量比為3 7混合得到的肥料(簡稱30% P⑶30+70%PU) 進(jìn)行施肥；④用由釋放期為60天的包膜控釋尿素和尿素以質(zhì)量比為3 7混合得到的肥料 (簡稱30% P⑶60+70% PU)進(jìn)行施肥；⑤用由釋放期為90天的包膜控釋尿素和尿素以質(zhì) 量比為3 7混合得到的肥料(簡稱30% P⑶90+70% PU)進(jìn)行施肥；每個(gè)處理3次重復(fù)。 其中，PCU為包膜控釋尿素，PU為尿素，具體施肥量見表2。上述各處理中，磷肥和鉀肥的施 肥量也見表2。按照表2中處理③④⑤所示配比，將氮肥、磷肥和鉀肥混勻后即得本發(fā)明提 供的夏玉米包膜控釋專用肥。其中，所述磷肥為磷元素的質(zhì)量百分含量為18%的過磷酸鈣 肥，所述磷元素以五氧化二磷計(jì)，所述鉀肥為鉀元素的質(zhì)量百分含量為60%的氯化鉀肥，所 述鉀元素以氧化鉀計(jì)。
包膜控釋尿素埋袋處理稱取所述釋放期為30天、60天和90天的包膜控釋尿素 各5g，縫合在1mm的塑料網(wǎng)袋中，各18袋(共54袋，每次取3袋)，定位埋植保護(hù)行土中， 深度10-20cm，插牌標(biāo)出。供試玉米品種為中農(nóng)68，玉米種植行距0. 5m,株距0. 3m,每穴播3粒，三葉期定植 66660株/hm2。各處理施純氮量為291. 00kg/hm2 (CK1不施肥)，施純磷(P205)量為165. 00kg/ hm2，施純鉀(K20)量為181.00kg/hm2。磷、鉀肥在播種前作基肥一次施入。生育期內(nèi)按中農(nóng) 68栽培技術(shù)進(jìn)行管理。表2、各處理施肥方法 采樣及樣品測定方法在生育期內(nèi)于苗期、拔節(jié)期、大喇叭口期、抽雄、灌漿中期和成熟期取植株樣3株 和3袋包膜控釋尿素，其中植株樣用于植株全氮的測定，采用開氏法測定；網(wǎng)袋內(nèi)的包膜尿 素測定溶出率，采用蒸餾法測定。在成熟期每小區(qū)隨機(jī)取10株植株進(jìn)行室內(nèi)考種，測定株 高、穗粒數(shù)、千粒重、產(chǎn)量。氮肥利用率采用差值法計(jì)算，其公式為氮肥利用率(％ )=(施氮區(qū)吸氮量-無氮區(qū)吸氮量)/施肥量X 100 (該公式參 見如下文獻(xiàn)介曉磊，韓燕來，譚金芳，等.不同肥力和土壤質(zhì)地條件下麥田氮肥利用率的 研究[J].作物學(xué)報(bào)，1998，24 (6) =884-888) 0其中，施氮區(qū)吸氮量為表4中除CK1和CK2以外另外三種處理每個(gè)處理所對(duì)應(yīng)的 氮素總積累量，無氮區(qū)吸氮量為CK1處理的氮素總積累量，施肥量為表2中除CK1和CK2以 外另外三種處理每個(gè)處理所對(duì)應(yīng)的施氮總量。土壤氮依存率是指土壤氮對(duì)作物營養(yǎng)氮的貢獻(xiàn)率，計(jì)算公式為土壤氮依存率(％ )=無氮區(qū)吸氮量/施氮區(qū)吸氮量X 100 (該公式參見如下文 獻(xiàn)李云.土壤科學(xué)與農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展[A].中國土壤學(xué)會(huì)編寫組.中國科學(xué)與農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā) 展[M],北京中國科學(xué)技術(shù)出版社，1994，219-223)1)不同釋放期的包膜控釋尿素與尿素組成的肥料一次性配施對(duì)夏玉米產(chǎn)量及產(chǎn) 量因子的影響表3、不同釋放期的包膜控釋尿素與尿素組成的肥料一次性配施對(duì)夏玉米產(chǎn)量及 產(chǎn)量因子的影響
7 注表中不同字母表示差異達(dá)5%顯著水平。表3表示不同處理夏玉米的產(chǎn)量及包膜控釋肥與尿素配合基施的增產(chǎn)效果。由表 3可看出，施氮各處理夏玉米產(chǎn)量顯著高于不施氮處理(CK1)。包膜控釋尿素與尿素配施各 處理(30% PCU30+70% PU,30% PCU60+70% PU,30% PCU90+70% PU)夏玉米產(chǎn)量顯著高于 習(xí)慣施肥處理。包膜控釋尿素與尿素配合基施各處理間以處理30% P⑶60+70% PU產(chǎn)量最 高，顯著高于其他各處理。包膜控釋尿素與尿素配合基施的處理之所以顯著提高產(chǎn)量，原因 是既增加了穗粒數(shù)，又提高了千粒重(見表3)。2)不同釋放期的包膜控釋尿素與尿素組成的肥料一次性配施對(duì)夏玉米總吸氮量、 氮肥利用率和土壤氮依存率的影響表4、不同釋放期的包膜控釋尿素與尿素組成的肥料一次性配施對(duì)成熟期夏玉米
