預測s型樹脂包膜控釋尿素在設施土壤中氮素釋放量的方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于肥料領域，具體涉及一種預測S型樹脂包膜控釋尿素在設施±壤中氮 素釋放量的方法。
【背景技術】
[0002] 緩控釋肥料自生產(chǎn)應用W來在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮了巨大的作用，鑒于對經(jīng)濟發(fā)展和 環(huán)境保護的雙重考慮，國家將其列為今后農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的重要支撐技術之一。但目前緩控 釋肥料在應用方面還存在著一定程度的不足，阻礙其推廣應用。經(jīng)過我們初步的研究發(fā)現(xiàn)， S型樹脂包膜控釋肥料在低溫時氮素釋放速率可能變慢，溶出相同養(yǎng)分量所需時間延長、高 溫時則相反。對于送一點國內(nèi)外缺乏在室內(nèi)與田間條件下對群體包膜控釋肥料氮素釋放動 力學特征差異的系統(tǒng)研究，導致目前室內(nèi)常規(guī)測試方法（25Γ恒溫水浸泡法）較難反映樹 脂包膜控釋肥料在田間的實際釋放過程；而其它預測模型方法的構建不僅缺乏與大田實際 條件的結合（預測效果無法真實說明），且參數(shù)復雜、預測包膜控釋肥料在田間±壤中的釋 放量誤差較大，難W實際推廣應用。經(jīng)過本發(fā)明人多次試驗總結認為，問題主要是（一）有 關文獻采用盆栽埋袋法試驗來建立或驗證預測模型，實際上準確度、重復性非常差；（二） 已有預測模型參數(shù)較多。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種預測S型樹脂包膜控釋尿素在設施±壤中氮素釋放量 的方法。
[0004] 本發(fā)明提供的預測S型樹脂包膜控釋尿素在設施±壤中實際氮素釋放量的方法， 包括如下步驟：
[0005] 1)采用室內(nèi)梯度恒溫培養(yǎng)試驗，計算得到所述S型樹脂包膜控釋尿素在溫度ti時 氮素的累積釋放時間di與在所述累積釋放時間di時氮素的累積釋放量Ri ;
[0006] 2)利用回歸分析方法，將步驟1)所得溫度ti時氮素的累積釋放時間di、累積釋放 量Ri及公式I代入SPSS分析軟件中，對所述公式I中的m、h和q進行擬合，
[0007] 將所得擬合后的溫度ti時的和步驟1)所得氮素的累積釋放時間di代入 公式I中，得到溫度ti時氮素的累積釋放量Ri的擬合值，用R。表示；
[000引 R = m/[l+hXe( gxd)]公式 I
[000引 所述公式I中，
[0010] R為氮素的累積釋放量，單位為％ ;
[0011] d為氮素的累積釋放時間；
[001引 m為指前因子；
[0013] h為尺度常數(shù)；
[0014] q為釋放速率常數(shù)；
[0015] 所述R。與步驟1)所得Ri差異不顯著；
[0016] 3)按照步驟1)的方法，將所述溫度ti替換為溫度ti，所述ti中，i為大于2的整 數(shù)，得到溫度ti時氮素的累積釋放時間di與在所述累積釋放時間di時氮素的累積釋放量 R.；
[0017] 再按照步驟2)的方法，將di、氏與所述公式I代入SPSS分析軟件中，得到溫度ti 時的Qi ;
[0018] 將步驟2)所得和步驟3)所得Qi利用AN0VA方差分析方法進行分析，若所述 Qi、之間的差異顯著，則所述S型樹脂包膜控釋尿素為溫度依賴型包膜控釋肥料，則進行 步驟4)和5);
[001引若所述qi、Qi之間的差異不顯著，則所述S型樹脂包膜控釋尿素不是溫度依賴型包 膜控釋肥料，則終止計算；
[0020] 4)將步驟3)所得di代入公式II中，得到所述S型樹脂包膜控釋尿素中氮素釋放 潛能Q，單位為J· mol 1 :
[0021]
[00過所述公式II中，E = 8. 31 J ·πιο1 1 ;n為大于3的整數(shù)；Dj為ti巧75巿為屯對應 的溫度；
[0023] 5)如果所述設施±壤在每天的最高溫度和最低溫度之差大于2. 7°C，則將步驟4) 所得Q值代入公式ΠΙ1中，得到洽化時數(shù)F :
[0024]
公式 III1
[00巧]所述公式III1中，F(xiàn)的單位為天數(shù)；
[002引 e 1表示每天10:00到20:00設施±壤的平均溫度，單位為°c ;
[0027] Θ 2表示每天20:00至次日10:00設施±壤的平均溫度，單位為°C ;
[0028] Wi = 0. 42 ;胖2 = 0. 58 ;p = 25, E = 8. 31 J · mol 1 ;r 為所述 S 型樹脂包膜控釋尿 素在設施±壤中的實際釋放天數(shù)；
[0029] 如果所述設施±壤在每天的最高溫度和最低溫度之差不大于2. 7°C，則將步驟4) 所得Q值代入公式ΠΙ2中，得到洽化時數(shù)F :
[0030]
公式 II12
