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国内外微生物肥料研究进展及展望微生物肥料是指利用各种有效微生物或微生物组合制成的一类新型肥料，其主要成分为各种细菌、真菌、放线菌和藻类等微生物，是一种生物肥料。
近年来，微生物肥料在生产中的应用越来越广泛，成为一种新型、安全、高效、环保的农业生产方式。
本文将对国内外微生物肥料研究进展进行概述，并展望未来微生物肥料的发展趋势。
国内微生物肥料的研究起步较晚，但近年来取得了一定的进展。
目前已经研发出多种藻类和微生物菌剂，包括植物生长促进菌剂、生物氮肥、生物磷肥和微生物有机肥等。
在微生物肥料的研究中，主要集中在以下几个方面。
（一）菌剂的筛选和培养微生物肥料的菌剂可以通过自然采集和人工筛选两种方式获得。
其中自然采集是在野外进行采集，人工筛选是通过室内实验筛选出最适合的肥料菌。
研究人员利用不同的培养基，筛选出了多种有益菌剂，如利用局部土壤中的菌株搭配传统肥料，可大幅度提高果树生长和产量。
（二）微生物肥料的配方和应用微生物肥料是由多种微生物组成的，合理的配方和应用可以使肥效更加显著。
研究人员在微生物肥料中应用了多种益生菌，这可以促进作物的生长和增加产量。
此外，针对不同作物的需求，也对配方进行了调整和改良。
微生物肥料在农业生产中的应用量越来越大。
在水稻栽培中，研究人员利用微生物肥料进行施肥，可以增加水稻的生长速度，提高稻谷的产量。
在果树栽培中，微生物肥料也可以大幅度提高果树的产量和品质。
此外，微生物有机肥还可以提高土壤肥力，并防止土壤侵蚀和地下水污染。
国外研究人员在微生物菌剂的筛选和培养方面经验丰富。
在真菌领域，人们一直致力于研究黑曲霉、黄杆菌等微生物菌剂，在保障作物生产方面发挥了重要的作用。
此外，黄质菌等一些植物生长促进菌也在国外得到了广泛的关注。
国外的微生物肥料应用技术很成熟，对菌剂的应用方法、施肥时间和剂量等进行了深入研究。
在动态管理及多元化水平措施的组合应用下，微生物肥料对提高产量和改善作物品质的效果更为明显。
未来肥料的发展趋势未来肥料的发展趋势可以从以下几个方面展开讨论：1. 绿色和可持续发展：未来肥料的发展趋势将更加注重环境友好和可持续发展。
传统肥料生产和使用过程中产生的环境污染和资源浪费问题日益凸显，因此绿色和可持续的肥料将成为未来的发展方向。
例如，有机肥料和生物肥料是可替代化学肥料的绿色选择，其利用废弃物和微生物转化有机质提供植物所需养分，能够有效减少化学肥料对土壤和水源的污染。
2. 个性化和精准施肥：随着农业技术的进步和智能农业的兴起，未来肥料的发展趋势将更加注重个性化和精准施肥。
利用先进的传感器技术和数据分析算法，农民可以实时监测土壤养分和作物需求，通过精确配比肥料种类和用量来满足植物的需求。
这不仅可以最大化农作物的产量和品质，还可以减少肥料的浪费和对环境的负面影响。
3. 微生物和生物技术的应用：未来肥料的发展趋势将越来越依赖于微生物和生物技术的应用。
微生物在土壤中发挥着重要的作用，可以以生物肥料的形式添加到土壤中，提供植物生长所需的有机物和养分。
此外，通过研究和利用有益生物，可以开发出针对不同农作物和土壤条件的特殊肥料，提高农作物的营养吸收效率和生长质量。
4. 肥料与其他农业技术的融合：未来肥料的发展将与其他农业技术的融合越来越紧密。
例如，肥料可以与灌溉系统、农业机械和智能控制系统等相结合，实现自动化施肥和管理，提高生产效率和质量。
此外，肥料还可以与植物遗传改良技术相结合，开发出更适应不同环境和气候条件下的特殊肥料，提高作物的抗病虫害和适应性。
5. 开发和利用新类型肥料：未来肥料的发展还将涉及到新类型肥料的开发和利用。
例如，有机-无机复合肥料、缓释肥料和微生物活性肥料等都是新型肥料的代表。
这些新型肥料可以满足不同作物和土壤需求，提高养分利用效率，降低环境压力。