氮素積累量、土壤氮依存率及氮肥利用率的影響 注表中不同字母表示差異達(dá)5%顯著水平。由表4可看出，施用氮肥后夏玉米氮素總積累量顯著增加。在施氮量相等的情況 下，包膜控釋尿素與尿素配合基施處理，氮素總積累量明顯高于習(xí)慣施肥處理，且差異性達(dá) 到顯著水平，且30% POT60+70%PU處理與30% P⑶90+70% PU處理差異不顯著，但明顯高 于30% PCU30+70% PU處理，差異顯著。從成熟期子粒氮素積累量來看，包膜控釋尿素與尿素配合基施處理顯著高于習(xí) 慣；包膜控釋尿素與尿素配合基施處理間差異不顯著，但30% P⑶60+70% PU處理最高。從 成熟期營養(yǎng)器官氮素積累量來看，包膜控釋尿素與尿素配合基施處理顯著高于習(xí)慣；30% PCU60+70 % PU處理與30% PCU90+70 % PU處理差異不顯著，但顯著高于30% PCU30+70% PU處理，其中30% PCU60+70% PU處理最高(見表4)。由表4還可看出，包膜控釋尿素與尿素配合基施處理(30% P⑶30+70% PU,30% P⑶60+70% PU,30% P⑶90+70% PU)大大提高了氮肥利用率，降低了對(duì)土壤氮的依存率。 氮肥利用率比習(xí)慣施肥處理分別提高4. 57%、11.02%、8.65%，30% P⑶60+70 % PU處理最高；土壤氮的依存率比習(xí)慣施肥處理分別低2. 92 %、6. 37 %、5. 18 %，且30 % P⑶60+70 % PU
處理最低。3)不同釋放期的包膜控釋尿素與尿素組成的肥料一次性配施對(duì)夏玉米不同生育 時(shí)期氮素積累量的影響表5、不同釋放期的包膜控釋尿素與尿素組成的肥料一次性配施對(duì)夏玉米植株在 不同生育期氮素積累量的變化 注表中不同字母表示差異達(dá)5%顯著水平。從表5可看出，對(duì)于苗期的氮素積累量包膜控釋尿素與尿素配合基施處理間差 異不顯著；30 % PCU30+70 % PU處理最高，顯著高于CK2處理；30 % PCU60+70 % PU處理、 30% P⑶90+70% PU處理均高于CK2處理，但未達(dá)到顯著性差異。對(duì)于拔節(jié)期_大喇叭口期_抽雄期的氮素積累量包膜控釋尿素與尿素配合基施 處理間差異不顯著，30% P⑶60+70% PU處理氮素積累量顯著高于CK2處理。對(duì)于灌漿中期的氮素積累量包膜控釋尿素與尿素配合基施處理間差異不顯著， 30% PCU90+70% PU 處理氮素積累量最高；30% PCU60+70% PU 處理和 30% PCU90+70% PU 處理的氮素積累量顯著高于CK2處理。對(duì)于成熟期的氮素積累量包膜控釋尿素與尿素配合基施處理顯著高于習(xí)慣施肥 處理；且30% P⑶60+70% PU處理與30% P⑶90+70% PU處理差異不顯著，但均顯著高于 30% PCU30+70% PU處理；各處理間30% PCU60+70% PU處理氮素積累量最高。由圖2可清楚地看出，夏玉米從播種(6月17日)-苗期(7月9日)22天當(dāng)中， P⑶30有90%以上N素溶出，P⑶60和P⑶90則在夏玉米苗期有65%左右的N素溶出，習(xí)慣 施肥的處理氮素供給略顯不足。夏玉米從苗期-拔節(jié)-大喇叭口 _抽雄，P⑶30在夏玉米拔 節(jié)前就已有90 %以上N素溶出，P⑶60和P⑶90則在夏玉米大喇叭口期和抽雄期有80-85 % 的N素溶出，基本滿足氮素供給，氮素積累量明顯高于習(xí)慣施肥處理。雖然大喇叭口期(7 月30日)習(xí)慣施肥處理追施氮素，但因大喇叭口 -抽雄時(shí)間短(7天左右)，氮素沒有很好 地被植株吸收，導(dǎo)致CK2處理的氮素積累量較低。夏玉米從抽雄_開花-灌漿_收獲，習(xí)慣 施肥處理追施速效氮肥的淋溶和揮發(fā)，影響了氮素的有效供給，導(dǎo)致氮素積累量的減少，從 而影響產(chǎn)量；據(jù)研究表明，控釋尿素與尿素配合施用，其土壤中硝態(tài)氮積累量在各土層均低 于單純施用尿素。4)不同釋放期的包膜控釋尿素的田間溶出特征包膜控釋尿素在田間的溶出特征顯然不同于實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的恒溫溶出，據(jù)當(dāng)?shù)貧庀筚Y 料顯示，夏玉米生長期間，白天氣溫可在30°C以上，地表溫度可達(dá)40°C，加速了包膜尿素的
9溶出，土壤和水體為擴(kuò)散介質(zhì)的不同也會(huì)影響包膜尿素的溶出速度。由于包膜控釋肥的養(yǎng) 分釋放是由包膜內(nèi)外的濃度梯度驅(qū)動(dòng)，溫度和水分對(duì)包衣肥料養(yǎng)分溶出的影響分別占83% 和11%,而其他土壤因子及其交互只占以下(SHOJIS.MEISTER-Controlled release fertilizers[M] Sendai，Japan :Konno Printing Co.，Ltd, 1999 :9_10)，因此，除了溫度 對(duì)其溶出速度有直接影響外，土壤水分狀況是影響其養(yǎng)分溶出的另一個(gè)重要因素(SH0JI S. MEISTER-Controlled release fertilizers[M]. Sendai, Japan :Konno Printing Co., Ltd, 1999 9-10 ；FUJISAWA E.，KOBAYASHI A. ,HANYUT. A mechanism of nutrient release from resin-coated fertilizers and its estimation by kineticmethods. 