控释氮肥与普通氮肥配施对东北春玉米氮素利用及土壤养分有效性的影响 被引量：21

1

作者 刘诗璇 陈松岭 +3 位作者 蒋一飞 巴闯 邹洪涛 张玉龙 《生态环境学报》 CSCD 北大核心 2019年第5期939-947,共9页

控释氮肥与普通氮肥配施能够有效提高氮素利用效率及经济效益,研究控释/普通氮肥配比与减量单施对东北春玉米氮素利用及土壤养分有效性的影响,对指导该地区的玉米种植科学施氮具有重要意义。采用田间小区试验方法,设置不施氮肥(CK0)、... 控释氮肥与普通氮肥配施能够有效提高氮素利用效率及经济效益,研究控释/普通氮肥配比与减量单施对东北春玉米氮素利用及土壤养分有效性的影响,对指导该地区的玉米种植科学施氮具有重要意义。采用田间小区试验方法,设置不施氮肥(CK0)、普通氮肥(CK)、控释氮肥常量(CR1)、控释氮肥减量10%(CR2)、控释氮肥减量20%(CR3)、控释氮肥与普通氮肥3∶7配施(CR4)、控释氮肥与普通氮肥5∶5配施(CR5)、控释氮肥与普通氮肥7∶3配施(CR6),探讨控释/普通氮素肥料不同配比对春玉米产量与产量构成、氮素利用、经济收益及土壤养分有效性的影响。结果表明:控释氮肥与普通氮肥配施有利于叶片氮素积累,增强光合作用能力,增加产量和施肥收益;配施试验各处理产量和施肥收益显著高于单施控释氮肥各处理,CR4产量最高,达到14 695 kg·hm^-2,与CK相比增产率为25.68%。配施有利于提高成熟期土壤铵态氮和硝态氮含量,与CK相比分别提高14.18%-40.70%、88.32%-113.23%,土壤速效磷、速效钾含量低于CK,表明施用控释氮肥能够促进植株对养分的吸收。施用控释氮肥显著提高了氮肥利用效率,CR3氮肥利用率、氮肥农学效率和氮肥偏生产力均显著高于CR1,与CK相比分别提高了21.79%、14.17 kg·kg^-1和23.68 kg·kg^-1。配施处理与CK相比氮肥利用率提高了18.23%-19.11%,氮肥表观损失率降低了35.04%-40.01%,减量处理与配施处理的氮肥表观平衡指标无显著差异。综上,配施处理优于本试验其他处理,其中CR4的产量、施肥收益、各氮肥利用指标均显著高于单施控释氮肥处理,氮肥农学效率和氮肥偏生产力显著高于CR6,氮肥表观平衡指标与CR5无显著差异且优于其他处理。因此,东北春玉米最佳施氮方式为控释氮肥与普通氮肥3:7配比施用。 展开更多

关键词 春玉米产量 控释氮肥 土壤养分有效性 氮素利用效率

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辽西半干旱区秸秆深还田对土壤含水量、容重及玉米产量的影响 被引量：29

2

作者 邹洪涛 马迎波 +4 位作者 徐萌 闫洪亮 范庆锋 黄毅 张玉龙 《沈阳农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第4期494-497,共4页

研究不同量玉米秸秆深还田对辽西半干旱区农田土壤含水量、容重、玉米生长发育及产量的影响。结果表明:与不施秸秆相比,6000,12000,18000,24000kg.hm-2秸秆深还田处理玉米产量分别增产7.60%,9.40%,7.80%和4.51%;秸秆深还田各处理土壤含... 研究不同量玉米秸秆深还田对辽西半干旱区农田土壤含水量、容重、玉米生长发育及产量的影响。结果表明:与不施秸秆相比,6000,12000,18000,24000kg.hm-2秸秆深还田处理玉米产量分别增产7.60%,9.40%,7.80%和4.51%;秸秆深还田各处理土壤含水量、容重均优于对照,800kg.hm-2处理的土壤墒情优于其他各处理,差异均达极显著水平。秸秆深还田对提高耕层土壤含水量,改善土壤结构,降低土壤容重,促进玉米生长发育及提高玉米产量有重要作用。 展开更多

