新型肥料生產(chǎn)技術(shù)與原理

1、5/5新型肥料生產(chǎn)技術(shù)與原理論文 學(xué)號: 02108 專業(yè):植物營養(yǎng)學(xué) 姓名:王小明新型肥料的發(fā)展與應(yīng)用研究摘要:本文闡述了新型肥料的種類，重點(diǎn)介紹了緩控釋肥料、商品有機(jī)肥料、生物肥料及功能性肥料的概念、生產(chǎn)技術(shù)。指出新型肥料的發(fā)展趨勢，并提出了新型肥料的發(fā)展建議。關(guān)鍵詞：新型肥料；緩/控釋肥料；商品有機(jī)肥料；生物肥料;功能性肥料肥料是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中必不可少的原料物資之一?？v觀當(dāng)今肥料市場，除了尿素、磷酸二銨、硫酸鉀等常規(guī)化肥外,出現(xiàn)了許多琳瑯滿目的新型肥料.如何正確認(rèn)識和對待新型肥料在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的作用，不僅關(guān)系到維護(hù)肥料市場的新型肥料正常秩序問題，而且關(guān)系到如何維護(hù)農(nóng)民的利益問題。什么是新型肥料

2、？當(dāng)今還沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。從字面上來理解,所謂新型肥料應(yīng)該是有別于傳統(tǒng)的、常規(guī)的肥料，我國科技部和商務(wù)部鼓勵外商投資高新技術(shù)產(chǎn)品目錄(03)中有關(guān)新型肥料目錄就包括復(fù)合型微生物接種劑；復(fù)合微生物肥料;植物促生菌劑;秸稈、垃圾腐熟劑；特殊功能微生物制劑;控、緩釋新型肥料;生物有機(jī)肥料；有機(jī)復(fù)合肥;植物穩(wěn)態(tài)營養(yǎng)肥料等。新型肥料與常規(guī)肥料的區(qū)別關(guān)鍵在于一個“新”字,而一個事物的“新與“舊”是隨著時間的變化而變化的，也就是說，現(xiàn)在的新型肥料，用不了多久可能也就成為常規(guī)肥料了。而現(xiàn)在的常規(guī)肥料也是由當(dāng)年的新型肥料經(jīng)多年應(yīng)用而穩(wěn)定下來的.1 新型肥料的定義和特點(diǎn)無論是新型肥料還是常規(guī)肥料,其本質(zhì)必須還是肥料

3、，離開肥料則無從談起所謂的“新與“舊”。根據(jù)全國科學(xué)技術(shù)名詞審定委員會1998年公布的土壤學(xué)名詞，所謂肥料,是指“提供植物養(yǎng)分為主要功用和部分兼有改善土壤性質(zhì)的物料”。我國的國家標(biāo)準(zhǔn)肥料和土壤調(diào)理劑術(shù)語（B/T6797)中把肥料定義為“以提供植物養(yǎng)分為其主要功效的物料。根據(jù)以上術(shù)語，植物激素類（如生長素、赤霉素、細(xì)胞分裂素等)和人工合成的植物生長調(diào)節(jié)劑不屬于肥料之列，聲、光、電、磁等物理因素更不是肥料，如磁肥的名稱是不正確的。因此將諸如此類的物料稱之為新型肥料是站不住腳的.新型肥料有別于常規(guī)肥料，必須突出一個“新”字.對“新字的理解，應(yīng)該表現(xiàn)在如下幾個方面或其中的某個方面。功能拓展或功效提高，