此外，还有一些利用废弃物利用和循环利用技术开发的新型肥料，如厨余垃圾转化的肥料和动物粪便转化的有机肥料等，可以减少废弃物的处理成本和环境污染。
我国肥料的使用现状及新型肥料的发展我国作为农业大国，肥料在农业生产中扮演着重要的角色。
肥料的合理使用对于提高农作物的产量和质量具有重要意义。
我国肥料的使用现状存在一些问题，并且新型肥料的发展也面临一些挑战。
目前，我国肥料的使用量较大，但绝大部分还是传统的化学合成肥料，如尿素、磷酸二铵等。
这些肥料的主要成分是氮、磷、钾，虽然能够提供作物所需的营养，但也存在一些问题。
这些肥料在土壤中易于溶解，并且在使用过程中容易流失，导致养分的浪费和环境污染。
长期使用这些肥料会造成土壤的固氮状况下降，土壤质量下降，耕地退化加剧。
化学合成肥料的生产过程也对环境产生了一定的负面影响。
为了解决这些问题，我国加大了对新型肥料的研发和推广力度。
新型肥料主要包括有机肥、微生物肥料和生物有机肥料。
有机肥是以动植物的残体和粪尿等为原料制成的一种肥料，它含有丰富的有机质，可以改善土壤结构，提高土壤保水保肥能力。
微生物肥料是指将特定的微生物菌株应用于农业生产中，促进作物生长和养分吸收的一种肥料。
生物有机肥料是由植物秸秆、禽畜粪便等有机物质经过微生物处理后制成的一种肥料，它是有机肥和微生物肥料的综合体。
新型肥料的发展在我国取得了一些成果。
有机肥的生产和使用已经得到了一定的推广，尤其是在一些农产品有机生产区域。
微生物肥料也在一些地方得到了应用，取得了一定的效果。
生物有机肥料也在一些地方开始试点推广。
这些新型肥料的使用不仅能够提高土壤质量，减少肥料的流失，还能够降低污染物的排放，对于可持续农业发展有着积极的意义。
新型肥料的发展也面临一些挑战。
新型肥料的生产技术相对复杂，成本较高，与传统肥料相比，价格较高，使得部分农民难以接受。
新型肥料的推广仍存在一定的难度，因为农民对于传统肥料的使用习惯较为坚持，需要时间和教育的推广。
新型肥料的研发还存在一些技术难题，如菌株筛选、配方开发等方面的问题需要解决。
虽然我国肥料的使用现状存在一些问题，但在新型肥料的发展方面，我国已经取得了一些成果。
以生物技术为基础的新型高效肥料的发展生物技术是当今世界上非常热门的一个领域，是现代科技发展的重要标志。
生物技术在许多领域都起着重要的作用，其中之一就是农业。
随着农业的发展，肥料作为农业发展的重要组成部分，也在不断推陈出新。
本文将讨论以生物技术为基础的新型高效肥料的发展。
肥料是促进农作物生长的重要组成部分之一。
早期的肥料主要以化学肥料为主，但是化学肥料存在许多问题，如对环境产生污染、对作物生长产生不良的影响等。
这些问题在近几年得到了广泛的关注，因此越来越多的人开始关注以生物技术为基础的新型高效肥料的发展。
以生物技术为基础的新型高效肥料是指利用微生物、植物或其他生物材料制作的肥料。
这种肥料相比传统的化学肥料更加生态环保，对环境的影响更小，而且能够提高农作物的产量以及质量。
微生物肥料是以微生物为原料制作的肥料。
微生物在肥料中起到了分解有机物质、提高土壤微生物活性、提供植物养分等重要作用，因此可以提高农作物的产量与品质。
微生物肥料主要包括两种，一种是单菌菌剂型微生物肥料，另一种是复合型微生物肥料。
单菌菌剂型微生物肥料是单独使用一种菌剂来制作肥料的，而复合型微生物肥料则是将多种菌剂配合制作的肥料。
复合型微生物肥料的作用更广，能够改善土壤质量，减少土壤中有害微生物的数量，使农作物更加健康。
植物源肥料是利用植物原料制作的肥料。
植物源肥料分为两种：一种是从植物的叶子、茎、根等部位中提取的植物提取物，另一种是将植物通过发酵过程转化为肥料。
植物提取物肥料含有较多的有机物质，可增加土壤的肥力与生命力，从而提高农作物产量。
而经过发酵的植物源肥料则能够提供更多的营养物质，如氮、磷、钾等，从而提高农作物的生长速度与产量。
