这说明,要实现所有的肥料一次性施用以及同时满足作物的持续营养需求,CRNF 的帮助是必不可少的。聚氨酯包膜肥料是目前应用最广泛的聚合物包膜肥料,这种类型的包膜肥料释放时间一般长达 1~4 个月(An 等., 2017)。聚氨酯的释放在研究中的持续时间约 4 个月(图 3.1),最初的溶解率仅为 1.3%,之后也进入了快速释放阶段,第 2 日到 28 日每天的释放率 1.27%,然后在 28 日至 70 日逐渐放缓,释放率为 0.75%。因此它可以在两个作物最大的氮素吸收时间(分蘖期和穗期)中很好的提供养分。PU 一次性基施产量为 9.78 ~ 10.26 Mg ha-1,NUE为 55.18 ~ 58.86%,NEEB 为 21.34-22.70×103 CNY ha-1。此外,与 U240 相比,它还显著减轻了 Nr 的损失 40.74 ~ 41.45kg N ha-1 和由此产生的环境和健康成本0.59-0.64×103 CNY ha-1。与密集释放的 U240 相比,聚氨酯缓慢释放 N 模式减少稻田田面水 NH4+-N 浓度 (图 5.2),减少氨挥发 37.52% (图 5.4)。聚氨酯在提高氮肥利用率方面起到了积极的作用,水稻季节环境经济效益表现与之前的研究结果一致 (Yang 等., 2012; Geng 等., 2015; Li 等., 2015; Lyu 等., 2015)。
第八章 全文的结论和展望
8.1 全文总结
本研究采用田间实验和室内实验相结合的方法,评价一类新型的水基聚合物包膜肥料—Nano-Fe III-tannic acid 改性水性聚丙烯酸酯包膜尿素(NWU)在水稻生产中的应用效果。为了更好地了解 NWU 的潜力,我们还对未改性水性聚丙烯酸酯包膜尿素(WU)、一类典型的释放周期较长的反应成膜的聚合物包膜肥料—聚氨酯聚合物包膜尿素(PU)和未包膜尿素(U)进行了评价。为解释不同聚合物包膜肥料的养分释放过程与合理施用效果,能进一步对聚合物包膜肥料的膜材选择、配方参数优化和推广应用提供重要的理论和生产指导。通过实验进行三年的稻田实验,观测水稻产量,活性氮损失包括 NH3 挥发、N2O 排放、淋溶和径流。收货后测定籽粒产量,秸秆干重,作物不同部分的氮素吸收量。评估肥料对农民收益,环境和人类健康成本以及净生态系统经济效益的影响,从而确定肥料的实践意义,环境经济效益的提高效果和活性氮的减排效果。通过对 WU、NWU、PU在静水体系和土壤条件下进行超过 100 天的氮释放观测(模拟水稻生育期),最终证实了它们对田间条件下氮吸收和损失差异造成的不同影响。主要研究结果如下:
本研究供试聚合物包膜肥料中,聚氨酯包膜尿素的释放稳定。在静水体系中,其养分释放模式均接近“S 型”,意味着其养分释放模式与作物养分需求更匹配。在土培体系下很好的控制了 NH4+-N 和 NO3--N 浓度变化,在连续三年的稻季野外观测中,通过与农户分三次施尿素处理相比,一次性施聚氨酯包膜尿素提高了水稻产量 14.22%,氮肥利用率 73.15%。虽然聚氨酯包膜尿素的价格高于普通尿素,但由于其一次性施用,也大大降低了劳动力成本,增加了 23.73%的环境经济效益和 21.52%农户收益。同时,施用聚氨酯包膜尿素也能减少氮排放损失19.47。因此环境成本也降低了 25.89%。但由于其包膜材料在土壤中难以降解的特点,对环境会产生潜在的隐患。
参考文献(略)