4、如肥料除了提供養(yǎng)分作用以外還具有保水、抗寒、抗旱、殺蟲、防病等其他功能.所謂的保水肥料、藥肥等均屬于此類，此外,采用包衣技術(shù)、添加抑制劑等方式生產(chǎn)的肥料，使其養(yǎng)分利用率明顯提高，從而增加施肥效益的一類肥料也可歸于此類;形態(tài)更新，是指肥料的形態(tài)出現(xiàn)了新的變化，如除了固體肥料外,根據(jù)不同使用目的而生產(chǎn)的液體肥料、氣體肥料、膏狀肥料等，通過形態(tài)的變化，改善肥料的使用效能；新型材料的應(yīng)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、效能穩(wěn)定化、易用化、高效化;運(yùn)用方式的轉(zhuǎn)變或更新，針對不同作物、不同栽培方式等特殊條件下的施肥特點(diǎn)而專門研制的肥料，盡管從肥料形態(tài)上、品種上沒有過多的變化，但其

5、側(cè)重于解決某些生產(chǎn)中急需克服的問題,具有針對性,如沖施肥、葉面肥等;間接提供植物養(yǎng)分,某些物質(zhì)本身并非植物必須的營養(yǎng)元素，但可以通過代謝或其他途徑間接提供植物養(yǎng)分，如某些微生物接種劑、VA菌根真菌等。新型肥料的種類按照組成和性質(zhì)，新型肥料可分為大類，分別為：緩/控釋肥料、商品有機(jī)肥料、生物肥料、多功能肥料。緩/控釋肥料緩/控釋肥料的概念及分類緩/控釋肥料(Soonrolledeeasertilzers， CRFs)是結(jié)合現(xiàn)代植物營養(yǎng)與施肥理論和控制釋放高新技術(shù),并考慮作物營養(yǎng)需求規(guī)律,采取某種調(diào)控機(jī)制技術(shù)延緩或控制肥料在土壤中的釋放期與釋放量,使其養(yǎng)分釋放模式與作物養(yǎng)分吸收相協(xié)調(diào)或同步的新型肥

6、料1。緩/控釋肥料在養(yǎng)分上可以按照作物所需養(yǎng)分進(jìn)行配方設(shè)計(jì)；在供肥上可以按照作物不同生育期對養(yǎng)分的要求進(jìn)行控制釋放;在施肥上可以一次基施，不用追施;在耕作上可以進(jìn)行接觸施肥和簡化農(nóng)業(yè)耕作；在效益上，可以提高養(yǎng)分利用率，省工節(jié)肥，減少過多養(yǎng)分對環(huán)境的污染。按照生產(chǎn)工藝和肥料性質(zhì),緩/控釋肥料可分為包膜型（硫包膜、石蠟包膜、聚合物包膜等)、合成微溶態(tài)型（脲甲醛、草酰胺等)、化學(xué)抑制型(添加脲酶和硝化抑制劑)、基質(zhì)復(fù)合與膠粘型（添加風(fēng)化煤、磷礦粉)。關(guān)于緩/控釋肥料，目前還沒有一個明確統(tǒng)一的稱謂，美國植物食品管理署（AAPFCO）和國際肥料工業(yè)協(xié)會（IA）將尿素與醛類化合物的縮合產(chǎn)物稱為緩釋肥料,包

7、被或包裹肥料稱為控釋肥料,而添加抑制劑的肥料稱為穩(wěn)定性肥料2。緩控釋肥料生產(chǎn)技術(shù)包膜型緩控/釋肥料的主要生產(chǎn)過程為:配料混合造粒調(diào)理干燥篩分包膜分裝測試評價，關(guān)鍵步驟是造粒、包膜和干燥。造粒方法有種，分別是擠壓、團(tuán)粒和料漿方法.擠壓方法指外部壓力擠壓原料粉末成粒,團(tuán)粒方法指原料粉末在轉(zhuǎn)盤或轉(zhuǎn)鼓中滾動造粒，料漿方法指在造物料表面噴涂一層適宜含水量的料漿薄膜，然后使膜干燥，這樣不斷的涂布和干燥使顆粒加大，形成堅(jiān)硬而能自由流動的顆粒.目前大多數(shù)生產(chǎn)廠家采用工藝操作簡單的團(tuán)粒法造粒.包膜技術(shù)主要有造粒塔噴霧法、流化床涂布法、轉(zhuǎn)盤或轉(zhuǎn)鼓噴涂包膜法。造粒塔噴霧法工藝流程為：將包膜涂層溶液加壓,經(jīng)噴射霧化后

