晚稻种衣肥ZFWW—6的养分释放特性

熊海蓉　熊文洋　胡仁杰　文祝友　熊远福　彭雪风

摘要[目的]研究晚稻种衣肥ZFWW-6的养分释放特性。[方法]用ZFWW-6制备包肥种子，测定种衣肥中养分N.P.K的初期释放率、微分释放率、累积释放率和养分释放期，探讨温度、肥水比及pH对养分释放的影响。[结果]种衣肥中N、P、K的初期释放率<30.00%，微分释放率<2.00%；养分N、P.K的释放期分别为62.2.57.8和79.5d。温度、肥水比和pH对晚稻种衣肥养分的释放有一定的影响，可能是这些因素能改变养分的溶解速率、扩散速率等所致。[结论]该晚稻种衣肥的养分缓释特性良好。

关键词 种子包衣肥；养分释放；环境因素；晚稻

中图分类号 S145.5 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2018）11-0106-03

肥料是农业生产中最重要的生产要素之一，它的出现和应用推动了世界农业的生产与发展。肥料的大量施用对保障我国粮食安全起到了不可替代的支撑作用，由于长期的超量施用导致了一系列如土壤退化、环境污染、能源损耗、肥料利用率低等问题，为了协调农业发展与环境保护的关系，迫切需要建立具有可持续发展的现代农业养分管理体系和科学施肥技术体系，新型化学肥料的研究与施用则是实现这一目标的有力举措，从而促进传统施肥模式向现代农业精准施肥的转变。缓/控释肥料是化肥工业的全新技术革命，它能通过调控肥料养分的释放达到与作物需肥规律相一致，被誉为“21世纪的理想肥料”，我国将其列为新型肥料重点发展。

在前期研究种衣剂的基础上，结合缓/控释肥的养分控释理论，研发出一种水稻种子包衣肥，种衣肥就是将肥料直接包裹于水稻种子表面，使之形成具有一定牢固度和厚度的种衣肥，随种子一起播种。种子吸水萌发的同时，种衣肥中的包衣膜控制养分的释放从而满足水稻生长所需，这既能减少肥料养分的流失又能提高肥料利用率，且操作简单方便、省工省时，可大大减轻劳动强度，种子颗粒增大还有利于机械播种。笔者研究了晚稻种衣肥ZFWW-6的养分释放特性。

1材料与方法

1.1试验材料 晚稻种子：黄花占，湖南农业大学水稻科学研究所提供。晚稻种衣肥：ZFWW-6，由填充剂（粉剂A）、肥料（粉剂B）、包膜剂构成。其中，粉剂A由滑石粉、高岭土等组成；粉剂B为ZFW-6，养分总含量（N+P₂O₅+K₂O）≥50.0%，N：P₂O₅：K₂O=2：1：2，用量10.0%，内含植物生长调节剂多效唑；包膜剂为YCP-8，用量0.2%；种子负载率75%，湖南农业大学理学院研制。

1.2试验方法

1.2.1种子包衣及浸提方法。准确称取一定量的水稻种子，放入包衣机内，按照75%的种子负载率及10%的肥料用量进行包衣，包衣步骤参考文献进行。

准确称取一定量的包肥种子（粒度大小一致、无破损），参考GB/T23348-2009《缓释肥料》规定的肥水比，在25℃恒温条件下浸提，按规定时间采集浸提液，待测。

1.2.2N、P、K养分测定。将“1.2.1”制备的包肥种子或浸提液，按国标GB/T8572-2001《复混肥料中总氮含量的测定蒸馏后滴定法》中的样品处理方法进行处理，N含量采用凯式定氮仪测定，P含量采用钒钼黄比色法测定，K含量采用原子吸收分光光度法测定；具体步骤参考文献进行。

1.2.3种衣肥养分释放率及释放期的测定。种衣肥ZFWW-6养分的初期释放率、微分释放率和累积释放率的测定参考GB/T23348-2009《缓释肥料》和文献方法进行。种衣肥养分释放期的测定，参考GB/T23348-2009《缓释肥料》方法进行。

1.2.4环境因素对种衣肥养分释放的影响。准确称取“1.2.1”制备的包肥种子，按“1.2.1”中所述浸提方法，固定其他条件，分别考察不同温度（5、15、25、35、45℃）、不同pH（3、5、7、9、11）和不同肥水比（1：10、1：15、1：20、1：25、1：30）等环境因素下晚稻种衣肥的养分释放情况，浸提时间均为1d。浸提液中养分含量按“1.2.1”所述方法测定。

2结果与分析

2.1种衣肥中N、P、K初始值 种衣肥养分N、P、K的初始值，为刨肥种子中N、P、K的质量分别扣除未包肥对照种子本身所含N、P、K的质量。制备的晚稻种衣肥ZFWW-6，其养分初始值：N、P₂O₅、K₂O分别为2.32%、1.02%和1.75%，养分总含量（N+P₂O₅+K₂O）为5.09%，N：P₂O₅：K₂O=2.27：1.00：1.70。

