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文檔簡介
第三章緩控釋肥
教學要求
掌握緩控釋肥的概念及種類掌握緩控釋肥的施用技術1.第三章緩控釋肥教學要求一、控釋和緩釋有關概念的區(qū)分(一)有關概念(1)“釋放”(release)是指養(yǎng)分由化學物質轉變成植物可直接吸收利用的有效形態(tài)的過程(如溶解、水解、降解等),
(2)“緩釋”(slowrelease)是指化學物質養(yǎng)分釋放速率遠小于速溶性肥料施入土壤后轉變?yōu)橹参镉行B(tài)養(yǎng)分的釋放速率;
(3)“控釋”(controlledrelease)是指以各種調控機制使養(yǎng)分釋放按照設定的釋放模式(釋放率和釋放時間rate/patternandduration)與作物吸收養(yǎng)分的規(guī)律相一致。
第一節(jié)概述2.一、控釋和緩釋有關概念的區(qū)分第一節(jié)概述2.(二)、緩釋和控釋肥料的定義
緩釋肥料:指在生物或化學作用下可分解的有機氮化合物(如脲甲醛UFS)肥料,通常被稱為緩釋肥(SRFS)
控釋肥料:采用對生物和化學作用等因素不敏感的膜材料來包膜的肥料通常被稱為控釋肥(CRFS)3.(二)、緩釋和控釋肥料的定義3.(三)、控釋和緩釋肥的類型按照其溶解性釋放方式通常被分為三種類型:
物理障礙性因素控制的水溶性肥料,如包膜顆粒肥料和基質復合肥料,包膜顆粒肥料又可進一步劃分為:有機聚合物包膜肥料(熱塑性和樹脂類)和無機包膜肥料(如硫磺,礦物質包膜);微溶有機氮化合物,可進一步劃分為生物可降解的微溶有機氮化合物(如脲甲醛和其它脲醛縮合物)和主要以化學降解的化合物(如IBDU(Idobutylidenediurea)異丁烯環(huán)二脲);微溶性的無機化合物,如金屬磷銨鹽,部分酸化磷酸鹽等。4.(三)、控釋和緩釋肥的類型按照其溶解性釋放方式通常被分為三二、穩(wěn)定性肥料(StabilizedFertilizers)
氮素化肥中加入脲酶抑制劑或硝化抑制劑而生產的一類肥料,這類肥料在施入土壤后只是延緩了尿素水解轉化成銨或抑制硝化細菌將銨離子氧化而轉變成NO2-和NO3-的過程,按照國際肥料工業(yè)協(xié)會分類,這類肥料被稱為穩(wěn)定性肥料(StabilizedFertilizers).5.二、穩(wěn)定性肥料(StabilizedFertilizers
脲酶抑制劑硝化抑制劑脲酶
氮素增效劑:6.脲酶抑制劑硝化抑制劑脲酶氮素增效劑:6.
第二節(jié)、緩控釋肥種類一、有機氮化合物1、脲甲醛縮合物尿素與甲醛類的縮合(尤其是與甲醛)反應生成。含1亞甲基2尿素:屬于速效脲甲醛,肥效時間1-40天
2亞甲基3尿素:中效脲甲醛,肥效時間30-80天
3亞甲基4尿素:長效脲甲醛,60-120天7.第二節(jié)、緩控釋肥種類一、有機氮化合物7.
典型的脲甲醛產品含N37%~40%。為了提供脲甲醛產品N釋放率的標準,將此化合物分成3種組分:①冷水溶解組分N(CWSN,25℃)主要有尿素、二聚物和短鏈聚合物,該組分中的N可認為是速效到緩效;②熱水溶解組分N(HWSN,100℃)為甲叉尿素和中等鏈長聚合物,該組份中的N可緩慢釋放到土壤中:③熱水不溶組分(HWIN)為甲叉尿素和長鏈聚合物,在土壤中分解極慢,該組分N在土壤中無活性。8.典型的脲甲醛產品含N37%~40%。為了提供脲甲醛特點:速效+中效+長效混合,使作物在一季均有養(yǎng)分供應旱澇季節(jié)均有效省時、省力、省成本,增產高效、節(jié)能,環(huán)保無殘留9.脲甲醛特點:9.
脲醛肥料的分解主要是由于生物的作用,氮的釋放強烈依賴于土壤性質的變化(如生物活性、粘粒含量、pH)和外界條件(如水分含量、干濕狀況和溫度等)。10.脲醛肥料的分解主要是由于生物的作用,氮的釋放強烈依賴脲甲醛成品顆粒
脲甲醛緩控釋肥脲甲醛成品顆粒11.脲甲醛成品顆粒脲甲醛緩控釋肥脲甲醛成品顆粒11.(2)其它脲醛和合成氮化合物還有幾種由尿素和醛類反應制備的氮化合物,如異丁叉二脲是世界范圍內生產量僅次于脲甲醛的一種有機氮化合物。,含氮量31%。其中大多數(shù)(90%)可以溶于水,氮釋放率主要是由于化學分解(水解)作用引起的,因此取決于肥料顆粒的大小和土壤水份含量。丁烯酰環(huán)脲是在酸催化下,尿素與乙醛反應而成,是環(huán)狀結構的產品,約含氮30%。它在水解和生物降解作用下釋放氮,其釋放率受產品顆粒大小、土壤溫度、水份和pH的影響。12.(2)其它脲醛和合成氮化合物12.脲甲醛形態(tài)模式圖13.脲甲醛形態(tài)模式圖13.脲甲醛分解過程脲醛養(yǎng)分釋放過程圖解14.脲甲醛分解過程脲醛養(yǎng)分釋放過程圖解14.1天~5天~10天~15天~20天~25天~30天30天~35天~40天~45天~50天~55天~60天脲醛多銨長效緩控釋肥養(yǎng)分釋放模式:
1.在作物前期表面融化釋放速效外噴漿的硫酸銨和尿素
2.