关键词 秸秆还田 土壤含水量 土壤容重 玉米产量

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基于熵权的TOPSIS模型在保护地番茄水肥评价中的应用 被引量：22

3

作者 虞娜 吴昌娟 +3 位作者 张玉玲 邹洪涛 范庆锋 张玉龙 《沈阳农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第4期456-460,共5页

为了评价保护地水肥耦合效应,采用熵权法和TOPSIS法相结合,通过5个评价指标对东北春夏季保护地小区番茄不同灌溉上限(6.3,10.0,15.8 kPa)和施肥量(高、中、低)处理的试验效果进行综合评价。结果表明:综合熵权法和TOPSIS模型的评价方法... 为了评价保护地水肥耦合效应,采用熵权法和TOPSIS法相结合,通过5个评价指标对东北春夏季保护地小区番茄不同灌溉上限(6.3,10.0,15.8 kPa)和施肥量(高、中、低)处理的试验效果进行综合评价。结果表明:综合熵权法和TOPSIS模型的评价方法可以用于多指标多方案的水肥管理的评价,在评价中指标的选取和待评价指标的权重是影响评价结果的关键因素。通过保护地水肥管理实例的评价,确定该研究水平下最佳的水肥管理模式为灌溉上限15.8kPa和高肥处理的组合。该评价方法模型计算简单,结果客观可信,适用性较强,为合理的水肥管理提供了科学依据,也可以应用到类似多指标多方案问题的评价。 展开更多

关键词 熵权 TOPSIS模型 水肥耦合方案评价 保护地番茄

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水氮调控对设施土壤有机氮组分、全氮和矿质氮的影响 被引量：18

4

作者 吴汉卿 杜世宇 +4 位作者 高娜 张玉玲 邹洪涛 张玉龙 虞娜 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2017年第6期212-219,共8页

为探讨水氮调控对设施土壤有机氮组分、全氮和矿质氮的影响,通过膜下滴灌设施番茄田间定位试验,采用灌水下限(W_1、W_2、W_3)和施氮量(N_1、N_2、N_3)的两因素三水平随机区组设计,研究水氮调控对休耕期0—30cm土层土壤有机氮组分、全氮... 为探讨水氮调控对设施土壤有机氮组分、全氮和矿质氮的影响,通过膜下滴灌设施番茄田间定位试验,采用灌水下限(W_1、W_2、W_3)和施氮量(N_1、N_2、N_3)的两因素三水平随机区组设计,研究水氮调控对休耕期0—30cm土层土壤有机氮组分、全氮和矿质氮的影响。结果表明,不同水氮调控下,设施土壤有机氮主要是以酸解态氮为主,总体表现酸解态氮大于非酸解态氮含量。土壤有机氮组分在酸解态氮和非酸解态氮中分配比例差异明显。土壤有机氮各组分含量及占全氮比例的大小顺序为氨基酸氮/氨态氮>未知氮>氨基糖氮。除氨基糖氮,其余酸解态氮各组分和酸解总氮含量及其占全氮比例均随着土层深度的增加而降低,不同土层含量差异显著(P<0.05)。土壤全氮、矿质氮和总有机氮含量随土层深度的增加也呈降低趋势,且含量差异达到极显著水平(P<0.01)。除氨基糖氮,全氮与其他有机氮各组分、酸解总氮间均达到极显著正相关(P<0.01);矿质氮仅与酸解氨态氮及酸解总氮的影响达到极显著(P<0.01)和显著正相关(P<0.05)。灌水下限、施氮量及水氮交互对设施土壤全氮、矿质氮和总有机氮及有机氮组分影响均达到极显著水平(P<0.01)。因此,设施土壤氮素含量的变化与水氮管理模式紧密相关。氨态氮和氨基酸氮是设施土壤中最主要的有机氮形态,是土壤活性氮中的主要组分,亦是土壤供氮潜力的表征。考虑土壤供氮潜力,灌水下限35kPa、施氮量300kg/hm^2为该设施生产下最优的水氮管理措施。 展开更多

