基于中红外光声光谱的聚合物包膜控释肥料养分释放曲线预测
热固性树脂包膜控释肥料肥效期的快速预测方法
热固性树脂包膜控释肥料肥效期的快速预测方法戴建军;樊小林;喻建刚;吴飞龙【期刊名称】《植物营养与肥料学报》【年(卷),期】2006(012)003【摘要】采用静水溶出率的方法,在25℃、40℃、60℃、70℃、80℃和100℃条件下,探讨了控释肥料中养分累积释放率与温度的变化规律,以期建立控释肥料肥效期或养分释放期的快速预测方法.结果表明,从低温到高温的各种温度处理下,Scotta 公司的Osmocote热固性树脂包膜控释肥料养分累积释放曲线都呈二次曲线,相关指数R2均大于0.996.温度与包膜控释肥料肥效期间呈极显著的负相关,并符合一元二次方程,相关指数R2大于0.993.在高温下培养3或8 h建立的预测预报回归方程,可以快速而准确地预测预报包膜控释肥料在常温下(25℃)的肥效期,预测值与实测值只相差2.4 d;而习惯上的微分溶出率法却相差29～42 d.表明用高温下的肥效期预测预报回归法可以在数小时内准确、迅速地预测控释肥料的肥效期.同时该方法可作为控释肥料在线生产质量控制和市场上控释肥料质量检验的候选方法.【总页数】6页(P431-436)【作者】戴建军;樊小林;喻建刚;吴飞龙【作者单位】华南农业大学资源与环境学院,广东,广州,510642;华南农业大学资源与环境学院,广东,广州,510642;华南农业大学资源与环境学院,广东,广州,510642;华南农业大学资源与环境学院,广东,广州,510642【正文语种】中文【中图分类】S145.5【相关文献】1.核芯肥料、包膜厚度对控释肥养分释放性能的影响 [J], 郑祥洲;樊小林;周芳;刘芳;廖照源2.水溶性树脂包膜控释肥料肥效期快速检测方法研究 [J], 戴建军;樊小林;喻建刚;刘芳;张桥3.科技支撑缓控释肥产业化升级——“控释包膜技术研究及产业化”取得创新性成果——“十一五＂国家科技支撑计划项目“新型高效肥料创制”2009年度总结会召开 [J], 高海波4.高效环保的新型肥料--包膜控释肥 [J], 王欣英5.包膜控释肥料养分释放率快速测定方法的研究 [J], 杨越超;张民;马丽;陈剑秋;耿毓清因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
聚合物包膜控释肥料养分释放特性测试与评价的开题报告
聚合物包膜控释肥料养分释放特性测试与评价的开题报告一、研究背景随着人口增长和城市化进程的加快，农业生产对高效、安全、环保的化肥需求越来越大，传统的肥料制造、施用方式已经难以满足现代农业的需求。
聚合物包膜控释肥料是一种新型的肥料，它采用聚合物薄膜将肥料颗粒包裹起来，形成一个“肥料囊”，通过控制膜的渗透性和裂解率来达到调控养分释放的目的。
与传统肥料相比，聚合物包膜控释肥料具有养分利用率高、施肥频次少、减少环境污染等优点，受到越来越多的关注。
但是，聚合物包膜控释肥料的养分释放特性研究还比较薄弱，需要深入探究以提高其应用效果。
因此，本文拟开展聚合物包膜控释肥料养分释放特性测试与评价的研究，为其应用于农业生产提供理论与实践的支持和指导。
