硅基膜材在红壤中的控释机理研究

按照任务书的要求，在完成项目规定任务的同时，还开展了硅基膜材包膜控释肥料在水稻上的减施增效技术研究、硅基膜材包膜控释肥料在减施条件下与不同施肥模式比较研究。优化筛选出最佳的成膜工艺，阐明了红壤环境条件对硅基膜材控释养分的关键影响因子，探讨了红壤条件下硅基膜材对养分的控释过程和能力，提出了南方双季稻专用硅基包膜控释肥配方技术和制备技术。发表核心学术论文8篇，已投稿接受论文2篇；授权国家发明专利1项，申请受理1项；获得省部级科技奖励3项。.研究的主要成果结论如下：甲基硅酸钠改性硅丙树脂包膜尿素（OSBA-CRU）、甲基硅酸钠粘结型钙镁磷肥包膜尿素（OS-CRU）和甲基硅酸钠密封型钙镁磷肥包膜尿素（OPS-CRU）系列肥料之间均随包膜厚度增加养分释放期逐渐延长，表现出良好的透过性。三种硅基膜材在25℃水中浸泡时间均可达到60天以上，在水中能保持完整球形，耐水性相对较好。. 不同材料包膜尿素的单个颗粒养分释放特征明显不同，以树脂类物质（硅丙树脂）为主要成膜材料的单个颗粒释放特征为缓慢累积释放过程，以胶黏剂粘结无机材料（硅钙镁磷肥）为主要成膜物质的单个颗粒释放特征为稳定中瞬间释放过程。但是无论哪一种材料最终在群体释放特征上均符合一级动力学方程，单个颗粒肥料之间表现出良好的互补叠加效应。包膜肥料养分释放快慢根本原因取决于所需要活化能的高低，OSBA-CRU、OS-CRU和OPS-CRU养分释放过程所需的活化能分别为38.03 kJ.mol-1、31.23 kJ.mol-1和16.03 kJ.mol-1，在水蒸汽压和渗透压作用下，有机包膜材料主要通过微孔释放养分，无机包膜材料主要通过孔洞和裂缝释放养分，同时无机包膜材料还受其本身性质、膜厚度以及致密性的影响，是水蒸汽压差和材料本身相互作用的结果。.包膜尿素与普通尿素在30%—100%任意比例配伍对单季水稻产量的影响有所差异，其中在高肥力田以配施70%以上包膜尿素效果较好，在低肥力田以配施50%以下包膜尿素相对较好。控释尿素配施比例增大可以显著提高吸氮量和氮肥利用率，每增加一个百分点，吸氮量和氮素利用率分别提高0.5 kg.hm-1和0.28%。吸氮量的增加源于控释尿素释放的延缓和微生物周转速率、周转量的增加，配施量越大，养分释放时间越长，存留于土壤中的养分越多。一次性基施全量控释肥处理的产量达到了分次施肥处理的产量水平。