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控释肥是采用聚合物包衣的肥料,膜上的微孔通常只有几百纳米,液态的水根本无法通过膜,只能以水分子形态进入膜内,所以除了水分子能自由进出膜内,肥料颗粒完全和外部隔绝,而养分通过膜的渗透压排除膜外。所以,养分的释放快慢只和水分子的运动速度和膜微孔的孔隙有关,当一种控释肥施入土壤后(微孔已设定),只和水分子运动速度有关,而水分子的运动速度取决于温度。土壤的微生物、PH值等控释肥的释放没有任何影响。普通的肥料施入土壤后,前期由于释放快导致养分过量,植物在短期内无法完全吸收,造成大量的养分蓄积在土壤中,容易挥发、下雨淋失;渗入地下;或土壤固定,所以肥料平均利用率只有35%左右,而后期又缺乏养分。控释肥实际上是把前期的用不上的养分节约拿到后期供应给植物,同时减少了淋失、微生物的分解和土壤固定,相当于一点一点不停地给植物喂肥。因此,肥料利用率能达到70%左右,近根使用 能达到80%以上。
控释肥释放原理是肥料中的养分从固态变成液态的过程中,其释放的速率与作物吸收养分的规律相吻合,这样作物吸收养分多的时候,就释放的多,少的时候就释放的少,极大限度的提高了肥料的利用率,所以控释肥比普通肥料的科技含量高,具有智能控释的作用,所以也叫它智能肥料。
那么控释肥是怎样控制养分释放的呢?确切的说是通过高科技制成的高分子树脂包膜外壳来完成的,它的核心是把复合肥料或是单质肥料包上一层均匀的外壳。当肥料施入土壤后,土壤水分从膜孔进入,溶解了一部分养分,然后通过膜孔释放出来,当温度升高时,植物生长加快,养分需求量加大,肥料释放速率也随之加快;当温度降低时,植物生长缓慢或休眠,肥料释放速率也随之变慢或停止释放。另一方面,作物吸收养分多时,肥料颗粒膜外侧养分浓度下降,造成膜内外浓度梯度增大,肥料释放速率加快,从而使养分释放模式与作物需肥规律相一致,使肥料利用率 化。
那么这层膜到底有多大的“膜”力呢?这层膜的表面充满了我们肉眼看不到的孔隙,这是电镜放大600倍的照片,养分就从里面向衣服外面不断扩散释放,这样就能大大降低了肥料的浓度,使作物根部得到充足而合适的营养。
利用率高、环境污染小、资源消耗低的缓/控释肥是未来肥料的发展方向。本研究涉及以下三方面的内容:1.改性地沟油为主要包膜剂的缓/控释肥中试实验研究。研究以改性地沟油作为包膜剂A,异氰酸酯与催化剂、交联剂、溶剂、填料粉、稳定剂等添加剂的混合溶液为包膜剂B,大颗粒尿素为核心。实验结果表明:当包膜温度60℃,喷涂压力1.5MPa,喷涂速度0.5kg/h,包膜剂A和包膜剂B总量为尿素质量的6%,两种包膜剂质量比为1:1,混和后分三次按3%、2%、1%比例依次加料。所得产品不仅符合GB/T23348—2009产品标准,且产品成本低。2.包膜缓/控释肥和大颗粒缓控释肥水中溶出率与田间土壤溶出率关系研究。相同累积释放率下,水中溶出所需时间为变量x,实际土壤溶出所需时间为变量y。研究结果表面:包膜缓/控释肥在水中溶出时间与田间土壤中溶出时间关系为直线,方程为y=1.0458x-0.9029(R2=0.99);大颗粒缓/控释肥在水中溶出时间与田间土
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