除了微生物肥料与植物源肥料外，还有一种以虫卵为主要原材料的新型肥料。
虫卵肥料是由蚕、蜜蜂、蚯蚓等虫卵作为原料制作的一种肥料。
这种肥料含有对植物生长有帮助的微生物及其他物质，能够提高土壤质量，促进农作物的健康生长。
我国肥料的使用现状及新型肥料的发展肥料是现代农业生产中不可或缺的重要因素之一。
它能够为农作物提供养分，增加产量，改善土壤质量，对农业生产起到至关重要的作用。
我国作为世界上最大的农业国家之一，肥料的使用情况一直备受关注。
在传统肥料使用的新型肥料的发展也正逐渐成为行业趋势。
一、我国肥料使用现状我国是全球最大的化肥消费国，以其巨大的农业生产规模和粮食需求而言，对化肥的需求量一直居高不下。
根据国家统计局数据，我国化肥生产总量一直维持在两千万吨以上，是全球最大的化肥生产国。
我国对进口化肥的需求也在不断增长。
在肥料使用方面，传统的氮肥、磷肥、钾肥一直占据主导地位，这也导致了土壤养分失衡、环境污染等问题。
二、我国传统肥料使用的问题1. 土地肥力不平衡：长期大量使用氮肥、磷肥和钾肥，导致土壤中其他微量元素的缺乏，使得土地养分不平衡。
2. 环境污染：传统肥料使用过程中产生大量化学排放，对土地、水体和大气环境造成不良影响。
3. 肥料利用率低：传统肥料对植物的养分供给并不是十分有效，有相当一部分养分随着水分流失或者挥发而浪费掉了。
三、新型肥料的发展在面对传统肥料使用问题的我国肥料行业也积极探索新型肥料的研发与推广，希望通过新型肥料的应用来解决土壤养分失衡、环境污染等问题。
1. 控释肥料：这是一种可以缓慢释放养分的肥料，可以延长养分的供给期，减少养分的流失和挥发，提高养分利用率，降低对环境的污染。
2. 生物有机肥料：这是一种由动植物废弃物或有机物经过微生物降解而成的肥料，它既能提供农作物所需养分，又能改善土壤结构，提高土壤养分的持久性。
3. 微生物肥料：这是一种以微生物为主要活性成分的肥料，通过增强土壤微生物活性，提高养分循环利用效率，增加土壤肥力，降低化肥使用量。
四、新型肥料的优势1. 提高养分利用率：新型肥料能够提高养分的利用率，减少养分的流失和挥发，降低化肥使用量。
2. 优化土壤环境：新型肥料能够改善土壤结构，提高土壤养分的持久性，降低土地肥力失衡的风险。
我国肥料的使用现状及新型肥料的发展1. 引言1.1 我国肥料使用现状我国是农业大国，肥料在农业生产中具有不可替代的作用。
随着经济的快速发展和城市化进程的加快，我国农业面临着土地资源紧张、化肥农药过量施用等问题，肥料使用现状也呈现出一些特点。
我国肥料使用总量庞大。
据统计，我国每年农业使用的化肥总量在全球排名前列，尤其是氮肥和磷肥的使用量较大，但同时也存在滥用肥料、过度依赖化肥等问题。
我国肥料使用结构不合理。
传统的化肥为主的肥料使用结构，导致了土壤酸化、养分流失等问题，不利于土壤长期肥力的保持。
我国对于新型肥料的研发和推广还存在着一定障碍。
虽然我国在有机肥料、微生物肥料等方面取得了一些进展，但整体上新型肥料的推广应用还不够广泛，农民对于新型肥料的接受度有待提高。
我国肥料使用现状尚需进一步改善，加大对新型肥料的研究和推广力度，实现农业生产的可持续发展。
1.2 新型肥料的重要性新型肥料的重要性在我国农业生产中起着关键作用。
随着农业现代化进程的加快，传统肥料已经不能满足农作物生长的需求，因此需要引进和研发新型肥料。
新型肥料具有养分利用率高、环境友好、作用持久等优点，能够更好地满足不同作物在不同生长阶段的需要。
新型肥料还可以加速土壤改良，提高土壤肥力，从而提高作物产量和品质。
在农业生产中，合理利用新型肥料还可以减少化肥使用量，降低农业生产对环境的影响，促进可持续发展。
发展新型肥料是我国农业生产转型升级的必然选择，也是实现绿色农业、高效农业的关键举措。
