造纸黑液木质素对尿素氮在土壤中转化与生物利用的影响

摘要:利用造纸黑液木质素对尿素进行包膜处理,制成 3 种不同包膜厚度的

缓释尿素(LCU),通过土壤淋溶试验和盆栽试验研究了木质素包膜尿素氮素释
放规律和生物利用效果,结果表明:木质素包膜尿素具有不同程度的缓释性能,木
质素包膜尿素中氮素累积溶出速率比普通尿素低 12%;施用木质素包膜尿素的
玉米生物量均大于普通尿素,尿素氮素利用率平均提高了 7.8%.木质素对尿素氮
转化影响除了物理控释作用外,其降解产物还具有一定的硝化抑制作用,能减少
氮素的淋失和对环境的污染.
    提高肥料利用率,减少化肥对环境的污染是近几年来倍受关注的课题.据统计,
我国氮肥的当季利用率约为 30%~35%,每年损失的氮素相当于 1900 多万 t 尿素,
氮肥的损失不仅仅是直接的经济损失,更严重的是流失的化肥引起水体污染、农
产品污染和温室效应等农业面源污染问题.控释/缓释肥料的研制已成为世界肥
料研究的热点,尤其是尿素更受到重视,出现了很多尿素二次加工产品,如甲醛包
涂尿素、聚乙烯包膜尿素、磷石膏包涂尿素、涂硫尿素、聚酯包膜尿素等,还有在
尿素中添加氢醌(HQ)、22 氨基 242 氯 262 甲基嘧啶、双氰胺(DCD)、碳化钙等脲
酶抑制剂或硝化抑制剂的产品.但尿素二次加工复杂,同时,许多添加物在土壤中
难降解,对土壤和作物产生污染. 工业木质素主要来源于造纸工业的制浆废液.
木质素是具有三维空间网状结构的高分子化合物,表现出较强的螯合性能和胶
体性能,具有较好的反应活性.对于造纸行业,木质素是废弃物,这种有机资源在
肥料中应用已有报道,主要是将木质素改性成氨氧化木质素(AOL),或者把木质
素与肥料简单复混后施用,但作为尿素包膜的控释材料至今鲜见报道.本研究基
于木质素对尿素氮肥的缓释性能,探讨木质素包膜尿素氮在土壤中转化规律和
生物利用效果.

1 材料与方法

1.1 供试材料
1.1.1 

 

供试木质素

由华南理工大学造纸与环境工程学院提供,其基本性质为:全氮(N)质量分

数 1.32%,全磷(P2O5)质量分数 0.03%,pH 值 5.16.
1.1.2 

 

供试肥料

自制木质素包膜尿素(LCU),氮质量分数分别为 43.26%(LCU21)、41.06%

(LCU22)39.91%(LCU23);市售普通尿素(PTU),氮质量分数为 46.13%;化学纯的氯
化钾(K2O 质量分数为 60%);过磷酸钙(P2O5 质量分数为 14%),产自贵州.
1.1.3 

 

供试土壤

试验用土取自华南农业大学农场,是花岗岩坡积物发育的潴育性水稻土,取

回 后 风 干 并 过 5mm 筛 . 土 壤 含 有 机 质 2711g.kg-1, 全 氮 11416g.kg-1, 全 磷
01502g.kg-1,全钾 5112g.kg-1,土壤有效氮(N)、磷(P2O5)、钾(K2O)质量分数分别
75.0、22.0 和 62.0mg.kg-1,pH 为 6.04.
1.1.4 

 

供试作物

供试玉米品种为广东省农业科学院提供的/超甜 6.3 号 0.

1.2 试验方法
1.2.1 

 

木质素包膜尿素在土壤中的淋溶试验