全 文 ：收稿日期：!""#$"%$!& 接受日期：!""’$"%$!(
基金项目：国家 ’&)计划“纳米肥料关键技术研究与产业化”项目（!""%**!%’"+%）资助。
作者简介：肖强（%(#’—），男，辽宁辽阳人，博士，主要从事缓 ,控释肥料与面源污染方面研究。-./：%)&&%%&!!&!，01234/：564378%(#’9%&): ;<2
! 通讯作者
纳米材料胶结包膜型缓 !控释肥料的特性及对
作物氮素利用率与氮素损失的影响
肖 强，张夫道，王玉军，张建锋，张树清!
（中国农业科学院农业资源与农业区划研究所，北京 %"""’%）
摘要：通过冬小麦—夏玉米轮作下 )年 &季的田间试验，研究纳米级材料胶结包膜型缓 ,控释肥料对氮素利用率和
硝态氮淋溶损失的影响。结果表明，与普通氮磷钾化肥配施相比，+种纳米级材料胶结包膜型缓 ,控释肥料提高小
麦对氮素的利用率 !:’"!!):)’个百分点，玉米对氮素的利用率 %:"%!!%:&)个百分点。在 "—’" ;2土层，=>、
?@!"’和 )"&处理下土壤硝态氮含量高于普通氮磷钾化肥配施处理，而 A!"’处理低于普通氮磷钾化肥配施处理；
在 ’"—%&" ;2土层，均低于普通氮磷钾化肥配施处理；在接近地下水水位土层（%+"—%&" ;2），减少硝态氮 %:&%
!!:+! 28 , B8。+种纳米级材料胶结包膜型缓 ,控释肥料损失出土壤$作物系统的氮素比普通氮磷钾化肥配施处理
减少 !:""!!+:("个百分点。结果表明，纳米级材料胶结包膜型缓 ,控释肥料能有效的提高氮素利用率和减少硝
态氮的淋溶损失。
关键词：硝态氮；淋失；纳米；缓 ,控释肥料
中图分类号：>%+C:C 文献标识码：* 文章编号：%""’$C"CD（!""’）"+$"##($"#
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近年来，地下水硝态氮污染已成为全球关注的
热点问题。研究表明，氮肥的养分利用率低及不合
理施用是地下水硝态氮污染的主要原因［!］。在养分
利用率低、不合理施用及过量灌溉条件下，硝态氮在
土壤剖面中大量累积并向下淋溶，从而污染地下水。
硝态氮在土壤剖面中的含量及其空间分布特征是表
征硝态氮淋失风险的重要指标。深层土壤硝态氮累
积量越高，表明农田硝态氮淋失风险越强。
为了解决常规肥料养分利用率低的问题，缓 "控
释肥料的研究逐渐兴起并成为肥料界研究的热点。
各国学者从不同角度来研究缓 "控释肥料的缓释性
能。但是，将纳米技术应用到农业，尤其在肥料上还
鲜见报道。粒子达到纳米级以后，性质会发生一系
列的变化，纳米材料具有小尺寸效应、表面效应、量
子隧道效应和奇特的光敏性与气敏性，使得纳米材
料与纳米结构的物理、化学特性既不同于微观的原
子、分子，也不同于宏观物体，粒子达到纳米级以
后，表面原子数增多，表面原子配位数不足和高的表
面能，使这些原子易与其它原子相结合而稳定下来，
故具有很高的化学活性［#$%］。所以将纳米技术与肥
料相结合，是从一个新的角度来研究上述问题，并有
可能最终解决上述问题。本研究采用纳米级材料胶
结包膜肥料来研究肥料养分利用情况及对地下水的
影响。
! 材料与方法
!"! 纳米级材料胶结包膜型缓 #控释肥料的研制
纳米级胶结包膜材料采用物理、化学方法及微
乳化和高剪切技术，制备了 %种纳米级胶结包膜材
料：即腐殖酸$&’#()（*#()）、废弃塑料（+,）、-(. 和
&’#()。所谓胶结包膜材料是对物质能起到胶结和