关键词 水氮调控 设施土壤 有机氮组分 全氮 矿质氮

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水钾耦合对花生生理性状及产量的影响 被引量：8

5

作者 张鹏 张玉龙 +4 位作者 迟道才 邹洪涛 高娜 曲晶 虞娜 《中国生态农业学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第11期1473-1481,共9页

为明确不同水钾耦合对花生生理性状及生殖生长的影响,以‘花育25’为试验材料,采用水分[土壤含水量为35%(水分胁迫,W1)、50%(轻度水分胁迫,W2)、65%(水分适中,W3)、80%(水分过量,W4)田间持水量]和钾肥[0 g(K2O)·kg^(-1)(土)(缺钾,... 为明确不同水钾耦合对花生生理性状及生殖生长的影响,以‘花育25’为试验材料,采用水分[土壤含水量为35%(水分胁迫,W1)、50%(轻度水分胁迫,W2)、65%(水分适中,W3)、80%(水分过量,W4)田间持水量]和钾肥[0 g(K2O)·kg^(-1)(土)(缺钾,K0)、0.15 g(K2O)·kg^(-1)(土)(低钾,K1)、0.30 g(K2O)·kg^(-1)(土)(中钾,K2)、0.45 g(K2O)·kg^(-1)(土)(高钾,K3)]2因素4水平随机区组设计,通过遮雨棚盆栽试验探讨不同水钾耦合下花生叶片保护酶活性在结荚期后期的差异,以及生殖生长的差异,为干旱半干旱地区花生的高效水肥管理技术提供一定的理论依据。结果表明,水分对花生叶片相对含水量和叶绿素含量的影响极显著,叶片含水量对叶绿素有明显的稀释作用,随灌水量的增加叶片相对含水量(RWC)和叶绿素含量呈现出相反的变化趋势,两者为极显著负相关。水分和钾肥对超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性均存在显著或极显著的正交互效应。3种酶对不同的逆境响应不同,SOD活性在缺钾(K0)或高钾(K3)条件下升高明显,POD酶在水分胁迫(W1)或K3时升高极显著,CAT酶在W1或K0时升高显著。随土壤含水量的升高,叶片CAT活性迅速下降,且与叶绿素含量呈极显著正相关,说明CAT在花生结荚期后期可减缓叶绿素降解,延长叶片功能期。钾肥和灌水对单株开花总量的影响分别达显著和极显著水平,施钾肥能显著推迟始花时间,而减少灌水量能提前终花时间。在中钾(K2)时各水分处理有效花量和有效花率均处于较高水平。在水分适中(W3)时,钾肥对单粒仁重有促进作用,水分轻度胁迫(W2)也有利于单粒仁重的增加。单株荚果数显著增加和双仁果率提高是水分效应增产的重要原因。以中水中钾W3K2处理花期最短(25 d)、有效花率最大,达51.0%,籽仁产量最高。 展开更多

关键词 花生 水钾耦合 生殖生长 抗氧化酶活性 有效花 产量

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水钾耦合对褐土养分及花生养分累积的影响 被引量：7

6

作者 张鹏 包雪莲 +4 位作者 张玉龙 高娜 邹洪涛 张玉玲 虞娜 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2017年第2期272-278,共7页