二、研究内容和方法本文的研究内容是针对聚合物包膜控释肥料的养分释放特性进行测试和评价，具体包括以下几个方面：1.聚合物包膜控释肥料养分释放曲线的测定和分析：通过模拟土壤环境，测定聚合物包膜控释肥料在不同时间段内释放的氮、磷、钾等养分含量，记录并分析其养分释放曲线。
2.聚合物包膜控释肥料不同温度下的养分释放比较：在不同温度下进行养分释放实验，比较不同温度下聚合物包膜控释肥料的养分释放情况，探讨温度对养分释放的影响。
3.聚合物包膜控释肥料不同土壤条件下的养分释放比较：在不同土壤条件下进行养分释放实验，比较不同土壤条件下聚合物包膜控释肥料的养分释放情况，探讨土壤因素对养分释放的影响。
本文的研究方法是采用实验测试的方法，结合数据分析和统计学方法，深入探究聚合物包膜控释肥料的养分释放特性。
三、研究意义与贡献聚合物包膜控释肥料是一种新型的肥料，具有养分利用率高、施肥频次少、减少环境污染等优点，应用前景广阔。
本文的研究意义和贡献如下：1. 深入了解聚合物包膜控释肥料的养分释放特性，为其应用提供理论和实践指导。
2. 探讨聚合物包膜控释肥料在不同温度和土壤条件下的养分释放性能，为实际使用场景的应用提供指导。
聚合物包膜缓／控释肥料的研究进展
（．山东省农业科学院财务计划山东省农业科学 院农业 资源与环境研究所 ， 山东 济南 ２ ０ ０ ） ５ １０
摘 要 ： 控释肥料 是近年来国内外 的研究热点 ， 缓／ 尤其 是 以聚合 物为主要包膜 材料 的缓／ 控释肥逐渐 占
据 了缓／ 控释肥料市场 的主导地位 。为 了使人们更为全 面地 了解 聚合 物包膜缓／ 控释肥料并正确的加以应 用 ， 我们 系统 总结 了如下内容 ： 同类型 的聚合物包膜材料 ； 不 聚合 物包膜缓／ 控释肥在 国内外的发展状 况 ； 聚合 物 包膜缓／ 控释肥料 的养分释放特征 ； 针对其养 分释放特征 的评 价方法 ； 并展望 了聚合 物包膜缓／ 控释肥料 的发
Ｒｅｅ ｓ ｒ ｉｉｅ ｌ ａ ｅ Ｆｅ ｔ ｚ ｒ ｌ
Ｆ ｎ—ｒ ｎ ＨＥＮ Ｙｕ—ｗ ｎ ，Ｊ ＡＮＧ Ｌ —ｈ ａ ，Ｌ Ｎ Ｈａ —ｔｏ ，Ｌ Ｕ Ｚ ａ ＡＮ Ｂｅ ｏ ｇ ．Ｓ ｅ Ｉ ｉ ｕ Ｉ ｉ ａ Ｉ ｈ ｏ—ｈ ｉ ｕ
（．Ｆｎ ｎｉ ｌｎ ｉ ｅａｔｅｔ Ｓａ ｄ ｎ ｃｄｍ ｇｉ ｌ ｒｌ ｃ ｎｅ，￣ ａ ５ １０ ｈｎ ； １ ｉ ｃ ｌＰａ ｎｎ Ｄｐ ｒ ｎ ， ｈ ｎｏｇＡ ａｅ ｙｏ ｒ ｕ ｕａ ｉ ｃｓ ．ｎ ｎ２０ ０ ，Ｃ ｉ ａ ａ ｇ ｍ ｆＡ ｃ ｔ Ｓ ｅ ａ ２ ｎｔｕｅ Ａ ｒ ｕ ｕａ ｅｏｒ ｓａ ｄＥ ｖｏ ｍ ｎ， ｈ ｎｏｇＡ ａ ｅ ｙｏ Ａ ｒｕｔｒ ｃ ｎｅ， ｉ ｎ２０ ０ Ｃ ｉ ） ．Ｉｓｔｔ ｏ ｇｉ ｌ ｒｌ ｓｕｃ ｎ ｎｉ ｎ ｅ Ｓ ａｄ ｎ ｃｄｍ ｇｉ ｕａ Ｓｉ ｓ Ｊｎ ５ １０， ｈｎ ｉ ｆ ｃｔ Ｒ ｅ ｒ ｔ ｆ ｃ ｌ ｌ ｅ ｃ ａ ａ
缓控释肥养分释放率快速测定及在田间土壤中释放率的相关性研究
山东农业大学硕士学位论文缓控释肥养分释放率快速测定及在田间土壤中释放率的相关性研究姓名：颜晓申请学位级别：硕士专业：土壤学指导教师：张民20100612山东农业大学硕士学位论文摘要包膜缓控释肥料的质量速测方法研究，以及肥料在静水中与在土壤中养分释放特征的差异性及相关性研究已成为缓控释肥料研究的热点。
