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控释肥

控释肥
控释肥

水溶性肥料该项技术主要做好以下几点:

1、原料的纯度、水份的控制。纯度高,当然溶解性好,另外添加少量的组溶剂,完全没有任何沉淀;

2、防结块控制。主要是原料的水分、生产过程的水分控制、包装袋的质量、多种防结块剂、粉碎的细度、存储的温度和湿度控制,同时避免过多的堆积而结块;

3、PH值的控制。避免原料之间的缓慢的化学反应,同时,根据使用区域采用不同的配方,主要软水和硬水配方。比如,对昆明这样的典型硬水区域(PH大于8),配方里面就要添加调酸剂,同时,有些原料也必须注意;

4、设备。主要是粉碎和混合。每种设备都有特定的要求;

5、植物营养。这也是我们的技术比国内知名企业领先的地方,除了氮磷钾、螯合中微量元素外,另外添加多元维生素、多元有机酸、多元多糖、植物吸收促进剂(表面活性剂和其他叶部吸收助剂)、肥料养分在植物快速转移剂、高氮配方的硝化脲酶抑制剂等等。我们不添加任何植物生长调节剂,但肥料见效会很快,这是纯天然的养分作用。

6、染色,一般选用食品级的染料,稳定、鲜亮、易染色的染料。

技术开发的思路就是做成“植物的培养基”或者“植物的配方奶粉”。要想把水溶性肥料做好,你一定要知道没一种原料的生产工艺,纯度是多少?PH?水分是多少?有没有添加其他成分?溶解性?氯离子是多少?重金属含量是多少?

水溶性肥料是植物的“婴儿配方奶粉”,有低档的、高档的,有的牛奶还要添加DHA、EPA 的,还有添加免疫球蛋白的“金盾“奶粉。不要以为随便混一下就ok,要考虑有没有拮抗性、沉淀、结块等问题。

7、控释肥在未包衣之前,影响控释肥释放曲线主要有以下几个方面:

1、包衣材料的性能,这是决定性的因素;

2、包衣工艺及效果,这个影响膜的一致性,对控释肥的释放有关键性的影响;

3、肥料的表面圆度及硬度,这个对初始释放和微分释放都有很大影响;

4、肥料的溶解性;

5、包衣的厚度;

6、肥料的溶解后的分子大小,这个影响出膜的速度。

控释肥包衣后,放在只要能生长植物的土壤中(有饱和的水蒸汽存在),释放的影响主要取决于温度。但在实际中,肥料是放在土壤中的,土壤对肥料有一定的吸附性,控释肥的膜外存在肥料的浓度梯度,即离肥料远的地方浓度低、近的地方浓度高,而控释肥恰恰是通过浓度差扩散的,如果膜外浓度低,浓度差大,释放快;反之则慢。如果植物对肥料吸收少会导致控释肥的膜外浓度高,从而导致肥料释放会自动放慢;如果植物对肥料吸收快,会导致控释肥的膜外浓度低,从而导致肥料释放快。控释肥的智能型不仅仅它能够按设定好的释放曲线释放,更重要的是它能够根据植物的吸收快慢来自动作调节。

双层包衣是用两种不同的材料进行包衣,没有什么的,我的很多包衣也是用两种不同的材料,主要是包衣的需要或曲线的需要。

控释肥不同于缓释肥。

缓释肥是缓慢释放的肥料,比正常的肥料释放慢,包括包硫尿素(膜随机破裂式缓释);脲甲醛、IBDU等缓慢释放氮肥;硝化、脲酶抑制剂,只对氮肥有限的缓释,对磷钾没有缓释。控释肥技术已经发展了三代,第一代为溶剂型的工艺,生产过程中需要溶剂;第二代为无溶剂技术工艺,采用的是反应层包衣技术;第三代为无溶剂超薄包衣技术,包衣率为仅为3%

-4%,包衣材料完全可以降解,生产成本为500-600人民币每吨。而金正大和首创的技术为最落后第一代,成本高,设备投资大,包衣过程中需要溶剂,溶剂回收不充分,污染环境,膜采用废弃的塑料,降解差,污染环境。

