新型肥料的開發(fā)進展及應用前景

1、新型肥料的開發(fā)進展及應用前景摘要:當前開展低碳經(jīng)濟和有機、生態(tài)、高效農(nóng)業(yè),采用低碳技術消費和應用新型肥料,是肥料業(yè)界的一場革命和科技創(chuàng)新,也是我國開展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的必然選擇和國際農(nóng)業(yè)高科枝競爭的重要領域。新型肥料的研制開發(fā)為化肥這一傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)平添了新的活力,也為企業(yè)開拓了更為廣闊的市場空間。近年來國內(nèi)相關企業(yè)在新型肥料的研制方面已獲得了重大技術進展。本文簡要介紹了近期國內(nèi)最新研制的生物酶活化磷肥、硝基腐植酸生態(tài)肥、多肽尿素、雙酶尿素、水溶性肥料等5種新型肥料的開發(fā)進展及應用前景。我國農(nóng)業(yè)已進入高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì),高效、生態(tài)、平安階段,促進農(nóng)民增收,農(nóng)業(yè)增效已成為農(nóng)業(yè)開展的主旋律。我國政府支持新型肥料的研究是

2、極為必要的,是促進肥料品種多元化、進步施肥效益、確保糧食平安的重要手段,對于我國農(nóng)業(yè)的集約、清潔,平安消費與可持續(xù)開展具有重大的戰(zhàn)略意義。新型肥料的開展趨勢與農(nóng)業(yè)開展趨勢親密相關,隨著人口的增長,人類對糧食和農(nóng)產(chǎn)品需求量增多,只有加快新型肥料的開展速度,才能保證農(nóng)業(yè)消費沿著高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低耗和高效的方向開展。新型肥料是有別于傳統(tǒng)的,常規(guī)的肥料,是指參加新材料,采用新技術、新工藝,新設備,改變原有品種或劑型而創(chuàng)制的進步肥料利用率,合適多種土質(zhì)和作物的化肥產(chǎn)品。新型肥料有別于常規(guī)肥料,首先在于肥料功能拓展或成效進步,除了提供養(yǎng)分作用以外,還具有保水、抗寒、抗旱、殺蟲,防病,除草等其他功能。其次是形態(tài)

3、更新,是指肥料的形態(tài)出現(xiàn)了新的變化,除了固體肥料外,根據(jù)不同使用目的而消費的液體肥料、氣體肥料、膏狀肥料等。此外是新型材料的應用,其中包括肥料原料、添加劑、助劑等,使肥料品種呈現(xiàn)多樣化、復合化、功能化、易用化和高效化。當前金融危機余波未平,市場需求乏力,化肥行業(yè)處于尿素持續(xù)低迷,磷復肥大面積虧損的困境中,產(chǎn)能過剩形勢嚴峻,產(chǎn)業(yè)調(diào)整刻不容緩。專家指出。從本質(zhì)上說,目前的化肥產(chǎn)能過剩其實就是根底肥料的過剩,而隨著我國農(nóng)業(yè)程度的不斷開展,更需要走一條復合化、專業(yè)化、精細化的肥料開展道路,根底肥料總量應該控制,在新型肥料上加大開發(fā)力度才是根本出路。各種新型肥料正在迅速開展,正曰益得到市場認可。從肥料品

4、種到產(chǎn)業(yè)格局的角度,開展新型肥料將成為行業(yè)開展的大趨勢。在化肥產(chǎn)業(yè)調(diào)整大力開展新型肥料的機遇之下,新型肥料有望打破資源和市場的雙重制約。產(chǎn)業(yè)必將進入一個加速開展的新時期。以下介紹國內(nèi)近期生物酶活化磷肥、硝基腐植酸生態(tài)肥、多肽尿素、雙酶尿素,水溶性肥料等一些最新研制品種的開發(fā)及應用情況。1生物酶活化磷肥生物酶活化劑是在生物酶解磷菌的根底上,參加了促進磷分解的活性有機物而制取的高效活化劑,生物酶活化劑與磷礦粉均勻混合后,即可消費生物酶活化磷肥,成為一種新型的低碳環(huán)保肥料產(chǎn)品。用生物酶活化劑能代替硫酸消費磷肥,可節(jié)酸降耗,與普通磷肥消費相比,其消費工藝無磷礦粉與硫酸的混合、化成過程,無需專用設備,只