本文选用了9种包膜缓控释肥料，采用树脂包膜尿素的养分速测方法即100℃快速浸提对二甲氨基苯甲醛分光光度法，以及树脂包膜复合肥的养分速测方法即100℃快速浸提电导率法，建立了这两种方法与《缓释肥料》国家标准（GB/T 23348-2009）中规定的25℃静水浸提凯氏定氮法测定结果之间的相关关系，验证了速测方法预测肥料养分释放期的可行性。
对不同类型包膜缓控释肥料在玉米旱田、水稻田及冬小麦田间土壤中的氮素释放特征进行了评价，讨论了土壤温度、水分及尿酶活性和作物根系的吸收等因素对包膜肥料氮素释放的影响。
主要研究结果如下：1. 对于树脂包膜缓控释尿素的测定，100℃浸提对二甲氨基苯甲醛分光光度法简单、高效、快速，可以准确的预测肥料25℃浸提凯氏定氮法测定的养分释放率和养分释放期。
应用此法测定预测样品S1、S2的养分释放期的误差分别只有0.10d和1.75d，相对误差不超过2.3%。
2. 对于包膜缓控释复合肥的测定，电导率法作为一种简单快速的测定方法，可以准确的预测包膜控释肥料的养分释放率和释放期。
用100℃快速浸提电导率法预测样品S4、S5和S6的养分释放期的误差分别只有0.95d、0.20d和2.29d，相对误差均小于2.9%。
3. 缓控释包膜肥料S1、S4和S7在25℃静水中的氮素累积释放曲线与其在玉米田和水稻田中的氮素累积释放曲线的趋势大体一致，但就养分的动态释放过程来看，在水、土不同介质中各时段的氮素平均释放速率差异较大。
均表现为肥料在静水中比在土壤中的氮素释放要相对均衡、稳定。
硫包膜尿素S7在水中的养分释放表现出明显的养分“锁定效应”，而其在缓控释肥养分释放率快速测定及在田间土壤中释放率的相关性研究玉米田和水稻田中均有较好的氮素累积释放率，释放曲线与作物的吸肥曲线吻合度好，供肥效率高，能较好的应用于夏玉米与水稻的一次性施肥。
脲醛缓释肥料红外光谱分析及养分释放特性研究
脲醛缓释肥料红外光谱分析及养分释放特性研究段路路;范宾;王寅;刘刚;王露【摘要】采用红外光谱分析法、水中溶出法和土壤培养法,探讨了4种不同种类的脲醛缓释肥料的结构特性及养分释放特性.结果表明:2种脲甲醛(UF和MU)肥料的红外光谱图相似,异丁又二脲(IBDU)和丁烯叉二脲(CDU)的红外光谱图可反映其结构特征,用红外光谱法可以对脲醛缓释肥料进行定性分析.4种脲醛缓释肥料在水、土两种介质中的养分释放特性有较大的差异.可以用冷水不溶性氮、热水不溶性氮以及活性指数来表征脲甲醛的释放性能,并且活性指数越高,释放速率越快.【期刊名称】《化肥工业》【年(卷),期】2010(037)003【总页数】7页(P16-22)【关键词】脲醛缓释肥料;红外光谱;活性指数;养分释放特性【作者】段路路;范宾;王寅;刘刚;王露【作者单位】上海化工研究院,200062;上海化工研究院,200062;上海化工研究院,200062;上海化工研究院,200062;上海化工研究院,200062【正文语种】中文肥料在农业生产中对粮食的增产作用不可否认,但大量施用肥料对环境造成的巨大负面影响已成为一个亟待解决的环境问题。