中期通過微生物活動分解亞甲基2脲釋放N素60天~65天~70天~75天~80天~85天~90天
3
.長時間的微生物分解長效2亞甲基3脲,后期不脫肥。尿素硫酸銨甲殼素黃腐酸鉀黃腐酸銨中效養(yǎng)分微生物的活動15.1天~5天~10天~15天~20天~25天~30天30天~德瑪脲甲醛肥料養(yǎng)分釋放后提高利用率的過程16.德瑪脲甲醛肥料養(yǎng)分釋放后提高利用率的過程16.二、包膜控釋肥(一)非有機物包膜肥料
硫包膜尿素已有較長的生產歷史,是用熔化的硫磺包裹被預先加熱的尿素顆粒制成。硫是中量營養(yǎng)元素,在156℃時可以熔化,可以噴涂于尿素顆粒以及其它肥料顆粒表面作為包膜,產品含有3l%~38%N。17.二、包膜控釋肥(一)非有機物包膜肥料17.無機包膜材料①無機礦物包膜材料②無機礦物-添加劑改性包膜材料③無機礦物-有機高分子多層包膜材料18.無機包膜材料18.典型的硫包膜尿素有3種類型的膜:①破損的、含有裂隙的膜:②損壞的膜含有被蠟封的裂隙;③厚和完整未損的膜。硫包膜尿素對土壤水分含量、干濕交替、生物活動和運輸及施用過程中對膜的磨損都是非常敏感的,所以這種產品只能被看作是緩釋肥而不是控釋肥。為了改進包膜尿素的性能,在原包膜尿素外再包一層有機聚合物膜,形成硫包衣尿素19.典型的硫包膜尿素有3種類型的膜:①破損的、含有裂隙的膜:②損(二)有機聚合物包膜肥料樹脂包膜肥料是在制備過程中使聚合物作用在肥料顆粒上,由熱固性的樹脂交聯(lián)形成的疏水聚合物膜。常用的樹脂有醇酸類樹脂和聚氨酯類樹脂兩大類。20.(二)有機聚合物包膜肥料20.包膜材料:(1)有機高分子材料①熱固性樹脂類(醇酸樹脂、聚胺脂等)②熱塑性塑料類(回收塑料、泡沫)③瀝青和橡膠類21.包膜材料:21.醇酸樹脂是雙環(huán)戊二烯和甘油酯的共聚物:養(yǎng)分的釋放可以通過改變膜的成分或膜的厚度來控制。養(yǎng)分釋放過程為:水分通過膜上的微孔滲透到膜內,增加了膜內的滲透壓力而造成膜膨脹,膨脹又增大了微孔,使養(yǎng)分從增大的孔中釋放出來。22.醇酸樹脂是雙環(huán)戊二烯和甘油酯的共聚物:養(yǎng)分的釋放可以通過改變聚氨脂類包膜:是在肥料顆粒表面上直接以聚氰基與多元醇反應生成的。養(yǎng)分從這種產品中釋放主要依賴于溫度變化,土壤水份含量、pH、干濕交替以及土壤生物活性對釋放幾乎無影響。23.聚氨脂類包膜:是在肥料顆粒表面上直接以聚氰基與多元醇反應生成膜材料的選擇
篩選出適宜的包膜材料是包膜控釋肥研制開發(fā)的關鍵。在研制過程中,我們根據(jù)各種材料的成膜能力,選擇具有成膜能力強、有一定阻水能力、原料為市場可以大批量供應的高分子材料作為包膜試驗材料。共計選用熱固聚酯類、中低分子橡膠類、熱熔塑料類約三十多種高分子樹脂材料,最后確定了具有控釋功能的包膜樹脂材料。同時篩選出無刺激氣味的復合溶劑、對養(yǎng)分釋放速率有調控作用的復合添加劑等及其最佳配比。24.膜材料的選擇篩選出適宜的包膜材料是包膜控釋肥研制開發(fā)的關(三)熱塑性樹脂包膜肥料最常用的包膜顆粒肥料技術是將熱塑性包膜材料(如聚乙烯)溶解于氯化烴中,在流化床反應器中噴涂在肥料顆粒上。養(yǎng)分釋放可通過將透水性差的聚乙烯與透水性較強的樹脂(如EVA)加以混合來控制,也可在膜中加入一種礦物粉來改進由溫度控制的養(yǎng)分釋放。25.(三)熱塑性樹脂包膜肥料25.(四)聚合物包膜硫包衣尿素由于硫包膜尿素控釋效果差,一些廠家用有機聚合物(熱塑性塑料或樹脂)在硫包衣尿素上再包一層較薄的普通聚合物膜,以增強抗磨損性能,產品表現(xiàn)出較好的釋放性能。目前硫包衣尿素和硫包膜尿素占了包膜產品的絕大部分,主要是由于它們廣泛地應用于非農業(yè)市場(如草坪、景觀業(yè))。26.(四)聚合物包膜硫包衣尿素26.(5)基質復合肥料將肥料與可降低其溶解性的物質混合來制備緩釋肥料已進行了多年的努力,但所選用的材料還沒有真正提供可控制釋放的特性。另外的基質型緩釋肥是藥片狀、釘形物或餅狀物,是將植物營養(yǎng)物質與粘結劑混合擠壓而成。在許多情況下將脲甲醛或異丁烯環(huán)二脲加入到混合物中,這種產品的性質與緩釋性差的肥料相似,其溶解速率主要取決于壓縮產品的表面與體積的比率(體積越大,釋放就越慢)27.(5)基質復合肥料27.