5、需普通的混合設備,整個消費過程可在一個密閉的攪拌混合設備中完成,沒有任何固、液、氣態(tài)的污染物產(chǎn)生,且磷礦粉和活化劑對設備沒有腐蝕。不僅降低了消費本錢。簡化了消費過程,而且還能充分開發(fā)我國難以利用的中低品位磷礦,大大擴大我國的有效磷資源庫。這種生物酶活化劑還可以用于現(xiàn)有磷銨、過磷酸鈣,鈣鎂磷肥等各種磷肥的消費。使其利用率大幅度進步,一般可節(jié)肥20%,高者達30%,而肥效不減。與過磷酸鈣、鈣鎂磷肥等傳統(tǒng)磷肥相比,活化磷肥肥效高而消費本錢大大降低。磷活化技術具有突出的減碳效果,不僅可以降低磷肥消費中的能耗物耗,還可以大幅度進步磷的利用率。生物酶活化技術的研制成功順應了全球性的低碳經(jīng)濟開展的需求,打破

6、了國內(nèi)外的經(jīng)典技術框架,在常溫常壓的溫度條件下即可消費活化磷肥,這與目前國內(nèi)外通用的強酸、高溫煅燒等劇烈反響條件有很大區(qū)別?；罨追实南M過程既可免除強酸、高溫煅燒的高能(碳)耗物耗,又可獲得適度、平衡的水溶性,不用對過高的水溶性進展緩釋處理,因此可以減少對環(huán)境污染而進步肥料利用率。與鈣鎂磷肥、磷礦粉,過磷酸鈣、磷銨相比,生物酶活化磷肥水溶性磷動態(tài)釋放特性非常明顯,靠需求拉動釋放,從而大大進步磷的利用率。是一種長效緩釋的肥料。這種活化態(tài)肥料不僅在消費環(huán)節(jié)具有節(jié)碳低能效果,而且在使用環(huán)節(jié)也有節(jié)碳環(huán)保效果。用生物酶活化劑消費的生物酶活化磷肥與普通磷肥相比,其優(yōu)勢非常明顯,通過添加生物酶來進步肥料的

7、利用率,減少了對環(huán)境造成的污染。同時有效減緩或逆轉(zhuǎn)磷與土壤中的鈣,鋁、鐵等發(fā)生沉淀反響,防止土壤中磷濃度大起大落的波動,在植物生長期內(nèi)維持磷的供求平衡,從而進步其利用率,也防止普通磷肥施用過多的游離酸而造成農(nóng)田板結。近年來,受到人們重視,腐植酸綠色生態(tài)肥以實現(xiàn)農(nóng)作物目的產(chǎn)量的同時追求肥料投入的最經(jīng)濟為目的,徹底改變傳統(tǒng)肥料配伍觀念、施肥應用形式,被稱為是第三代化肥。硝基腐植酸(nha)外觀為黑褐色粉狀,微溶于水,呈酸性,含有羥基,羧基,酚羥基等活性基團,是任何煤種經(jīng)硝酸氧化后生成的一種高活性腐植酸的產(chǎn)物。在所有的煤種中,褐煤的氧化活性最高,硝酸氧化后,褐煤的腐植酸收率都明顯進步。利用泥炭、褐煤

