缓/控肥料是当前肥料行业的发展趋势,木材剩余物缓/控释肥料壳体根据木材自身存在的多孔性、渗透性原理制造而成,是一种新型的缓/控释肥料壳体,具有可降解等优点,适合现代林业、花卉盆景等施肥作业。将壳体装载肥料,通过人工模拟降雨试验及林木施肥试验,研究壳体特性(含木材剩余物类型、颗粒形状及壳体的密度、厚度、降解性等因素)对壳体肥料释放规律的影响及其作用机理;研究环境不同水分、温度条件下木材润胀性、渗透性变化对壳体肥料释放速度的影响及其作用机理;优化壳体,制造可调控速度的木材剩余物缓/控释肥料壳体。该研究揭示了木材剩余物缓/控释肥料壳体的肥料释放机理,制备可调控速度的缓/控肥料壳体,并为木材剩余物缓/控肥料壳体的施肥作业提供科学指导。
Wood residue;slow/controlled release fertilizer shell;Artificial rainfall simulation;Forest fertilization test;Nutrients
当前包膜型缓释肥料主要由塑料、硫磺包膜、树脂、橡胶、聚砜和淀粉、聚氨酯和丙烯酸等材料制造,存在成本高、难降解等缺点。本项目根据木材的多孔性、渗透性、降解性等性质,利用木材剩余物制备缓/控释肥料壳体,研究壳体的肥料释放机理。主要研究内容壳体的成型设计与制造;壳体构成因素对肥料释放规律的影响;环境温度、水分等外部因素对壳体肥料释放规律的影响;壳体施肥对林木生长及其养分的影响;壳体的降解特性;壳体施肥对土壤养分循环的影响。重要研究结果(1)通过一次成型和二次成型的方法设计并制造了木材剩余物缓/控释肥料壳体,壳体具有明显的缓释效果。一次成型方法设计并制造了一套壳体成型机,采用多次连续冲击成型,木材剩余物与胶粘剂质量比为19 : 1。二次成型方法采用14 - 28 目的香椿木木材剩余物,密度为0.55 g.cm-3,厚度为8 mm,其缓释效果达30%。(2)松木壳体的释放速度比香椿木的快,且密度和厚度增加,壳体的肥料释放速度减慢。(3)水分影响壳体的肥料释放速度,降雨量越大肥料释放速度越快。壳体在前期的释放呈现温度越高,释放速度越快的规律;后期10℃温度下壳体释放的P及K总含量有上升的趋势,而30℃温度下壳体释放的P及K总含量反而呈下降的趋势。(4)松木壳体施肥、香椿木壳体施肥及直接施肥三种处理方法对桉树胸径、树高、材积的生长有影响,差异显著。前3个月,直接施肥的桉树胸径、树高及材积生长量均大于壳体施肥的,但差异不显著;从第4个月起,使用壳体施肥的桉树胸径、树高及材积生长量均基本大于直接施肥的,且差异水平显著。采用壳体施肥的平均每株桉树胸径、树高、材积的生长量比直接施肥的至少分别增加0.37cm、0.93m、0.0113m3。松木壳体施肥与香椿木壳体的,前期其胸径、树高及材积生长量等基本相等,而后期香椿木壳体施肥的较大,但差异不显著。(5)壳体降解表明壳体主要成分半纤维素、纤维素和木质素均发生降解。(6)壳体给林木施肥后,土壤的铵态氮、硝态氮、速效磷、速效钾的释放规律相似。项目研制了木材剩余物缓/控释肥料壳体,可用于林木、花卉等植物施肥作业,壳体具有易降解、成本低等特性,能减少施肥次数、降低生产成本、减少肥料流失,提高肥料的利用率。阐明了壳体的肥料释放机理,可制备与植物生长速度、生长季节等释放速度相适应的壳体,达到科学、精准施肥的目的。