包膜双重作用的材料。% 种胶结包膜材料检测方
法：采用日立 ,$/0( 扫描电镜、透射电镜、日本 1 "
234555& 型，67射线衍射仪（681）、美国 9:;<=>?7
9>4@A%0(傅立叶红外光谱仪（*B58）、激光粒度分析
仪等仪器测定［/］，检测粒度和均匀性。
纳米级胶结包膜材料对粉碎的尿素、磷酸铵和
氯化钾先进行胶结作用，胶结剂用量为 !C/D，然后
通过造粒机造粒，再用其进行包膜，包膜剂用量
!D，形成 %种纳米级材料胶结包膜型缓 "控释肥料，
即腐殖酸$&’#()胶结包膜肥料（简称 *#()）、废弃塑
料胶结包膜肥料（简称 +,）、-(.胶结包膜肥料（简称
-(.）和 &’#()胶结包膜肥料（简称 &’#()）。其养分
含量：9 #(D、+#E/ !(D、F#E !(D。
!"$ 试验设计
田间试验在北京昌平试验基地进行。供试土
壤为潮土土类，褐潮土土属，质地为粉砂壤土。土壤
耕层有机质 !.C%# G " HG，IJ )C!!，全氮 (C.K G " HG，全
磷 (C)0 G " HG，有效氮 0.C%- 2G " HG，有效磷 %C!#
2G " HG，有效钾 K( 2G " HG，容重 !C#0 G " ;2-。供试小
麦品种为京 K%#)，玉米品种为中单 )/0)。
!C#C! 缓 "控释肥料氮素利用率试验 设 %种纳米
级材料胶结包膜型缓 "控释肥料和普通 9+F化肥配
施（简称 9+F），并设无肥处理做对照（’F）共 .个处
理。随机区组排列，小区面积 -( 2#。%种纳米级材
料胶结包膜肥料施用量均为 9 !)( HG " L2#，+#E/ K(
HG " L2#和 F#E K( HG " L2#；普通氮磷钾化肥为尿素、
氯化钾、磷酸一铵，施用量与胶结包膜肥料相同。
#((#年 !(月 !!日开始种小麦，小麦与玉米轮作，连
续种 -年，最后一季玉米收获时间为 #((/ 年 !( 月
!)日。
!C#C# 氮素溶出率测试 采用土柱淋洗试验方法。
淋洗管（高 -( ;2，内径 - ;2，砂芯型号 M-）下端砂芯
上铺平一层面积与砂芯面积相同的定量滤纸，将试
验田耕层土壤风干过 ! 22筛后，取 !(( G置于淋洗
管下端，用 /( 2N蒸馏水湿润土柱（#!- 次），待淋
洗管下端不流出水后，静置 # L左右。将 #C(( G缓
释肥料放在饱和的土柱上面，轻晃土柱，使肥料铺
平，立刻再将 #( G上述土壤放在肥料上面，轻晃，使
土面平整。土面上再放大小相当的一层滤纸。用 /
2N蒸馏水湿润刚加入的 #( G土壤（根据试验所得，
使 #( G土柱恰好饱和所需水为 / 2N），静置 # L，然
后用 #( 2N蒸馏水淋洗土柱，并收集滤液于容量瓶
中。此后在第 #、-、)、!-、!)、#%、-(、-.、%#、%) O时再
次用 #( 2N蒸馏水淋洗土柱，同时收集滤液。每次
收集滤液前向容量瓶中滴加 #滴浓硫酸，并定容至
!(( 2N，测定滤液中总氮，同时作对照试验，- 次重
复。
!"% 样品采集及测定方法
每季小麦和玉米成熟后，取植株样品，测植株氮
含量。
土壤样品及硝态氮的测定方法：取土样时间为
#((/年 !(月 !)日收获玉米后，取样深度为 (—!.(
;2，#( ;2为一层，每个小区取 - 个样点，土样不混
合。称取 !#C(( G 过 # 22筛孔的新鲜土壤样品于
#(( 2N的塑料瓶中，加入 !(( 2N # 2<= " N 的 F’=溶