8、,風化煤等含有腐植酸的低級別煤在硝酸作用下,其中的腐植酸被硝化和氧化,生成具有較高化學活性和生物活性的多環(huán)硝基芳香羧酸的混合物硝基腐植酸。硝基腐植酸中腐植酸含量45%、水分15%,鹽基交換容量(以干基計)205l/g,可增強作物體內(nèi)過氧化氫酶,多酚氧化酶的活性,刺激生理代謝,具有改變化肥特性、改進土壤構造、增強抗逆特性、改善果本質(zhì)量等特性。硝基腐植酸的消費工藝為將原料煤粉碎后與硝酸,水在反響器中混合、加熱,在90下反響1小時左右,離心別離后過濾,將固體枯燥,得nha產(chǎn)品,每噸產(chǎn)品本錢約900元。硝酸廢液含有黃腐酸和各種無機鹽,可用于提取黃腐酸或制造液體肥料,由于硝酸來源較少和價格高,只有在充足

9、硝酸資源條件的地方才適于用該方法加工。此外,為節(jié)省硝酸且不排放廢液,最好采用干法工藝,即固/液比不超過0.5。美國和日本采用消費硝酸過程中產(chǎn)生的含有hn3蒸汽、n2、n,n24氣處理低級別煤來消費硝基腐植酸、既能降低消費本錢又可減少環(huán)境污染。此外,硝酸反響尾氣(主要是n和n2)有毒性,尾氣處理無疑是不可無視的一個重要環(huán)節(jié)。除采用堿液吸收,分子篩吸附及催化復原法除掉大部分nx后,可用泥炭+堿(氨或石灰)吸附剩余尾氣,獲得較好的;爭化效果,吸附飽和的泥炭還可用于制作肥料。作為制備高效有機一無機復混肥的原料,硝基腐植酸對肥料有明顯增效作用,如將尿素100下熔融后參加硝基腐植酸,混合后得到具有較好緩釋

10、性能、質(zhì)量穩(wěn)定的硝基腐植酸尿素。又如用硝基腐植酸消費的硝基腐植酸銨復合肥,是一種有機和無機混合的多功能復合肥料,既有有機肥料的長效性,又兼有無機化肥的速效性,還有改進土壤的特效性,是一種理想的開展綠色生態(tài)農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的新型肥料。這種肥料中含有腐植酸(以干基計,下同)10%、n7.2%、p256.4%、k26.4%、水分15%,除富含腐殖酸銨、黃腐酸、氨基酸,多肽等水溶性有機物外,還按作物生長需要配進氮、磷、鉀、微量元素,能提供農(nóng)作物生長發(fā)育所需的氮、磷、鉀和鈣,鎂、硫以及鋅、錳、鉬,鐵等微量元素和生長刺激素,既能進步肥料的利用率,獲得增產(chǎn),又有改善農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量,進步農(nóng)業(yè)經(jīng)濟效益、生態(tài)效益和社會效益

11、,在增產(chǎn)節(jié)肥、增收節(jié)支上,一般增產(chǎn)率達15%20%,最高可達30%以上。除可用作化肥增效劑,消費多功能高效復合肥料外,硝基腐植酸還具有廣泛的應用領域,可用于土壤改進劑、水稻育秧調(diào)酸劑、石油鉆井液處理劑、陶瓷泥料添加劑、混凝土減水劑、重金屬吸附劑等方面。低級別煤消費硝基腐植酸及綠色生態(tài)復合肥。是變廢為寶的高效利用處徑,符合國家節(jié)能減排、綠色環(huán)保、礦肥結合的方針和產(chǎn)業(yè)政策,對于我國現(xiàn)行化肥企業(yè)的產(chǎn)品構造調(diào)整,深化有機農(nóng)業(yè)、開展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)具有深遠的戰(zhàn)略意義,特別合適環(huán)境治理、生態(tài)農(nóng)業(yè)建立、無公害農(nóng)業(yè)消費,綠色環(huán)保產(chǎn)品和循環(huán)經(jīng)濟開展的需要。3多肽尿素肽是一種有機兩性化合物,由氨基酸脫水而成,含有羧基和氨