为明确水钾耦合对土壤养分含量及花生养分吸收累积量的影响,以"花育25"为试验材料,采用水分(35%,50%,65%,80%的田间持水量)和钾肥(0,0.15,0.30,0.45g K_2O/kg)2因素4水平随机区组设计,通过遮雨棚盆栽试验探讨水钾耦合下褐土... 为明确水钾耦合对土壤养分含量及花生养分吸收累积量的影响,以"花育25"为试验材料,采用水分(35%,50%,65%,80%的田间持水量)和钾肥(0,0.15,0.30,0.45g K_2O/kg)2因素4水平随机区组设计,通过遮雨棚盆栽试验探讨水钾耦合下褐土有机质、全量(全氮、全磷和全钾)和速效养分(碱解氮、有效磷和速效钾)含量的变化,以及花生植株养分累积量的差异。结果表明:钾肥用量增加会促进有效氮的吸收;在土壤水分缺乏时,水分胁迫低钾(W_1K_1)和轻度胁迫低钾(W_2K_1)两个处理在土壤全磷含量下降时有效磷含量不降反增,这表明施入少量钾肥有助于旱地磷的释放。施低钾K_1(135kg/hm^2)促进土壤速效钾的增加及土壤养分的平衡,较初始土壤提高0.43~0.59倍,且随钾肥用量的增加而不断升高。相同钾肥用量下,花生植株氮、磷和钾累积量随灌水量的增加均呈上升趋势;氮吸收量仅在水分胁迫时随着钾肥用量的增多而先增后减;除水分充足(W_4)外,在其他灌水处理下植株磷累积量随钾肥用量的增加均表现为先增后降;而钾累积量在各土壤水分下均随钾肥用量的增加呈现"低-高-低"的变化趋势,最高值均在中钾K_2(270kg/hm^2)处理。花生植株对营养元素的吸收累积与总生物产量和荚果产量相关性均达显著(p<0.05)或极显著(p<0.01)水平,总生物量与荚果产量呈极显著(p<0.01)相关。综合考虑土壤养分的可持续供应、花生养分的累积和产量形成,建议土壤水分保持在65%FC,钾肥(K_2O)用量控制在135~270kg/hm^2为宜。 展开更多

关键词 水钾耦合 花生 土壤养分 养分吸收

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水基共聚物–生物炭复合材料包膜尿素制备及其性能 被引量：5

7

作者 陈松岭 蒋一飞 +3 位作者 巴闯 杨明 邹洪涛 张玉龙 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期1245-1254,共10页

【目的】生物炭作为肥料包膜支撑材料既能增强膜材料的性能,又能为作物生长提供养分,通过向水基共聚物中添加不同用量及粒级的生物炭来制备水基共聚物–生物炭复合包膜材料及包膜尿素,并研究所制备的水基共聚物–生物炭复合膜材料性能... 【目的】生物炭作为肥料包膜支撑材料既能增强膜材料的性能,又能为作物生长提供养分,通过向水基共聚物中添加不同用量及粒级的生物炭来制备水基共聚物–生物炭复合包膜材料及包膜尿素,并研究所制备的水基共聚物–生物炭复合膜材料性能及其制成的包膜尿素表面微观结构特性、缓释效果,获得环境友好、价格相对低廉的水基共聚物–生物炭膜材料的最佳配比。以期为环境友好、养分缓释效果好的包膜缓释肥料研发和应用提供理论依据。【方法】以PVA、PVP和玉米秸秆基生物炭为供试材料,采用有机聚合方法制备水基共聚物–生物炭复合膜材料。通过对其吸水率、渗透率、降解特性的研究明确包膜材料各组分适宜配比,以及制备缓释效果好的包膜尿素并研究其表面微观结构特性。同时采用田间小区试验研究以此膜材料为基础制备的包膜尿素在比常规施氮量减少20%情况下对玉米产量及其产量构成因素的影响。【结果】添加生物炭后制备的水基共聚物–生物炭复合包膜材料A_1B_1C_1、A_1B_2C_2、A_3B_2C_1的吸水率与同水平水基共聚物膜材料相比显著降低,分别降低了35.3%、37.3%、26.7%。通过对处理A_1B_1C_1、A_1B_2C_2、A_3B_2C_1进一步分析表明,在水基共聚物浓度为6.0%、生物炭用量为3.0%、粒级为0.250~0.150 mm时制备的水基共聚物–生物炭复合包膜材料(A1B1C1)有着相对较低的铵的渗透率及水的渗透率,在培养前期有着较低的质量损失率,但在45 d后质量损失率则相对较高,有利于前期养分的缓慢释放及后期膜材料的快速降解。通过扫描电镜分析发现水基共聚物–生物炭复合膜材料(A1B1C1)在埋土培养后表面变得更加粗糙,并且组织更加松散;以水基共聚物–生物炭复合膜材料(A_1B_1C_1)为基础制备的包膜尿素CB包膜层上则有着大小不一的孔隙,有包膜物质渗透到尿素颗粒表面的空隙中。土柱淋溶试验结果表明自制包膜尿素CB具有较长的缓释期,在22 d时氮素累积释放率为67.19%。以玉米为供试作物的田间试验结果表明当自制包膜尿素CB用氮量减少20%时,玉米的穗粗、百粒重、行粒数与常规施肥相比显著增加,产量则增加1.45%。【结论】在本试验条件下制备的水基共聚物–生物炭复合膜材料可作为环境友好型包膜缓释肥料的膜材料。 展开更多