5. Effect of soil moisture level on release rates from resin-coated fertilizer[J]. Jpn. J. Soil Sci. Plant Nutr.，1998，69 582-589)。據(jù)泰安市氣象資料統(tǒng)計(jì)，夏玉米從播種(6月 17日)-苗期(7月9日)22天降雨80. 2mm,從苗期-拔節(jié)(7月21日)12天降雨154. 2mm, 從拔節(jié)_大喇叭口(7月30日)9天降雨29. 4mm,從大喇叭口 -抽雄(8月7日)8天降雨 8. 4mm，從抽雄-灌漿中期(9月1日)25天98. 2mm，從灌漿中期-收獲(9月25日)24天 7. 0mm ；夏玉米生長期間平均氣溫達(dá)到25. 3°C，因此，溫度和水分兩因子都能滿足包膜控釋 尿素N素釋放的要求。夏玉米田間試驗(yàn)的三種不同釋放期包膜尿素的N素溶出率測定結(jié)果 見圖2。從圖2中可以清楚地看出，30天釋放期的包膜尿素在夏玉米拔節(jié)前就已有90%以 上N素溶出，60天和90天釋放期的包膜尿素則在夏玉米大喇叭口期和抽雄期有80-85 %的 N素溶出。夏玉米植株養(yǎng)分吸收的高峰期在大喇叭口至抽雄期之間，吸氮量是拔節(jié)至吐絲吸 氮量占總吸氮量的66%，抽雄前后需氮量最高，一般認(rèn)為追施氮肥的最佳時(shí)期在大喇叭口 期(王樹安.作物栽培學(xué)各論(北方本)[M].中國農(nóng)業(yè)出版社，1995:160-165)。60天和 90天釋放期的包膜尿素作基肥施用后，N素溶出過程基本符合夏玉米的吸N規(guī)律，增產(chǎn)效果 明顯，而30天釋放期的包膜尿素由于N素溶出過快，增產(chǎn)效果稍差一些。5)不同釋放期的包膜控釋尿素與尿素組成的肥料的經(jīng)濟(jì)效益分析表6、不同處理的經(jīng)濟(jì)效益 注表內(nèi)數(shù)據(jù)以市場價(jià)計(jì)尿素為2200元/噸，30天釋放期的包膜尿素為3300元 /噸，60天釋放期的包膜尿素為3500元/噸，90天釋放期的包膜尿素為3900元/噸，追肥 勞動(dòng)力投入為300元/公頃，玉米為1500元/噸。從表6可看出，包膜控釋尿素與尿素配合基施處理(30%POT30+70%PU、30% PCU60+70% PU,30% PCU90+70 % PU)與習(xí)慣施肥相比，氮肥成本分別提高247. 84元/ hm2、306. 54 元 /hm2、376. 14 元 /hm2 ；凈收入分別增加 474. 41 元 /hm2、1104. 21 元 /hm2、 1023. 36元/hm2?？蒯尫柿系膬r(jià)格一般比普通肥料高2. 5-8倍(Shoji S，Kanno H. Use
10ofpolyolefin-coated fertilizers for increasing fertilizer efficiency and reducing nitrate leachingand nitrous oxide emissions [J]. Fert. Res.，1994， 39 :147_152 ；Shaviv A，Mikklelsen R L.Slow release fertilizers for a safer environment maintaining high agronomic useefficiency[J]. Fert. Res.，1993，35 1-12.)，即使施用廢舊塑料包衣的包膜控釋尿素，每噸也要比尿素高1000-1500元，單施包 膜尿素成本太高，效果不理想，而包膜控釋尿素與尿素配合施用既能減少肥料成本，又能滿 足夏玉米對(duì)氮素的需求，還能減少用工、提高產(chǎn)量；經(jīng)濟(jì)效益因產(chǎn)量提高和勞動(dòng)力投入減少 而明顯增加。由上可知，(1)在施氮量相等、控釋N素占總施N量30 %的條件下，包膜控釋尿素與尿素配合 基施處理(30% PCU30+70% PU、30% PCU60+70% PU、30% PCU90+70% PU)與習(xí)慣施肥相比， 夏玉米產(chǎn)量顯著增加，分別增481. 5kg/hm2、940. 5kg/hm2、933kg/hm2 ；經(jīng)濟(jì)效益顯著提高，分 別提高 474. 41 元/hm2、1104. 21 元 /hm2、1023. 36 元 /hm2。(2)在施氮量相等、包膜控釋N素占總施N量30%的條件下，包膜控釋尿素與尿素 配合基施處理(30% PCU30+70% PU,30% PCU60+70 % PU,30% PCU90+70 % PU)與習(xí)慣施 肥比，夏玉米不同生育時(shí)期氮素積累量顯著增加；氮肥利用率明顯提高，分別提高4. 57%, 11. 02%,8. 65% ；對(duì)土壤氮的依存率明顯降低，分別降低2. 92%、6. 37%、5. 18%。綜上所述，在施氮量相等、包膜控釋N素占總施N量30%的條件下，60天釋放期的 包膜尿素與尿素配合一次基施，夏玉米產(chǎn)量最高，經(jīng)濟(jì)效益最好；60天釋放的包膜尿素其 田間N素溶出過程基本符合夏玉米的吸N規(guī)律，氮肥利用率最高。因此，適合夏玉米生長發(fā) 育的專用肥中，包膜控釋尿素的最佳釋放期為60天。