农学论文哪里有？本文针对我国化学氮肥和磷肥施用中存在用量偏大、损失严重、利用率低等突出问题，利用尿素为氮肥载体、重钙为磷肥载体，采用廉价易得的无机沸石为包膜材料，试制出两种包膜尿素(10%沸石包膜尿素和 20%沸石包膜尿素)、两种包膜重钙(10%沸石包膜重钙和 20%沸石包膜重钙)。
1 前言
1.2 国内外研究进展
1.2.1 大豆氮磷应用研究现状
联合国粮农组织报告显示[3]，肥料在粮食作物单产中贡献率超过 40%。近几十年来，肥料施用量不断增加，但是肥料报酬率却在降低，其主要原因是肥料利用率降低。我国化肥的当季利用率氮肥为 30-35%，磷肥为 10-20%[4-5]。其中，氮肥的损失较为严重，旱地约为 35-40%，由于施肥不当也会引起一系列的环境问题，如水体恶化、地表富营养化等问题[6-9]。因此，研究既能提高肥料利用效率又不引起环境污染的新型肥料对我国农业生产和环境保护均具有重要的意义。氮是组成氨基酸、蛋白质、酶、核酸、叶绿素等有机物的主要构成成分，植物从土壤中吸收氮素来维持体内正常的生命活动[10-13]。
土壤中的有机氮大约占土壤全氮的 92%-98%，但有机氮一般不能被植物直接吸收利用。植物根系吸收的氮主要是无机氮，常见的可以被植物直接吸收利用的有效氮源主要是硝态氮和氨态氮。农业生产中，氮素的主要来源是化肥的施入[14]。在植物生长发育和产量形成的过程中，氮素扮演着重要的角色。作物从播种到收获需要大量的养分，氮肥施用能够提供养分，对作物增产有极大的作用，故氮肥作为粮食增产增收的主要肥料之一，被全世界广泛使用[15-16]。但是，现如今随着农业的发展以及农民对化肥增产的依赖，不合理施用氮肥的问题日趋严重。过量施用氮肥会造成氮肥利用率和作物产量下降，而且还会对土壤环境和生态环境造成威胁；而氮肥不足会造成土壤肥力下降，难以维持植物所需的养分，影响农田土壤的可持续利用[17-19]。因此，如何减少氮肥损失、提高氮肥利用率得到了广泛研究。
氮是大豆生理过程中的主要参与者，在产量形成中具有重要作用[20]。大豆的氮源主要由根际土壤和生物固氮来提供[21-22]。据一些研究表明[23-24]，大豆根瘤固氮可为大豆生长发育提供 33%~50%的氮素，需要满足大豆共生固氮作用、根瘤固氮和土壤氮的需求，才能达到大豆高产。但是过量施用氮肥，由于土壤中化合态氮增加，抑制大豆根瘤的形成，阻碍固氮活性，所以大豆共生固氮和对土壤供氮如何相互协调成为有待解决的问题[25]。沈润平等的研究显示[26]，在适宜的施氮水平内，施入氮肥有利于根瘤的形成以及固氮，也利于大豆产量的提升，在施入磷钾肥后，增加氮肥施用量，大豆增产 143.85～365.85 kg/ha。李小为等的研究显示[27]，在大豆生长后期施入氮肥利于大豆干物质积累，增产明显。赵双进等的结果显示[28]，在不同时期施入氮肥，能提高大豆生长中心器官的养分，植株的氮素水平得到改善，表明施用氮肥有一定的促进作用。
3 结果与分析
3.1 矿质材料的微观结构与元素分析
在扫描电子显微镜下，对沸石材料分别进行 500 倍、1000 倍、2000 倍和 3000 倍观察。由图 3-1 可见，天然沸石的形状不规则，结构比较松散，呈现出大小不一琐碎的絮状或聚结成块状，结构内部孔隙较多，空隙较大，并且它的比表面积也较大，具有很强的吸附性能。