关键词 水基共聚物 生物炭 微结构 质量损失率 缓释性能

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玉米田耕层不同类型土壤孔隙及库容特征的研究 被引量：3

8

作者 虞娜 金鑫鑫 +4 位作者 安晶 邹洪涛 张玉玲 范庆锋 张玉龙 《沈阳农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第6期685-690,共6页

为研究旱地土壤亚表层板结的问题,提高旱地土壤耕作管理水平,以辽宁昌图地区棕壤、潮棕壤、黑土和风沙土为研究对象,考虑耕作层次研究其孔隙特征、土壤库容变化及二者关系,分析亚表层紧实在土壤孔隙和库容方面的限制作用。结果表明:风... 为研究旱地土壤亚表层板结的问题,提高旱地土壤耕作管理水平,以辽宁昌图地区棕壤、潮棕壤、黑土和风沙土为研究对象,考虑耕作层次研究其孔隙特征、土壤库容变化及二者关系,分析亚表层紧实在土壤孔隙和库容方面的限制作用。结果表明:风沙土的总孔隙度极显著低于其余各个土壤类型;耕层极显著高于犁底层和心土层。土壤耕层的大孔隙和次大孔隙均极显著高于犁底层和心土层。风沙土犁底层的的中孔隙比例最大,其余土壤犁底层的大、次大孔隙均显著降低,微孔隙比例增大。不同土壤类型总库容表现为犁底层最小,各层次间差异极显著(p【0.01)。土壤犁底层的有效库容均显著低于耕层和心土层。除棕壤犁底层的有效库容与各当量孔隙回归关系不显著外,其余回归方程均达到显著差异(p【0.05)。各类型土壤有效库容除黑土耕层,均与0.2~30μm中孔隙有显著正相关。 展开更多

关键词 土壤类型 耕作层次 土壤孔隙分布 土壤库容

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旱田土壤氮淋失阻控措施研究进展 被引量：2

9

作者 付时丰 许莹 +4 位作者 牛世伟 杜立宇 蒋明翰 郭昆 孙良杰 《环境科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期161-168,共8页

旱田土壤氮淋失是引起环境面源污染的重要原因之一。该文从施肥管理(减量施肥和平衡施肥)、水分管理(灌溉制度、灌溉方式和保水剂施用)以及施用缓/控释肥和生物炭等新型的肥料和土壤改良材料等角度,综述了旱田土壤氮素淋溶损失的阻控技... 旱田土壤氮淋失是引起环境面源污染的重要原因之一。该文从施肥管理(减量施肥和平衡施肥)、水分管理(灌溉制度、灌溉方式和保水剂施用)以及施用缓/控释肥和生物炭等新型的肥料和土壤改良材料等角度,综述了旱田土壤氮素淋溶损失的阻控技术措施,并从加强氮淋失阻控技术和田间监测管理的精细化发展需求,注重阻控技术措施的成本平衡,以及不同阻控技术措施的组装和集成等方面进行了展望,可为促进我国氮肥利用率的提高,减少氮淋失造成的面源污染环境问题提供帮助。 展开更多