2.2初期释放率与微分释放率 由表1可知，晚稻种衣肥N、P、K的初期释放率<30.00%，微分释放率<2.00%，其中以P的初期释放率和微分释放率最小。初期释放率从包衣技术而言反映的是包衣肥中包衣不完整的肥料颗粒数量，就肥效而言则可看做速效养分，为包衣肥料中个体颗粒的养分释放，而微分释放率可以作为评价包衣肥料缓效性的尺度，微分释放率<2.00%说明具有较好的缓释能力。综合而言，晚稻种衣肥ZFWW-6具备一定的缓释性能，初期养分适量释放能满足晚稻前期生长所需。

2.3养分累积释放曲线 由图1可知，包肥种子浸提第1天，N的释放量最大，K₂O次之，P₂O₅最慢；第3～10天，是N、P、K的快速释放阶段；第11～56天，N、P、K的释放逐渐放缓并趋于平稳，且第56天时N、P、K累积释放率分别为64.64%、67.38%和51.43%。总体而言，P₂O₅的累積释放率最高，N次之，K₂O最小。

2.4养分释放期 国标《缓释肥料》GB/T23348-2009规定，缓释肥的养分释放时间，用缓释养分在25℃静水中浸提开始至达到80%养分累积释放率所需的时间来表示。晚稻种衣肥ZFWW-6所含养分中K₂O的释放期最长，为79.5d，N次之，为62.2d，P₂O₅最短，为57.8d，表明该种衣肥具有良好的缓释性能，能充分满足晚稻生长所需养分。

2.5环境因素对晚稻种衣肥ZFVVW-6养分释放的影响

2.5.1温度的影响。由图2可知，随着温度由5℃上升至45℃，晚稻种衣肥ZFWW-6的N、P、K释放量也随之增加，其中P的释放量随温度的升高变化最大，K次之，而N相对较小。温度升高，包衣膜内养分的溶解度增加，养分浓度增大，引起膜内外的浓度差、压力差均升高，膜内养分在浓度梯度和压力梯度的作用下透过膜孔的速率增大；同时温度升高加快了养分分子的热运动，增加了养分的扩散速率，这均导致养分释放率明显增大。此外，包衣肥养分释放率随温度升高并未出现陡增现象，说明种衣肥的包膜结构完好，养分能够缓慢释出，具有缓释效果。

2.5.2肥水比的影响。由图3可知，随着肥水比增加，种衣肥中N、P、K的释放量也随之增加，其中N的释放量随肥水比的增加变化最大，其次是K，再次是P。包膜肥料养分释放的过程实际上是膜内养分通过包衣膜膜孔向膜外扩散的过程，其养分扩散速率与膜内外养分浓度差成正比例关系。肥水比越大，意味着膜外溶液中养分浓度越小，膜内外的浓度差越大，养分由内向外的扩散速率必然增大。

2.5.3pH的影响。由图4可知，随着pH由酸性向碱性变化，晚稻种衣肥ZFWW-6P、K养分释放率缓慢增加，而N的释放则呈逐渐减缓趋势。种衣肥中的N来源于尿素，尿素为碳酰胺，其氮主要以酰胺形式存在，酰胺的水解速率影响养分释放速率；酸性越强酰胺的水解速率越大，养分释放率越大；同时在强碱性条件下氮素更易挥发损失。养分P、K的释放率随着pH升高缓慢增加，可能是不同缓冲溶液影响了包膜材料的稳定性，导致膜内养分释放率稍有增加。

3结论与讨论

晚稻种衣肥zFWW一6的养分释放特性：N、P、K的初期释放率由大到小依次为N、K、P，且均<30.00%，微分释放率<2.00%；浸提第1～10天为养分的快速释放阶段，其后逐渐放缓并趋于平稳，且养分释放期长，N、P、K的养分释放期分别为62.2、57.8、79.5d。初期释放率指标反映的是包衣技术水平的优劣，若种衣肥中包衣不完整颗粒较多，则养分初期释放率较大，这部分养分亦可看做速效养分，为晚稻早期的幼苗生长提供养分；微分释放率是评价包膜完整的肥料颗粒平均每天释放总养分的百分率，体现了种衣肥的缓释能力，该晚稻种衣肥的微分释放率<2.00%，表明其缓释性能良好，具备较长的养分释放期。

晚稻种衣肥ZFWW-6的养分释放与环境因素具有显著相关性，随着浸提温度的逐渐升高，其N、P、K养分释放量也随之增加；随着肥水比的增大，其N、P、K的养分释放量也随之增加；随着pH由酸性向碱性变化，包肥种子的P、K养分释放量随之增加，而N的释放量则呈逐渐减缓趋势。由此可知，这些环境因素的变化之所以能影响种衣肥养分的释放，主要原因是温度变化引起了包衣膜的膜内外浓度差、压力差改变以及养分热运动的改变，肥水比变化引起养分的扩散速率改变；pH变化引起尿素的水解速率改变，还可能引起包膜材料的稳定性。但这些改变并未导致包衣肥养分释放率陡增现象，说明种衣肥ZFWW-6的养分能够缓慢释放。

该研究结果表明，晚稻种衣肥ZFWW-6具备良好的缓释性能且养分释放期长。该研究的环境因素与大田实际环境相比，存在较大差异，稻田环境是动态的、复杂的，温、光、水、土壤pH及土壤微生物等均是影响种衣肥养分释放的因素，下一步将进行大田試验，进一步探明晚稻种衣肥ZFWW-6在自然条件下的养分释放特性。