實(shí)施例2、不同組分含量的包膜控釋尿素與尿素組成的肥料一次性配施對(duì)夏玉米 產(chǎn)量、氮肥利用率、氮素積累量及經(jīng)濟(jì)效益的影響供試材料供試的包膜控釋尿素的釋放期為60天，由北京市農(nóng)林科學(xué)院營資所和首創(chuàng)合作 成立的“北京首創(chuàng)新型肥料有限公司”生產(chǎn)，釋放期為60天的包膜控釋尿素的包膜率是 8. 32%，含氮量是42. 20%，該包膜控釋尿素在25°C水中的氮素釋放速率見圖3，尿素的含 氮量 46. 00%。所述釋放期為60天的包膜控釋尿素，是按照包括如下步驟的方法制備而得1)將質(zhì)量份數(shù)為3. 1的廢舊聚乙烯、質(zhì)量份數(shù)為3. 1的廢舊聚丙烯和質(zhì)量份數(shù)為 0. 8的滑石粉添加到含有1000升溶劑松節(jié)油的溶解罐中；2)加熱升溫至130°C，攪拌120分鐘，直到完全溶解為止；3)將質(zhì)量份數(shù)為93的大顆粒尿素添加至噴流塔中；4)將已完全溶解的廢舊聚乙烯、廢舊聚丙烯和滑石粉的松節(jié)油溶液噴涂在旋轉(zhuǎn)的 所述大顆粒尿素表面，140分鐘后停止噴涂，得到所述釋放期為60天的包膜控釋尿素。試驗(yàn)設(shè)計(jì)試驗(yàn)在山東省泰安市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院試驗(yàn)基地進(jìn)行，供試土壤為輕壤 土，供試作物為夏玉米中農(nóng)68，前茬作物為冬小麥，土壤肥力性狀見表7。表7、供試土壤肥力性狀
試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組排列，試驗(yàn)小區(qū)長4. 5m，寬6. 0m，面積27. Om2，試驗(yàn)共設(shè)6個(gè)處 理，每個(gè)處理3次重復(fù)①CK1 (不施氮肥)，②CK2 (習(xí)慣施肥40 %的尿素氮作為基肥施 入，60 %的尿素氮在大喇叭口期作為追肥施入)，③用由釋放期為60天的包膜控釋尿素和 尿素以質(zhì)量比2 8混合得到的肥料(簡稱20% P⑶60+80%PU)進(jìn)行施肥，④用由釋放期 為60天的包膜控釋尿素和尿素以質(zhì)量比25 75混合得到的肥料(簡稱25% P⑶60+75% PU)進(jìn)行施肥，⑤用由釋放期為60天的包膜控釋尿素和尿素以質(zhì)量比3 7混合得到的肥 料(簡稱30%PCU60+70%PU)進(jìn)行施肥，⑥用由釋放期為60天的包膜控釋尿素和尿素以質(zhì) 量比4 6混合得到的肥料(簡稱40% P⑶60+60%PU)進(jìn)行施肥。其中，P⑶為包膜控釋 尿素，PU為尿素，具體施肥量見表8。上述各處理中，磷肥和鉀肥的施肥量也見表2。按照表 2中處理③④⑤⑥所示配比，將氮肥、磷肥和鉀肥混勻后即得本發(fā)明提供的夏玉米包膜控釋 專用肥。其中，所述磷肥為磷元素的質(zhì)量百分含量為18 %的過磷酸鈣肥，所述磷元素以五氧 化二磷計(jì)，所述鉀肥為鉀元素的質(zhì)量百分含量為60%的氯化鉀肥，所述鉀元素以氧化鉀計(jì)。包膜控釋尿素埋袋處理稱取釋放期為30天的包膜控釋尿素各5g，縫合在1mm的 塑料網(wǎng)袋中，共18袋，每個(gè)生育時(shí)期取3袋，定位埋植保護(hù)行土中，深度10-20cm，插牌標(biāo)示。供試玉米種植行距0. 5m,株距0. 3m,每穴播3粒，三葉期定植66660株/hm2。各處 理施純氮量為291. 00kg/hm2 (CK1不施氮肥)，施純磷(P205)量均為165. 00kg/hm2,施純鉀 (K20)量均為181.00kg/hm2。磷、鉀肥在播種前作為基肥一次施入。生育期內(nèi)按中農(nóng)68栽 培技術(shù)進(jìn)行管理。表8、各處理施肥方法
處理
施氮量 (kg/hm2)
基肥
追肥 (大喇叭口期)
施磷量 (kg/hm2)
施鉀量 (kg/hm2)
CK1 CK2
0
116.40
0
174.60
165.00 165.00
181.00 181.00
20%PCU60+80%PU291.00
25%PCU60+75%PU291.00
30%PCU60+70%PU291.00
40%PCU60+60%PU291.00
0 0 0 0
165.00 165.00 165.00 165.00
l^l.Otf 181.00 181.00 181.00采樣及樣品測定方法在生育期內(nèi)于苗期、拔節(jié)期、大喇叭口期、抽雄、灌漿中期和成熟期取植株樣3株 和3袋包膜控釋尿素，其中植株樣用于植株全氮的測定，采樣開氏法測定；包膜控釋尿素在 25°C靜水中和埋在田間內(nèi)的包膜控釋尿素的氮素溶出測定，均采用蒸餾法。在成熟期每小 區(qū)隨機(jī)取10株進(jìn)行室內(nèi)考種，測定株高、穗粒數(shù)、千粒重、產(chǎn)量。