液，振荡 ! L，过滤，滤液冷冻保存［.］。测定前解冻，
采用连续流动分析仪法（B8P’’, $ #((( ’()0 植 物 营 养 与 肥 料 学 报 !%卷
!"#$ %&’"()*+’"，,!%）测定滤液中的硝态氮（-./0 /-）
和铵态氮（-123 / -）含量。
有关参数计算式：
氮肥表观利用率（4）5（施氮区作物吸氮量 /
无氮区作物吸氮量）6 788 9施氮量；
氮肥的土壤表观残留率（4）5（施氮区土壤残
留量 /无氮区土壤残留量）6 788 9施氮量；
氮肥表观损失率（4）5 788 /氮肥表观利用率
/氮肥的土壤表观残留率。
试验数据采用 :;:: 77<= 分析处理。
! 结果与分析
!"# 胶结包膜材料粒度和均匀度测试
纳米级胶结包膜材料内部物质的粒径、分散性
和均匀度会影响到材料的粘结性、渗透性、耐水性、
弹性以及胶结包膜时的成膜性和固化速度［>］。试验
采用微乳化和高剪切技术使研制的纳米级胶结包膜
材料内部物质尽可能的达到均匀和分散。粒度分析
发现，;: 胶结包膜材料粒度 >84分布在 778 &?，
@,A8B有 374分布在 7A= &?，08C有 384分布在 7=8
&?，!A8B有 004分布在 7C8 &?。;: 材料粒子尺寸
最小、集中分布，均匀性最好。3种包膜材料粒度和
均匀度由好至差为 ;: D @,A8B D 08C D !A8B（图
7）。
图 # 纳米级胶结包膜材料的粒度和均匀度
$%&’# ()*+,-*)%./ *+0 121++133 01&)11 45 +*+467*.1)%*-3
!"! 缓 8控释肥料的氮素溶出率
土柱淋洗方法是目前检测缓控释肥料养分溶出
特性的一个较普遍的方法，相对于其它方法，能更接
近于田间条件下肥料氮素的释放规律。因此，本研
究采用此方法来检测所研制的纳米级材料胶结包膜
肥料氮素溶出性能，了解其氮素溶出规律。图 A看
出，普通 -;E化肥配施处理氮素溶出率曲线接近于
F型，氮素基本在第 0!B G完全溶出，没有表现出缓
释性；而 3种纳米级材料胶结包膜肥料氮素溶出都
表现出了一定的缓释性，曲线形状接近于 :型。至
第 3B G，= 个肥料处理的氮素累积溶出率分别为：
=34（08C）H
C0<7A4（!A8B）H >C<7>4（-;E）。氮素累积溶出率
达到 =84所需时间为 ;: 3A G左右，@,A8B 0C G左
右，08C 08 G左右，!A8B 7B!A3 G，-;E = G左右，;:
比 -;E延长约 0> G；从累积溶出率曲线看出，;:的
曲线最平缓，依次为 @,A8B、08C和 !A8B。说明 3种
包膜肥料缓释性不同程度地好于普通 -;E化肥配
施处理，其优劣顺序为：;: D @,A8B D 08C D !A8B。
7B>3期 肖强，等：纳米材料胶结包膜型缓 9控释肥料的特性及对作物氮素利用率与氮素损失的影响
图 ! 纳米级材料胶结包膜肥料土柱淋洗氮素累积溶出率
"#$%! &’’()(*+,-. .#//0*1-.23#,40$-3 4+,- 05 5-*,-. +3.
’0+,-. 5-4,#*#6-4
!78 纳米级材料胶结包膜型缓 9控释肥对小麦和玉
米氮素利用率的影响
纳米级材料胶结包膜型缓 !控释肥处理下小麦
对氮素的利用率 " 年来均高于普通 #$%化肥配施
处理，且呈逐年增加趋势。&’’"!&’’(年，普通 #$%
化肥配施处理下小麦对氮素的利用率为 &)*+,-!
".*’,-；$/ 肥氮素利用率最高，为 +&*+)-!