包膜(裹)型肥料:包膜肥料28.包膜(裹)型肥料:包膜肥料28.PPPPPKKKKKKKPNPNNNNNNNNNNNNNNNNKK包膜肥料養(yǎng)分釋放29.PPPPPKKKKKKKPNPNNNNNNNNNNNNNNN控釋肥中試產品控釋肥中試產品包膜肥料產品30.控釋肥中試產品控釋肥中試產品包膜肥料產品30.ProductsofCRFs:Seriesandvarieties(1)(TPCU);熱塑性樹脂包膜尿素,60d,90d,120d,150d,180d,270detc.(2)(TPCCF):熱塑性樹脂包膜復合肥,60d,90d,120d,150d,180d,270detc.(3)(TPCK):熱塑性樹脂包膜硫酸鉀,60d,90d,120d,150d,180d,270detc.31.ProductsofCRFs:SeriesandvProductsofCRFs:Seriesandvarieties(4)(TSCU):熱固性樹脂包膜尿素,
60d,90d,120d,150d,180d,270detc.(5)(TSCCF):熱固性樹脂包膜復合肥
60d,90d,120d,150d,180d,270detc.(6)(TSCF):熱固性樹脂包膜硫酸鉀,60d,90d,120d,150d,180d,270detc.32.ProductsofCRFs:SeriesandvProductsofCRFs:Seriesandvarieties(7)(SCU)硫包膜尿素(8)(SCCF)硫包膜復合肥(9)(SCCK)硫包膜硫酸鉀(10)(PSCU)硫加樹脂包膜尿素(11)(PSCF)硫加樹脂包膜復合肥(12)(PSCK)硫加樹脂包膜硫酸鉀33.ProductsofCRFs:Seriesandv
第三節(jié)緩控釋肥的施用34.第三節(jié)緩控釋肥的施用34.ApplicationofaCRNF(Meister)toariceseedlingnursery.ThetotalamountofNforthewholegrowingseasonisapplied.35.ApplicationofaCRNF(Meister一、在覆塑料地膜的作物上,可以一季作物,只施肥一次。(Useforplasticmulchedcropsbyasinglefertilizerapplication).
36.一、在覆塑料地膜的作物上,可以一季作物,只施肥一次。(UseApplicationofaCRFtoastrawberrynurserycup,andtransplanttothefieldwithplasticmulched.37.ApplicationofaCRFtoastra可用于免耕和無土栽培。在免耕種植時,可以與種子一起播種時施用,不需要追肥。(Usefornotillfarmingandotherfarmingpractices).38.可用于免耕和無土栽培。在免耕種植時,可以與種子一起播種時施用減少養(yǎng)分的淋溶損失減少銨態(tài)氮的揮發(fā)和N2O的逸失極大的提高肥料利用率,減少施肥對環(huán)境的污染39.減少養(yǎng)分的淋溶損失39.緩控釋肥料施用可能存在的問題缺少測定釋放速率的標準方法,對緩控釋肥料的田間肥效、釋放、形態(tài)轉化、去向等還缺少系統(tǒng)定量的評價會增加土壤的酸化,尤其是硫包膜肥料高聚物包膜控釋肥可能會留下合成物的膜殼生產成本較高(是普通肥料的3~8倍)40.緩控釋肥料施用可能存在的問題缺少測定釋放速率的標準方法,對緩二、為了提高肥料利用率,肥料應施于根際。
作物根系主要以質流方式獲取氮素,但土壤水運動的距離大多不超過3~4cm,對根系有效的氮素,須在根系附近3~4cm處;磷、鉀主要以擴散的方式向根系供應養(yǎng)分。土壤中,H2PO4-的擴散系數(shù)為1X10-8~1X10-11cm2/s,K+的擴散系數(shù)為1X10-7~1X10-8cm2/s。能吸收養(yǎng)分的新根毛平均壽命為5天,吸收養(yǎng)分最活躍的根部分生區(qū),其吸收養(yǎng)分的活性保持期為7~14天。據(jù)此可求得,H2PO4-的擴散距離在5~14天內為0.03~1.6mm,相應K+的擴散距離為0.9~4.9mm。因此,為提高肥料利用率,肥料應施于根際。41.二、為了提高肥料利用率,肥料應施于根際。41.提高肥料利用率,肥料應施于根際42.提高肥料利用率,肥料應施于根際42.水稻育苗控釋肥施于根際43.水稻育苗控釋肥施于根際43.