氮肥利用率采用差值法計(jì)算，其公式為氮肥利用率(％)=(施氮區(qū)吸氮量-無氮區(qū)吸氮量)/施肥量X100(該公式參 見如下文獻(xiàn)介曉磊，韓燕來，譚金芳，等.不同肥力和土壤質(zhì)地條件下麥田氮肥利用率的 研究[J].作物學(xué)報(bào)，1998，24 (6) =884-888)土壤氮的依存率是指土壤氮對(duì)作物營養(yǎng)氮的貢獻(xiàn)率，計(jì)算公式為土壤氮依存率(％)=無氮區(qū)吸氮量/施氮區(qū)吸氮量X100(該公式參見如下文 獻(xiàn)李云.土壤科學(xué)與農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展[A].中國土壤學(xué)會(huì)編寫組.中國科學(xué)與農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā) 展[M],北京中國科學(xué)技術(shù)出版社，1994，219-223)1)不同組分含量的包膜控釋尿素與尿素組成的肥料一次性配施對(duì)夏玉米產(chǎn)量及 產(chǎn)量因子的影響表9、不同處理對(duì)夏玉米產(chǎn)量及產(chǎn)量因子的影響 注表中不同字母表示差異達(dá)5%顯著水平。表9表示不同處理夏玉米的產(chǎn)量及包膜控釋尿素與尿素配合基施的增產(chǎn)效果。由 表9可知，施氮各處理夏玉米產(chǎn)量、穗粒數(shù)、千粒重均顯著高于不施氮處理(CK1)。不同量的 包膜控釋尿素與尿素配合一次基施各處理(20% P⑶60+80% PU,25% P⑶60+75% PU,30% P⑶60+70%PU、40%POT60+60%PU)夏玉米產(chǎn)量顯著高于習(xí)慣施肥處理(CK2)，且隨著包膜 控釋尿素用量的逐漸增加，夏玉米產(chǎn)量依次提高；不同量的包膜控釋尿素與尿素配合一次 基施處理(20% PCU60+80% PU,25% PCU60+75% PU,30% PCU60+70% PU,40% PCU60+60% PU)穗粒數(shù)、千粒重顯著高于習(xí)慣施肥處理(CK2)，且隨著包膜控釋尿素用量的逐漸增加， 夏玉米的穗粒數(shù)依次增加，千粒重依次提高。這是由于包膜控釋尿素與尿素配合基施，氮素 淋洗、揮發(fā)相對(duì)較少，既滿足了夏玉米在大喇叭口 _抽雄_吐絲期對(duì)氮素的大量需求，又能 滿足夏玉米灌漿_成熟期對(duì)氮素的需求，隨著包膜控釋尿素用量的增加，氮素的有效供給 相對(duì)增加，植株氮素積累量也增加(見表10、表11)。2)不同組分含量的包膜控釋尿素與尿素組成的肥料一次性配施對(duì)夏玉米總吸氮 量、氮肥利用率和土壤氮依存率的影響表10、不同處理的成熟期夏玉米氮素積累量、氮肥利用率及土壤氮依存率列表
13 注表中不同字母表示差異達(dá)5%顯著水平。由表10可知，施用氮肥后夏玉米氮素總積累量顯著增加。在施氮量相等的情況 下，包膜控釋尿素與尿素配合基施處理(20% PCU60+80% PU,25% PCU60+75 % PU,30% P⑶60+70% PU,40% P⑶60+60% PU)氮素總積累量、子粒氮素積累量明顯高于習(xí)慣施肥處 理(CK2)，且隨著包膜尿素用量的逐漸增加，夏玉米氮素總積累量、子粒氮素積累量也依次 增加。氮素總積累量各處理之間差異不顯著，但都明顯高于20% P⑶60+80% PU處理，30% P⑶60+70% PU處理最高；子粒氮素積累量各處理間差異不顯著，30% P⑶60+70% PU,40% PCU60+60 % PU 處理接近，但高于 20% PCU60+80 % PU,25% PCU60+75 % PU 處理；包膜控 釋尿素與尿素配合基施處理(20% PCU60+80 % PU,25% PCU60+75% PU,30% PCU60+70% PU、40%POT60+60%PU)營養(yǎng)器官氮素積累量顯著高于習(xí)慣施肥處理(CK2)，其中，25% PCU60+75% PU,30% PCU60+70% PU,40% PCU60+60% PU處理顯著高于 20% PCU60+80% PU 處理，30% PCU60+70 % PU 處理與 25% PCU60+75% PU 處理差異顯著，25% PCU60+75 % PU 處理與40% PCU60+60% PU處理差異不顯著，且30% PCU60+70% PU處理最高。另外，由表10可知，包膜控釋尿素與尿素配合基施處理(20% P⑶60+80%PU,25% PCU60+75 % PU,30% PCU60+70 % PU,40% PCU60+60 % PU)大大提高了 氮肥利用率，比習(xí) 慣施肥處理(CK2)分別提高 5. 86%、9. 82%、11.39%，10. 94%，30% PCU60+70% PU 處理 最高；包膜控釋尿素與尿素配合基施處理(20% PCU60+80% PU,25% PCU60+75% PU,30% P⑶60+70% PU,40% P⑶60+60% PU)比習(xí)慣施肥處理(CK2)對(duì)土壤氮的依存率要低，分別 低 3. 37%,5. 33%,6. 05%,5. 85%，且 30% PCU60+70% PU 處理最低。3)不同組分含量的包膜控釋尿素與尿素組成的肥料一次性配施對(duì)夏玉米不同生 育時(shí)期氮素積累量的影響表11、各處理夏玉米植株在不同生育期氮素積累量的變化規(guī)律 注表中不同字母表示差異達(dá)5%顯著水平。