0’*+0-，比普通 #$%肥提高 1"*’’!&"*", 个百分
点；2&’,包膜肥效果较差，""*((-!+’*11-，略高
于普通 #$%化肥配施处理；34&’,和 "’0处理氮素
利用率介于其中（表 1）。说明 +种纳米级胶结包膜
肥料与普通 #$%化肥配施相比，不同程度的提高了
小麦对氮素的利用率。目前国内外的缓 !控释肥料
在小麦上的氮素利用率范围一般是 ((-!,’-［,］，
本试验所研制的纳米级材料胶结包膜肥料中 $/肥
料氮素利用率在此范围内，34&’, 接近于此范围，
"’0虽显著高于普通 #$%化肥配施处理，但氮素利
用率不在此范围内，而 2&’, 肥料与普通 #$% 化肥
配施差异不显著。
通过对玉米氮素利用率分析，纳米级材料胶结
包膜型缓 !控释肥料处理下玉米对氮素的利用率 "
年来不同程度的高于普通 #$%化肥配施处理。这
可能是由于 &’’"年第一茬小麦收获后，没有翻地直
接播种玉米，影响了玉米产量和氮素利用率；也可
能是纳米级材料胶结包膜肥料的后效作用，但综合
结果是氮素利用率逐年提高。&’’"!&’’(年，普通
#$% 化肥配施处理下玉米对氮素的利用率为
&,*’1-! ",*("-，$/ 肥氮素利用率最高，为
+,*’.-!0’*10-，比普通 #$%化肥配施处理提高
约 &’ 个百分点；2&’, 肥效较差，氮素利用率为
"&*0+-!+’*++-，略高于普通 #$%化肥配施处理；
34&’,和 "’0处理氮素利用率介于其中（表 1）。说
明与普通 #$%化肥配施相比，四种纳米级胶结包膜
肥料也不同程度的提高了玉米对氮素的利用率。与
小麦的效果相似，也是 $/ 处理氮素利用率最高，
2&’,处理最差。
综合小麦和玉米对氮素的利用率看出，+ 种纳
米级材料胶结包膜肥料在氮素利用率上的差异可能
与纳米级胶结包膜材料及粒径大小有关。同时还可
看出，$/肥料处理下，玉米对氮素的利用率已达到
0’-，与国际上一些氮素利用率高但价格昂贵的缓
控释肥料不相上下，而 2&’, 肥料与普通 #$% 化肥
配施处理差异不显著。
表 : 不同肥料对 !;;8!!;;<年小麦和玉米氮素利用率的影响（=）
>+?*- : @55-’, 05 5-4,#*#6-4/ 03 3#,40$-3 4-’01-4A 05 BC-+, +3. )+#6- #3 !;;8D!;;<
处理 小麦 56789 玉米 :8;<7
=>789?7@9 &’’" &’’+ &’’( &’’" &’’+ &’’(
#$% &)*+, A 1*)1 B "0*.0 A ,*&. C ".*’, A ,*.0 C &,*’1 A +*&" B ".*)( A 0*&( B ",*(" A 0*"’ D
$/ +&*+) A 0*") 8 ()*0& A (*+) 8 0’*+0 A (*+0 8 +,*’. A "*.( 8 (,*&( A .*&. 8 0’*10 A .*11 8
34&’, ")*1, A ’*)" 8 ((*&, A +*’1 8D ((*0& A &*,, 8D +&*)+ A (*(+ 8 (+*.. A 0*++ 8 ((*0’ A 0*,1 8
"’0 ",*,, A ’*.1 8D +)*,’ A +*() DB +)*.1 A (*1, DB ")*.+ A .*0, 8D (’*1) A .*&( 8D (&*0" A 0*.. 8
2&’, ""*(( A 1*1) DB ")*(0 A "*,0 C +’*11 A +*’. BC "&*0" A 0*., DB ",*)0 A 0*.’ DB +’*++ A .*&1 D
注（#E97）：同列数据后不同字母表示各处理在 ! F ’G’(水平差异显著 H8IJ7K LEIIEM7C DN C;LL7>7@9 I7997>K M;96;@ 8 BEIJ?@ 8>7 K;O@;L;B8@9IN C;LL7>7@9
89 ! F ’G’( I7P7I G
!7E 土壤剖面硝态氮淋溶特征
硝态氮是土壤氮素淋溶的主要形式。试验结果
表明，不同种类肥料对土壤硝态氮的含量及其空间
分布有着显著影响。虽然不同肥料处理下硝态氮均
随土壤剖面的加深而下降，但不同处理土壤硝态氮
含量及峰值出现深度均存在明显差异。
&,. 植 物 营 养 与 肥 料 学 报 1+卷
图 ! 施肥对土壤剖面硝态氮含量的影响
"#$%! &’’()* +’ ’(,*#-#./*#+0 +0 123!31 )+0*(0* #0 4+#- 5,+’#-(4
从图 !可见，对照处理（"#）土壤硝态氮含量最
低，通体不超过 $ %& ’ (&。普通 )*#化肥配施处理
土壤硝态氮含量在 +—,+ -%土层低于 *.、/"0+,和
!+$处理，而高于 10+,处理；在 ,+—2$+ -%土层，普
通 )*#化肥配施处理硝态氮值最高，纳米级材料胶
结包膜肥料都低于普通 )*#化肥配施处理；在接近
地下水水位土层（23+—2$+ -%）普通 )*#化肥配施
处理硝态氮含量高达 !45 %& ’ (&，说明普通 )*# 化
肥配施处理硝态氮向下淋溶的强度大于纳米级材料
胶结包膜肥料。已有研究认为，硝态氮下移至 2++
-%以下或更深的土层可能是冬小麦 ’夏玉米轮作体
系中氮肥的主要损失途径［6］。纳米级材料胶结包膜
肥料土壤硝态氮峰值出现在 +—$+ -%土层，其中 *.