近十几年来,国内外许多科研单位在缓释肥料的研制上开展了不少探索性工作,研制出的缓释肥料是农艺与工艺相结合的高科技产品,国外称“这是肥料制作与施肥技术的一次革命”,是 21世纪的“绿色环保高科技肥料”[1]。
其中,脲醛缓释肥料作为世界上应用最多、同时也是开展缓释氮肥研究最早的一个类型,已成为最具潜力的缓释肥料品种,对促进我国氮肥产业升级、缓解能源和环境压力具有非常深远的现实意义。
脲醛缓释肥料是由尿素与醛类在一定条件下反应制得的有机微溶性氮缓释肥料,目前以脲甲醛 (UF/MU)、异丁叉二脲 (I BDU)和丁烯叉二脲(CDU)的应用最为广泛。
脲甲醛类肥料 (UF/MU)是在一定的条件下 (pH、温度、摩尔比、反应时间等)由甲醛与过量的尿素反应形成不同链长的聚合物,其中长链通常称为UF,短链称为MU。
包膜尿素的养分释放特征及其肥效
包膜尿素的养分释放特征及其肥效田吉林;诸海焘;廖宗文;杜建军【期刊名称】《水土保持学报》【年(卷),期】2006(20)6【摘要】应用固-液反应包膜工艺,采用4种改性的无机包膜材料,试制出了成本较低的包膜缓释尿素,用水中溶出率法测定了包膜缓释尿素的养分释放特征,应用盆栽水稻评价了包膜缓释尿素的肥效,并与国外的有机缓释氮肥(M ethy lene U rea)和高聚物包膜复合肥(O sm ocotte)进行了比较,表明固-液反应型包膜尿素具有较好的养分缓释效果,4种包膜尿素与等氮和等重常规尿素相比,栽培水稻都有一定的增产作用,并提高了肥料利用率,其中LU增产最显著,比等氮和等重尿素处理分别增产41.5%和35.7%,肥料当季利用率达到43.9%,好于国外的有机缓释氮肥和高聚物包膜复合肥,养分释放特征与水稻氮素营养特征较为接近,可为水稻一次性施肥所用。
【总页数】5页(P128-132)【关键词】包膜尿素;缓释/控释肥料;养分释放特征;肥效【作者】田吉林;诸海焘;廖宗文;杜建军【作者单位】上海市农科院环境科学研究所上海市设施园艺技术重点实验室;华南农业大学资环学院;仲恺农业技术学院【正文语种】中文【中图分类】S145.5;S511.6【相关文献】1.3种不同有机质包膜尿素的养分释放特征及肥效 [J], 汪立梅;陈娴;钟秀娟;林海琳;毛小云2.异质膜材多层包膜尿素养分释放特征及其数学模拟 [J], 喻建刚;刘芳;樊小林3.包膜缓释尿素养分释放特性及水稻轻简施肥效应研究 [J], 胡业功;4.土壤类型和含水量对包膜尿素养分释放特征的影响 [J], 谭美; 江涛; 戴美玲; 何伟豪; 刘文; 向铁军5.聚乳酸包膜尿素养分释放特征及数学模拟 [J], 邓小楠; 韩效钊; 胡献国; 郑曙峰; 刘昆因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
包膜型多功能缓_控释肥料的研究现状及进展_王兴刚
收利用的大量氮磷等肥料养分 ， 容易经地表径流和农田排水流失进入地下水和地表水 ， 引发湖泊 、 河流 等
３ ４］ 。 容易脱落 ， 控释效果差 ［
