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水资源短缺、肥料利用率低是我国农业生产面临的重大问题。目前改善农业水资源短缺的主要措施为滴灌、喷灌等节水灌溉方式,为解决肥料利用率低的问题研发了多种新型肥料,包括水溶肥、缓控释肥、生物菌肥等,而脲醛肥料属于缓释肥,且由于脲醛分子本身具有胶体性质,因此可以将脲甲醛由传统的固体型肥料转变为新型的液体缓释肥料。钙离子是植物生长中的一种必需的中量元素,螯合钙肥可以将钙离子变为稳定的螯合态,不易被土壤固定,但因为目前市场上螯合钙制剂价格高,且难以推广。本研究利用聚合和螯合的方法分别制备了液体缓释氮磷肥和低成本螯合钙肥。同时以菠菜作为试验植物进行了不同施肥量以及两种新型肥料配合施用效果研究。主要结果与结论如下: (1)通过显微镜、红外光谱分析,表征了液体缓释氮磷肥的微观结构和反应产物的结构式。利用正交试验明确了试验因素对产物稳定性的影响,采用单因素细化的方法确定了液体缓释氮磷肥的最佳制备工艺条件为:分散剂选择D,S1为2%,F/U为1∶1.2,P/F为2∶1,含水量为60%,反应温度为40℃,反应体系pH=4.0,该液体缓释氮磷肥的养分比例为N∶P2O5=10∶15,在显微镜下观察其粒径为10μm左右,在250h时其粘度为110mPa·s,将液体缓释氮磷肥放置三个月以后测定其粘度为130mPa·s。 (2)低成本螯合钙肥是以亚铵造纸废液和无机钙为原料,利用亚铵造纸废液中含有的大量木质素磺酸盐对钙离子进行螯合。首先利用正交试验进行了影响因素对钙离子鳌合率的影响研究,在此结果上采用单因素优化法对最佳反应工艺进行了探索,确定了螯合钙的最佳工艺条件为:溶液原始pH值(pH=5.6),反应温度为25℃,反应时间为60min,反应溶液的比例(25℃饱和CaCl2溶液的体积与亚铵造纸废液质量之比)为1∶20,钙离子螯合率为88.75%,钙含量为1.74%(CaO),并对亚铵造纸废液螯合钙肥进行红外表征和电镜扫描,结果表明所需要的亚铵造纸废液螯合钙肥已合成。 (3)液体缓释氮磷肥(LF)中菠菜产量、叶面积及其对菠菜的品质影响均比普通水溶肥处理(WF)显著增加。全量施肥处理中,与普通水溶肥处理(WFCF1)相比,液体缓释氮磷肥处理(LFCF1)产量增加54.2%,磷素利用率提高1.93%,氮素利用率提高7.84%;施肥量减量40%后,液体缓释氮磷肥(LFCF2)比普通水溶肥(WFCF2)增产37.2%,磷肥利用率提高4.62%,氮肥利用率提高17.6%。 (4)与普通钙肥处理(WFCF1)相比,低成本螯合钙肥处理(WFAF1)的菠菜产量增加8.47%,钙肥利用率提高1.60%,说明利用亚铵造纸废液制备的低成本螯合钙肥有效的促进了菠菜对钙的吸收。 (5)在二者交互试验中,各处理的产量从高到低依次为液体缓释氮磷肥配施普通钙肥(LFCF1)、普通水溶肥配施螯合钙肥(WFAF1)、普通水溶肥配施普通钙肥(WFCF1)、液体缓释氮磷肥配施螯合钙肥(LFAF1)、空白处理(CK),各处理间的氮肥利用率依次为23.2%、17.7%、15.3%、13.1%;磷肥利用率依次为3.46%、2.47%、1.53%、0.53%;钾肥利用率依次为25.7%、12.7%、17.3%、13.1%;钙肥利用率依次为10.2%、7.04%、5.45%、-1.94%。大量元素肥料与中量元素肥料最佳配施处理为液体缓释氮磷肥配施普通钙肥(LFCF1)。