和 /"0+,处理峰值出现在 3+—$+ -%土层，分别为
2342! %& ’ (&和 2!4$$ %& ’ (&，2++ -%以下硝态氮含
量降至 +!! %& ’ (&；而 !+$和 10+,处理，其土壤硝
态氮峰值则上升到 +—0+ -% 土层，分别为 2+4!,
%& ’ (&和 2+40+ %& ’ &。从作物根系分布特点和需肥
特点来看，*. 和 /"0+, 的氮素溶出规律比 !+$ 和
10+,更符合于作物需求。
678 氮肥利用及损失分析
有研究表明，玉米吸收利用土壤氮素的比例高
于对肥料氮的吸收利用，且极易受夏涝的影响［2+］。
氮肥合理施用与否，除了考虑到氮肥的增产效应和
氮肥利用率外，还应考虑土壤残留无机氮的高
低［22］。本试验将小麦和玉米 ! 年 $ 季轮作看作一
个系统，来研究氮肥投入与其土壤残留和损失的关
系。表 0看出，3 种纳米级材料胶结包膜肥料氮素
平均利用率都高于普通 )*#化肥配施处理，而 *.、
/"0+,、!+$和 10+,依次降低，土壤残留率和残留量
的变化亦如此，损失率和损失量则反之。进一步可
分析发现，种植 !年 $季作物后，未被作物吸收利用
的氮素比例依次为 $5437（)*#）8 $0437（10+,）8
5!427（!+$）8 36437（/"0+,）8 35407（*.），其中损
失淋溶出土壤9作物系统的氮素，各处理分别为
$+457（)*#）8 5,457（10+,）8 3$4$7（!+$）8
32427（/"0+,）8 !54$7（*.）。说明纳米级材料胶
表 6 小麦和玉米轮作系统氮肥利用及损失
9/:-( 6 9;( <*#-#./*#+0 /0= -+44(4 +’ 0#*,+$(0 ’(,*#-#.(, #0 >;(/* /0= )+,0 ,+*/*#+0 4?4*(@
项目
:;<%=
土层（-%）
>?@氮肥残留
) A<=BCD%%
)%BE
残留率 F?;<
（7）
+—2++ 346G +4$$ -C 64$ G 24+5 ? ,4! G +4,0 ?H $45 G 24+$ H- !46 G 24!, C
+—2$+ $4+G +4,2 - 64, G 24+3 ? ,45 G +45, ?H $46 G 242, H- 34+ G 24!5 C
残留量 I%JDE;
（(& ’ K%0）
+—2++ 5046G L42! -C 2+!4$G 224L3 ? 6+4+ G ,4L! ?H L+4$ G 2245, H- 3043 G 234,+ C
+—2$+ $34!G ,4!6 - 2+546 G 22432 ? 604! G $4!+ ?H L34$ G 204,+ H- 3045 G 234!, C
氮肥表
观损失
) ?MM?ANJ==<=
损失率 F?;<
（7）
+—2++ $+45G +4$L < !54$ G 2422 ? 3242 G +4,0 H 3$4$ G 24+$ - 5,45 G 24!L C
+—2$+ 5643G +4L5 C !543 G 24+3 ? 3+46 G +45, H 3$4! G 242L - 5,45 G 24!5 C
损失量 I%JDE;
（(& ’ K%0）
+—2++ $5!4+G L4+, < !,342 G 224L5 ? 33!46 G ,4L H 5+!4L G 2245$ - $!040 G 234L$ C
+—2$+ $324$G ,432 C !,24,G 2243! ? 3324$ G $4!+ H 3664LG 204,2 - $!042 G 234!5 C
氮肥表
观利用
) ?MM?AA<-JO利用率
F?;<（7）
!34$ 534, 5+4$ 3$4, !L45
利用量
I%JDE;（(& ’ K%0）
!L342 5604! 53$42 5+54L 3+545