由于有机聚合物包膜材料具有较好的隔水作 用 ， 因 此， 目前研究者普遍认为有机聚合物包膜肥料能 够最大限度地实现养分释放与农作物需肥规律 相 匹 配 的 要 求 。 常 用 的 有 机 聚 合 物 包 膜 材 料 主 要 包 括 合 成高分子 、 天然高分子和半合成高分子三大类 。 合 成 高 分 子 包 膜 材 料 主 要 包 括 聚 烯 烃 类 和 树 脂 类 ， 如聚 丙烯 、 醇酸树脂 、 聚砜 、 聚乙烯醇 、 聚酰胺和聚氨酯 等 热 塑 性 材 料 ， 其 特点 是 此 类聚 合 物材 料 熔 点较 低、 易 于包膜成型 ， 对水阻隔性强 ， 且不受外界条件土壤环境的影响 ， 通过聚合物结构设计和包膜层厚度可实现
缓／控释肥料能够在保证粮食 产 量 的 前 提 下 ， 提 高 养 分 利 用 率， 减少肥料养分流失对环境造成的危 摘要 ： 害 。 包膜型缓／控释肥料对养分具有更好的控释效果 ， 通 过 包 膜 材 料 的 组 成 设 计， 最有可能实现养分的释放速 率与作物的需肥规律相匹配 。 本文综述了包膜型缓／控释肥料的国内外研究现状 ， 肥料 养 分 的 控 释 机 理 和 释 放 性能评价方法 ， 阐述了包膜型缓／控释肥料研究和应用中存在的问题及未来的发展趋势 。 缓／控释肥料 ；包膜型 ；养分控释机理 ；数学模型 ；性能评价 关键词 ：
蓖麻油基聚氨酯包膜缓释肥的制备及控释性能研究
安徽农学通报2024年03期资源·环境·植保基金项目河北省重点研发计划项目“蓖麻油基聚氨酯包膜微生物缓释肥制备及土壤修复性能研究”（22327502D ）；中央引导地方科技发展资金项目“仿生微纳超疏水包膜缓释肥料制备及其缓释机制研究”（236Z7607G ）。
作者简介常馨彤（2000—），女，河北邯郸人，从事肥料控施性能与植物营养研究。
通信作者李永进（1978—），男，河北邯郸人，副教授，从事肥料控施性能与植物营养研究。
收稿日期2023-10-28蓖麻油基聚氨酯包膜缓释肥的制备及控释性能研究常馨彤1刘艳芬1白玉莹1陈敬辉1王紫方2赵雪超2李永进1（1河北工程大学，河北邯郸056000；2河北渤观工程设计有限公司，河北邯郸056000）摘要以天然植物油多元醇蓖麻油为基础，合成的聚氨酯制备肥料包膜材料，可以在一定程度上缓解使用石油基产品造成的环境污染和能源匮乏问题。
本研究探讨了异氰酸酯种类以及蓖麻油羟基与异氰酸酯基团摩尔比对聚氨酯包膜材料力学性能、交联密度和水接触角的影响；采用转鼓式包衣机构建植物油基聚氨酯缓控释肥料，分析其缓控性能和耐受性能，揭示其水分触发式缓控释对应规律及调控机理。
结果表明，以多亚甲基多苯基多异氰酸酯（PMDI ）为原料，且蓖麻油羟基与异氰酸酯基团摩尔比为1.0∶1.2时，所得聚氨酯交联密度、刚性、疏水性和抵抗水渗透能力较强，养分初期释放率不足1.5%，养分释放期长达140d ，缓释效果较好。
关键词蓖麻油；聚氨酯包膜；缓释肥；控释性能中图分类号S14-33；TQ449.1文献标识码A文章编号1007-7731（2024）03-0061-06粮食产量与肥料施用息息相关，通常情况下，肥料进入土壤后，仅有30%～50%的养分能被作物吸收利用，其余部分则通过淋溶、挥发和硝化-反硝化等因素流失。
生产上多采用增施肥料的方式来满足作物整个生长周期的养分需求，但肥料的过量施用可能会导致土壤板结、水体富营养化和环境污染等问题。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