然而,尿素、硝酸銨、氯化鉀等速溶性肥料集中施于根部,將會使根區(qū)土壤溶液鹽濃度過大,土壤溶液滲透壓增高,阻礙土壤水分向根內滲透,使作物缺水而受到傷害。
直接施于根部的氮肥,即使?jié)舛冗_不到“燒死”作物的程度,也會引起根系對養(yǎng)分的過度吸收,引起莖葉旺長,容易導致病害、倒伏等,造成作物減產。因此,氮肥應至少分2次施入。44.然而,尿素、硝酸銨、氯化鉀等速溶性肥料集中施于根部,將
最佳的施肥方式是根據(jù)作物的吸肥規(guī)律,土壤的供肥能力,經常不斷(多次、適量)地補充作物生長所需的各種營養(yǎng)元素之不足。理想的辦法是生產一種能直接施于根際的肥料,并可根據(jù)作物生長不同時期的需肥量來調節(jié)和控制其養(yǎng)分釋放速度。45.最佳的施肥方式是根據(jù)作物的吸肥規(guī)律,土壤的供肥能UseCRFsfornotillfarming46.UseCRFsfornotillfarming46三、施肥技術(一)、緩控釋肥施用量
根據(jù)作物種類、土壤特性以及肥料的種類來確定一般情況按照比普通對照肥料減少1/3~1/2來確定。就肥料種類而言,要了解控釋肥料的組成及養(yǎng)分釋放特點,例如:如果其中氮只有30%的硫包衣尿素,則氮肥用量只能減少這30%中的1/3。
47.三、施肥技術(一)、緩控釋肥施用量47.(二)、各種作物上的施肥技術1、在根系密集的作物上應用:水稻、小麥等作物,選用高氮、中磷、中鉀控釋肥,施用量30~50kg/畝,可以在播種或插秧前按照推薦的施用量一次性施入,耕翻后種植,生長期內可以不追肥。2、對于行距較大的作物:選用高氮控釋肥,施用量30~40kg/畝,如玉米、棉花等增按照推薦量一性性開溝基施于種子側部,注意種、肥隔開(8-12厘米),以免燒種或燒苗3、薯類作物:采用硫酸鉀型控釋肥,集中條溝施4、豆科作物上:低氮、高磷、高鉀,施用量15~25kg/畝48.(二)、各種作物上的施肥技術48.硫酸鉀納米控釋復合肥養(yǎng)分釋放曲線
和作物營養(yǎng)需求基本上一致紅為小麥營養(yǎng)需求\曲線黃為控釋肥釋放曲線49.硫酸鉀納米控釋復合肥養(yǎng)分釋放曲線
和作物營養(yǎng)需求基本上一致紅5、甘蔗、煙草、土豆和甜菜高鉀控釋肥(硫酸鉀型),40~50kg/畝,甘蔗在伸長期追施30~40kg/畝6、香蕉底肥追肥都用,底肥選高氮,中間追施一次高氮,后期用高鉀,用量比常規(guī)減少1/3。50.5、甘蔗、煙草、土豆和甜菜50.土豆建議施肥量、施肥方式目標產量:2.5-3噸理論需肥量:氮12.5-24kg均值20kg磷3.75--6kg均值5kg鉀25--39kg均值32kg畝用16-8-18(s)長效肥130kg:底肥100kg、中耕肥30kg。氮16*1.3=20.8kg(滿足磷8*1.3=9.3kg(滿足鉀18*1.3=23.4kg(稍差51.土豆建議施肥量、施肥方式目標產量:2.5-3噸理論需肥量四、緩控釋肥技術指標52.四、緩控釋肥技術指標52.緩控釋肥料的要求項目指標高濃度中濃度總養(yǎng)分(N+P2O5+K2O)的質量分數(shù)/%≥40.030.0水溶性磷占有效磷的質量分數(shù)/%≥7050水分(H2O)的質量分數(shù)/%≤2.02.5粒度(100mm~475mm或335mm~560mm)/%≥90養(yǎng)分釋放期/月=標明值初期養(yǎng)分釋放率/%≤1528天累積養(yǎng)分釋放率/%≤75養(yǎng)分釋放期的累積養(yǎng)分釋放率/%≥80中量元素單一養(yǎng)分的質量分數(shù)(以單質計)/%≥2.0微量元素單一養(yǎng)分的質量分數(shù)(以單質計)/%≥0.02注1:三元或二元緩控釋肥料的單一養(yǎng)分含量不得低于4.0%。標2:以鈣鎂磷肥等枸溶性磷肥為基礎磷肥并在包裝袋上標明為“枸溶性磷”的產品、未標明磷含量的產品、緩控釋氮肥以及緩控釋鉀肥,“水溶性磷占有效磷的質量分數(shù)”這一指標不做檢驗和判定。注3:三元或二元緩控釋肥料的養(yǎng)分釋放率用總氮釋放率來表征,對于不含氮的二元緩控釋肥料,其養(yǎng)分釋放率用鉀釋放率來表征。緩控釋磷肥的養(yǎng)分釋放率用磷釋放率來表征。注4:應以單一數(shù)值標注養(yǎng)分釋放期,其允許差為15%。如標明值為6個月,累積養(yǎng)分釋放率達到80%的時間允許范圍為6個月±27天,如標明值為3個月,累積養(yǎng)分釋放率達到80%的時間允許范圍為3個月±14天。