注（)J;<）：同行数据后不同字母表示各处理在 ! P +Q+5水平差异显著 R?ND<= SJNNJT! P +Q+5 N!,L3期 肖强，等：纳米材料胶结包膜型缓 ’控释肥料的特性及对作物氮素利用率与氮素损失的影响
结包膜肥料与常规化学肥料相比，可显著提高作物
氮素利用率，降低损失率，减轻环境风险。四种纳米
级材料相比，作用也不尽相同，顺序依次为 !"、
#$%&’、(&)和 *%&’。
! 讨论
本研究结果表明，纳米级材料胶结包膜肥料比
普通氮磷钾化肥能不同程度地增加作物产量，提高
氮素利用率，减少硝态氮的淋溶损失。氮素利用率
最高为 )&+,)-，比其它一些缓 .控释肥料氮素利用
率高［/%0/)］。说明，纳米级材料胶结包膜肥料与普通
氮磷钾化肥配施相比，具有更好的生物学效果。但
,种纳米级材料胶结包膜肥料生物学效果也不尽相
同，与普通氮磷钾化肥的差异也不同，这主要体现在
胶结包膜和材料粒径两个方面。
胶结包膜主要是根据中国“造圆宵”的原理，随
着同一方向的转动，层层增大；所研制的缓释剂既
具有粘结功能，又具有使肥料养分缓慢释放的作用。
其胶结机理主要为机械胶结作用和扩散作用。机械
胶结作用是用液态的胶粘剂将粉状物料胶结在一
起，由于物料形状的不规则性，液态胶粘剂与物料单
体之间形成镶嵌式，固化后在粉末界面区产生啮合
连接或锚固效果（123456728）。扩散作用是基于高分
子链段越过界面相互扩散产生分子缠绕强化结合而
产生的胶结强度。本试验所研制的缓释剂为多种高
聚物混合而成的非均相和均相混聚物，在高聚物的
表面温度超过玻璃化温度以上紧密地接触时，长链
高分子及其链段相互扩散；在温度低于高聚物玻璃
化温度时，两种具有相溶性的高聚物相互接触时，由
于分子或链段的布朗运动而相互扩散，在界面上发
生互溶，胶粘剂与固相的界面消失和产生过渡区，从
而形成牢固的接头。在胶结过程中，液态胶粘剂涂
布于肥料颗粒表面，通过溶解或溶胀作用使胶粘剂
分子与肥料分子或辅料分子相互扩散形成胶结接
头。胶结效果的好差体现在颗粒强度和缓释效果
上，主要影响因素为胶结剂的粘性、韧性和塑性，这
与所选用的物质有关。通过材料性能测试得知，,
种胶结包膜材料由好至差为 !" 9 #$%&’ 9 (&) 9
*%&’，进而反映出一定生物学上的效果。在材料粒
径方面，由于物质达到纳米级以后，会产生一定的磁
性，化学活性增高，与离子、分子交换和反应的强度
增大，这都有助于提高作物吸收养分。因此，仅从养
分缓释效果及提高作物吸收养分角度来看，, 种纳
米级材料胶结包膜肥料养分溶出效果由好至差为
!"、#$%&’、(&)和 *%&’。当然，,种纳米级材料胶结
包膜肥料最终对氮素利用率和淋溶效果的体现，还
要看是否与作物需肥规律相似。采用土柱淋洗试验
得知，!"肥料 ,% :的养分溶出了 ;&-左右，那么可
能在 <& :左右完全溶出，这恰好与玉米的生育期相
同，并且后期的养分溶出能够提高玉米生长中后期
植株体内氮素含量，加速氮素向子粒转移，从而提高
产量。对于小麦，由于存在越冬期，温度低，养分基
本不溶出，而在拔节期以后养分才开始溶出，因此，
养分溶出时间与作物需肥时间基本一致。同时也说
明与普通氮磷钾化肥相比较，, 种纳米级材料胶结
包膜肥料能不同程度地与土壤和作物系统更好地结
合。
本试验所研制的每一种缓释剂均是同类高分子
化合物的混聚物，所以选择的材料均溶于水，对环境
无污染。纳米级材料作为胶结包膜材料是缓 .控释
肥料研究上一个新的领域，还存在诸多方面不足。
今后，在同行专家们共同努力下，将有助于该项研究
的进一步深入和完善。
参 考 文 献：
［/］ 刘宏斌 = 施肥对北京市农田土壤硝态氮累积与地下水污染的
影响［>］= 北京：中国农业科学院博士学位论文，%&&%+
