我国新型肥料研究现状与展望学术报告新.ppt

? 本项目从提高农作物生态系统平衡的新视角出发，提 出 “ 控释放与促吸收 ” 的肥料设计新理念，把“控释放” 作为提高养分利用率的前提，“促吸收”作为提高养 分利用率的根本，二者是相辅相存的一个整体。赋予 肥料 “ 养分供给者 ” 和 “ 养分转化协调者 ” 的双重功能。 基于这一设计理念，本项目将无机、有机、微生物等 多组分复合一体化，使其具有保水、缓释、解磷钾和 促吸收的多功能一体化的复合肥。 4.1 多功能有机肥料的设计 4 有机生物缓释肥制备案例 4.1 多功能有机肥料的设计 设计的原则 ? 持续提高土壤肥力的原则 其中调节作物生态系统养分循环与平衡是核心 ? 减少养分浪费原则 克服化肥自身的缺陷、 克服人为使用不当的缺点、肥料养分的 释放与作物吸收养分的波动需求尽可能的趋于一致 ? 提高作物对养分吸收原则 土壤的持水保水能力，其次是土壤微生物的活力，再次是 提高作物的光合作用效能 ? 养分平衡原则 依据土壤肥力水平和作物对养分的需求，决定肥料养分的 数量和形态 4 有机生物缓释肥制备案例 设计依据 ? 功能设计：保水、缓释、解磷钾和促吸收 保水功能： 多孔的有机质、改性淀粉粘结剂、高分子吸水材料 缓释功能： 多孔的有机质、能包裹 NPK 养分的高分子成膜材料、螯合微 量营养组分 解磷钾功能： 溶磷解钾功能微生物 促吸收功能： 土壤良好的持水保水能力和较高的有机质含量、微生物的 活性、促进根系发达和促进光合效能提高的催化剂 ? 组分设计 有机组分、 NPK 组分、生物组分、功能组分 ? 养分用量设计 依据土壤养分的水平和作物需要进行肥料养分的分配 4.1 多功能有机肥料的设计 4 有机生物缓释肥制备案例 ? 多功能有机复合肥的配方设计 将无机（化肥纯养分 12 ～ 20% ）、有机（蚯蚓粪和腐 殖酸有机质 22 ～ 30% ）、生物（蚓粪中高含量的微生物、 酶和添加的溶磷解钾菌群 1.2 ～ 1.5 亿个 /g ）、添加剂（以蚓 粪中的腐植酸与 Cu 2+ 、 Zn 2+ 等螯合，用量 0.04 ～ 0.08% ） 等作为生物有机复合肥的基本组分，以含稀土的改性淀粉 作无机、有机和生物组分的胶结剂（用量 1.2 ～ 1.6% ）造 粒，并用谷糠纤维素改性高分子吸水剂作颗粒肥包膜材料 （用量 2 ～ 6% ），使肥料具有保水、缓释、解磷钾和促吸 收等功能，实现了多组分复合化和多功能一体化新工艺。 4.1 多功能有机肥料的设计 4 有机生物缓释肥制备案例 （ 1 ）蚓粪制备 畜、禽粪便 和稻草 蚯蚓饲料 蚓体 蚓粪 精蚓粪 包装储存 生物发酵 粉碎筛分 低 温 烘 干 水份 小于 15 ％ 4.2.1 蚓粪的制备 4.2 多功能有机复合肥的制备 蚯蚓养殖 4 有机生物缓释肥制备案例 4.2.2 谷糠接枝高分子保水剂的合成 土壤作为作物根系生长发育的环境，它不仅要供给作物 生长过程所需要的营养物质，而且还要供应作物正常生理 机能所必需的水分和空气。植物吸收土壤中的水分来维持 正常的生命活动，通过溶液中的离子交换作用来吸收养分， 而近年来气候异常，干旱频频发生，因此增加肥料的保水 抗旱功能、保持土壤中良好的持水保水状态是十分必要的。 据专家预测保水剂有可能成为继化肥、农药、薄膜之后的 第四大农业化学投入品。但保水剂研究中存在的主要问题： ? 多功能化的问题 ? 吸水倍率高与生物难降解并行的问题 ? 吸水倍率高与价格高并行的问题 4 有机生物缓释肥制备案例 依据 NY886-2004 标准要求保水剂的吸去离子水的倍率 ≥ 200 — 300g/g ，吸 0.9 ％ NaCl 的倍率≥ 40g/g 。 （ 1 ）保水剂的原料选择 ? 从蚓粪、谷壳、玉米芯、稻草、谷糠等原料中经实验研究 选择谷糠作为保水剂的合成原料之一 ? 从丙烯酰胺、丙烯酸的单体中选择丙烯酸作为保水剂的合 成原料之一 4 有机生物缓释肥制备案例 4 有机生物缓释肥制备案例 4.2.3.1 保水剂的合成方法路线 4 有机生物缓释肥制备案例 4.2.3 保水剂的设计 4 有机生物缓释肥制备案例 通过正交实验和极差分析，吸水树脂的吸水率， R A ﹥ R B ﹥ R D ﹥ R C ，过氧化苯甲酰、亚硫酸氢钠及交 联剂用量对吸水率影响较大，过硫酸铵用量对吸水率 的影响较小， A 1 B 2 C 2 D 2 为最佳组合，即在固定条件 25mL1 ％稀硫酸活化谷糠；活化温度 70 ± 5 ℃；活化 时间 0.5 小时；反应温度 35 ℃；反应时间 3.5h 。 0.1g 过 氧化苯甲酰， 0.05g 亚硫酸氢钠， 3.5mL 0.06g/mL 过硫 酸铵溶液引发反应体系； 5mL0.01g/mL N ， N′ - 亚甲基 双丙烯酰胺溶液交联