注5:包裝容器標明含有鈣、鎂、硫時監(jiān)測中量元素指標。注6:包裝容器標明含有銅、鐵、錳、鋅、硼、鉬時檢測微量元素指標。注7:除上述指標外,其他指標應符合相應的產品標準的規(guī)定,如復混肥料(復合肥料)、摻混肥料中的氯離子含量、尿素中的縮二脲含量等。53.緩控釋肥料的要求指標高濃度中濃度總養(yǎng)分(N+部分緩控釋肥料的緩控釋性能應符合下表的要求,同時應符合包裝標明值和相應國家標準的要求。項目指標緩控釋養(yǎng)分量a/%≥標明值緩控釋養(yǎng)分釋放期/月=標明值緩控釋養(yǎng)分28天的累積養(yǎng)分釋放率/%≤75緩控釋養(yǎng)分釋放期的累積養(yǎng)分釋放率≥80中量元素單一養(yǎng)分的質量分數(shù)(以單質計)b/%≥2.0微量元素單一養(yǎng)分的質量分數(shù)(以單質計)c/%≥0.02a.緩控釋養(yǎng)分為單一養(yǎng)分時,緩控釋養(yǎng)分量應不小于80%,緩控釋養(yǎng)分為兩種或兩種以上養(yǎng)分時,每種緩控釋養(yǎng)分量應不小于40%。b.包裝容器標明含有鈣、鎂、硫時檢測該項指標。c.包裝容器標明含有銅、鐵、錳、鋅、硼、鉬時檢測該項指標。54.部分緩控釋肥料的緩控釋性能應符合下表的要求,同時應符合包裝標檢測技術原理養(yǎng)分釋放率的測定:用水靜置浸泡試料,在規(guī)定的溫度和時間內,試料中的養(yǎng)分從膜中或從非包膜的顆粒中溶出到水中,用蒸餾后滴定法測定溶出的總氮含量,用釩鉬酸銨比色法或重量法測定溶出的磷含量,用火焰光度計法或重量法測定溶出的鉀含量,溶出的養(yǎng)分含量占該養(yǎng)分總含量的質量分數(shù)即為緩釋養(yǎng)分一定時期的累積養(yǎng)分釋放率。55.檢測技術原理55.思考題1、什么是緩控釋肥?緩控釋肥有哪些類型?2、控釋肥養(yǎng)分釋放的機理是什么?3、施用緩控釋肥有哪些優(yōu)點?56.思考題56.第三章緩控釋肥
教學要求
掌握緩控釋肥的概念及種類掌握緩控釋肥的施用技術57.第三章緩控釋肥教學要求一、控釋和緩釋有關概念的區(qū)分(一)有關概念(1)“釋放”(release)是指養(yǎng)分由化學物質轉變成植物可直接吸收利用的有效形態(tài)的過程(如溶解、水解、降解等),
(2)“緩釋”(slowrelease)是指化學物質養(yǎng)分釋放速率遠小于速溶性肥料施入土壤后轉變?yōu)橹参镉行B(tài)養(yǎng)分的釋放速率;
(3)“控釋”(controlledrelease)是指以各種調控機制使養(yǎng)分釋放按照設定的釋放模式(釋放率和釋放時間rate/patternandduration)與作物吸收養(yǎng)分的規(guī)律相一致。
第一節(jié)概述58.一、控釋和緩釋有關概念的區(qū)分第一節(jié)概述2.(二)、緩釋和控釋肥料的定義
緩釋肥料:指在生物或化學作用下可分解的有機氮化合物(如脲甲醛UFS)肥料,通常被稱為緩釋肥(SRFS)
控釋肥料:采用對生物和化學作用等因素不敏感的膜材料來包膜的肥料通常被稱為控釋肥(CRFS)59.(二)、緩釋和控釋肥料的定義3.(三)、控釋和緩釋肥的類型按照其溶解性釋放方式通常被分為三種類型:
物理障礙性因素控制的水溶性肥料,如包膜顆粒肥料和基質復合肥料,包膜顆粒肥料又可進一步劃分為:有機聚合物包膜肥料(熱塑性和樹脂類)和無機包膜肥料(如硫磺,礦物質包膜);微溶有機氮化合物,可進一步劃分為生物可降解的微溶有機氮化合物(如脲甲醛和其它脲醛縮合物)和主要以化學降解的化合物(如IBDU(Idobutylidenediurea)異丁烯環(huán)二脲);微溶性的無機化合物,如金屬磷銨鹽,部分酸化磷酸鹽等。60.(三)、控釋和緩釋肥的類型按照其溶解性釋放方式通常被分為三二、穩(wěn)定性肥料(StabilizedFertilizers)
氮素化肥中加入脲酶抑制劑或硝化抑制劑而生產的一類肥料,這類肥料在施入土壤后只是延緩了尿素水解轉化成銨或抑制硝化細菌將銨離子氧化而轉變成NO2-和NO3-的過程,按照國際肥料工業(yè)協(xié)會分類,這類肥料被稱為穩(wěn)定性肥料(StabilizedFertilizers).61.二、穩(wěn)定性肥料(StabilizedFertilizers
脲酶抑制劑硝化抑制劑脲酶
氮素增效劑:62.脲酶抑制劑硝化抑制劑脲酶氮素增效劑:6.