加拿大加阳公司现在的可以实现4%甚至3%包衣率,成本最低为80-100美金,包衣材料采用纯天然的植物油,完全可以降解。

控释肥是采用聚合物包衣的肥料,膜上的微孔通常只有几百纳米,液态的水根本无法通过膜,只能以水分子形态进入膜内,所以除了水分子能自由进出膜内,肥料颗粒完全和外部隔绝,而养分通过膜的渗透压排除膜外。所以,养分的释放快慢只和水分子的运动速度和膜微孔的孔隙有关,当一种控释肥施入土壤后(微孔已设定),只和水分子运动速度有关,而水分子的运动速度取决于温度。而土壤的微生物、PH值等控释肥的释放没有任何影响。

普通的肥料施入土壤后,前期养分过量,植物在短期内无法完全吸收,造成大量的养分蓄积在土壤中,容易下雨流失;渗入地下;或土壤固定,所以肥料平均利用率只有35%左右,而后期又缺乏养分。控释肥实际上是把前期的不用养分节约拿到后期供应给植物,同时减少了淋失,微生物的分解和土壤固定,相当于一点一点不停地给植物喂肥。因此,肥料利用率能达到70%左右,近根使用最高能达到80%以上。

控释肥实际上是一种24小时都在释放的养分,释放快慢取决于温度,白天温度高释放快,晚上温度低释放慢,而植物也是白天温度高的时候光合作用强。

有些专家说,控释肥的养分释放曲线和植物需求吻合,这是一种理想主义的想法,很不严谨,顶多也是曲线近似。

控释肥的释放曲线有三种,一种是High release(抛物线的前一半),即前期快速释放,这种膜通常厚度较薄或材料性能差;第二种为匀速释放,即温度恒定的前提下,每天释放基本完全一样,如果温度有波动,只是差异很小,主要因为这种包衣材料膜没有膨胀性,微孔或孔隙的大小是恒定的;第三种是“S”的释放曲线,这是非常理想的曲线,通常这种肥料前期释放很慢,后期释放加快,实现S释放有两种方式,一种材料包衣很厚,而材料本身性能不强,后期膜膨胀,微孔或孔隙增大,华南农大的水溶性树脂即采用此种方式,通常成本很高,令一种是膜材料性能很强,包衣率很低且可以前期的超低释放,后期膜膨胀,微孔或孔隙增大,释放速度加快,加拿大Agrium的ESN就是此种释放曲线。

S型曲线是植物生长最喜欢的养分释放曲线,前期植物苗期时,对养分需求少,随着生长的加快,对养分的需求随之加快,因此,S型的释放曲线是非常理想的曲线。ESN的释放时间完全做到植物生长期有多长,释放时间有多长,和植物的生长基本一致。

真正的控释肥的释放不受土壤的PH值、微生物、其他盐分离子以及水分的多少的影响,只受温度的影响,温度高,水分运动速度快,控释肥释放就快。

目前,市面出现的控释肥绝大部分是假控释肥,大部分是包硫尿素以及用一部分包硫尿素掺混的BB肥,都是打着控释肥的概念去推广他们的产品。国内的包硫尿素大概就只能释放一个星期左右,因为硫磺的晶体没有经过改性,硫磺非常容易破裂,所以包硫尿素充其量只能叫一个星期的缓释尿素。我见过日本的包硫尿素,膜非常致密坚硬,释放期可以做到180天,那才叫技术。包硫尿素的膜改性一般通过两种方式进行的,一是加改性剂,提高硫磺晶体的连接强度;二是通过温度控制,将刚刚包衣后的包硫尿素瞬间降低到很低的温度,是硫磺晶体来不及排列成晶体,这和钢化玻璃的处理方式是一致的。

包硫尿素的释放是膜排列式释放,膜没有破裂,基本不释放;破裂后100%释放,所以包硫尿素是根本无法和真正的控释肥相比的,控释肥是必须用树脂包衣的,它每一分每一秒都在释放的。控释肥英文又叫resin coated fertilizer 或polymer coated fertilizer。

并不是所有的树脂包衣的肥料都是能达到控释肥的标准,目前中国已实行控释肥的行业标准,由金正大和化肥质检中心制定,并将在明后成为国家标准,这个标准基本和欧洲一致(欧洲是25摄氏度,美国是21摄氏度):

即在25摄氏度下,将肥料静置在水中(不受水分多少影响,和土壤中基本一致)符合以下条件:

1、24小时的释放率(初始释放率)小于15%(第一天不能释放太快,否则容易烧根);

2、28天的释放小于75%(控释肥必须保证至少要释放一个月);