２０１２年 ２ 月
光
谱
学
与
光
谱
分
析
Ｓ ｅ ｔｏ ｃ ｐ ｎ ｐ ｃ ｒ ｌＡｎ ｌｓｓ ｐ ｃ ｒ ｓ ｏ ｙ ａ ｄ Ｓ ｅ ｔａ ａ ｙ ｉ
Ｖｏ ． ２ Ｎｏ ２ ｐ ３ ０ ３ ３ １３ ， ． ，ｐ ３ —３ Ｆ ｂｕ ｒ ｅ ｒ ａｙ，２ １ ０ ２
摘
要 以聚丙烯 酸酯类 系列水基 聚合物包膜控释肥料 为样 品， 定 了包膜肥 料养分 的释放 曲线并原位 测 测
定 了肥料包膜的中红外 光声 光谱 ， 分析了不同肥料的养分释放曲线以及 不同包膜材料 的红外光 声光谱特征 ；
采用广义 回归神经网络模 型（ ＲＮ ，以肥料包膜红外光声光 谱的主成分作 为 Ｇ Ｎ模 型 的输 入层 ， 以 Ｇ Ｎ） ＲＮ 并
衣材料性质 ，因而可以通过包膜的红外光 声光谱直 接获取相 应包膜肥料 的养分释放特征 。
本 工作 原位测定 了肥料包膜 的红外光声光谱并分析 了肥 料养分 释放 曲线 ， 然后通过人工神经网络模拟包膜 的红外光
＿］ １
，
ห้องสมุดไป่ตู้
其中研究养分释放曲线对 于评 价控 释效果具有重要 意
义； 最直接的做法是在 ２ ５℃下采用静水溶 出试 验ｌ ］ 但 该 ＿ ， ２ 。 方 法费时费力 ，在应用中很 难采用 。高温下养 分释放周期 大
采用傅里 叶变换 红 外光声 光 谱 仪 （ ｃｌ ８ ，美 国） Ｎｉ ｅ ３ ０ ｏｔ ，
光声池 Ｍｏ ｅ ３ ０ ＭＴ Ｃ， 国 ） ｄｌ ０ （ Ｅ 美 ，中红外 区域 （０ ￣４０ ０ ５ ０ ０ ｃ ） 将包 膜肥 料 样 品放 入 圆柱 形不 锈 钢样 品 池 （ 径 ５ ｍ 。 直 ｍｍ， ３ｍｍ） 氦气吹扫 １ ， 封后连续 进行 ３ 次 中红 高 ， ０Ｓ 密 ２
中 图分 类 号 ： １３ ￥ ４
的固态样 品分析 ［ ，所需样 品少 ， 品也不 需做前 处理 ，可 ｇ ］ 样
引 言
由于控释肥料具有提高养分利 用率 、减少环境 胁迫 、节
省 劳动力和施肥 成本 等诸 多优 点而 日益成 为研 究 的热点 之
一
实现原位逐层扫描 。由于包膜肥 料的控释效果 主要决 定于包
大误差 。 ｌ１ 包衣材料 Ｉ
１ 实验部分
以聚丙烯酸酯类水基 聚合 物为基材 ， 通过 改变有机硅种
类及交联剂 的含量 ， 备 了 ２ 性质不 同 的系列丙烯 酸酯 制 ２种 类包衣 乳 液 ，并 以其 作 为 包衣 材料 制 备 了相 应 的包 膜 肥
料㈨ 。
１ ２ 包膜肥料 的制备 ．
ｆ ｒｃ ａ ｅ ｅ ｉ ｚ ｒ ｏ ｏ ｔ ｆｒ ｌ ｓ ｄ ｔ ｉ ｅ
２ 结果与讨论
２ １ 聚合物 包膜 肥料养分释放 曲线特征 ．
吸收带位置／ｒ一 ｅ １ ａ
３３ Ｏ ３ ４ ０ Ｏ ～ ５
归属
（一Ｈ（ ） ＿ 氢键缔合） Ｎ Ｈ 氢键缔合 ） ； — （
Ｃ Ｈ（ — 脂肪族） Ｇ一０（ 基 ） 羧 Ｎ—Ｈ（ 酰胺 ） Ｃ ０（ 基 ） 一 酯
近年来 ，傅 里 叶变 换 红外 光 声 光谱 （ ｏ ｒ ｒｔ ｎ ｆｒ Ｆ ｕｉ ｒ ｓｏｒ ｅ ａ ｎ ｉｆａｅ ｈ ｔａｏ ｓｉ ｓｅｔｏｃｐ ，Ｆ Ｉ － ＡＳ 在材 料表 征 ｎｒｒｄｐ ｏｏ ｃｕｔ ｐｃｒｓｏ ｙ ＴＲ Ｐ ） ｃ 中得到越来越多 的应用［ ］ ７ 。其 特点是 快速 、简便 且 无破 坏