第二節(jié)、緩控釋肥種類一、有機氮化合物1、脲甲醛縮合物尿素與甲醛類的縮合(尤其是與甲醛)反應生成。含1亞甲基2尿素:屬于速效脲甲醛,肥效時間1-40天
2亞甲基3尿素:中效脲甲醛,肥效時間30-80天
3亞甲基4尿素:長效脲甲醛,60-120天63.第二節(jié)、緩控釋肥種類一、有機氮化合物7.
典型的脲甲醛產品含N37%~40%。為了提供脲甲醛產品N釋放率的標準,將此化合物分成3種組分:①冷水溶解組分N(CWSN,25℃)主要有尿素、二聚物和短鏈聚合物,該組分中的N可認為是速效到緩效;②熱水溶解組分N(HWSN,100℃)為甲叉尿素和中等鏈長聚合物,該組份中的N可緩慢釋放到土壤中:③熱水不溶組分(HWIN)為甲叉尿素和長鏈聚合物,在土壤中分解極慢,該組分N在土壤中無活性。64.典型的脲甲醛產品含N37%~40%。為了提供脲甲醛特點:速效+中效+長效混合,使作物在一季均有養(yǎng)分供應旱澇季節(jié)均有效省時、省力、省成本,增產高效、節(jié)能,環(huán)保無殘留65.脲甲醛特點:9.
脲醛肥料的分解主要是由于生物的作用,氮的釋放強烈依賴于土壤性質的變化(如生物活性、粘粒含量、pH)和外界條件(如水分含量、干濕狀況和溫度等)。66.脲醛肥料的分解主要是由于生物的作用,氮的釋放強烈依賴脲甲醛成品顆粒
脲甲醛緩控釋肥脲甲醛成品顆粒67.脲甲醛成品顆粒脲甲醛緩控釋肥脲甲醛成品顆粒11.(2)其它脲醛和合成氮化合物還有幾種由尿素和醛類反應制備的氮化合物,如異丁叉二脲是世界范圍內生產量僅次于脲甲醛的一種有機氮化合物。,含氮量31%。其中大多數(shù)(90%)可以溶于水,氮釋放率主要是由于化學分解(水解)作用引起的,因此取決于肥料顆粒的大小和土壤水份含量。丁烯酰環(huán)脲是在酸催化下,尿素與乙醛反應而成,是環(huán)狀結構的產品,約含氮30%。它在水解和生物降解作用下釋放氮,其釋放率受產品顆粒大小、土壤溫度、水份和pH的影響。68.(2)其它脲醛和合成氮化合物12.脲甲醛形態(tài)模式圖69.脲甲醛形態(tài)模式圖13.脲甲醛分解過程脲醛養(yǎng)分釋放過程圖解70.脲甲醛分解過程脲醛養(yǎng)分釋放過程圖解14.1天~5天~10天~15天~20天~25天~30天30天~35天~40天~45天~50天~55天~60天脲醛多銨長效緩控釋肥養(yǎng)分釋放模式:
1.在作物前期表面融化釋放速效外噴漿的硫酸銨和尿素
2.
中期通過微生物活動分解亞甲基2脲釋放N素60天~65天~70天~75天~80天~85天~90天
3
.長時間的微生物分解長效2亞甲基3脲,后期不脫肥。尿素硫酸銨甲殼素黃腐酸鉀黃腐酸銨中效養(yǎng)分微生物的活動71.1天~5天~10天~15天~20天~25天~30天30天~德瑪脲甲醛肥料養(yǎng)分釋放后提高利用率的過程72.德瑪脲甲醛肥料養(yǎng)分釋放后提高利用率的過程16.二、包膜控釋肥(一)非有機物包膜肥料
硫包膜尿素已有較長的生產歷史,是用熔化的硫磺包裹被預先加熱的尿素顆粒制成。硫是中量營養(yǎng)元素,在156℃時可以熔化,可以噴涂于尿素顆粒以及其它肥料顆粒表面作為包膜,產品含有3l%~38%N。73.二、包膜控釋肥(一)非有機物包膜肥料17.無機包膜材料①無機礦物包膜材料②無機礦物-添加劑改性包膜材料③無機礦物-有機高分子多層包膜材料74.無機包膜材料18.典型的硫包膜尿素有3種類型的膜:①破損的、含有裂隙的膜:②損壞的膜含有被蠟封的裂隙;③厚和完整未損的膜。硫包膜尿素對土壤水分含量、干濕交替、生物活動和運輸及施用過程中對膜的磨損都是非常敏感的,所以這種產品只能被看作是緩釋肥而不是控釋肥。為了改進包膜尿素的性能,在原包膜尿素外再包一層有機聚合物膜,形成硫包衣尿素75.典型的硫包膜尿素有3種類型的膜:①破損的、含有裂隙的膜:②損(二)有機聚合物包膜肥料樹脂包膜肥料是在制備過程中使聚合物作用在肥料顆粒上,由熱固性的樹脂交聯(lián)形成的疏水聚合物膜。常用的樹脂有醇酸類樹脂和聚氨酯類樹脂兩大類。76.(二)有機聚合物包膜肥料20.包膜材料:(1)有機高分子材料①熱固性樹脂類(醇酸樹脂、聚胺脂等)②熱塑性塑料類(回收塑料、泡沫)③瀝青和橡膠類77.包膜材料:21.醇酸樹脂是雙環(huán)戊二烯和甘油酯的共聚物:養(yǎng)分的釋放可以通過改變膜的成分或膜的厚度來控制。養(yǎng)分釋放過程為:水分通過膜上的微孔滲透到膜內,增加了膜內的滲透壓力而造成膜膨脹,膨脹又增大了微孔,使養(yǎng)分從增大的孔中釋放出來。78.醇酸樹脂是雙環(huán)戊二烯和甘油酯的共聚物:養(yǎng)分的釋放可以通過改變聚氨脂類包膜:是在肥料顆粒表面上直接以聚氰基與多元醇反應生成的。養(yǎng)分從這種產品中釋放主要依賴于溫度變化,土壤水份含量、pH、干濕交替以及土壤生物活性對釋放幾乎無影響。79.聚氨脂類包膜:是在肥料顆粒表面上直接以聚氰基與多元醇反應生成膜材料的選擇
