由于农业生产技术的改进和产量的提高对肥料的性质也 提出了更高的要求。世界各国的农业实践表明,为了得到稳定的 高产作物在整个生育期间都应得到足够的养分,特别是氮素。 但是一次施用大量的易溶性矿质养分肥料.作物不及吸收会 造成养分的损失.降低肥料的利用率据有关资料表明,现在国 内氮肥的当季利用率只有30%.长期总利用率也只有50%左右. 有一半左右的氮肥损失掉了。损失的肥料一部分渗入地下和江河 造成水源的污染.目前我国的水源硝态氮污染和富营养化问题日 趋严重。另一部分可生成一氧化氮逸入大气.破坏臭氧层。一些 盐基留在土壤中使土壤盐分增高。 一次施用大量的化肥还能在土壤中造成高浓度盐分和植物 细胞的高渗透压对作物产生有害影响特别是苗期更是如此。 而多次少量施用化肥.由于劳力和栽培条件的限制,又很难做 到。 过量使用肥料也会对农产品造成污染,如硝酸盐超标等。 21世纪是绿色环保的世纪,人们的绿色消费和保护环境意识 越来越强烈。所以提高肥料利用率在不影响农产品数量 的前提下.减少肥料用量特别是化肥的用量.发展绿色农 业,降低施肥对环境造成的压力,减少过量施用肥料对农作 物的污染,做到平衡施肥合理施肥是当前迫切解决的问题。 开发和研究可调控缓释肥料,做到在作物的生育期间 能缓慢的释放养分.使其养分释放时间和释放量与作物的需 肥规律相合最大限度地减少肥料损失,提高肥料利用率,是 当前肥料的发展方向之一也是世界上肥料的生产技术与施 用技术紧密结合的前沿技术。肥料包衣制造控缓释肥料的技 术就是其中的一种。 令树脂包衣控缓释肥料控释原理 固体肥料施入土壤后,受土壤中各种环境条件的影响变为 对作物有效的养分,其有效速度因环境条件的不同而不同。土壤 中影响肥料有效速度的因素很多如土壤水分、p日、温度、微生 物、机械组成等。这些条件在田间都是人为不易或不能控制的. 而这些条件之间又相互影响,互相作用.所以,普通的固体肥料 或长效肥料不易人为估算其有效化速度更不易人为控制其养分 释放速度。 可控缓释肥料是采用水分透过率很低的高分子树脂作为包衣 材料.将其均匀喷涂于肥料颗粒表面使其形成一层水分渗透性 很低的树脂膜土壤中的水分通过树脂膜进入肥料颗粒内.将养 分溶出膜外供作物吸收其膜内肥料的溶出速度,就是肥料养分 的有效速度。由于这些高分子树脂化学性质比较稳定.土壤PH、 微生物、生物等条件短期内不易对其包衣膜的性质产生影响。所 以也不易对膜的水分渗透速度产生影响。而在土壤环境的所有 条件之中只有土壤的温度和水分可改变高分子树脂膜的水分渗 透速度也就是改变肥料养分的溶出速度。 在土壤中土壤水分达到不影响作物的养分吸收以上水分值时 土壤中的水蒸气压力就已经达到或接近饱和。所以在田间实际应用时, 土壤的水分并不影响养分溶出速度。而包衣肥料中薄膜表面积和薄膜 厚度.在加工时是可以推算的。这样就可以通过调整包衣成分改 变膜的水分透过率以至改变养分溶出速度,制成在某一温度下不同 养分溶出速度的可控缓释肥料。 令国内外控缓释肥料的发展 在国外.肥料包衣制造控缓释肥料的技术发展很不平衡,一 些先进国家已经发展到很高的水平如日本、美国、加拿大等, 在可调控肥料的研制方面已成为技术领先的国家。他们可以通 过调整包衣材料和添加剂对肥料养分释放进行控制。基本可以 做到养分释放时间和释放量与作物的需肥规律相合并且做到 一次施肥不再进行追肥,可节省大量的劳力。根据日本在水 稻、玉米、蔬菜等作物的田间试验结果表明.水稻、蔬菜氮肥利 用率可达80%其他作物也可达70%以上。可比普通氮肥提高 利用率一倍以上,可减少用肥一半。但由于生产成本较高过 去只在一些经济效益较高和特殊作物上应用’现在由于生产技 术的改进和生产量的提高目前已开始在粮食作物上大量应 用销售量和产量逐年提高。 包衣控释肥料的生产 图1包衣控释肥料生产流程图 尿素 筛选 添加 实验室溶出实验 该包衣控释肥料生产设备优点在于: 川使用高风速将肥料颗粒吹起在肥料包衣过程中颗粒之 间避免了互相粘连的缺点。 (2}高温高速风可将包覆液干燥.使其在颗粒表面形成一层 塑料膜,省去肥料后期干燥过程。 (3)包衣是在全封闭状态下进行有利于高效率、完全地回 收溶剂,并可简化回收过程。 (4)包衣是在全封闭状态下进行,可降低成本.有利于环境 保护改善工人的工作环境。 (5)肥料颗粒是在均匀有序循环条件下进行包衣从而保证 了每颗肥料包衣的均匀性。 肥料包衣以难溶于水的物质做包衣材料,将可溶性养分包 在其中达到延长养分释放时间的目的。包衣肥料的种类很多. 包衣材料和包衣对象各异。 肥料品种的选择。由于肥料是以分子态以水溶液状态溶 出树脂膜外的,所以.凡是具有较好的吸湿性分子较小的速 效性肥料都可以进行可控肥料的制造‘尿素、磷镶、氯化钾、 硫酸钾、硝铁等都可适用于可控肥料制造。