由表11可知，包膜控釋尿素與尿素配合基施處理，在夏玉米整個(gè)生育期內(nèi)氮素積累量高于習(xí)慣施肥處理，其中，25% PCU60+75% PU,30% PCU60+70% PU,40% PCU60+60% PU處理之間差異不顯著，但都顯著高于習(xí)慣施肥處理。在苗期，20% P⑶60+80% PU處理 氮素積累量分別與習(xí)慣施肥處理(CK2) ,30% P⑶60+70% PU處理差異不顯著，但顯著低于 25% P⑶60+75% PU,40% P⑶60+60% PU處理。在拔節(jié)期，控釋包膜尿素與尿素配合基施處 理間氮素積累量差異不顯著，但都顯著高于習(xí)慣施肥處理。在大喇叭口期20% P⑶60+80% PU處理氮素積累量與習(xí)慣施肥處理差異不顯著，但顯著低于25% POT60+75%PU、30% PCU60+70% PU,40% PCU60+60% PU 處理。20% PCU60+80% PU 處理在抽雄-灌漿中-收獲 期氮素積累量顯著高于習(xí)慣施肥處理，但顯著低于30%POT60+70%PU、40%Pra60+60%PU 處理。究其原因習(xí)慣施肥除底施尿素以外60%的尿素在大喇叭口(7月30日)表追施， 當(dāng)時(shí)氣溫高濕度大，氨揮發(fā)嚴(yán)重，導(dǎo)致追肥后期氮素供給相對(duì)不足，影響植株的氮素積累。4)包膜控釋尿素氮素溶出特征包膜控釋尿素氮素養(yǎng)分累計(jì)溶出率動(dòng)力學(xué)一般可用一級(jí)反應(yīng)方程N(yùn)t = N。[l-eXp(-kt)](王正銀，徐衛(wèi)紅，張浩。幾種緩釋尿基復(fù)合肥氮素釋放的動(dòng)力學(xué)研究[J]. 磷肥與復(fù)肥，2002，17 (2) 13-18)來進(jìn)行描述，N。為溶質(zhì)最大溶出率，此處，N0 = 100%，是 因?yàn)榘し柿现叙B(yǎng)分是可以100%釋放的，但實(shí)測時(shí)未能測到100%，所以氮素養(yǎng)分累計(jì)溶 出率一級(jí)動(dòng)力學(xué)反應(yīng)方程為Nt = 100[l-exp(-kt)]。圖3為實(shí)驗(yàn)室25°C靜水溶出法和田間埋袋法測定結(jié)果通過動(dòng)力學(xué)方程計(jì)算出 的氮素釋放狀況。實(shí)驗(yàn)室靜水溶出法和田間埋袋法的方程擬合度r2分別為99. 47%和 96. 29%。實(shí)驗(yàn)室25°C靜水溶出法測定包膜控釋尿素初期養(yǎng)分釋放率為3. 26%, 28. 0d養(yǎng)分 釋放率為60. 42%,48. 6d養(yǎng)分釋放率為80. 00% ；田間埋袋法測定包膜控釋尿素初期養(yǎng)分 釋放率為3.23%，28. 0d養(yǎng)分釋放率為60. 08%,49. Id養(yǎng)分釋放率為80. 00%。由圖3可知，包膜控釋尿素在田間的氮素溶出特征與實(shí)驗(yàn)室25°C恒溫溶出特 征吻合較好。由于包膜控釋肥的養(yǎng)分釋放是由包膜內(nèi)外的濃度梯度驅(qū)動(dòng)，溫度和水分對(duì) 包膜肥料養(yǎng)分溶出的影響分別占83%和11%，而其他土壤因子及其交互只占以下， 因此，除了溫度對(duì)其溶出速度有直接影響外，土壤水分狀況是影響其養(yǎng)分溶出的另一個(gè) 重要因素(SHOJI S. MEISTER-Controlled release fertilizers[M] Sendai，Japan KonnoPrinting Co.，Ltd，1999 :9_10 ；FUJISAWA E.，K0BAYASHI A.，HANYU T. A mechanismof nutrient release from resin-coated fertilizers and its estimation by kinetic methods. 5. Effect of soil moisture level on release rates from resin-coated fertilizer[J], Jpn. J. Soil Sci. Plant Nutr，1998，69 :582_589)。據(jù)泰安市氣象資料統(tǒng)計(jì)，夏玉米從播種(6月17日)_苗期(7月9日)22d降雨 80. 2mm，從苗期-拔節(jié)(7月21日)12d降雨154. 2mm，從拔節(jié)-大喇叭口(7月30日)9d降 雨29. 4mm,從大喇叭口 -抽雄(8月7日)8d降雨8. 4mm,從抽雄-灌漿中期(9月1日)25d 降雨98. 2mm，從灌漿中期-收獲(9月25日)24d降雨7. 0mm ；夏玉米生長期間平均氣溫達(dá) 到25. 3°C，因此，溫度和水分兩因子都能滿足包膜控釋尿素氮素釋放的要求。由圖3還可知，包膜控釋尿素在夏玉米大喇叭口期和抽雄期有76-81 %的氮素溶 出。夏玉米植株養(yǎng)分吸收的高峰期在大喇叭口至抽雄期之間，拔節(jié)至吐絲吸氮量占總吸氮 量的66%，抽雄前后需氮量最高，一般認(rèn)為追施氮肥的最佳時(shí)期在大喇叭口期。表5表明包 膜控釋尿素與尿素配合基施處理，其氮素供給過程基本符合夏玉米的吸氮規(guī)律，且隨著包膜控釋尿素用量的增加植株的氮素積累量也增加。5)不同處理的經(jīng)濟(jì)效益分析表12、不同處理的經(jīng)濟(jì)效益
