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缓控释肥料知识普及
作者:扑克王  来源:扑克王app  时间:2020-10-17 18:41  点击:

  近些年,我国肥料行业发展经过高浓度化、复混化、功能化3个阶段,现已步入理性发展和转型升级阶段。缓控释肥是我国化肥行业转型升级的主攻方向之一。缓控释肥料已由单纯研究转向大规模产业化应用,形成了缓控释肥料系列标准。控释肥料国际标准和脲醛缓释肥料国际标准已于2016年、2017年分别颁布,其实施有利于国内外缓控释肥产业良性发展。

  缓释肥料(SRFs:slow release fertilizer)是通过养分的化学复合或物理作用,使其对作物的有效态养分随着时间而缓慢释放的化学肥料。缓释通常指化学物质养分释放速率远小于速溶性肥料施入土壤后转变为植物有效态养分的释放速率。

  控释肥料(CRF s:controlled release fertilizer)是能按照设定的释放率(%)和释放期(d)来控制养分释放的肥料。控释肥料可以实现肥料中营养元素的供应与作物对养分的需求基本同步、实现动态平衡的肥料。缓控释肥料可减少养分流失,提高肥料利用率,对农业可持续发展具有重大意义。包膜型和合成型缓控释肥料是当前市场上主要的缓控释肥料品种。

  包膜型缓控释肥料按其包膜材料不同可分为无机物包膜肥和有机聚合物包膜肥2种类型:无机物包膜肥的材料包括沸石、硅藻土、硫磺、石膏、金属磷酸盐、硅粉等。这些无机材料成本较低,且对土壤不构成危害,同时能为植物提供多种盐基离子,具有一定的缓释效果;但无机物包膜肥弹性差、易脆,不能实现对养分的控制释放。

  无机物包膜肥中对硫磺包膜材料的研究最多。养分的控释通过调节包膜的厚度和封面剂(石蜡)的用量来实现。在硫包衣尿素上再包1层较薄的普通聚合物膜有机聚合物(热塑性塑料或树脂)可以增强抗磨损性能。

  有机聚合物包膜材料来源可以分为3类:(1)天然高分子这类材料包括天然橡胶、阿拉伯胶、明胶、海藻酸钠、纤维素、木质素、淀粉等。天然高分子材料虽然来源广、无毒、稳定、成膜性好、价廉易得,但其易被生物降解,控释效果较差一般要通过改性后才能作为控释肥的包膜材料。(2)合成高分子类材料包括热塑性聚烯烃类,如聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇、聚丙烯酞胺,以及热固性树脂如脲醛树脂等。合成高分子包膜的特点是包膜厚度可以控制,对土壤条件不十分敏感、养分扩散速率由聚合物的化学性质控制,因而可实现对养分的控释。由于合成高分子包膜的弹性好,更适合于机械化施肥。(3)半合成高分子这类材料是指天然高分子经过改性后形成的一类高分子化合物,以纤维素的衍生物为主,茹度大、成膜性良好、易水解,如甲基纤维素钠和乙基纤维素。

  合成型缓控释肥料主要品类为脲醛缓释肥是由尿素和醛类在一定条件下反应制得的有机微溶性氮缓释肥料。

  本标准适用于使用硫磺为主要包裹材料对颗粒尿素进行包裹,实现对氮的缓慢释放的冠以各种名称的硫包衣尿素缓释肥料,包括但不限于硫包衣尿素、硫衣尿素、硫包尿素、涂硫尿素、包硫尿素等。也适用于硫包衣缓释氮肥、硫包衣缓释复混肥料和含有部分硫包衣尿素的缓释掺混肥料。

  本标准适用于氮肥、钾肥、复混肥料、掺混肥料(BB肥)等产品的所有颗粒或部分颗粒经特定工艺加工而成的缓释肥料。

  本标准不适用于硫包衣尿素(简称SCU)等无机包膜的肥料,不适用于脉醛缓释肥料,也不适用于利用硝化抑制剂、脉酶抑制剂技术延缓养分形态转化的稳定性肥料。已有国家或行业标准的缓释肥料

