兩種緩控釋尿素緩釋特性比較分析

姜德志 鄧先珍 程軍勇 李金柱 丁曉鳳

摘要：通過靜水溶出率法比較了兩種緩控釋尿素的緩控特性。結果表明，兩種不同緩控釋尿素的初期養分釋放率、養分釋放期以及養分釋放期內日平均釋放速率均存在差異。A型緩控釋尿素溶解速率慢，釋放周期長，其養分釋放期可達43 d，其釋放速率在60 d之內均呈上升趨勢;B型緩控釋尿素溶解速率快，釋放周期短，養分釋放期為28 d，其在35 d前釋放速率較快，35 d已累積釋放84.63%，后期尿素釋放較少，釋放速率趨于平緩。

關鍵詞：緩控釋肥料;初期養分釋放率;養分釋放期;日平均釋放速率

中圖分類號：S145.5? ? ? ? ?文獻標識碼：A

文章編號：0439-8114（2019）02-0064-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2019.02.014? ? ? ? ? ?開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

化肥的施用可以使糧食增產，保障了中國的糧食安全，然而肥料利用率低，氮素損失嚴重，浪費了資源，降低了經濟效益，同時還導致地下水污染、加劇溫室效應等一系列問題[1-5]。控釋肥料是近年來肥料研究的熱點之一，即通過各種措施預先設定肥料在作物整個生育周期的養分釋放模式，使其養分釋放規律同作物吸收養分規律相同步，從而提高土壤肥料利用率[6，7]。緩控釋肥料能大幅減少化肥的使用量及施肥次數，可防止供肥過剩，且肥效期長，基本上能滿足作物在整個生長期對養分的需求，對解決“三農”問題和建設資源節約型、環境友好型社會具有深遠影響[8]。評價緩控釋肥料質量好壞的重要指標就是尿素釋放期的長短，因此如何快速、準確地測定包膜緩釋肥料養分釋放特性及規律是亟待解決的問題[9]。

1? 材料與方法

1.1? 材料

美國某公司生產的緩控釋尿素，標記為A型肥料。中國某公司生產的緩控釋尿素，標記為B型肥料。

1.2? 方法

準確稱取5.000 g肥料，將其置于培養皿中，數其顆粒數量，重復3次，肥料重量除以顆粒數即為肥料單粒重。

將包膜肥料顆粒用粉碎機粉碎后，準確稱取粉碎后的肥料5.000 g溶于去離子水中，并用玻璃棒研碎少許未溶解的肥料，并將溶解的肥料樣液過濾，收集過濾出的肥料包膜，置于60 ℃烘箱中烘干，待干燥器冷卻至室溫測定其包膜質量，重復3次，計算包衣率。

參照國家標準GB/T 23348-2009[10]的規定方法，稱取完好試驗樣品A和B兩種類型緩控釋尿素各12.50 g放人100目的尼龍網袋中，封口后置于25 ℃裝有250 mL去離子水的塑料瓶中，于25 ℃生化恒溫培養箱中靜置培養。取樣時間分別為1、4、7、14、21、28、35、40、45、50、55、60、65 d。每次取樣將瓶上下顛倒3次，使瓶內的溶液濃度一致。然后將尼龍網袋取出，溶液搖勻后分取待測樣品并保存。用水沖洗尼龍網袋3次，洗滌已釋放出來、吸附在網袋和緩釋肥料表面上的肥料，以免影響下一次溶液的濃度。洗滌后用紙巾將網袋及試料表面的水分吸干，再置于事先放在25 ℃裝有250 mL去離子水的塑料瓶中，繼續放入培養箱中至下一次取樣。

采用紫外分光光度法測定紫外波長在426 nm的吸光度，制作尿素不同濃度吸光度的標準曲線，根據標準曲線計算出控釋尿素浸出液中尿素含量[11]，最后根據所得數據計算初期養分釋放率、養分釋放期以及養分釋放期內緩控釋尿素的日平均釋放率。

2? 結果與分析

2.1? 兩種緩控釋尿素包衣率及單粒重

從表1可知，A型緩控釋尿素包衣率為3.315%，單粒重為0.033 55 g，B型緩控釋尿素包衣率為4.623%，單粒重為0.025 76 g，二者存在明顯差異。

2.2? 緩控釋尿素在水溶液中的釋放特性

2.2.1? 標準溶液配制? 準確稱取0.375 0 g尿素基準物，用去離子水溶解，溶液轉移至100 mL容量瓶，定容。準確移取10.00 mL該溶液于100 mL容量瓶，定容;得到儲備液，濃度為375 μg/mL。

2.2.2? 標準工作曲線繪制? 從儲備液中分別取0.50、1.00、2.00、4.00、6.00、8.00、l0.00、12.00、14.00 mL置于25 mL容量瓶中，加入顯示劑10.00 mL，搖勻，用去離子水定容，得系列濃度。用去離子水作參比溶液，選擇波長為426 nm測定吸光度，根據濃度和吸光度的對應關系繪制出標準工作曲線，尿素標準曲線表達式為y=193.4x+1.710 2（R2=0.999 9）。

2.3? 兩種緩控釋尿素釋放速率

通過標準曲線，根據測得的數據計算25 ℃水中尿素的釋放量，并計算不同時間下的尿素釋放率，繪制緩控釋尿素的釋放曲線，兩種緩控釋尿素釋放量見表2，緩控尿素累積釋放率。

A型緩控釋尿素在25 ℃條件下，1 d內溶解釋放了11.35%，4、7、14、21、28、35、40、45、50 d分別釋放了19.43%、25.41%、37.06%、49.92%、62.13%、70.46%、75.18%、83.5%、88.40%，而B型緩控釋尿素在1、4、7、14、21、28、35、40、45、50 d分別釋放了20.36%、35.65%、45.43%、62.00%、72.59%、80.22%、84.63%、87.44%、91.08%和92.72%。從總的釋放趨勢可以看出，A型緩控釋尿素在60 d之內均呈上升趨勢，釋放速率較為均一，而B型緩控釋尿素在35 d之前累積釋放速率較快，已累積釋放84.63%，后期釋放速率趨于平緩。

從表3可知，A、B兩種類型緩控釋尿素初期養分釋放率分別為11.35%和20.36%，養分釋放期分別為43和28 d，養分釋放期內日平均釋放速率分別為1.865%和2.865%，二者在養分釋放率、養分釋放期和養分釋放期內日平均釋放速率方面差異較大。

3? 小結與討論

本研究比較了兩種緩控釋尿素在水溶液中的釋放速率。結果表明，A型緩控釋尿素溶解速率慢，釋放周期長，其養分釋放期可達43 d，釋放速率在60 d之內均呈上升趨勢，較為均一;而B型緩控釋尿素溶解速率快，釋放周期短，養分釋放期為28 d，其在35 d前釋放速率較快，35 d已累積釋放84.63%，后期尿素釋放較少，釋放速率趨于平緩。通過本試驗探討了緩釋尿素氮素水溶出特征，為提高氮肥利用率，延長肥效，科學合理利用緩釋尿素的緩釋期提供理論依據，同時也為作物生長過程中緩釋肥料的施用提供一定基礎數據。但通過此方法測得的養分釋放規律和特性與其在土壤中的釋放規律有所差異，土壤是相對復雜的系統，土壤微生物、水分含量、有機質、pH、溫度、土壤質地等都影響肥料的養分釋放[12]。因此緩控釋尿素的施用，除了要考慮土壤因素，還要考慮不同植物（如樹種、農作物等）對尿素需求規律的差異。

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