3、在规定的释放期内必须释放80%以上(养分在膜内必须能释放出来80%,否则,浪费很大)。

控释肥可以对不同的肥料进行包衣,或者做出不同的释放曲线,然后进行掺混,即异粒变速。

比如,苹果或者冬枣,植物春节发芽的需要氮肥来生产叶片,这个时候可以就需要快速供应氮肥,所以就可以将氮肥包的比较薄一些,让氮快速释放出来,氮的供应和植物需求趋于一致;叶子展开后,植物就开花,这是需要大量的磷来保证开花,可以对磷的包衣设定前期供应少,在需要磷的时候快速释放出来;植物开花坐果后,需要大量的钾元素,这是对钾的包衣就比氮和磷要厚,这样钾就释放比氮和磷慢。这就叫做氮磷钾的养分接力,一棒传一棒。

利用释放曲线和对氮磷钾进行不同厚度的包衣(释放快慢可调),然后进行掺混,这样针对每种作物就越趋于完美。

控释肥有很多种施用方式。最简单的直接撒在土壤的表面,肥料利用率在60%-70%,在专业的花卉市场,控释肥基本是这样使用的,花卉基本是真正的控释肥,一般要卖到2-3万元每吨,如果你家养花,就撒在盆的表面上;第二种是和普通肥料一样,离根有段距离,盖土,肥料利用在70%——80%;最理想的控释肥的施肥方式是和根完全接触,只有真正的控释肥才可以,否则植物必死无疑,这种控释肥的初始释放率必须很低,最好在5%以下,肥料利用率在85%左右,一般是直接和种子一起施下去的,肥料的养分释放时间时从种子到收获,比如在日本水稻上,控释肥和稻种一起施到田中,直到收获。

问题一、硫包衣尿素是缓释肥不是控释肥,对否?

问题二、控释肥是否对N/L/K均进行包衣?

问题三、听说现在市场上的很多控释肥都是硫包衣尿素掺混L/K等,不知是否是真的?

初学,见笑。

盼答案。

teaman 2008-11-11 21:30

你是个用心人,你的三个问题都是肯定的。

1、包硫尿素是膜破裂式释放,即硫磺的膜破裂后才释放,不破裂基本不释放,膜破裂是随机的,它实际上减缓了尿素的释放速度,所以是缓释肥;而控释肥的包衣材料一般是聚合物或树脂,养分释放时膜是完整的,养分是每一分每一秒都在释放,基本的模式是每一分每一秒地给作物喂养分,作物一般长势非常健康,不会因为养分多而疯长,后期也不脱肥,S曲线的控释肥在后期养分释放还要加快,你说是不是很理想?

2、控释肥不仅能对氮磷钾(NPK)进行控释,而且可以对所有包衣的能溶于水的农药(如乙酰甲胺磷颗粒控释剂)、植物生长调节剂、微量元素等进行控释。

3、现在很多厂家打着控释肥的概念,绝大部分是用包硫尿素和磷钾或复合肥进行掺混,肥料都有好几种颜色,其中黄颜色的就是包硫尿素。因为中国的包硫尿素的释放期很短,实际上这些假控释肥可能比普通肥料的效果都差(硫磺占包硫尿素一般20%左右)。明后年控释肥的国标执行后,控释肥就不能随便写了,所以很都厂家透支控释肥的这种概念,将来对真正的控释肥推广不利。

控释肥的包衣材料分为两类。

一类是热固性树脂(Thermosetting resin )主要包括聚氨酯树脂、环氧树脂、醇酸树脂、不饱和聚酯树脂、酚醛树脂、丙烯酸树脂、尿素树脂、密胺树脂、硅树脂等。其中以醇酸树脂、聚氨脂、环氧树脂三种包衣材料最为常见。最早的控释肥就是Scotts公司的Osmocote,目前依然是全球控释肥的第一品牌。目前开发的产品中以聚氨脂材料最为常见,因为聚氨脂材料经济,生产速度快,可以做到完全降解,符合环保要求。醇酸树脂的材料价格较便宜,降解性也非常好。环氧树脂材料性能非常稳定,但包衣材料价格高,降解差。热固性树脂的包衣工艺可以是溶剂型的,大部分是无溶剂型。材料的技术发展使包衣材料基本上向无溶剂方面发展,因为无溶剂包衣技术的优势是无与伦比的,生产成本低、不污染环境、生产快速、设备投资非常低、能耗很低。无溶剂控释肥技术是控释肥的必然方向。