在今后的发展中，我国需要加大对新型肥料的研究力度，不断创新和推广新型肥料，以促进我国农业的可持续发展和现代化水平的提升。
2. 正文2.1 有机肥料的发展有机肥料是一种以动植物残余物、农作物秸秆、厨余废弃物等为原料，经过堆肥或发酵等处理而制成的一种肥料。
近年来，随着人们对于健康、环保意识的提升，有机肥料在我国的农业生产中得到了越来越广泛的应用。
有机肥料的发展主要面临着原料供应不足、加工技术不够成熟、产品质量不稳定等问题。
2022年我国新型肥料行业发展现状及发展前景分析我国是农业大国，农业生产中种植业的进展自然离不开肥料的浇灌，近几年，肥料行业的进展取得了很大的进步。
化肥历来是农作物增产的重要因素，对我国粮食增产的贡献率高达40%。
然而，长期以来化肥施用不合理，给耕地质量带来了一系列的问题，化肥实际利用率不足30%，土壤污染问题严峻，污染事故频发，全国耕种土地面积的10%以上已受重金属污染，其中华南部分城市约有一半耕地患病镉、砷、汞等有毒重金属和石油类有机物污染。
伴随着这些问题的消失，新型肥料应运而生。
政策利好新型肥料行业“目前，肥料行业正处在转型的关键时期。
新型肥料应当具有利于提高肥料的料率，利于作物生长并提高产量。
同时应当对环境污染尽量小，生长出的作物对人体健康无负面影响等要求。
”周长益在介绍肥料行业进展状况中提到，第一，我国已经成为名副其实的肥料生产和消费大国。
现在化肥总量，氮肥、磷肥产能产量及消费量已经居世界首位，实现自给且有余并能出口。
钾肥的生产是世界第四，自给率大幅提高。
其次，基础肥料生产的集中度明显提高，新建的化肥装置基本实现了向资源地转移。
第三，化肥装置的大型化水平显著提升。
大型化肥生产装备的设计、制造、安装，大多实现自主化且达到国际先进水平。
第四，原料结构调整取得了乐观进展。
磷肥中低品位实现技术进步，增加了磷复肥的原料供应；钾肥中低品位及固体钾矿和难溶性得到了较快进展，节能环保综合利用取得了成效；氮肥行业综合能耗比“十一五”末有所下降，目前综合利用量已经占到了年产生量的30%。
据发布的新型肥料行业是市场调查分析报告数据显示，2000年以来，以水溶性肥料、微生物肥料等为代表的新型肥料产业蓬勃进展。
截至目前，全国各种类型的新型肥料的年产量已经达到3500万吨，每年推广应用面积近9亿亩，促进粮食增产200亿公斤，为全国粮食增产做出了巨大贡献。
在此基础上，受政策利好，新型肥料行业的进展前景非常被业内看好。
新型肥料是指加入新材料，采用新技术﹑新工艺、新设备，改变原有品种或剂型而创制的肥料。
新型肥料的创制和应用符合国家对化肥行业整合改造、节能减排的产业政策措施。
创新生产缓控释肥料、生物肥料、有机复合肥料、功能性肥料等新型肥料，实现农业可持续发展，顺应了全球性的低碳经济需要，已成为肥料企业生产技术创新热点和制高点。
农资质量直接关系农业增产、农民增收、农村稳定，也关系到农产品的安全。
肥料创新是解决我国肥料问题的根本出路。
在我国，随着化肥用量的不断增加，在农产品追求产量与质量并重，以及环境友好的多重目标要求下，新型肥料的创制就显得更为重要。
以下是近期其中的一些创制品种。
1活化磷肥华南农业大学资环学院新肥料资源研究中心研制成功一种新型活化磷肥。
活化磷肥通过加入活化剂加工而成，这种活化剂已经在磷、氮、钾、镁、硅等大量中量元素肥中取得了突破。
仅针对磷矿就已研制成功了6种有机类和无机类活化剂，不仅能突破中低品位的磷矿不好利用的产业难题，而且能彻底解决普通磷矿生产中高能耗、高酸耗的技术难题。
活化磷肥的生产可直接利用现有技术难以采用的低品位磷矿（最低为18%全磷（P 2O 5））。
目前，低品位磷矿价格普遍比高品位磷矿低130~200元／t ，仅此一项就使高效活化磷肥生产成本大大降低。
活化磷肥生产所需的活化剂都是从味精厂、糖厂、酒精厂等工农业废弃物中筛选加工而来，成本极其低廉。