[0031] 所述公式ΠΙ2中，F(xiàn)為洽化時數(shù)，單位為天數(shù)；Θ為設施±壤溫度的平均值，單位 為。C ;p = 25 ;W = 1. 06, E = 8. 31 J · mol 1 ;r為所述S型樹脂包膜控釋尿素在設施±壤 中的實際釋放天數(shù)；
[0032] 6)將步驟5)所得F、m25。c、h25。c、化5。c代入公式IV，得到所述S型樹脂包膜控釋尿素 在設施±壤中的實際累積氮素釋放量R :
[0033]
公式 IV
[0034] 所述公式IV中，ni25，c、h25，c、化5，c為按照步驟。所述方法擬合得到的ti = 25°C時 的m、h和q ;r為所述S型樹脂包膜控釋尿素在設施±壤中的實際釋放天數(shù)；
[003引 Z為修正參數(shù)，取值如下：
[0036] 所述S型樹脂包膜控釋尿素的包衣率《7%，理論釋放周期與室內(nèi)培養(yǎng)檢測釋放 周期之差小于理論釋放周期的Η分之一，Z = 1 ;
[0037] 所述S型樹脂包膜控釋尿素的包衣率《7%，理論釋放周期與室內(nèi)培養(yǎng)檢測釋放 周期之差等于大于理論釋放周期的Η分之一，Ζ = 1. 2 ;
[0038] 所述S型樹脂包膜控釋尿素的包衣率> 7%，理論釋放周期與室內(nèi)培養(yǎng)檢測釋放 周期之差小于理論釋放周期的Η分之一，Ζ = 1. 25 ;
[0039] 所述S型樹脂包膜控釋尿素的包衣率> 7%，理論釋放周期與室內(nèi)培養(yǎng)檢測釋放 周期之差等于大于理論釋放周期的Η分之一，Ζ = 1. 8。
[0040] 上述方法的步驟1)中，采用室內(nèi)梯度恒溫培養(yǎng)試驗時所用群體顆粒肥料的用量 不小于10.0 g ;
[0041] 所述室內(nèi)梯度恒溫培養(yǎng)試驗包括如下步驟：將所述群體顆粒肥料和水在室內(nèi)進行 恒溫培養(yǎng)，并設置至少4個溫度梯度；
[0042] 步驟2)中，所述R。與步驟1)所得Ri差異不顯著具體可為步驟1)所得Ri與步驟 2)所得R。進行適合性X2測驗W驗證公式I的有效性，如有效，進行步驟3)至6);
[0043] 回歸分析方法為在SPSS分析軟件中進行；
[0044] 步驟如中，AN0VA方差分析方法為在SPSS中分析軟件中進行；
[004引步驟1)-4)均為
[0046] 根據(jù)步驟1)~6)所得，當?shù)乩鄯e釋放量的預測值與實測值之間誤差小于 15%~25%時預測方法認為有效。
[0047] 發(fā)明人發(fā)現(xiàn)在設施蔬菜±壤中，因為控釋肥料施肥深度處水分比較充足，此深度 設施±壤水分含量一般不會成為控釋肥料養(yǎng)分釋放的限制因子。因此，對于溫度依賴型的 樹脂包膜控釋肥料，溫度即成為養(yǎng)分釋放的主要影響因子。如果能夠僅通過溫度來預測樹 脂包膜控釋肥料在設施±壤中的氮素釋放量，則預測的準確性會顯著提高。
[0048] 樹脂包膜控釋肥料在水分充足的條件下養(yǎng)分釋放主要受溫度影響，鑒于此，本發(fā) 明提供了一種主要通過溫度來較準確預測S型樹脂包膜控釋尿素在田間設施±壤條件下 氮素釋放的簡單實用型預測方法。本方法主要在田間設施±壤水分條件充足情況下實施。 針對定量群體控釋肥料，采用室內(nèi)梯度恒溫培養(yǎng)方法確定包膜控釋肥料氮素釋放天數(shù)與釋 放量；采用SPSS統(tǒng)計軟件回歸分析方法、線性最小二乘法W及方差分析方法確定氮素釋放 速率常數(shù)q與相關參數(shù)m、h等；在此基礎上構建氮素釋放預測模型并修正；最后采集田間 設施±壤溫度或氣溫，將其轉(zhuǎn)換后利用預測模型預測控釋肥料氮素釋放量。該方法僅通過 采集田間溫度可較準確預測S型樹脂包膜控釋肥料在田間設施±壤中氮素釋放的速率，不 失為一種簡單、實用型的預測方法，對控釋肥料的推廣應用具有重要的指導和推薦意義。
【附圖說明】
[0049] 圖1為設施±壤溫度。
[0050] 圖2為設施±壤日平均溫度。
[0051] 圖3為設施±壤日分段平均溫度。
【具體實施方式】
[0052] 下面結合具體實施例對本發(fā)明作進一步闡述，但本發(fā)明并不限于W下實施例。所 述方法如無特別說明均為常規(guī)方法。所述原材料如無特別說明均能從公開商業(yè)途徑獲得。 [00閲 實施例1、
[0054] 1)稱取5~15g S型樹脂包膜控釋尿素放入250ml塑料瓶中，然后倒入150~ 250ml蒸傭水，將塑料瓶放入生化培養(yǎng)箱中室內(nèi)恒溫培養(yǎng)，在5~55Γ之間設置4個溫度梯 度；1(TC、15°C、25°C、35°C，在每個梯度下定期取出塑料瓶中的溶液搖勻后測定肥料氮素溶 出率，之后重新加入150~250ml蒸傭水繼續(xù)恒溫培養(yǎng)，計算得到在不同溫度下氮素累積釋 放時間d與累積釋放量R ;
[00巧]表1、25°C室內(nèi)恒溫培養(yǎng)試驗氮素釋放量及步驟2)所得擬合值
[0056]
[0057] 2)利用SPSS分析軟件中的回歸分析方法，將步驟1)所得溫度ti為25°C時氮素 的累積釋放時間di、累積釋放量Ri及公式I