篩選出適宜的包膜材料是包膜控釋肥研制開發(fā)的關鍵。在研制過程中,我們根據(jù)各種材料的成膜能力,選擇具有成膜能力強、有一定阻水能力、原料為市場可以大批量供應的高分子材料作為包膜試驗材料。共計選用熱固聚酯類、中低分子橡膠類、熱熔塑料類約三十多種高分子樹脂材料,最后確定了具有控釋功能的包膜樹脂材料。同時篩選出無刺激氣味的復合溶劑、對養(yǎng)分釋放速率有調控作用的復合添加劑等及其最佳配比。80.膜材料的選擇篩選出適宜的包膜材料是包膜控釋肥研制開發(fā)的關(三)熱塑性樹脂包膜肥料最常用的包膜顆粒肥料技術是將熱塑性包膜材料(如聚乙烯)溶解于氯化烴中,在流化床反應器中噴涂在肥料顆粒上。養(yǎng)分釋放可通過將透水性差的聚乙烯與透水性較強的樹脂(如EVA)加以混合來控制,也可在膜中加入一種礦物粉來改進由溫度控制的養(yǎng)分釋放。81.(三)熱塑性樹脂包膜肥料25.(四)聚合物包膜硫包衣尿素由于硫包膜尿素控釋效果差,一些廠家用有機聚合物(熱塑性塑料或樹脂)在硫包衣尿素上再包一層較薄的普通聚合物膜,以增強抗磨損性能,產品表現(xiàn)出較好的釋放性能。目前硫包衣尿素和硫包膜尿素占了包膜產品的絕大部分,主要是由于它們廣泛地應用于非農業(yè)市場(如草坪、景觀業(yè))。82.(四)聚合物包膜硫包衣尿素26.(5)基質復合肥料將肥料與可降低其溶解性的物質混合來制備緩釋肥料已進行了多年的努力,但所選用的材料還沒有真正提供可控制釋放的特性。另外的基質型緩釋肥是藥片狀、釘形物或餅狀物,是將植物營養(yǎng)物質與粘結劑混合擠壓而成。在許多情況下將脲甲醛或異丁烯環(huán)二脲加入到混合物中,這種產品的性質與緩釋性差的肥料相似,其溶解速率主要取決于壓縮產品的表面與體積的比率(體積越大,釋放就越慢)83.(5)基質復合肥料27.
包膜(裹)型肥料:包膜肥料84.包膜(裹)型肥料:包膜肥料28.PPPPPKKKKKKKPNPNNNNNNNNNNNNNNNNKK包膜肥料養(yǎng)分釋放85.PPPPPKKKKKKKPNPNNNNNNNNNNNNNNN控釋肥中試產品控釋肥中試產品包膜肥料產品86.控釋肥中試產品控釋肥中試產品包膜肥料產品30.ProductsofCRFs:Seriesandvarieties(1)(TPCU);熱塑性樹脂包膜尿素,60d,90d,120d,150d,180d,270detc.(2)(TPCCF):熱塑性樹脂包膜復合肥,60d,90d,120d,150d,180d,270detc.(3)(TPCK):熱塑性樹脂包膜硫酸鉀,60d,90d,120d,150d,180d,270detc.87.ProductsofCRFs:SeriesandvProductsofCRFs:Seriesandvarieties(4)(TSCU):熱固性樹脂包膜尿素,
60d,90d,120d,150d,180d,270detc.(5)(TSCCF):熱固性樹脂包膜復合肥
60d,90d,120d,150d,180d,270detc.(6)(TSCF):熱固性樹脂包膜硫酸鉀,60d,90d,120d,150d,180d,270detc.88.ProductsofCRFs:SeriesandvProductsofCRFs:Seriesandvarieties(7)(SCU)硫包膜尿素(8)(SCCF)硫包膜復合肥(9)(SCCK)硫包膜硫酸鉀(10)(PSCU)硫加樹脂包膜尿素(11)(PSCF)硫加樹脂包膜復合肥(12)(PSCK)硫加樹脂包膜硫酸鉀89.ProductsofCRFs:Seriesandv
第三節(jié)緩控釋肥的施用90.第三節(jié)緩控釋肥的施用34.ApplicationofaCRNF(Meister)toariceseedlingnursery.ThetotalamountofNforthewholegrowingseasonisapplied.91.ApplicationofaCRNF(Meister一、在覆塑料地膜的作物上,可以一季作物,只施肥一次。(Useforplasticmulchedcropsbyasinglefertilizerapplication).