?7@ A #= B2CD@E23E 5C CE6F7D7GHF752 52 IJ0( 0I H33@K@DHF752 H2: L5DD@M
F752 72 N57D H2: 865@2:OHFE6 5C #E7P728 6@6HD H6EH［>］= #E7P728：!4= >
>7NNE6FHF752 5C $11"，%&&%+
［%］ 张立德，牟季美 = 纳米材料学［Q］= 辽宁科技出版社，/<<,+ (0
)+
R4H28 ? >，Q5@ S Q= "37E23E 5C 2H25MKHFE67HDN［Q］= ?7H52728 "37M
E23E TE3425D58U !6ENN，/<<,+ (0)+
［(］ 张立德，牟季美 = 纳米材料和纳米结构［Q］= 北京：科学出版
社，%&&/+ ;0’+
R4H28 ? >，Q5@ S Q= IH25MKHFE67HDN H2: 2H25MNF6@3F@6E［Q］= #E7M
P728："37E23E !6ENN，%&&/+ ;0’+
［,］ 吴烈善，王瑛辉，薛柳 = 纳米材料及其应用前景［S］= 矿产与地
质，%&&/，（)）：)’’0)V@ ? "，VH28 W A，X@E ?= IHK5MKHFE67HDN H2: 7FN HLLD73HF752
L65NLE3F［S］= Q72E6 = YE5D =，%&&/，（)）：)’’0)［;］ R4H28 * >，VH28 Z *，X7H5 [= \CCE3FN 5C ND5O . 352F65DDE:M6EDEHNE CE6M
F7D7GE6 3EKE2FE: H2: 35HFE: ]U 2H25MKHFE67HDN 52 ]75D58U=! = $4H6H3M
FE67NF73N 5C 2H25M35KL5N7FEN O7F4 LDH2F 2@F67E2FN［ S］= S = IH25N37 =，
%&&;，/（%）：<&0<;+
［)］ 刘宏斌，李志宏，张云贵，等 = 北京市农田土壤硝态氮的分布
与累积特征［S］= 中国农业科学，%&&,，(（^;）：)<%0)<’+
?7@ A #，?7 R A，R4H28 W Y !" #$ % $4H6H3FE67NF73N 5C 27F6HFE :7NF67]@M
F752 H2: H33@K@DHF752 72 N57D L65C7DEN @2:E6 KH72 H865MDH2: @NE FULEN 72
#E7 P728［S］= "37 = 18673= "72=，%&&,，(（^;）：)<%0)<’+
［^］ 张向宇 = 胶粘剂分析与测试技术［Q］= 化学工业出版社，%&&,+
,’^ 植 物 营 养 与 肥 料 学 报 /,卷
!"#$% & ’( )*"+,-.+ #$#/0,-, #$* 1+,1-$% 1+2"$-34+［5］( 6"+7-2#/
8$*4,190 :9+,,，;<<=>
［?］ 巨晓棠，刘学军，邹国元，等 ( 冬小麦 @夏玉米轮作体系中的氮
素损失途径分析［A］( 中国农业科学，;<<;，BC（D;）：D=EBFD=EE>
A4 & G，H-4 & A，!I4 J ’ !" #$ % K.#/4#1-I$ IL $-19I%+$ /I,, M#0 -$
M-$1+9 M"+#1 #$* ,477+9 7#-N+ 9I1#1-I$ ,0,1+7［A］( O2- ( )%9-2( O-$(，
;<<;，BC（D;）：D=EBFD=EE>
［E］ 郭李萍，王兴仁，张福锁，等 ( 不同年份施肥对作物增产效应及
肥料利用率的影响［A］( 中国农业气象，DEEE，;<（=）：;
J4I H :，P#$% & Q，!"#$% R O !" #$ % KLL+21 IL L+91-/-N+9 #SS/-2#1-I$