谱， 该图谱表 明了在 ５ ０ ４０ ０ｃ 的 区域具有 丰富 的吸 ０ ０ ｍ 收。不 同的聚合物包膜肥料具有 相似 的吸收特征 ，都有 ６ 个
特征 吸 收 区 ：３３ ０ ３４ ０ ０ ～ ２９０ １ ～ １７ ０ ０ ～ ５ ，２８ ０ ５ ，１７ ０ ３ ，
收稿 日期 ：２ １—４１ ，修订 日期 ： ０ １０—６ ０ １０ —８ ２ １ —８０
进 入流化床包衣腔底部 的喷枪 中， 空气带走 包衣乳液 的水 热
基金项 目： 国家“ 十二五” 科技支撑计 划项 目（０１ Ａ ｌＢ １ ， ２ １Ｂ Ｄ ｌ０） 中国科学院院地合作项 目和美 国蓝月基金项 目资助 作者简 介：申亚珍 ， ， ９４ 女 １８ 年生 ， 中国科学 院南京土壤研究所博 士研究生
选取 １ 包膜肥料放入盛 有 １ ０ｍＬ去离子水 的广 口玻 ０ｇ ０ 璃瓶 中，密封后放 入 ２ ５℃恒 温培养 箱 中。每 隔一 定 时间取 样， 将瓶 中水样 全部取出待测 ， 换上 １ ０ｍＬ去离子水 。 电 ０ 用 导法测定释放 的养分浓 度 ， 每个处理设 三个 重复。
１ ４ 包膜 肥 料 包 膜 红 外 光 声 光 谱 的测 定 ．
包膜肥料养分释放 曲线为输 出层 ，构建 了预测养分 释放 曲线 的 Ｇ Ｎ模 型。结果表 明 ， ＲＮ ＲＮ Ｇ Ｎ模 型能快速 有效地预测包膜肥料养 分释放曲线 ， 其预测相关系数（ 达 ０ ９ Ｒ ） ． ３以上 ； 包膜 的探测深度 明显影 响释 放曲线
的预测误差 ， 最小预测误差为 ７ １ ， ． ４ 平均为 １ ．８ ， Ｏ ２ 且基于包膜表层红外光声光谱 的预 测误差最小 。因
拟［ 广 义回归神经网络模型 （ｅ ｅａ ｒｇｅｓ ｎｎｕａ ｎ ｔ １ 。 ｇｎ ｒｌ ｅ ｒｓｉ ｅ ｒｌ ｅ— ｏ
ｗ ｒ ，Ｇ Ｎ） ｏ ｋ ＲＮ 是径 向基 函数神 经 网络模 型 ，采 用高 斯核 回 归线性 估 计 ，是 四层 神 经 网 络 结 构 ，其 特 点 是 模 拟 速 度 快＿ ，本文采用 ＧＲ ６ ＮＮ模拟 聚合物包膜 肥料养分 的释放 。 将 以包膜材料 的中红外光声 光谱 通过 主成分分 析进行 降维 ， 利用其 主成分 作 为 网络 的输 入层 ，养分 释 放 曲线作 为 输 出 层， 建 Ｇ 构 ＲＮＮ模 型 。 ２ 个 制备肥料 中随机抽取 １ 从 ２ ９个肥 料用于 ＧＲ ＮＮ模型 的训练 ， 剩余三个 肥料用 于预测和 验证 ， 采用 回归系数 （ 和预测标 准差 （ ＭＳ ） Ｒ） Ｒ Ｅ 对预测 效果进行评
１４ ０ ０ ０ ，１２ ０和 ９０ｃ ０ ｍ～ 。 各个 吸收峰的相对吸收强度发生
明显 改变 ， 且还 出现 了一定 的红移 或蓝移 。结合 聚合物膜合 成 主要组成成 分分析 ， 各吸收带位置与基 团间的归属关 系见
表 １１１ 。 ［，］ ４５
外 扫描重复 ， 描间隔为 ４ｃ ，使用 的动镜 速率为 ０ １ ， 扫 ｍ～ ． ６
大缩短 ， 因此通过高低温 度下 释放 曲线 间 的关 系进 行转化 ，