8、進(jìn)入造粒塔內(nèi),霧化物與從造粒塔頂部噴灑下來的肥料顆粒逆向接觸,霧化后的涂層包膜溶液即均勻地涂于肥料表面，并借助肥料自身的熱量干化成膜。流化床涂布包膜裝置包括氣流室、包衣室和擴(kuò)大室，包衣室由中央室、外室、噴霧裝置和氣流分配板組成。主要流程為：加熱氣流和包膜材料溶液經(jīng)氣流室通過氣流分配板上的噴嘴進(jìn)入包衣室，肥料經(jīng)包膜材料溶液潤濕后被熱氣流干燥并被上推,經(jīng)過中央室上部進(jìn)入外室,由于中央室與外室空間存在壓力差，使肥料顆粒又循環(huán)至中央室，再一次被熱氣流加速推動向上,并在肥料上升過程中被干燥,這樣反復(fù)通入包膜材料溶液和熱空氣，使包衣、干燥操作反復(fù)進(jìn)行,直至肥料表面包覆上所需厚度的膜層。轉(zhuǎn)盤或轉(zhuǎn)鼓噴涂包膜法

9、具體過程為：成品顆粒肥料或粉末在轉(zhuǎn)盤或轉(zhuǎn)鼓中滾動，用高壓噴槍（含過組噴淋嘴）將包膜劑噴到肥料顆粒表面，并在后續(xù)工序肥料滾動中用調(diào)理劑（化石粉、磷礦粉、粘土等）加以調(diào)理。大多數(shù)聚合物包膜肥料采用造粒塔噴霧法和流化床涂布法包膜，而轉(zhuǎn)盤或轉(zhuǎn)鼓噴涂包膜法工藝簡單,用途廣，既可以制備包膜型緩/控釋肥，也可以制備膠結(jié)型緩/控釋肥，既可以用于成品肥料包膜,也可以用于粉末肥料造粒和包膜?，F(xiàn)在有些生產(chǎn)廠家采用流化造粒包衣機(jī),即造粒和包膜在同一設(shè)備中完成。肥料的干燥采用干燥筒，筒內(nèi)通入熱風(fēng)或熱蒸汽使肥料干燥，肥料內(nèi)含水量要低于，充分冷卻后包裝成袋。南方濕潤地區(qū)宜在肥料包裝袋內(nèi)加入干燥劑防止肥料結(jié)塊，或者在肥料生產(chǎn)

10、過程中加入表面活性劑（聚環(huán)氧乙烷、脂肪酸酯等)或礦物油防止肥料吸潮。.2 商品有機(jī)肥料2。2。 商品有機(jī)肥料的概念及分類所謂商品有機(jī)肥料，就是將有機(jī)廢棄物（畜禽糞便、作物秸稈、城市垃圾和污泥等）集中進(jìn)行工廠化處理,通過高溫發(fā)酵除臭,消滅病毒、病菌，并通過干燥生產(chǎn)出有機(jī)肥，或有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥，包裝成袋，可以就地使用，也可以較長時間貯存，遠(yuǎn)距離運(yùn)輸，作為一種商品進(jìn)入市場3。按照商品有機(jī)肥的組成可以分為:糞便有機(jī)肥、秸稈有機(jī)肥、腐植酸有機(jī)肥、垃圾廢棄物有機(jī)肥、生物有機(jī)肥(含解磷、釋鉀等功能性微生物和有益微生物）、復(fù)合有機(jī)肥（含糞便、秸稈、腐殖酸等多種原料)等。商品有機(jī)肥的生產(chǎn)技術(shù) 商品有機(jī)肥的主要生產(chǎn)