但由于包衣成本 较高,最好采用浓度较高的肥料进行包衣可相对的降低成本。 在我国北方地区磷、钾在土壤中的损失较小而氮素当季不 能利用,则其大部分都从土壤中损失掉很少残留在土壤中磷、 钾相对不易损失特别是磷肥。所以,一般情况下,首先选择氮 素肥料作为包衣对象。 肥料颗粒的选择。由于包衣肥料加工过程是使用强风将肥 料颗粒吹起进行包衣,所以肥料颗粒强度要高,颗粒的直径由 施肥方便和包衣经济效益起见最好在2一5毫米之间,颗粒 太小包衣量增加经济效益下降.颗粒太大肥料在使用时不易 施用均匀。 包衣材料的选择。为了降低成本.树脂使用回收的废旧塑 料如回收的塑料棚膜或地膜、包装材料等。棚膜可不经清洗直 接使用。据试验废旧膜中只要无大土粒,稍带有一些杂质不会 影响其溶出效果。回收塑料其回收成本只是新塑料的二分之一左 右可大大降低生产成本。 各种塑料其水蒸汽渗透率不同为了制造出不同释放期的 包衣肥料采用不同的塑料品种。 肥料样品检测方法。一种新的配方包衣肥料制成后,要通过 养分溶出检测,验证其溶出时间准确性。另外.每一批控释肥料 出厂前也要进行养分溶出速度检验。 可控包衣肥料施入土壤后养分的溶出速度.主要先在实验室 进行在实验室中模拟土壤的各种环境条件进行肥料的溶出试验。 溶出试验分水中溶出和土壤中溶出。 水中养分溶出试验:准确称取可控包衣尿素5.0克装入塑 料窗纱制成的小袋中。(重复三次)放入装有200毫升蒸馏水的 小瓶中在恒温箱25℃左右浸泡浸泡时间在24小时、3天、7天、 14天、.,二时取出小袋换瓶浸泡,直至肥料养分溶出达80%以 上。 测定换出的瓶里水中溶出养分浓度,折算溶出含量。 土壤中养分溶出试验:土壤风干过1毫米土壤筛.称取约 25。克土壤放入瓶中。称取肥料样本2.5克与土壤混合.调成田 间持水量60%,放置在25℃下恒温。每处理做20一30瓶。 放置1天、3天、7天、半月、1个月、……每处理取 样本2一3瓶过1毫米土壤筛筛出肥料测定肥料中残留养 分.用差减法即可得到土壤中释放养分量绘制不同条件 下不同尿素包衣配方的溶出曲线,比较不同土壤条件下不 52中国农资 同配方溶出速度。每一种标准的配方或工艺生产的肥料都 要进行上述试验。并以此为依据.进行包衣材料配方调整 以适应不同作物需要。制定施肥方案,使之溶出曲线与作物 需肥相合。 .可控缓释肥料的使用 可控缓释肥料的优点: 其一合理使用可大大提高肥料利用率,节省肥料降低 成本; 其二,当年生作物可以进行一次施月巴节省劳力由于肥 料粒型和强度较好有利于机械作业。 其三由于肥料利用率提高肥料在土壤中的损失减少,也 就减少了肥料的挥发和流失对大气和水源的污染对环境保护 起到一定的作用。 其四尿素在与磷肥掺混保存会吸湿,尿素塑料包衣后.可 解决这个缺点,对复混肥保存有利。 由于可控缓释肥料相对于普通速效肥料价格较高只有用 于适合的作物和地区.才能拉开与速效肥料肥效的差距发挥 其优势.达到所期望的经济、环境和社会效益。为此在施肥方 面建议: 其一r可控缓释肥料最好用于湿热地区或生长季节用于 需肥时期较长作物。最好用于肥水流失较严重地区。在降雨量 大的地区速效肥料易随水流失在炎热地区.肥料养分的转化 较快.不易保持在土壤中在这些地区使用控缓释肥料会有 较好的效果。 其二,用于不同条件的土壤和作物时.应选用不同释放时间 和配比的肥料。由于控释肥料前期养分释放较慢在作物的苗 期单独施用控释肥料可能会出现苗期缺肥的现象,所以,一般 在使用控缓释肥料时.要与速效肥料配合施用要根据不同的土 壤质地和温度选用不同的速效和控释肥料的配比,例如:沙性土 壤和温度较高时,施用控释肥料比例增加.粘性土壤和较低温度 时控释肥料比例降低。水稻施肥,由于养分吸收集中在生育前 期应施用释放期较短的肥料。玉米施肥.由于生长后期也需大 量养分,应使用释放期较长的肥料。 其三根据肥料特性,采用不同耕作和施肥方式,提高肥 料利用率。(如水稻育秧等)为了避免肥料烧苗传统方法在施 用时肥料与种子相隔一定距离此种施肥方式降低了肥料利用 率.由于控释肥料释放缓慢.避免了烧苗现象可进行肥料与 种子的接触施肥提高肥料利用率。 业目前还处于以经济为主的行业对施肥等栽培措施有较大的 自由度特别是大田作物。稍降低养分释放精度,并不影响肥 料的施用效果,可大幅度降低成本达到控释肥料进入大田的 目的。我们自行研制包衣设备,使用废旧塑料进行肥料包衣大 幅度降低了控释肥料成本在完全市场运作的基础上,销售推 广控释肥料。目前已经销售控释尿素肥料和控释复合肥料4万 多吨.在水稻、玉米等大田作物上推广面积150万亩。工厂自 身也获得了较好的效益。 一般来讲使用后损失最严重的养分是氮肥,磷、钾流 失不是很严重,所以一般我们只包氮素而氮素全
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