关键词 旱田 氮淋失 阻控措施 面源污染

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有机无机复合物包裹尿素铵态氮释放特性的研究

10

作者 邹洪涛 李文 +3 位作者 张西超 张砚铭 高艺伟 张玉龙 《沈阳农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期161-165,共5页

为探讨有机无机复合物作为肥料包裹材料对氮素缓释效果。以改性聚乙烯醇为粘结剂,硅藻土、沸石粉和碳化稻壳粉末为包裹材料制成的包裹尿素,通过土柱淋洗试验研究养分释放特性。结果表明:制备包膜尿素的缓释效果显著,养分最大释放速率明... 为探讨有机无机复合物作为肥料包裹材料对氮素缓释效果。以改性聚乙烯醇为粘结剂,硅藻土、沸石粉和碳化稻壳粉末为包裹材料制成的包裹尿素,通过土柱淋洗试验研究养分释放特性。结果表明:制备包膜尿素的缓释效果显著,养分最大释放速率明显降低,峰值出现时间明显延后;有机无机复合物作为包裹层都能完整将颗粒肥料包裹,粘结剂A效果优于B,包裹材料硅藻土,效果好于沸石粉和碳化稻壳。以环氧树脂改性的聚乙烯醇和硅藻土作为包裹材料做成包裹缓释尿素对养分的缓释效果要优于其他处理,因此该复合材料更适于做肥料的缓释材料。 展开更多

关键词 有机无机复合物 包裹尿素 铵态氮 释放特性

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玉米残体分解对不同肥力棕壤团聚体组成及有机碳分布的影响 被引量：21

11

作者 徐英德 汪景宽 +4 位作者 王思引 孙雪冰 李君薇 张明垚 高晓丹 《中国生态农业学报》 CSCD 北大核心 2018年第7期1029-1037,共9页

以棕壤肥料长期定位试验(29 a)形成的高、低两种肥力水平棕壤为研究对象,采用不同部位玉米残体为试验试材,分别向两种土壤中加入玉米根茬和茎叶,进行田间原位培养试验,试验设置6个处理:低肥力土壤添加玉米根茬(LF+R)、低肥力土壤添加玉... 以棕壤肥料长期定位试验(29 a)形成的高、低两种肥力水平棕壤为研究对象,采用不同部位玉米残体为试验试材,分别向两种土壤中加入玉米根茬和茎叶,进行田间原位培养试验,试验设置6个处理:低肥力土壤添加玉米根茬(LF+R)、低肥力土壤添加玉米茎叶(LF+S)、高肥力土壤添加玉米根茬(HF+R)、高肥力土壤添加玉米茎叶(HF+S)和未添加玉米残体的对照处理(LF,HF)。本研究旨在探明玉米根茬、茎叶添加后不同肥力土壤团聚体组成及有机碳分布的变化规律,为构建合理的秸秆还田与施肥措施,减少土壤侵蚀提供理论依据。结果表明:1)添加玉米残体后低肥力棕壤团聚体稳定性、较大级别团聚体(>2 mm和1~2 mm)有机碳贡献率的提升幅度比高肥力棕壤大,说明低肥力土壤对外源有机质的响应更敏感,向大团聚体转化的速率更快。2)培养结束时,高肥力棕壤添加茎叶处理团聚体稳定性显著高于添加根茬处理,而添加根茬处理各粒级团聚体有机碳含量显著高于添加茎叶处理;低肥力棕壤中根茬和茎叶添加处理团聚体稳定性及有机碳含量之间差异不明显。3)在田间原位培养过程中,棕壤>2 mm和1~2 mm团聚体所占比例和团聚体稳定性呈现出前期(0~360 d)快速增加,后期(360~720 d)趋于稳定的趋势。可以看出,玉米残体对土壤团聚体团聚化过程的作用强度逐渐减弱。以上结果表明,作物残体输入对棕壤团聚体组成及有机碳分布的影响与棕壤肥力水平和不同残体部位间的差异关系密切。 展开更多