12、基,由三個或三個以上氨基酸分子脫水而成的肽為多肽。多肽的相對分子量在10003000之間,是涉及生物體內(nèi)各種細胞功能的生物活性物質(zhì)。肽鍵是氨基酸在蛋白質(zhì)分子中的主要連接方式,肽鍵金屬離子化合而成的金屬蛋白酶具有很強的生物活性,酶是生物發(fā)育成長不可缺少的催化劑,因為生物體進展新陳代謝的所有化學反響,幾乎都是在生物催化劑酶的作用下完成的。金屬蛋白酶可以被植物直接吸收,因此可節(jié)省植物在轉(zhuǎn)化微量元素中所需要的體能,大大促進植物生長發(fā)育。酶鮮明地表達了生物的識別、催化,調(diào)節(jié)等功能,可激化化肥,促進化肥分子活潑。多肽尿素是一種淡黃色,無嗅,粒狀結晶體。其制取是在尿素形成過程中,在尿液中參加金屬蛋白酶、聚天

13、冬氨酸或sd(超氧化物歧化酶),經(jīng)蒸發(fā)器濃縮造粒而成。也可以將多肽增效劑直接與熔融的尿素混合,然后在尿素造粒塔造粒。其中多肽的重量含量為0.01%1.5%,尿素的重量含量為,98.5%99.99%,多肽尿素的產(chǎn)業(yè)化消費工藝,與普通尿素消費工藝比擬,無新增廢水、廢氣、廢渣排放,符合環(huán)境保護標準要求,符合國家產(chǎn)業(yè)政策。作為無毒、無害、無殘留屬環(huán)境友好型產(chǎn)品,多肽尿素真正實現(xiàn)了施肥本錢降低,尿素含量不變。施肥方法不變,節(jié)約肥料、能源、水資源,進步化肥利用率、農(nóng)作物產(chǎn)量,農(nóng)作物品質(zhì)和增加農(nóng)民收入,在為農(nóng)民提供高性能尿素的同時,也為節(jié)約國家資源,實現(xiàn)可持續(xù)開展打下了基矗2002年10月,河北石家莊中農(nóng)興

14、泰生物科技開場介入此領域研究,經(jīng)科研人員多年努力,開發(fā)出超過美國的同類產(chǎn)品仿生多肽,申請了國家創(chuàng)造專利和商標,并在全國29個省作了大量田間試驗。2022年,山東禹城中農(nóng)潤田化工與北京中農(nóng)瑞利源高科技開展、天,且可以進步化肥利用率和農(nóng)作物品質(zhì)等。具有同量增產(chǎn)(與施用同量尿素相比,作物增產(chǎn)15%20%),同價增效(施用80千克的多肽增效尿素與施用100千克普通尿素效果根本一樣,作物產(chǎn)量且有所進步),進步肥效20%左右,改進上壤、改善作物品質(zhì)、綠色環(huán)保、使用廣泛等特點。4雙酶尿素雙酶尿素是通過對原有尿素消費裝置工藝和設備的改造,在普通尿素消費過程中添加了多肽金屬蛋白酶、生物輔酶、雙歧因子等營養(yǎng)成分加

15、工而成的一種高科技含量的草綠色顆粒狀尿素新產(chǎn)品。主酶即多肽金屬蛋白酶,輔酶即非金屬生物酶。在作物生長新陳代謝的過程中,在酶的催化參與下,主酶和輔酶二元協(xié)同互補,相輔相成,同時存在時才能起更好的作用,假如二者單獨存在時均無催化作用。作物可以自我合成內(nèi)源雙酶,當外源雙酶的王酶和輔酶同時補充或替代時,作物便可以更有效加快新陳代謝,而多肽尿素只補充外源主酶仍靠植物的內(nèi)源輔酶起作用。當作為外源的尿素中同時參加了具有催化和調(diào)控功能的雙酶主酶和輔酶后,作物便會節(jié)省自我合成雙酶所需要的時間和能量,這樣不僅能加快作物的生長和成熟過程,而且還大量節(jié)省為提供作物自我合成雙酶所消耗的化肥量,進步了肥料中各種養(yǎng)分的利用率,并可以激活土壤中被固化的氮、磷、鉀等多種養(yǎng)分被作物重新吸收利用,真正實現(xiàn)