声光谱 和相应包 膜肥料养分释放 曲线之 间的关系 ，构建了人 工神经网络模 型 ，以期快速预测聚合物包膜肥料 的养分释放
曲线 。
可以在较短 时间内推导得 到养分释放 曲线 ＿ ， ４ 但温度 过高可 ］ 能使得 控释肥料膜层破裂 ， 同时高温释放曲线和低温 释放 曲 线的转 换并 不一定是 简单线性关系 ， 因此该方法在 预测的可 靠性上存在问题 。 通过养分释放模型也可以进行养分 释放 曲 线的估 算 ， ｕ等＿ 建立 了聚合物包膜肥料养分释放 的理论 Ｄ ５ ］ 模型和人工神经网络模 型 ， 尽管模型较好地描述 了聚合物包 膜肥料养分释放 ， 由于模型假设 以及模拟参数 获取和实 际 但 情况均具有明显差异 ， 以在养分释放 曲线 的预测 中存在较 所
此， 结合 Ｇ Ｎ Ｒ Ｎ模型 ， 红外光声光谱可为包膜肥料养分释放 曲线的快速预测提供新 手段 。
关键词 红外光声光谱 ； 包膜肥料 ； ＮＮ模型 ； ＧＲ 释放 曲线
文献 标 识 码 ：Ａ Ｄ ：１． ９ ４ｊｉ ｎ １０ —５ ３２ １ ）２０ ３—４ ＯＩ ０ ３ ６／．ｓ ． ０ ００ ９ （０ ２ ０－３ ００ ｓ
Ｃ— Ｎ ｓｊ ｏ — Ｓ ｉ
２８ ０ ２ ９ ０ ０ ￣ ５
１ ７１ ～ １ ７ ０ Ｏ ３
图 １ ２ 聚合 物包膜 肥料 的养 分 释放 曲线 ，由图可 为 ２个 知不同 聚合 物 包 膜 材 料 制 作 的 包膜 肥料 养 分 释 放 特 征 不 同ｍ］ 释放 曲线呈现不 同的形态线性 ， 的存在较 长的滞后 ， 有 期， 表现 出“ ” ， ｓ 型 有的几乎不存在滞后期 ， 表现 出“ ” 。 Ｌ型
使用流化床包衣设备 ，将 粒径 为 ２ ｎ ～３ｒ－ ｌ ｎ的复合 肥颗 粒 （ ＰＯ— ｚ Ｎ＿２ ｓＫ Ｏ一１－２１ ） 人包 衣腔 中，打开设 备加热 待 ５１—５放
进风温度上升到设定温度时 ， 将配好 的包衣液 经蠕动泵雾 化
性 的分析包衣材料 的化学结构和组成变化 ， 尤其适合高 吸收
１４ ０ ５ １２ ０ １ ２ ０ Ｏ ～ ６ １１５ ８
９ ０ １１６ ９ ～ ３ ９ Ｏ ９ ０ Ｏ ～ ２
ｃ Ｃ（ 类 骨 架 ） 脂
在 ３３ ０ ５ ｍ 处表现 出相对 较宽 的特征 峰是 由 ０ ￣３４ ０ｃ
于 ０ ＿Ｈ 及 Ｎ Ｈ 的伸缩振动和弯 曲振动而引起的 ； 卜 － 另一个
０３ ． ２和 ０ ６ ｍ ・ ～ ， ． ４ｃ ｓ 每次测定 以碳 黑为参照 。
１５ 广 义 回归 神 经 网 络模 型 ．
人 工神经网络就是通过神经元联接输 入和输 出层 ，通过 控制 隐藏层 、 神经元 的多少 以及传 递和反馈 函数达到模 拟的 目的，能无 限逼 近任 何 非线 性 函数 ，因 此适 合 于非 线 性 模
出现在 ２ ８ ０ ２９ ０ ｃ ０ ～ ５ ｍ 区域 的特 征 峰则 通 常认 为是 由
ｆ ｐ ｙ ｒｃ ａ ｅ ｃ ｎ ｒ ｌ ｏ ｌ ｅ － ｏ ｔ ｏ ｔｏ ｌ ｌａ ｅ ｆ ｒｉ ｚ ｒ ｔ ｏ ｍ ｄ ｄ ｅ ｅ ｒ ｅ ｓ ｅ ｔ ｉｅ ｗｉｈ ａ ｌ ｓ
ｍｏ ｉｇｍｉｒ ｒｖ ｌｃｔ ｆ０ ３ ｌ ・ｓ ｎ－ ２ ） ｖｎ ｒｏ ｅｏ ｉ ｏ ． ２ｃｎ 一 （ － ２ ｙ