  缓释肥料通过养分的化学复合或物理作用,使其对作物的有效态养分随着时间而缓慢释放的化学肥料。

  本标准适用于由各种工艺加工而成的单一、复混(合)、掺混(BB)控释肥料。

  本标准适用于添加脲酶抑制剂和(或)硝化抑制剂的含氮(含酞胺态氮/铰态氮)稳定性肥料(添加脲酶抑制剂的肥料必须含尿素)。

  稳定性肥料,经过一定工艺加入脲酶抑制剂和(或)硝化抑制剂,施入土壤后能通过脲酶抑制剂抑制尿素的水解,和(或)通过硝化抑制剂抑制铵态氮的硝化,使肥效期得到延长的一类含氮肥料(包括含氮的二元或三元肥料和单质氮肥)。

  有机包膜肥料养分释放形式为扩散机制,肥进入土壤中,土壤水分子在渗透压力下通过膜孔径进入肥料核心,将膜层内核心溶解,形成饱和的养分溶液。养分饱和溶液在压力差和浓度差的作用下通过膜层微孔向土壤释放。随着水分的不断进入和养分溶液的不断释放,膜层内部核心持续溶解,直到释放完。养分释放时间长,养分释放速率较速效肥释放缓慢,能够在作物生长期内长时间为作物提供养分。

  脲醛类缓释肥施入土壤中不能被作物直接吸收,必须由土壤中的微生物进行转化分解为无机离子,因此土壤中土壤温度、湿度、酸碱度、微生物种类等因素也会对其缓控释性造成影响。

  与传统肥料相比,缓释肥料可以节省肥料的用量、减少施肥次数、节省劳动力;同时也能减少养分损失、降低由高离子浓度产生的毒性(造成种子或苗的中毒)、降低对环境的污染。

  自1948年美国K.G.Clart等人合成了世界上第一个缓释脲醛肥料,完成了较为完整的实验室工艺流程;1955年脲甲醛被作为一种商品肥料上市之后;缓控释肥料的研发经历了一个多元化的发展过程,世界各国家和地区研发出了众多代表性产品类型

  20世纪60年代之前,研究方向主要为尿素-甲醛缩合物等,肥料中掺杂其它难溶物、添加剂、抑制剂等生产缓释肥料

  最早商品化生产的树脂包膜肥料是1967年美国在加利弗尼亚生产的醇酸树脂包膜肥料(Osmocote)

  20世纪70年代,日本窒素-旭化成肥料公司(Chisso-Asahi Fertilizer Co Ltd.):1976年发明了一种热塑性树脂包膜控释肥料,并在1982年开始工业化批量生产

  20世纪80年代以后,缓控释氮肥开始走多元化道路,主要是对硫磺、聚乙烯、醇酸树脂、聚氨酯等作为包裹肥料膜材料方面的研究。

  处于20世纪60年代至“九五”计划以前。20世纪60-70年代,中国科学院南京土壤研究所李庆逵院士主持下的长效碳铵研究:“钙镁磷肥包裹碳酸氢铵的无机包裹型肥料”。1973年,辽宁盘锦农科所研制的沥青石蜡包膜碳铵等。1985年郑州大学工学院利用钙镁磷肥包裹尿素,以枸溶性磷包裹复混肥粒,制得无机包裹型肥料。

  20世纪90年代至2006年, “十五”计划 北京市农林科学院、山东农业大学、中国农业大学、华南农业大学、中国科学院南京土壤研究所、中科院沈阳应用生态研究所、中国农业科学院等多所大学和科研所的科技工作者相继承担了国家和地方的缓控释肥料研制课题,取得一系列缓控释肥研究成果。

  2006年至今,在我国“十一五”国家科技支撑计划项目“新型高效肥料创制”资助下,系统开展了控释包膜技术研究和树脂包膜控释肥料关键技术集成及产业化工作。通过“十二五”国家科技支撑计划实现了缓控释肥关键共性技术提升,系统开展了产业化技术集成与示范,为我国缓控释肥料规模化推广应用奠定了基础。“十一五”和“十二五”期间,在国家科技支撑计划的支持下,我国缓控释肥和稳定性肥料取得了重大进展,热塑性树脂包膜和稳定性尿素等产业化关键技术已达到国际先进水平,产品生产成本较国外同类大幅降低。

  目前,我国在缓控释/稳定性肥料产业技术研究技术途径分为:有机高分子控释材料包膜技术、无机类矿物材料(如硫磺)包膜技术、脲醛类微溶有机氮化合物合成技术、脲醛类缓释粘合剂、脲酶抑制剂和硝化抑制剂配伍技术、稳定性复混肥料和铵基氮肥等。

  烟台众德集团目前拥有缓控释肥料技术且推出德新、德新达系列产品、双泰克系列产品。

扑克王

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