以磷肥生产为例，目前高效磷肥的活化剂成本仅为50元／t ，完全可以满足生产的需要。
活化技术突破了国内外的经典技术框架，在常温、常压的温度条件下即可生产活化磷肥，与目前国内外通用的强酸、高温煅烧等激烈反应条件的生产环境有很大差别。
在活化剂作用下，原料矿石和肥料成品在低温条件下经简单搅拌混合就能完成活化过程，实现对中低品位磷矿的肥效利用，节省了磷肥制造的供酸成本和设备防腐成本。
活化磷肥具有按需供给、按需释放的动态平衡施肥功能，在降低生产成本的同时肥效不低于普通的高品位磷矿制造的传统肥料，同时其生产过程节能、无酸，减少对环境污染而提高利用率，实现了缩减碳和污染物排放，节能减排的目的。
新型肥料的开发进展及应用前景[摘要]：本文简要介绍了近期国内最新研制的生物酶活化磷肥、硝基腐植酸生态肥、多肽尿素、双酶尿素、水溶性肥料等5种新型肥料的开发进展及应用前景。
[关键词]：肥料进展前景我国农业已进入高产、优质，高效、生态、安全阶段，促进农民增收，农业增效已成为农业发展的主旋律。
各种新型肥料正在迅速发展，正曰益得到市场认可。
从肥料品种到产业格局的角度，发展新型肥料将成为行业发展的大趋势。
在化肥产业调整大力发展新型肥料的机遇之下，新型肥料有望突破资源和市场的双重制约。
产业必将进入一个加速发展的新时期。
以下介绍国内近期生物酶活化磷肥、硝基腐植酸生态肥、多肽尿素、双酶尿素，水溶性肥料等一些最新研制品种的开发及应用情况。
1.生物酶活化磷肥生物酶活化剂是在生物酶解磷菌的基础上，加入了促进磷分解的活性有机物而制取的高效活化剂，生物酶活化剂与磷矿粉均勻混合后，即可生产生物酶活化磷肥，成为一种新型的低碳环保肥料产品。
生物酶活化技术的研制成功顺应了全球性的低碳经济发展的需求，突破了国内外的经典技术框架，在常温常压的温度条件下即可生产活化磷肥，这与目前国内外通用的强酸、高温煅烧等激烈反应条件有很大区别。
与钙镁磷肥、磷矿粉，过磷酸钙、磷铵相比，生物酶活化磷肥水溶性磷动态释放特性非常明显，靠需求拉动释放，从而大大提高磷的利用率。
是一种长效缓释的肥料。
这种活化态肥料不仅在生产环节具有节碳低能效果，而且在使用环节也有节碳环保效果。
2.硝基腐植酸生态肥21世纪是绿色革命时代，开发及生产绿色生态肥料至关重要，近年来，经过众多的科研机构和腐植酸生产企业的共同努力，利用腐植酸类肥料改良土壤、提高化肥肥效已取得了很大的进展。
腐植酸在农业上的科学合理应用及腐植酸产品开发与生产，是我国发展有机一无机复混肥料切实可行的途径。
实践表明，腐植酸生产的复合肥在提高化肥利用率，改良土壤，增加作物的抗逆性能和改善农产品质方面的作用逐步受到人们重视，腐植酸绿色生态肥以实现农作物目标产量的同时追求肥料投入的最经济为目的，彻底改变传统肥料配伍观念、施肥应用模式，被称为是第三代化肥。
我国肥料的使用现状及新型肥料的发展【摘要】我国肥料在农业生产中起到至关重要的作用，然而传统肥料的过度使用已经导致了环境污染和土壤贫化等问题。
新型肥料的研发与推广变得尤为重要。
本文首先分析了我国目前肥料的使用现状，然后探讨了我国新型肥料的研发现状及种类与特点。
接着介绍了新型肥料在农业生产中的应用情况和未来发展前景。
结论部分指出了我国肥料产业的发展现状以及新型肥料的应用前景和市场前景。
通过本文的深入探讨，可以更全面地了解我国肥料产业的现状和未来发展方向，为农业生产提供更为可持续的发展路径。
【关键词】1. 引言1.1 我国肥料使用现状我国作为世界上最大的农业大国，肥料的使用量一直处于较高水平。
根据统计数据显示，我国肥料使用量已经连续多年位居世界前列，达到数千万吨。
肥料的使用对我国农业生产起到了重要的支撑作用，可以有效提高农作物的产量和质量，改善土壤肥力，促进农业产业的发展。
我国肥料使用也存在一些问题。
一是肥料过度使用的情况比较普遍，导致农作物吸收不良，影响土壤质量，甚至造成环境污染。
