氮是作物生长必需的大量元素之一,是作物体许多重要有机化合物的组分,是限制植物生长和形成产量的首要因素,在作物生命代谢中占有不可替代的作用。氮肥施用是我国粮食获得高产、稳产的有效途径,但由此而造成氮肥过量施用和氮肥利用率低的现象普遍存在。一方面造成氮素大量浪费,经济效益低下,另一方面引起土壤、水体、大气等环境不同程度污染。控释肥料能够实现养分释放与作物吸收同步,简化施肥技术,实现了一次性施肥就能够满足作物在整个生长期内对养分的需求,降低肥料损失,提高肥料利用率,省工、省时、省力,提高农产品的品质,必将成为二十一世纪肥料发展的主要方向。论文针对农业生产中氮肥施用存在的问题,以尿素为研究对象,通过实验室尿素包膜,确定了沸石包膜尿素的工艺参数;通过盆栽和大田试验,系统研究了树脂膜控释尿素对小麦生长和增产培肥效应,硫膜和树脂膜控释尿素对水稻生长和增产培肥效应,稻-麦连作下连续施用硫膜控释尿素的增产培肥效应及稻-油连作下连续施用树脂膜控释尿素的增产培肥效应。通过探讨包膜控释尿素在大田作物上短期和长期的施用效应,比较沸石包膜尿素、硫膜和树脂膜包膜尿素对水稻产量和氮肥利用率的影响,为实现包膜控释尿素在田间作物上合理施用提供理论和实践依据。主要研究内容和结果如下:　　1.以沸石为包膜材料,通过实验室现场调试得出沸石包膜尿素机械参数:包膜温度80℃,转速60r/min,倾角45°。通过正交试验和浸水试验得出沸石包膜尿素工艺参数:膜材配比沸石-F,包膜厚度10％,粘结剂浓度2%,粘合剂用料8ml/100g,封闭浓度5%;封闭次数3次。　　2.硫膜和树脂膜控释尿素盆栽试验结果表明,与普通尿素一次基施(U100)相比,施用控释尿素各处理均能显著提高水稻籽粒产量、氮肥表观利用率和农学效率,增幅分别达15.1%~51.4%、64.5%~141.1%和5.4~18.2kg/kg;水稻生育中后期SPAD值增加,叶片净光合速率显著提高。与普通尿素分次施用(U60-40)相比,树脂膜控释尿素及硫膜控释尿素和普通尿素7:3一次性配施(SCU70)处理能显著提高水稻籽粒产量、氮肥农学效率及水稻收获后土壤全氮和碱解氮含量,增幅分别达7.9%~31.7%、3.3~13.0kg/kg、2.2%~17.6%和13.2%~22.0%;显著提高叶片中后期净光合速率;各处理以树脂膜控释尿素100%一次基施(PCU100)处理最高。施用树脂膜控释尿素各处理较普通尿素处理显著提高水稻氮肥生理效率。树脂膜控释尿素比硫膜控释尿素表现出更好的水稻增产效应和氮肥利用效率,更能有效延缓叶片衰老,实现水稻氮素的高效利用。　　3.树脂膜控释尿素田间小区试验结果表明,与普通尿素一次底施相比,树脂膜控释尿素及普通尿素配施抑制剂处理均能显著提高小麦产量和氮肥利用率,增幅分别达5.6%~12.6%和32.4%~137.3%。与分次施用普通尿素相比,树脂膜控释尿素及普通尿素配施抑制剂处理小麦籽粒产量增幅达1.5%~8.2%;等氮量施用树脂膜控释尿素处理显著提高蛋白质含量,沉降值及湿面筋含量;等氮施用树脂膜控释尿素及抑制剂处理显著提高小麦氮肥利用率,增幅达13.9%~42.6%。施氮处理小麦籽粒产量、品质、土壤无机氮与氮肥利用率皆以树脂膜控释尿素和普通尿素7:3配施(PCU70)最高,且产量和氮肥利用率显著高于其它施氮处理。控释尿素配施普通尿素有利于营养器官花前贮藏同化物和氮素向籽粒中转运。树脂膜控释尿素和普通尿素按照7:3一次配施,强筋小麦增产效果最好,完全可以替代普通尿素拔节期分次施用,实现氮素的高效利用。　　4.2007~2009连续3年硫膜控释尿素盆栽定位试验结果表明,施用控释尿素较普通尿素一次性施用(U100)可提高作物产量,除硫膜控释尿素和普通尿素3:7配施(SCU30)外,较普通尿素分次施用(U60-40)提高作物产量,小麦的增产效应要高于水稻,随着控释尿素施用年限的增加,高控氮比处理作物产量增加显著,前两季以控氮比7:3(SCU70)处理产量最高,后三季以控释尿素全量施用(SCU100)最高,控释尿素后效显著,稻季和麦季的产量平均结果以SCU70最高,SCU100次之,两者无显著性差异。