11、過程為：有機(jī)廢棄物粉碎發(fā)酵除臭脫水測試評價，關(guān)鍵程序是發(fā)酵和除臭。發(fā)酵方式有堆肥、通入沼氣、塔式發(fā)酵、槽式發(fā)酵等。一般認(rèn)為。堆肥是發(fā)酵的首選方法，堆肥是在微生物作用下通過高溫發(fā)酵使有機(jī)物礦質(zhì)腐殖化和無害化而變成腐熟肥料的過程，在微生物分解有機(jī)質(zhì)過程中，生成大量可被植物吸收的有效氮、磷、鉀等化合物，并且合成活性物質(zhì)腐殖質(zhì)。根據(jù)堆肥過程中氧氣的供應(yīng)情況，可以分為好氧堆肥和厭氧堆肥。厭氧堆肥是在通氣條件差，氧氣不足的條件下由厭氧微生物發(fā)酵堆肥,溫度低，周期長（4個月），異味濃烈，有機(jī)物質(zhì)分解不徹底;好氧堆肥是在通氣條件好,氧氣充足的條件下借助好氧微生物的生命活動降解有機(jī)質(zhì).通常好氧堆肥堆體溫度高，一

12、般在505，故亦稱為高溫堆肥，周期為1個月左右,有機(jī)物質(zhì)分解徹底。由于高溫堆肥可以最大限度地殺滅病原菌、蟲卵及雜草種子，同時將有機(jī)質(zhì)快速地降解為穩(wěn)定的腐殖質(zhì),轉(zhuǎn)化為有機(jī)肥4.目前,多采用高溫好氧堆肥發(fā)酵。除臭有物理、化學(xué)和生物方法，物理除臭指加入1% 5的風(fēng)化煤或沸石粉；化學(xué)除臭藥液選用亞硫酸氫鈉和甘油混合水溶液等化學(xué)氧化劑作除臭劑，噴淋除臭。其原因?yàn)閬喠蛩釟溻c可與醛類臭味物質(zhì)生成結(jié)合體，但亞硫酸氫鈉在高溫環(huán)境下穩(wěn)定性差，易分解，加入少量甘油(亞硫酸鈉用量的3左右)可提高其熱穩(wěn)定性，除臭效率較好；生物除臭指在有機(jī)物料中加入1%的馬糞、的5406菌劑、硫化細(xì)菌菌劑等，其中馬糞主要作用是發(fā)酵，46

13、菌劑起到除臭作用。在生產(chǎn)過程中，采用綜合方法除臭效果極顯著。在商品有機(jī)肥的生產(chǎn)中，發(fā)酵和除臭過程同時進(jìn)行，大多數(shù)廠家生產(chǎn)復(fù)合有機(jī)肥。具體過程為:糞便、垃圾或污泥中加入破碎的有機(jī)物料(如秸稈)、除臭劑、功能性微生物（分解纖維素、木質(zhì)素的菌劑等)等，進(jìn)行高溫堆肥發(fā)酵，在發(fā)酵起始,調(diào)節(jié)堆肥物料的含水量、C/比。含水量一般為5 ，水分含量過低,不利于微生物的生長，水分含量過高,則易堵塞料堆中的空隙，影響通氣，導(dǎo)致厭氧發(fā)酵，并且堆體溫度提升慢。起始應(yīng)為231，過低使微生物生長繁殖受到抑制，使發(fā)酵過程緩慢,以致降解不完全；過高,成品肥利用價值低,施用時發(fā)生氮饑餓現(xiàn)象，爭奪土壤中的氮素。在堆肥發(fā)酵過程中，影