92.一、在覆塑料地膜的作物上,可以一季作物,只施肥一次。(UseApplicationofaCRFtoastrawberrynurserycup,andtransplanttothefieldwithplasticmulched.93.ApplicationofaCRFtoastra可用于免耕和無土栽培。在免耕種植時,可以與種子一起播種時施用,不需要追肥。(Usefornotillfarmingandotherfarmingpractices).94.可用于免耕和無土栽培。在免耕種植時,可以與種子一起播種時施用減少養(yǎng)分的淋溶損失減少銨態(tài)氮的揮發(fā)和N2O的逸失極大的提高肥料利用率,減少施肥對環(huán)境的污染95.減少養(yǎng)分的淋溶損失39.緩控釋肥料施用可能存在的問題缺少測定釋放速率的標準方法,對緩控釋肥料的田間肥效、釋放、形態(tài)轉化、去向等還缺少系統(tǒng)定量的評價會增加土壤的酸化,尤其是硫包膜肥料高聚物包膜控釋肥可能會留下合成物的膜殼生產成本較高(是普通肥料的3~8倍)96.緩控釋肥料施用可能存在的問題缺少測定釋放速率的標準方法,對緩二、為了提高肥料利用率,肥料應施于根際。
作物根系主要以質流方式獲取氮素,但土壤水運動的距離大多不超過3~4cm,對根系有效的氮素,須在根系附近3~4cm處;磷、鉀主要以擴散的方式向根系供應養(yǎng)分。土壤中,H2PO4-的擴散系數(shù)為1X10-8~1X10-11cm2/s,K+的擴散系數(shù)為1X10-7~1X10-8cm2/s。能吸收養(yǎng)分的新根毛平均壽命為5天,吸收養(yǎng)分最活躍的根部分生區(qū),其吸收養(yǎng)分的活性保持期為7~14天。據(jù)此可求得,H2PO4-的擴散距離在5~14天內為0.03~1.6mm,相應K+的擴散距離為0.9~4.9mm。因此,為提高肥料利用率,肥料應施于根際。97.二、為了提高肥料利用率,肥料應施于根際。41.提高肥料利用率,肥料應施于根際98.提高肥料利用率,肥料應施于根際42.水稻育苗控釋肥施于根際99.水稻育苗控釋肥施于根際43.
然而,尿素、硝酸銨、氯化鉀等速溶性肥料集中施于根部,將會使根區(qū)土壤溶液鹽濃度過大,土壤溶液滲透壓增高,阻礙土壤水分向根內滲透,使作物缺水而受到傷害。
直接施于根部的氮肥,即使?jié)舛冗_不到“燒死”作物的程度,也會引起根系對養(yǎng)分的過度吸收,引起莖葉旺長,容易導致病害、倒伏等,造成作物減產。因此,氮肥應至少分2次施入。100.然而,尿素、硝酸銨、氯化鉀等速溶性肥料集中施于根部,將
最佳的施肥方式是根據(jù)作物的吸肥規(guī)律,土壤的供肥能力,經常不斷(多次、適量)地補充作物生長所需的各種營養(yǎng)元素之不足。理想的辦法是生產一種能直接施于根際的肥料,并可根據(jù)作物生長不同時期的需肥量來調節(jié)和控制其養(yǎng)分釋放速度。101.最佳的施肥方式是根據(jù)作物的吸肥規(guī)律,土壤的供肥能UseCRFsfornotillfarming102.UseCRFsfornotillfarming46三、施肥技術(一)、緩控釋肥施用量
根據(jù)作物種類、土壤特性以及肥料的種類來確定一般情況按照比普通對照肥料減少1/3~1/2來確定。就肥料種類而言,要了解控釋肥料的組成及養(yǎng)分釋放特點,例如:如果其中氮只有30%的硫包衣尿素,則氮肥用量只能減少這30%中的1/3。
103.三、施肥技術(一)、緩控釋肥施用量47.(二)、各種作物上的施肥技術1、在根系密集的作物上應用:水稻、小麥等作物,選用高氮、中磷、中鉀控釋肥,施用量30~50kg/畝,可以在播種或插秧前按照推薦的施用量一次性施入,耕翻后種植,生長期內可以不追肥。2、對于行距較大的作物:選用高氮控釋肥,施用量30~40kg/畝,如玉米、棉花等增按照推薦量一性性開溝基施于種子側部,注意種、肥隔開(8-12厘米),以免燒種或燒苗3、薯類作物:采用硫酸鉀型控釋肥,集中條溝施4、豆科作物上:低氮、高磷、高鉀,施用量15~25kg/畝104.(二)、各種作物上的施肥技術48.硫酸鉀納米控釋復合肥養(yǎng)分釋放曲線
和作物營養(yǎng)需求基本上一致紅為小麥營養(yǎng)需求\曲線黃為控釋肥釋放曲線105.硫酸鉀納米控釋復合肥養(yǎng)分釋放曲線
和作物營養(yǎng)需求基本上一致紅5、甘蔗、煙草、土豆和甜菜高鉀控釋肥(硫酸鉀型),40~50kg/畝,甘蔗在伸長期追施30~40kg/畝6、香蕉底肥追肥都用,底肥選高氮,中間追施一次高氮,后期用高鉀,用量比常規(guī)減少1/3。106.5、甘蔗、煙草、土豆和甜菜50.土豆建議施肥量、施肥方式目標產量:2.5-3噸理論需肥量:氮12.5-24kg均值20kg磷3.75--6kg均值5kg
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