二是肥料种类单一，品质参差不齐，导致使用效果不佳。
三是肥料的利用率较低，浪费严重，对资源造成了不必要的浪费。
为了解决这些问题，我国正在积极推动新型肥料的研发和推广，以提高肥料利用率，减少对环境的影响，改善农产品质量。
新型肥料的应用将成为我国农业发展的重要战略方向，也是实现农业绿色发展的重要途径。
1.2 新型肥料的重要性新型肥料能够提高农作物产量和品质。
通过科学配方和研究，新型肥料能够满足不同作物不同生长期的养分需求，从而提高农作物的产量和品质，使农产品更加具有市场竞争力。
新型肥料的使用能够减少对环境的污染。
传统肥料使用过程中常常会产生大量的化学污染物，造成土壤退化和环境污染。
而新型肥料的绿色、环保特点能够降低对环境的破坏，为可持续发展提供更好的条件。
新型肥料的重要性在于其能够推动农业生产的现代化和可持续发展，提高农产品产量和质量，减少对环境的影响，为我国农业产业升级和农民增收提供更好的支持和保障。
专题报道新型肥料技术进展潘振玉 蔡孝载(上海化工研究院,国家化工生产力促进中心化肥分中心,上海200062)摘 要 对几种重要的新型肥料,如缓释/控释肥料、硝酸钾和硝酸钾系复混肥、有机-无机复混肥和生物复合肥料等的国内外技术进展进行了较为详细的评述。
关键词 缓释/控释肥料,硝酸钾系复混肥料,有机-无机复混肥料,生物复合肥料中图分类号 T Q 44;S 14 文献标识码 A 文章编号 1000-6613(2003)08-0781-09农业是国民经济的基础,是无法取代的第一产业。
现代农业是以高投入、高产出、高效率可持续发展为特征,而与此密切相关的化肥工业更是现代农业生产和发展的极其重要的物质基础。
到2030年,预测中国人口将达16亿,需要提供7 5亿吨粮食。
但是,中国生产粮食的耕地不随人口增长而同比增加,其总量仅20亿亩,按复种指数156%计,实际播种面积约30亿亩。
由于人口基数大,目前人均耕地仅为1 5亩(为美国的1/6),占世界人均水平的40%左右,且每年还以500万~700万亩的速度递减,届时人均耕地更少。
而且耕地品质不断下降,中低产田占到耕地面积的70%,耕地后备资源短缺,城乡用地粗放。
故而,迫切需要提高耕地的单位面积产量,坚持农作物高产、稳产才能满足国计民生之需。
农作物增产的一个重要且为人类较易控制调节的因子就是养分,即与施用肥料的数量、质量、品种和方法密切相关联。
按目前我国化肥现状,化肥产量基本已达到农业发展需要。
从1949~2000年,化肥施用量从不足10kt/a 年增加到40M t/a 以上,粮食年产量从1 10M t/a 增加到500M t/a 。
粮食绝不能依赖进口或受他人控制,这是国家安全稳定的大事。
目前我国自产的化肥已占施用量的90%左右,2002年化肥产量达到3 666Mt (折纯),比2001年增长12%[1],其中,氮肥和高浓度尿素已基本满足农业需求,磷肥自给率也达到80%左右,高浓度复肥近几年的发展已占磷肥总量的45%。
这些均是国家重视化肥工业的发展(累计投入了7000多亿元)以及行业职工近50年努力的结果,使我国成为世界化肥大国。
在肥料、种子和水等粮食增产三大可控制要素中,化肥的作用率已达30%~40%,目前在农业生产总成本中化肥投资约占25%,农民每年用于购买化肥的支出达1400亿元以上,化肥在农业生产中的作用是举足轻重的。
但是化肥对粮食增长率的作用不断下降,即化肥利用率在我国尚处较低水准。
以氮肥为例,当季利用率仅30%~35%(发达国家可达50%~60%)。
据统计,1952~1996年,单质肥料增加的粮食量从16 3kg 下降到2 4kg,农用氮素损失最大为30%~50%,价值每年达400亿元,还带来环境污染等影响,这是化肥行业面临的主要问题,提高化肥利用率是重要目标。
面对中国农业结构调整与世界农业接轨、提高竞争力和经济运行质量以及增强综合国力的新形势下,对化肥工业也必然会提出新的挑战和机遇。