14、響堆肥質(zhì)量的主要參數(shù)為含水量、H值、溫度和含氧量.堆肥過程中的含水量控制在0% 6為最佳，pH值的適宜范圍為6。57.，因?yàn)檫@是微生物(尤其是細(xì)菌和放線菌）生長最合適的酸堿度,常見畜禽糞便的pH值都在68的范圍內(nèi)，因而在堆肥前一般不需要調(diào)節(jié)pH值.如果發(fā)酵過程中pH過高或者過低，可加入人糞尿、石灰或者采取通風(fēng)措施調(diào)節(jié).在堆肥過程中,隨著微生物活動的加劇，當(dāng)微生物降解有機(jī)物產(chǎn)生的熱量大于堆肥的熱耗時,堆肥的溫度就上升，若不加控制,溫度可達(dá)7580,因此溫度上升是反映微生物活動劇烈程度的最好參數(shù),而最佳溫度為5560。堆肥過程中溫度變化為：開始堆肥時溫度和自然溫度一樣，在中溫微生物的作用下，經(jīng)1d

15、達(dá)到05，高溫微生物開始活動,經(jīng)5d左右，溫度達(dá)到60,當(dāng)溫度超過60時微生物活動受到抑制，調(diào)節(jié)的辦法是增加通風(fēng)量。我國國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定在5055以上要維持周左右，以達(dá)到殺滅病原菌、雜草種子的目的。堆肥內(nèi)空氣的含氧量為815%，當(dāng)?shù)陀跁r，好氧微生物活動降低形成厭氧狀態(tài)易產(chǎn)生惡臭，并降低堆肥的品質(zhì)，通過翻推通風(fēng)調(diào)節(jié)。23 生物肥料23。1生物肥料的概念及分類生物肥料又名細(xì)菌肥料、菌肥、生物肥料、接種劑、農(nóng)用微生物產(chǎn)品等，從產(chǎn)生發(fā)展至今已有10年的歷史,但真正從工業(yè)化生產(chǎn)進(jìn)入市場形成商品，只是近幾十年的事情。不同的發(fā)展階段，賦予生物肥料不同的名稱,從“根瘤菌劑”到“菌肥，再到“微生物肥料”,現(xiàn)在，國際

16、上對廣泛用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的菌肥統(tǒng)稱為“生物肥料.所謂生物肥料是一類以微生物生命活動及其產(chǎn)物導(dǎo)致農(nóng)作物得到特定肥料效應(yīng)的微生物活體制品，在這種效應(yīng)的產(chǎn)生中,活微生物起關(guān)鍵作用5。生物肥料具有生產(chǎn)成本低、效果好、不污染環(huán)境，施后不僅增產(chǎn)，而且能提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)和減少化肥用量，在農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展中占有重要地位。生物肥料的種類很多，按照產(chǎn)品中特定微生物的種類可分為細(xì)菌肥料(如根瘤菌肥、固氮菌肥）、放線菌肥料(抗生菌類)、真菌肥料（VA菌根真菌）等；按照產(chǎn)品作用機(jī)理可分為根瘤菌類肥料、固氮菌類肥料、溶磷菌類肥料、解鉀菌類肥料、硅酸鹽細(xì)菌類肥料等；按照產(chǎn)品中微生物種類的多寡又可分為單一生物肥料、復(fù)合生物肥料.生物

17、肥料劑型多樣，可以是液態(tài)、固態(tài)或膏狀（加入基質(zhì)載體)。生物肥料的生產(chǎn)技術(shù)生物肥料的生產(chǎn)包括微生物的培養(yǎng)(微生物原種平板培養(yǎng)搖床培養(yǎng)提純鑒定復(fù)壯發(fā)酵）和肥料的生產(chǎn)(機(jī)肥物料烘干滅菌投放微生物攪拌產(chǎn)品評價)2個過程.影響產(chǎn)品質(zhì)量的幾個關(guān)鍵步驟是微生物的提純、鑒定、復(fù)壯、發(fā)酵.生物肥料產(chǎn)品的質(zhì)量關(guān)鍵是菌種,菌種必須認(rèn)真鑒定和提純，防止動植物檢疫對象、傳染病病原體的混入，還要經(jīng)過嚴(yán)格的性能鑒定,如固氮菌的固氮能力的鑒定，根瘤菌的侵染能力、結(jié)瘤能力和固氮能力的鑒定等，只有提純選育出具有良好性能的菌株生產(chǎn)的菌肥，在生產(chǎn)上才能發(fā)揮出增產(chǎn)的效果.一個優(yōu)良的菌株在長期傳代過程中會發(fā)生變化,如固氮菌的固氮能力下降