利用能谱仪对沸石、麦饭石和粉煤灰三种矿质材料所含元素进行半定量分析，由表 3-1可知，沸石较麦饭石和粉煤灰所含对大豆生长发育具有积极作用的 C 和 Si 元素的比例更高，同时沸石中 Fe 元素的比例也更高，Fe 元素可以预防大豆缺铁性失绿症。其中，沸石中的 C元素较麦饭石、粉煤灰中分别高 4.43%、3.43%；Si 元素较麦饭石、粉煤灰中 Si 元素分别高11.83%、31.24%；沸石中的 Fe 元素较麦饭石、粉煤灰中分别高 1.01%、1.02%，并且粉煤灰中含有对土壤环境不友好的 F 元素。
4 讨论
4.1 矿质材料的微观结构与元素分析
通过电子显微镜和能谱仪观察，沸石结构内部孔隙较多，空隙较大，其主要由 C、O、Mg、Al、Si、K、Ca、Fe、Na 等元素组成，这与姜新福[1]的研究结果一致，许秀成[109]的研究结果显示，沸石施入到土壤中，可以有效延长肥料的肥效时间，吸附水分，并且由于沸石自身的优良结构特性也能够改善土壤结构和性质。
通过电子显微镜和能谱仪观察，麦饭石具有大量蜂窝状孔洞结构，呈多孔状和海棉状结构，其主要由 C、O、Mg、Al、Si、K、Fe、Na 等元素组成，这与周佳甜[110]的研究结果一致。万德建[111]和王红[112]的研究表明，麦饭石是多种矿石复合而成的矿物体，因麦饭石的单位表面积非常大，因此土壤环境中具有一系列的吸附、交换吸附等特点。
通过电子显微镜和能谱仪观察，粉煤灰呈柱状样貌，可以看出柱状表面凹凸不平并且附着小颗粒，其主要由 C、O、Al、Si、K、Fe、F、S 等元素组成，其中 F 元素对土壤环境不友好，这与赵吉[113]的研究结果一致。季慧慧[114]的研究结果表明，粉煤灰通过改变孔隙率、改善土体结构等方面来改善土壤物理性质；JR Harper[115]的研究结果表明，粉煤灰的施入能使土壤的物理性质得到改善，提高土壤的透气性，从而促进作物生长、提高产量。
沸石材料中较麦饭石材料和粉煤灰材料所含的 Si 元素比例更高，沈雪峰[116]研究表明，Si 元素可以促进大豆种子萌发和幼苗生长，同时 Si 元素对大豆具有明显的增产效应。沸石材料中较麦饭石材料和粉煤灰材料所含的 C 元素比例更高，向清慧[117]研究表明，C 元素可以改善土壤结构和土壤微生物生存环境，为作物生长发育提高良好的基础。沸石材料中较麦饭石材料和粉煤灰材料所含的 Fe 元素比例更高，白宝璋[118]研究表明，Fe 元素可以预防大豆生长发育过程中的缺铁性失绿症。
由于沸石材料较麦饭石和粉煤灰材料所含对大豆生长发育具有积极作用的 C、Si 和 Fe元素的比例更高，且不含有对土壤环境不友好的 F 元素，因此本试验选择沸石作为包膜肥料的膜材料，。
4.2 沸石包膜肥料对肥料养分释放特征的影响
本研究中通过土柱淋溶实验和砂柱淋溶实验，普通尿素和普通重钙施加到土壤和石英砂中淋失比较严重，几种包膜肥料均能显著减少氮、磷的淋失，其中 20%沸石包膜肥料减少养分淋失的效果最为显著，其中 20%沸石包膜尿素在土壤中较普通尿素减少全氮淋失 25.62%、硝态氮淋失 25.28、氨态氮淋失 25.89%；20%沸石包膜重钙较普通重钙较少全磷淋失 39.36%、溶解性磷淋失 35.58%。这是因为沸石材料对氮肥的保持和磷肥的活化具有良好的效果，并有效促进作物对氮、磷的吸收，减少水分、养分淋洗对环境的污染[119]。这与刘广余[120]的研究结果一致，研究认为沸石材料对尿素肥料和重钙肥料的吸附与土壤类似，但是施用沸石材料与尿素肥料和重钙肥料做成的沸石包膜肥料，其淋溶强度远低于单施尿素肥料，延缓尿素肥料的转化，延长了肥效。
