活化褐煤包裹尿素缓控释效果及机理的研究

缓控释肥料以其利用率高、施用方便、环境友好等特点，成为21世纪关注的焦点。缓控释氮肥是缓控释肥料的重中之重，而缓控释尿素又首当其冲。本项目通过物理、化学技术调控褐煤中水溶性腐植酸含量（活化），利用活化褐煤包裹尿素，研究其缓控释性能和养分释放机理。目的是将价廉、易得、环保的褐煤作为包裹材料应用到缓控释肥料行业中，降低缓控释肥料价格，使缓控释释肥料在农业生产中得到广泛施用。以活化褐煤包裹尿素实现缓控释是以包裹层渗透扩散、水溶性腐植酸开孔释放、腐-尿反应、腐植酸脲酶抑制作用、腐植酸氨稳定作用以及腐植酸刺激植物生长作用为理论依据。这一研究思路与传统的利用提取腐植酸包膜和涂层尿素有了本质的区别。本研究可以揭示活化褐煤包裹尿素的缓控释效果和机理，为活化褐煤作为包裹尿素材料的使用和活化褐煤包裹尿素在农业生产中的应用奠定理论依据。

缓控释肥料以其利用率高、施用方便、环境友好等特点，成为21世纪关注的焦点。缓控释氮肥是缓控释肥料的重中之重，尿素又首当其冲。本项目通过物理、化学技术调控褐煤中水溶性腐植酸含量（活化），利用活化褐煤包裹尿素，研究其缓控释性能和养分释放机理。目的是将价廉、易得、环保的褐煤作为包裹材料应用到缓控释肥料行业中。主要研究结果有：.1.采用化学方法活化时，褐煤中水溶性腐植酸含量随着温度的提高、活化剂浓度的增加、活化时间的延长，均有提高的趋势；对褐煤中水溶性腐植酸含量影响的重要程度为：活化剂浓度＞活化剂温度＞活化时间。活化剂活化效果以碱最好，其次为酸，最差的是中性盐；碱活化较为理想的活化条件是：活化温度60℃、活化时间8d、活化剂浓度12%；酸和中性盐活化较为理想的活化条件是：活化温度40℃、活化时间10d、活化剂浓度分别为10%和18%。采用机械化学方法活化时，活化剂NH的效果最优，且在细度为140目，添加量为130g/kg时是达到最好活化效果。.2.对影响包裹尿素缓释效果的粘结剂、包裹层厚度、水溶性腐植酸含量、包裹工艺参数等进行了研究。确定了HYJ是一种较为理想的褐煤包裹尿素的粘结剂，其适宜的浓度为36%，用量为60ml/50g尿素（稀释后的用量）；包裹厚度为尿素质量的100%；褐煤中水溶性腐植酸含量为2～4g/kg时包裹尿素的缓释效果最好。包裹机优化的工艺参数为：包裹时间30min，包衣锅倾角35度，包衣锅转速50r/min。.3. 对包裹尿素和普通尿素作土柱淋溶测试其缓释效果，尿素在很短的时间内溶出，第一次淋洗率就达到69.2%，三次淋洗累积率达到92.5%，六次淋洗累积率达到97.8%，到第九次淋洗时已经只有微量养分淋洗出。而包裹尿素则较缓慢地淋洗出来，第一次淋溶率仅为1.4%，三次淋洗仅占4.5%，直到第二十次时淋洗累积率才达到98.1%。.4.包裹尿素土壤养分释放表明，随着土壤含水量的增加、环境温度的提高和土壤pH的增加，养分施肥量提高，其中环境温度对释放过程影响最大，其次为土壤含水量。包裹尿素的释放特征曲线是典型的对数曲线。.5.小麦发芽实验表明，包裹尿素对作物的毒害远小于尿素；盆栽试验表明，施用包裹尿素比施用普通尿素的小麦每穗粒数提高8.2%，单株产量提高13.3%，肥料利用率提高约12百分点，并且干物质量、N累积吸收量和籽粒N含量也高于未包裹尿素。