氮肥用量
處理產(chǎn)量 (kg/hm2)產(chǎn)值 (兀/hm2)普通 尿素 PU(kg/hm2) 包膜 尿素 PCU氮肥成本 (元/hm2)追肥勞力投入 (元/hm2)凈收入 增減 (元/hm2)CK15550.58325.758322.75CK27985.611978.40632.6101391.7430010286.6620%PCU60+80%PU8790.613185.90506.08137.911596.0011589.9025%PCU60+75%PU8943.713415.55474.46172.391647.18011768.3730%PCU60+70%PU9133.313699.95442.83206.871698.05012001.9040%PCU60+60%PU9163.413745.10379.57275.831800.47011944.63注表內(nèi)數(shù)據(jù)以市場價(jià)計(jì)尿素為2200元/噸，60天釋放期的包膜尿素為3500元 /噸，追肥勞動(dòng)力投入為300元/公頃，玉米為1500元/噸。由表12可看出，包膜控釋尿素與尿素配合基施處理(20%POT60+80%PU、25% PCU60+75% PU,30% PCU60+70% PU,40% PCU60+60% PU)與習(xí)慣施肥(CK2)相比，氮肥成 本分別提高 204. 26 元 /hm2、255. 44 元 /hm2、306. 31 元 /hm2、408. 73 元 /hm2 ；凈收入分別 增加 1303. 24 元 /hm2、1481. 71 元 /hm2、1715. 24 元 /hm2、1657. 97 元 /hm2。由此可見 30% P⑶60+70% PU處理經(jīng)濟(jì)效益最高。控釋肥料的價(jià)格一般比普通肥料高2. 5-8倍(Shoji S，Kanno H. Use ofpolyolefin-coated fertilizers for increasing fertilizer efficiency and reducing nitrate leachingand nitrous oxide emissions[J]. Fert. Res. ,1994, 39 147-152 ；Shaviv A, Mikklelsen R L. Slow release fertilizers for a safer environment maintaining high agronomic useefficiency[J]. Fert. Res. ,1993,35 1-12.)，即使用廢舊塑料的包膜控釋尿素，每噸也要比尿素高1000-1500元，單施包膜尿素 成本太高，效果不理想，而包膜控釋尿素與尿素配合基施既能減少肥料成本，又能滿足夏玉 米對(duì)氮素的需求，還能減少用工、提高產(chǎn)量；經(jīng)濟(jì)效益因產(chǎn)量提高和勞動(dòng)力投入減少而明顯 增加。由上可知，(1)在施氮量相等的條件下，包膜控釋尿素與尿素配合基施處理(20% PCU60+80% PU,25% PCU60+75% PU,30% PCU60+70% PU,40% PCU60+60% PU)氮素總積累 量、子粒氮素積累量明顯高于習(xí)慣施肥處理(CK2)，其中30% P⑶60+70% PU處理夏玉米氮 素總積累量最高。(2)包膜控釋尿素與尿素配合基施處理(20 % PCU60+80 % PU,25% PCU60+75 % PU、30% PCU60+70% PU、40% PCU60+60% PU)大大提高了氮肥利用率，比習(xí)慣施肥處理 (CK2)分別提高 5. 86%,9. 82%U1. 39%, 10. 94%，且 30% PCU60+70% PU 處理最高；比習(xí) 慣施肥處理(CK2)對(duì)土壤氮的依存率要低，分別低3. 37 %、5. 33 %、6. 05 %、5. 85 %，且30 % PCU60+70% PU處理最低。(3)釋放期為60天的包膜控釋氮素田間溶出特征與25°C靜水中溶出特征吻合較 好，與普通氮素配合基施符合夏玉米的吸氮規(guī)律。
(4)在施氮量相等的條件下，不同量的包膜控釋尿素與尿素配合基施處理(20% PCU60+80% PU,25% PCU60+75% PU,30% PCU60+70% PU,40% PCU60+60% PU)夏玉米產(chǎn)量 顯著增加，且隨著包膜尿素用量的逐漸增加，夏玉米產(chǎn)量依次提高；經(jīng)濟(jì)效益顯著高于習(xí)慣 施肥，其中30%的釋放期為60天的包膜控釋氮配合70%的尿素氮基施經(jīng)濟(jì)效益最高。綜上所述，在夏玉米上施用釋放期為60天的包膜控釋尿素田間溶出特征與25°C 靜水中溶出特征吻合較好；60天的包膜控釋尿素與尿素配合基施符合夏玉米的吸氮規(guī)律。 在施氮量相等條件下，30%的釋放期為60天的包膜控釋氮配合70%的尿素氮基施，夏玉米 氮素總積累量最高，氮肥利用率最高，土壤氮的依存率最低，經(jīng)濟(jì)效益最好。
權(quán)利要求