作者认为当前加强组织和投入,积极采用新技术、新工艺、新装备加速研究和生产适合多种土质、作物的化肥产品进入市场,不单一扩大生产追求数量,还应结合科学施肥,充分提高化肥利用率,减轻污染,满足高效农业和绿色无公害农业的要求,是面临的十分迫切和重要的任务。
化肥的研发有其特殊性,系统性强、专业面广、周期性长,根据作者多年的科研实践和体会,针对化肥品种和相关技术领域作一论述。
1 缓释/控释肥料研究开发缓释/控释肥料是减少养分损失、提高化肥(主要是氮肥)利用率的重要途径之一。
世界上缓释/控释肥料的开发和生产已有40年的历史,由于生产成本和销售成本较高,一直没有形成大规模的生产。
1999年世界缓释/控释肥料的产量约为700kt(实物),约占世界无机矿质肥料消费总量的0 15%[2]。
近年来在国际市场其年增长率为4 5%~5%。
其中以美国和日本发展较快,西欧次收稿日期 2003-07-03。
第一作者简介 潘振玉(1941 ),男,教授级高级工程师,长期从事化工工艺、化肥工业技术开发和科研管理工作。
电话021-********。
781 2003年第22卷第8期化 工 进 展CHEM I CAL IN DU ST R Y AN D EN GI NEER ING PROGR ESS之。
西欧和美国主要用于非农业市场,如高尔夫球场、园艺、温室、草坪和苗圃等,日本由于得到政府补贴政策和专用侧施插秧技术的配合,主要用于农业市场,70%用于水稻种植(可使氮素利用率提高到61%~82%),20%用于蔬菜。
缓释肥料与控释肥料之间很难严格区分,但是国际上对此作了一些规定和说明。
美国植物养分稽查协会(AAPFCO)在其正式术语和定义中,认为这两种名称可以通用[3,4],曾于1997年公布,按习惯一般将对土壤环境比较敏感、不易控制的、能为微生物分解的含氮化合物(如脲醛类)称为缓释肥料,而将那些养分释放速率能与作物需肥规律相匹配的肥料(如包裹或胶囊包裹肥料)称为控释肥料,即缓释肥料的高级形式。
国际肥料协会(IFA)出版的 农业生产中的控释与稳定肥料 一书中称,在肥料生产中将硝化抑制剂或脲酶抑制剂加入生产过程,其成品称为稳定肥料,同时具有另外两方面作用: 减少硝化作用,促进植物对磷素吸收; 提高氮素利用率[3]。
根据生产工艺和加工过程的不同,缓释控释肥料可以分为物理型(微胶囊技术和肥料均匀地溶解或分解在聚合物中的整体法)、化学型(养分和聚合物形成一种新型组合物)、物理化学型(整体法及表面化学型处理办法形成包膜结构)。
1 1 包膜肥料(Coated Fertilizer)提高化肥利用率首先是氮肥利用率,重点是尿素。
但是目前市场上各类能提高利用率的产品,其氮素的释放速率和数量仍然处于自然控制状态,作物来不及吸收,影响利用率的提高,因而包膜型缓释肥的开发引人关注。
包膜肥料是那些具有可溶性肥料核心颗粒包覆以不溶性的物质作为涂层的产品。
这类肥料的开发有两大内容:一是涂布材料、配方研究,二是相应加工装备研制。
包膜的目的是控制水渗入可溶性核心的速率,同时也限制溶解肥料从颗粒内部向外扩散的速率。
最常用的包膜材料为硫磺和聚合物,这是近年来控释肥料工艺中发展最快的领域。
1 1 1 包硫肥料(涂硫肥料)[5,7,8]由于硫磺成本相应较低,并可作为营养元素,故被首选为包膜材料。
最重要的品种为包硫尿素,在20世纪70年代已由美国T VA国家肥料发展中心开发成功。
该工艺依次采用熔融硫磺、石蜡密封剂和粉状调理剂3种包膜材料对颗粒尿素进行涂布。
在包硫前,先要将尿素进行预热,以便使硫磺具有较好的黏附性。
试验证明尿素和硫磺的质量是优质产品的关键。
硫磺有两种晶型,而结晶结构随时间(陈化)而改变。
在包硫尿素制成时,大部分硫以单斜晶系硫,少量以无定形硫的形态存在,但是随着时间的延长,单斜晶硫会转化为密度稍高的斜方晶系硫。