通过淋溶实验，发现以沸石为缓释材料的实验处理的速效氮释放在前期表现出较低的释放速率，这可能因为沸石材料与肥料配比后由于它的强吸附性使得被吸附的肥料不能很快从沸石的晶格间替换出来，因此使得土样中速效氮的释放在前期比较慢。有报道指出[121]，简单地将沸石与化肥拌混施于土壤，并不能降低肥料的挥发和淋溶损失的强度。由于自制的沸石包膜肥料是手工生产，技术还不成形，还存在膜材料容易从肥芯上脱落的问题，期待在下一步的研究中继续优化肥料包膜的生产工艺。
5 结论
本文针对我国化学氮肥和磷肥施用中存在用量偏大、损失严重、利用率低等突出问题，利用尿素为氮肥载体、重钙为磷肥载体，采用廉价易得的无机沸石为包膜材料，试制出两种包膜尿素(10%沸石包膜尿素和 20%沸石包膜尿素)、两种包膜重钙(10%沸石包膜重钙和 20%沸石包膜重钙)。通过土柱淋溶实验、矿化培养实验、大田试验研究其养分释放特征和对大豆农艺性状的影响。取得以下结论：
（1）与麦饭石、粉煤灰相比，沸石结构松散、内部多孔、空隙较大、比表面积大、吸水能力强，含有 C、O、Mg、Al、Si、K、Ca、Fe 等元素。从对植物生长发育和环境友好方面评价，沸石材料为最佳包膜材料。
（2）与施用普通尿素肥料相比，施用沸石包膜尿素肥料能够提高土壤净氮矿化速率，其中 20%沸石包膜尿素肥料的效果最好，在培养的 25d 内其净氮矿化速率提高了 13.88%。与施用普通重钙肥料相比，施用沸石包膜重钙肥料可以在施入土壤一定时间后提高土壤净磷矿化速率，其中 20%沸石包膜重钙肥料的效果最好，在培养的 5d-25d 内其净磷矿化速率提高了4.51%。
（3）沸石包膜尿素肥料在土壤中和石英砂中的氮素释放速率明显慢于普通尿素肥料；沸石包膜重钙肥料在土壤中和石英砂中的磷素释放速率明显慢于普通重钙肥料。其中，施用 20%沸石包膜尿素肥料对于减少全氮、氨态氮、硝态氮淋溶析出效果最为显著；施用 20%沸石包膜重钙肥料对于减少全磷、溶解性磷淋溶析出效果更为显著。
（4）利用沸石材料作为包膜肥料的膜材料可以提高土壤养分含量、改善土壤环境。利用沸石材料对尿素和重钙表面进行包膜，施入土壤后，土壤养分含量有了不同程度的变化。20%沸石包膜尿素处理（T2）能够提高土壤全氮和速效氮的含量；20%沸石包膜重钙处理（T4）能够提高土壤全磷和速效磷的含量。不同肥料处理对大豆产量和肥料农学效率有显著影响，其中 T4 处理的产量最高，产量为 2867.10kg/ha，T4 处理大豆的产量较 NE 处理的产量提高了 17.80%。T2 处理的氮肥农学利用效率最高，较 NE 处理提高了 6.51kg/kg；T4 处理的磷肥农学利用效率最高，较 NE 处理提高了 7.12kg/kg。
综上所述，选择适宜比例的沸石材料对化学肥料进行包膜可以有效延长肥料作用时间、改良土壤化学性质、维持土壤酸碱平衡、提高作物产量，本试验中，利用 20%沸石材料对化学肥料包膜综合效果最佳。
参考文献（略）
