题目：氮素化肥淋溶污染与控制方法的研究

自20世纪80年代以来，伴随着资源与环境问题日益恶化，环境污染作为一个全球性的严重问题，已经引起了世界各国的重视。而其中由于化学肥料的污染引发的生态环境破坏和农产品污染等问题也日趋严重，已成为新阶段制约农业持续发展的瓶颈之一。因此对于控制氮肥淋溶污染，提高化学肥料的利用率，减少环境污染与控制方法的研究已经成为人们研究的重点和热点问题。 本研究分为模拟试验和田间试验两个部分。模拟试验主要模拟农田的基本情况，测定土壤淋溶液中氮的含量，采用半微量开氏法。试验方法是称取相同质量的尿素和不同质量的包膜材料，将包膜材料均匀地包裹在尿素颗粒的表面，将包裹后的包膜肥料施入模拟试验的土壤中，每隔24个小时用蒸馏水淋溶，收集淋溶液，用蒸馏滴定法滴定淋溶液，即加碱蒸馏，使氨释放出来，用硼酸溶液吸收，而后用标准酸滴定之。通过公式计算出淋溶液中N素的含量。目的主要测定缓释肥料的淋溶释放速度，以及比较不同质量比的缓释肥料的释放差异。 田间试验主要检验缓释肥料在农作物生长过程中的吸收利用状况。模拟试验供试土壤为关中平原典型耕作土壤娄土，地点位于西安市灞桥区新筑镇，供试作物为大青菜。 经过2004年3月--2005年3月的试验研究，对天然包膜材料粘土、木炭、腐殖质和红胶泥等5种材料的选择比较，主要从延长尿素的淋溶时间进行了对比，并根据淋溶曲线进行了分析，从中选择出了粘土和红胶泥作为主要的研究对象。在化学物质的包膜材料中主要研究了硫磺、硼砂、石膏等3种，并与天然包膜材料进行了对比分析。 对不同质量比红胶泥包膜尿素、粘土包膜尿素、硫磺包膜尿素、硼砂包膜尿素、石膏包膜尿素等淋溶曲线的对比分析，不同质量比、不同包膜材料的淋溶变化曲线整体变化趋势相似，多数都呈现单峰状的变化趋势，在试验开始的大约1～15天这一阶段，淋溶液N浓度较高；而后随着淋溶时间的延长，淋溶液N浓度逐渐降低。根据对淋溶时间、经济成本等的对比，经过方差分析，找出了不同包裹材料的最佳质量比的搭配组合：红胶泥包膜尿素的质量比是5：7时最好，可以延长淋溶时间11天，减少氮素淋溶损失16.12%；粘土质量的多少对延长尿素的释放时间作用不大，效果不明显；石膏和尿素两者的最佳质量比是5：8时，可以延长淋溶时间8天，减少23.86%的氮素淋溶损失；硼砂和尿素的质量比是5：7可以延长淋溶时间30天，当对照尿素N素全部淋出时，减少16.58%的氮素淋出，是最优的搭配组合；硫磺和尿素的质量比5：6是最优的比例，可延长淋溶时间13天，减少39.95%的氮素淋出。 对5种包膜材料从淋溶时间进行了排序，根据最长的淋溶时间：硼砂﹥硫磺﹥石膏﹥红胶泥﹥粘土，可见化学类物质都高于天然的材料。田间微区试验发现，作物的增产幅度：石膏包裹尿素样区﹥红胶泥包裹尿素样区﹥施加尿素试验样区﹥空白试验小区。可见经过处理以后的包膜尿素在肥效上均有明显提高。对试验样区的土壤样本的含氮量测定发现，经过处理以后的包裹肥料相比较未加处理的样区土壤中的全氮量要高1.68倍～2.45倍以上，说明经过包膜处理的尿素在土壤中的肥效延长了。 本文以陕西省自然科学基金项目为依托，结合中国的实际情况，立足从现在已经有的材料中选择天然的、无污染的廉价包膜材料，这样可降低成本，减少环境污染。现代科学技术的突飞猛进，使肥料养分释放速率的调控成为可能，生产和使用控释肥料日益成为世界各国提高肥料利用率，改善生态环境，提高作物产量和品质的技术热点。因此，本文所研究的问题具有一定的前瞻性和广泛的应用前景。