该密度变化会引起硫包膜的收缩,从而造成裂隙和微孔,硫磺的涂布和产品的冷却是影响这种缺陷的主要条件。
采用蜡状密封剂可有效地密封硫包膜的裂隙和微孔,其添加量约占总重的2%。
在石蜡中可加入少量煤焦油(约占总重的0 25%)作为杀菌剂,以防止土壤中的细菌对石蜡的侵蚀。
为了减少黏性包蜡物质在储运中产生问题,可在流化床冷却器中先进行冷却,然后再以硅藻土调理剂(约占总重的2%)进行包裹,以防止在储运中发生结块。
一种典型的包硫尿素配方(质量分数)为尿素77 5%~79 5%(氮为35 5%~36 6%);硫为16%~18%;密封剂(石蜡-煤焦油或聚乙烯蜡-重油)2 0%~2 1%;调理剂(硅藻土)2 3%~ 2 5%。
包硫尿素尚有CIL、UBC等的喷动床涂硫和凝结覆盖工艺等技术和装备。
使用涂硫尿素可使氮素利用率较普通尿素提高一倍,尤其适用于生长期较长的作物,同时可补充土壤中硫的不足。
我国南部和东部地区高温多雨,硫易流失,特别是浙江、江西和福建等地的丘陵、红壤地区和某些含硫量较低的南方地区,因此,根据各地的具体情况合理施用包硫尿素将会取得良好效果。
除包硫尿素外,还有包硫复合肥和包硫钾肥等产品。
目前世界上已有一些公司进行包硫肥料的生产和销售,如美国的Lesco公司、Scotts公司、Pursell公司,加拿大的Nu-Gro公司和日本繁荣三井东压肥料公司等。
中国至今尚无包硫肥料的生产。
1 12 聚合物包膜肥料[3~5,9~11]就产品的持久性和养分的利用率而言,聚合物包膜肥料可代表最高的技术水平。
聚合物包膜可以是半透膜,也可以是具有微孔的不透膜。
生产聚合物包膜肥料的主要问题是选择包膜材料和所采用的包膜工艺。
包膜的透水率可以通过改变包膜材料组成和厚度加以控制。
20世纪80年代末,出于对环境和资源的考虑,北美、西欧和日本等国加强了对包膜控释肥料的开发力度,大量专利配方和技术不断涌现。
他们782化 工 进 展 2003年第22卷使用的包膜材料主要是聚烯烃类、热固性树脂和热塑性树脂等有机化合物,或其混合物和共聚物。
聚烯烃类包膜材料常用的品种有低密度聚乙烯、聚丙烯以及乙烯和CO共聚体等。
由于其涂层薄而均匀、韧性强度较好,适合于机械化施肥。
为了抑制溶解速率,常以石蜡等密封微孔和裂缝,确保养分的控制释放。
乙烯-乙酸乙烯共聚体(EVA)也有良好的溶解抑制性。
在树脂溶液中添加无机质滑石粉可改善溶解度和温度的关系,有利于生化反应和酶活性的作用。
其他包膜材料还有聚乙烯醇、聚砜类、聚脂类、丙烯酸树脂和脲醛树脂等。
世界各国所用的聚合物包膜肥料工艺各异,将有代表性的生产公司的配方和生产工艺介绍如下。
(1)荷兰西勒公司(Sierra Europe B.V) 包膜材料为环戊二烯和丙三醇脂(亚麻子油)共聚物。
该共聚物是一种溶液(150~200 馏分),在间歇式包膜筒中对可溶性肥料核心进行多层包膜,在相继喷涂溶液期间,可同时进行干燥(脱除溶剂)和溶剂回收。
包膜量可在肥料总量的10%~20%之间变动,取决于产品养分释放模式。
工业产品通常由几种不同包膜量的掺合物组成,可选用尿素、硫酸钾或硝基NPK复合肥料作为包膜基体。
西勒公司在美国加利佛尼亚和南卡罗莱纳以及荷兰的Herleen等地都建有生产装置。
该公司销售的产品有以下几个系列:Osmocote R系列是将粒化NPK肥料进行包膜的产品。
产品释放期取决于温度,为5~16个月,如果包膜微粒NPK所得产品,其释放期为2~3个月。
Sierra R系列产品含有中量和微量元素。
Sierra R 是Osmocote R与非包膜养分的掺合物,对作物具有速效,产品中还含有铁。
H igh-N R为Osmocote R与包膜粒化尿素的掺合物。
(2)美国珀塞尔公司(Pursell Technologies Inc.) 该公司采用反应层包膜(RLC)新工艺生产控释肥料。