关键词 棕壤 土壤肥力 玉米残体 根茬 茎叶 土壤团聚体 土壤有机碳

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纳米SiO2–聚乙烯醇–γ聚谷氨酸复合膜材料制备及其性能研究 被引量：4

12

作者 白杨 陈松岭 +3 位作者 范丽娟 杨明 邹洪涛 张玉龙 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第12期2044-2052,共9页

【目的】聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)作为缓释肥包膜材料具有价格低廉、透性好、环保、少残留的优点,但耐水性能差,制成包膜肥料进入土壤后缓释效果不持久。γ聚谷氨酸(γ-PGA)是一种原料易得的肥料增效剂,利用纳米二氧化硅(nano-S... 【目的】聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)作为缓释肥包膜材料具有价格低廉、透性好、环保、少残留的优点,但耐水性能差,制成包膜肥料进入土壤后缓释效果不持久。γ聚谷氨酸(γ-PGA)是一种原料易得的肥料增效剂,利用纳米二氧化硅(nano-SiO2)和γ-PGA对聚合物PVA进行改性,并用改性后的PVA制备了缓释材料,优化nano-SiO2、γ-PGA和戊二醛的配比参数。【方法】试验采用三因素三水平L9(33)正交设计,三因素三水平是PVA浓度(因素A)4%、6%、8%,γ-PGA与PVA的质量配比(因素B)0.8∶3、1∶3、1.2∶3,戊二醛占PVA与γ-PGA体积之和比例(因素C)0.1%、0.2%、0.3%,以不添加戊二醛的9个处理做对照。用有机高分子聚合法制备复合膜,分析了不同原料配比制备的膜材料的吸水性和渗透性能,找出最优原料配比。在此基础上,在上述包膜材料中分别加入5、10和20 g/kg的nano-SiO2和少量无水乙醇制成复合膜,测定复合膜材料的吸水率、渗透率,分析了膜的红外光谱特征和表面微观结构变化,探讨其改性成膜机理。【结果】加入交联剂戊二醛后,复合膜材料的吸水率和渗透率均显著降低。当PVA浓度为4%,γ-PGA与PVA质量比为1.2∶3,戊二醛体积分数为0.3%时,复合膜材料的吸水率最低,为118%,铵离子和水的渗透率分别比对照降低了46.8%和23.0%。添加nano-SiO2后,各处理膜的吸水率均随nano-SiO2添加量的增加呈现先升高后降低的变化,当添加量为20 g/kg时,复合膜材料吸水率和NH4+渗透率最低,与不加nano-SiO2相比,复合膜材料吸水率和NH4+渗透率分别降低了6.8%~38.2%和23.8%~53.2%,而水渗透率增加了38.4%~67.7%。红外分析光谱结果表明,PVA和γ-PGA反应生成醚键;添加nano-SiO2处理的―OH伸缩振动峰变宽,透过率增加,并且出现了Si―O―Si摇摆振动和反对称伸缩振动;同时,从官能团特征看出复合膜中仍存在未反应的γ-PGA。扫描电镜结果显示纳米SiO^2-聚乙烯醇-γ聚谷氨酸复合膜材料的表面更光滑,致密均一,这可能是包膜材料能减缓氮素释放的主要原因。【结论】nano-SiO2与PVA、γ-PGA、戊二醛分子结合生成的交联纳米复合膜材料亲水基团数目减少,膜材料吸水率降低,提高了包膜材料的缓释性能,更适用于颗粒肥料包膜。膜材料中存在的游离γ-PGA可以继续发挥肥料增效剂的作用。 展开更多

关键词 改性聚乙烯醇 γ聚谷氨酸 纳米二氧化硅 复合膜材料 红外光谱分析

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