-$ *-LL+9+$1 0+#9, I$ 29IS 0-+/*, #$* L+91-/-N+9 9+2I.+90［A］( 6"-$( A(
)%9I7+1+I9I/ (，DEEE，;<（=）：;
［D<］ 赵营，同延安，赵护兵 ( 不同施氮量对夏玉米产量、氮肥利用
率及氮平衡的影响［A］( 土壤肥料，;<
!"#I ’，GI$% ’ )，!"#I U V( KLL+21 IL *-LL+9+$1 W 9#1+, I$ 0-+/* IL
,477+9 7#-N+，L+91-/-N+9 W 9+2I.+90 #$* W X#/#$2+［A］( OI-/, R+91 (，
;<
［DD］ 张树清，武翻江，牛建彪 ( 施用不同缓释肥料对春小麦产量的
影响［A］( 土壤肥料，;<<=，（;）：;BF;C>
!"#$% O Y，P4 R A，W-4 A V( KLL+21, IL 4,-$% *-LL+9+$1 ,/IM 9+/+#,+
L+91-/-N+9, LI9 ,S9-$% M"+#1 0-+/*［A］( OI-/, R+91 (，;<<=，（;）：;BF
;C>
［D;］ 王德汉，朱兆华，彭俊杰，等 ( 含氮木质素作为尿素控释材料
提高水稻、玉米氮肥利用率研究［A］( 农业环境科学学报，
;<
P#$% [ U，!"4 ! U，:+$% A A !" #$ % W\/-%$-$ 4,+* #, # 2I$19I//+*9+/+#,+ 7#1+9-#/ IL 49+# -$ -7S9I.-$% $-19I%+$\41-/-N+* +LL-2-+$20 LI9
9-2+ #$* 7#-N+ 29IS,［A］( A ( )%9I\K$.-9I$( O2- (，;<FCZZ>
［DB］ 徐秋明，曹兵，牛长青，付铁梅 ( 包衣尿素在田间的溶出特征
和对夏玉米产量及氮肥利用率影响的研究［A］( 土壤通报，
;<
&4 Y 5，6#I V，W-4 6 Y，R4 G 5( W419-+$1 9+/+#,+ 2"#9#21+9-,1-2,
IL 2I#1+* 49+# 4$*+9 L-+/* 2I$*-1-I$ #$* -$LD4+$2+ I$ ,477+9 2I9$
0-+/* #$* $-19I%+$ 41-/-N#1-I$ +LL-2-+$20［ A］( 6"-$( A( OI-/ O2- (，
;<
［D=］ 杨雯玉，贺明荣，王远军，等 ( 控释尿素与普通尿素配施对冬
小麦氮肥利用率的影响［A］( 植物营养与肥料学报，;<（C）：T;ZFTBB>
’#$% P ’，U+ 5 Q，P#$% ’ A !" #$ % KLL+21 IL 2I$19I//+*\9+/+#,+
49+# 2I7X-$+* #SS/-2#1-I$ M-1" 49+# I$ $-19I%+$ 41-/-N#1-I$ +LL-2-+$20
IL M-$1+9 M"+#1［A］( :/#$1 W419 ( R+91 ( O2- (，;<TBB>
［DC］ 李方敏，樊小林，陈文东 ( 控释肥对水稻产量和氮肥利用效率
的影响［A］( 植物营养与肥料学报，;<
H- R 5，R#$ & H，6"+$ P [( KLL+21, IL 2I$19I//+* 9+/+#,+ L+91-/-N+9
I$ 9-2+ 0-+/* #$* $-19I%+$ 4,+ +LL-2-+$20［A］( :/#$1 W419 ( R+91 ( O2- (，
;<
［DT］ 武志杰，陈利军 ( 缓 @控释肥料：原理与应用［5］( 科学出版
社，;<
P4 ! A，6"+$ H A( O/IM @ 2I$19I//+*\9+/+#,+ L+91-/-N+9：:9-$2-S/+ #$*
#SS/-2#1-I$［5］( O2-+$2+ :9+,,，;<
C?Z=期 肖强，等：纳米材料胶结包膜型缓 @控释肥料的特性及对作物氮素利用率与氮素损失的影响