18、，糖化菌的糖化能力下降，解磷菌的解磷能力下降等等，因此生產(chǎn)上必須經(jīng)常檢查菌株的活性,對衰退菌株及時處理才能保證產(chǎn)品的質(zhì)量。另外，菌株必須隔一定時間檢查性能并進(jìn)行復(fù)壯，最合適的復(fù)壯方法是回歸到自然環(huán)境中去培養(yǎng)，因?yàn)樯a(chǎn)菌肥的菌株無論是固氮菌、根瘤菌還是磷細(xì)菌、鉀細(xì)菌都是土壤中的微生物,在土壤中更能強(qiáng)壯旺盛地生長和繁殖，也可以用土壤浸提液進(jìn)行復(fù)壯,而人工培養(yǎng)容易退化。發(fā)酵要根據(jù)各種菌種的生長繁殖條件控制溫度、濕度和值,一般菌種發(fā)酵溫度為2538,值為55.目前,微生物肥料的劑型除草炭載體粉劑外，還有液體劑型、凍干劑型、礦油封面劑型、顆粒劑型等，以適應(yīng)不同條件。為了使生物肥料接種時不致散落,可以使用

19、粘著劑羧甲基纖維素、硅酸鎂、丙烯丙烯酰胺、接枝淀粉等，提高接種效果的營養(yǎng)添加劑技術(shù)也在不斷發(fā)展。2。 多功能肥料24 多功能肥料的概念及分類所謂多功能肥料指增強(qiáng)作物生理功能和改善限制作物高產(chǎn)因素的肥料，也是具有多成分（肥料、菌劑、激素類、抗生素類等）、多功效、多劑型的一類農(nóng)用肥料產(chǎn)品的綜合名稱，具有保水、抗旱、抗寒、殺蟲、防病、促根、增蘗、抗倒伏、抗早衰、提高養(yǎng)分利用率、改善土壤理化性質(zhì)、降解土壤有機(jī)無機(jī)污染物等功效.按照肥料功能可分為多種:保水肥料、抗旱肥料、增蘗肥料、抗倒伏肥料等，這些功能性肥料主要包括：具有改善水分利用率的肥料，改善土壤結(jié)構(gòu)的肥料，適應(yīng)優(yōu)良品種特性的肥料，改善作物抗倒伏性

20、的肥料,防治雜草的肥料,以及具有抗病蟲害功能的肥料等。多功能肥料的生產(chǎn)技術(shù)不同功能、不同劑型的功能性肥料選用不同的工藝和設(shè)備，可參考選用緩/控釋肥、商品有機(jī)肥和生物肥的部分工藝和設(shè)備。對于產(chǎn)品指標(biāo),目前并沒有國家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),總體目標(biāo)為：在提供營養(yǎng)的同時，應(yīng)該具有特定的功能，并且對環(huán)境沒有污染或潛在的危害。新型肥料的發(fā)展趨勢及建議 世界化肥的生產(chǎn)和使用歷經(jīng)3次變革.2世紀(jì)60年代之前，生產(chǎn)的化肥多為單質(zhì)低濃度肥料;60至0年代,發(fā)達(dá)國家發(fā)展高濃度化肥和復(fù)合肥;最近20年來，發(fā)達(dá)國家開始重點(diǎn)研究緩/控釋肥料、商品有機(jī)肥料、生物肥料、功能性肥料，新型肥料的研究與開發(fā)是21世紀(jì)世界肥料的發(fā)展方向。新型肥料的發(fā)展趨勢如下：新型肥料生產(chǎn)向個性化、專用化發(fā)展.過去化肥企業(yè)生產(chǎn)的單質(zhì)化