第二类为热塑性树脂(Thermoplastic resin),主要是聚烯烃类的,包括聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等,这些材料的包衣工艺必须是溶剂型,基本材料流化床的包衣工艺,溶剂一般是四氯乙烯、松香等。日本是热塑性包衣技术的发源地,代表的品牌为Nutricote。中国现在绝大部分控释肥技术是和日本技术基本相似,比如金正大。中国最早从事控释肥技术的是徐秋明,他上世纪80年代去日本学习,90年代回国后继续从事控释肥研究,90年代中期开发成功,使用松香做溶剂,控释肥气味非常大,应该说他是中国控释肥第一人。我没有见过这个人,听说这个人非常实在,在北京农林科学院还遭人排挤,嗨,这个社会,老实人就容易吃亏。溶剂型技术除了包衣成本高、污染环境、生产速度、降解差外,还有非常致命的缺陷就是肥料的释放非常不稳定,主要的特点是初始释放非常快(主要表面缺陷引起),后期释放又很慢造成的曲线是先快后慢,刚好和植物喜欢的S曲线相反。热塑性控释肥材料对温度不敏感,温度的升降对养分的释放影响幅度较小,主要的原因是膜孔不容易膨胀。

综合上述,无溶剂的热固性控释肥是控释肥技术的发展必然,目前,国际上最近申请的控释肥专利基本是聚氨脂材料为多。

DMPP化学名称为3.4-二甲基吡唑磷酸酯,是Basf公司专利的一种新型的硝化抑制剂。尿素施入土壤后,在脲酶的作用下转化为铵态氮,铵态氮在硝化细菌的继续转化为硝态氮。植物只能吸收铵态氮和硝态氮。硝化抑制剂实际上是一种农药,它能够选择性地抑制土壤中硝化细菌的活动,从而阻缓土壤中铵态氮转化为硝态氮的反应速度。铵态氮可被土壤胶体吸着而不易流失,但是在土壤透气条件下,铵态氮在微生物作用下可转化为硝态氮,该过程称硝化。反应的速度取决于土壤湿度和温度。低于10°C时,硝化反应速度很慢;20°C以上时,反应速度很快。除水稻等某些作物在灌水条件下能够直接吸收铵态氮外,多数作物吸收硝态氮。但硝态氮在土壤中容易流失,合理使用硝化抑制剂以控制硝化反应速度,能够减少氮素的损失,提高氮肥的利用率。

肥料中添加DMPP能够提高玉米、水稻的籽粒产量、吸氮量、氮肥利用率。其中在玉米上的试验结果表明,在150kg·hm~(-2)施氮水平下,玉米籽粒产量、吸氮量、氮肥利用率分别提高1.9-18.8%、2.2-28.4%、2.7-17.5%。在225kg·hm~(-2)施氮水平下,玉米籽粒产量、吸氮量、氮肥利用率分别提高 2.4-2.5%、5.8%、1.3%。在水稻上的试验结果表明,在

150kg·hm~(-2)施氮水平下,水稻籽粒产量、吸氮量、氮肥利用率分别提高0.5-25.8%、6.8-14.5%、3.9-9.1%。在南方高温、多雨地区,DMPP和氮肥配合施用的效果明显好于在北方地区的应用效果。随着施氮量的增加,DMPP和氮肥配合施用的效果表现出下降的趋势。因此,恩泰克是一种含DMPP的氮缓释剂的缓释肥,只是对氮肥起到缓释作用,同时,因为氮的平衡作用,对磷钾的吸收有一定的促进作用。

但缓释肥的肥料还是和真正的控释肥的肥料利用率还是有一定差距,而且,控释肥不但能能大幅提高氮肥吸收利用率(氮的吸收利用率约为70%,大大高于脲酶或硝化抑制剂),而且能够对磷钾有控释作用,提高磷钾的吸收利用率。控释肥还有一个最大的有点是,能够在植物幼苗期需肥少的时候,释放少,生长中后期需肥高峰的时候快速释放(S型的释放曲线才可以,现在中国几个大公司的废弃的塑料是先快后慢,达不到);在植物前期需氮的时候快速供氮,后期需钾的时候大量供钾,前期供应少。

控释肥的缺是肥料的一次革命,在国外逐步开始在农业上大规模应用,随着将来氮磷钾的逐步涨价,包衣越来越有必要。让我们共同关注,共同将这革命性的产品服务于社会,同时减少因肥料流失对环境的污染。

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