起主要作用的产量构成因素是水稻和小麦的有效穗数。稻季和麦季的分蘖动态显示前两季作物最大分蘖数和成熟期成穗数以SCU70最高,后三季则以SCU100最高。施用控释尿素较U100提高作物生育中后期叶绿素含量,高控氮比处理较U60-40提高作物生育中后期叶绿素含量,前两季以SCU70最高,后三季则以SCU100最高。施用控释尿素可以较U100提高氮肥表观利用率、农学效率、偏生产力、收获指数,除SCU30外,较U60-40提高氮肥表观利用率、农学效率、偏生产力、收获指数,随着种植年限的增加,高控氮比处理增加显著,前两季SCU70最高,显著高于其它处理,后三季SCU100最高,显著高于其它处理,稻季和麦季的平均结果来看,SCU70最高,SCU100次之,但两者无显著性差异。高控氮比处理可以显著提高水稻和小麦生育中后期无机氮含量,有利于作物吸收氮素营养。施用控释尿素可以有效提高土壤全氮、有机质、碱解氮、速效钾、速效磷含量,对土壤全磷影响较小,随着控氮比例增加而增大,种植5季作物后,全量施用控释尿素PCU100处理显著高于其它施氮处理。　　5.2009~2012连续4年树脂膜控释尿素田间定位试验结果表明,连续施用控释尿素较普通尿素一次性施用(U100)处理显著提高水稻和油菜产量,水稻季较普通尿素分次施用(U60-40)处理增加产量,油菜季100%氮肥用量条件下增加产量。且随着控释尿素施用延长,水稻产量呈增加趋势,且施用控释尿素各处理间差异缩小。籽粒产量水稻季以控氮比5:5(PCU50)处理最高,与控氮比7:3(PCU70)无显著性差异,显著高于其它施氮处理;油菜季以PCU70最高,显著高于其它施氮处理。水稻通过提高有效穗数来提高产量,油菜产量通过提高角果数来提高产量。连续施用控释尿素较普通尿素处理可以显著提高水稻和油菜的氮肥表观利用率、农学效率和偏生产力,减氮30%处理高于全氮用量处理,水稻的增加效应高于油菜,并且氮肥利用率增加幅度随着控释尿素施用年限的增加而提高。水稻季以(PCU60R70)处理最高,油菜季以控释尿素减氮30%(PCU100R70)最高,但与PCU70处理无显著性差异。施用控释尿素可以显著提高土壤全氮、有机质、碱解氮、速效磷和速效钾含量,随着控释尿素比例增加而增大,减氮30%控释尿素处理高于U100处理,与U60-40处理相当。不同氮肥经济效益分析得出,施用控释尿素可以较U100增加净收入,水稻较U60-40增加净收入,油菜全量施用控释尿素处理较U60-40增加净收入。各季作物以PCU70经济效益最高。　　6.盆栽和大田条件下,树脂膜控释尿素对水稻生长、产量及氮肥效率结果表明,盆栽条件下随着控氮比增加,水稻产量、氮肥效率及土壤养分含量增加,以全量施用控释尿素效果最高;田间条件下水稻产量和氮肥效率以控氮比5:5最好,土壤养分则以控氮比7:3最好。单季和连续多季施用硫膜控释尿素对水稻产量、氮肥效率及土壤养分的影响结果表明,单季和稻麦连作第一季均以控释尿素和普通尿素7:3配施水稻产量、氮肥利用效率、土壤碱解氮最高,随着水稻种植年限的增加,则以全量施用控释尿素处理最佳。不同连作制度下施用控释尿素对作物生长培肥效果结果表明,稻-麦连作施用硫膜控释尿素第一季水稻和第二季小麦均以控氮比7:3处理产量、氮肥效率和土壤养分含量最高,第三季开始则以全量控释尿素处理最高。稻-油连作施用树脂膜控释尿素水稻季产量和氮肥效率以控氮比5:5最高,油菜季以控氮比7:3最高,土壤养分含量均以控氮比7:3最高。　　7.沸石包膜尿素和硫膜控释尿素氮素累积释放曲线前期基本相当,后期沸石包膜尿素高于硫膜控释尿素,两者始终高于树脂膜控释尿素。沸石包膜尿素、硫膜和树脂膜控释尿素对水稻产量和氮肥利用率的影响结果表明,树脂膜控释尿素通过水稻生长中后期持续大量供应氮素,最有效提高水稻产量和氮肥利用效率。沸石包膜尿素处理水稻产量和氮肥利用率略高于硫膜控释尿素。