一種夏玉米包膜控釋專用肥，由氮肥、磷肥和鉀肥組成；其特征在于所述氮肥由尿素和包膜控釋尿素組成，所述包膜控釋尿素的釋放期為30-90天；所述包膜控釋尿素中的氮元素和所述尿素中的氮元素的質(zhì)量比為20-40∶80-60；所述氮肥、所述磷肥和所述鉀肥的質(zhì)量比為15-20∶5-9∶8-12；所述氮肥的質(zhì)量以所述氮肥中的氮元素計(jì)，所述磷肥的質(zhì)量以五氧化二磷計(jì)，所述鉀肥的質(zhì)量以氧化鉀計(jì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的專用肥，其特征在于所述氮肥、所述磷肥和所述鉀肥的質(zhì)量 比為16 9 10，所述包膜控釋尿素的釋放期為60天；所述包膜控釋尿素中的氮元素和 所述尿素中的氮元素的質(zhì)量比為20 80,25 75,30 70或40 60。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的專用肥，其特征在于所述包膜控釋尿素是由尿素、聚 乙烯、聚丙烯和滑石粉組成；所述釋放期為30天的包膜控釋尿素中，所述尿素、聚乙烯、聚 丙烯和滑石粉的質(zhì)量份數(shù)分別為94、2. 9,2. 7和0. 5 ；所述釋放期為60天的包膜控釋尿素 中，所述尿素、聚乙烯、聚丙烯和滑石粉的質(zhì)量份數(shù)分別為93、3. 1,3. 1和0. 8 ；所述釋放期 為90天的包膜控釋尿素中，所述尿素、聚乙烯、聚丙烯和滑石粉的質(zhì)量份數(shù)分別為90、5. 0、 4. 1 和 0. 9。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的專用肥，其特征在于所述聚乙烯為廢舊聚乙烯，所述聚丙烯 為廢舊聚丙烯。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的專用肥，其特征在于所述磷肥為磷元素的質(zhì)量百分 含量為18%的過磷酸鈣肥，所述磷元素以五氧化二磷計(jì)，所述鉀肥為鉀元素的質(zhì)量百分含 量為60%的氯化鉀肥，所述鉀元素以氧化鉀計(jì)。
6.一種制備權(quán)利要求1-5任一所述夏玉米包膜控釋專用肥的方法，包括如下步驟將 所述氮肥、磷肥和鉀肥混勻，得到所述夏玉米包膜控釋專用肥；其中，所述氮肥由尿素和包 膜控釋尿素組成，所述包膜控釋尿素的釋放期為30-90天；所述包膜控釋尿素中的氮元素 和所述尿素中的氮元素的質(zhì)量比為20-40 80-60 ；所述氮肥、所述磷肥和所述鉀肥的質(zhì)量 比為15-20 5-9 8-12;所述氮肥的質(zhì)量以所述氮肥中的氮元素計(jì)，所述磷肥的質(zhì)量以 五氧化二磷計(jì)，所述鉀肥的質(zhì)量以氧化鉀計(jì)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于所述氮肥、所述磷肥和所述鉀肥的質(zhì)量比 為16 9 10，所述包膜控釋尿素的釋放期為60天；所述包膜控釋尿素中的氮元素和所 述尿素中的氮元素的質(zhì)量比為20 80,25 75,30 70或40 60。
8.素、聚乙烯、聚丙 烯和滑石粉的質(zhì)量份數(shù)分別為94、2. 9,2. 7和0. 5 ；所述釋放期為60天的包膜控釋尿素中， 所述尿素、聚乙烯、聚丙烯和滑石粉的質(zhì)量份數(shù)分別為93、3. 1,3. 1和0.8 ；所述釋放期為90 天的包膜控釋尿素中，所述尿素、聚乙烯、聚丙烯和滑石粉的質(zhì)量份數(shù)分別為90、5.0、4. 1 和 0. 9。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于所述聚乙烯為廢舊聚乙烯，所述聚丙烯為廢舊聚丙烯。
10.根據(jù)權(quán)利要求6-9任一所述的方法，其特征在于所述磷肥為磷元素的質(zhì)量百分含 量為18%的過磷酸鈣肥，所述磷元素以五氧化二磷計(jì)，所述鉀肥為鉀元素的質(zhì)量百分含量 為60%的氯化鉀肥，所述鉀元素以氧化鉀計(jì)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種夏玉米包膜控釋專用肥及其制備方法。該夏玉米包膜控釋專用肥，由氮肥、磷肥和鉀肥組成；所述氮肥由尿素和包膜控釋尿素組成，所述包膜控釋尿素的釋放期為30-90天；所述包膜控釋尿素中的氮元素和所述尿素中的氮元素的質(zhì)量比為20-40∶80-60；所述氮肥、所述磷肥和所述鉀肥的質(zhì)量比為15-20∶5-9∶8-12。該專用肥的氮肥利用率比習(xí)慣施肥處理提高最高，土壤氮的依存率比習(xí)慣施肥處理也為最低，凈收入比習(xí)慣施肥增加1715.24元/hm2，且釋放期為60天的包膜控釋氮素田間溶出特征與在25℃靜水中氮素溶出特征吻合較好。
文檔編號(hào)C05G3/08GK101857515SQ20101019742
公開日2010年10月13日 申請(qǐng)日期2010年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月10日
發(fā)明者夏光利, 徐秋明, 李亞星, 楊宜斌, 武良, 衣文平, 谷佳林 申請(qǐng)人:北京市農(nóng)林科學(xué)院