新型肥料的開發(fā)進(jìn)展及應(yīng)用前景

1、新型肥料的開發(fā)進(jìn)展及應(yīng)用前景摘要:當(dāng)前開展低碳經(jīng)濟(jì)和有機(jī)、生態(tài)、高效農(nóng)業(yè),采用低碳技術(shù)消費(fèi)和應(yīng)用新型肥料,是肥料業(yè)界的一場(chǎng)革命和科技創(chuàng)新,也是我國(guó)開展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的必然選擇和國(guó)際農(nóng)業(yè)高科枝競(jìng)爭(zhēng)的重要領(lǐng)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(chǎng)空間。近年來(lái)國(guó)內(nèi)相關(guān)企業(yè)在新型肥料的研制方面已獲得了重大技術(shù)進(jìn)展。本文簡(jiǎn)要介紹了近期國(guó)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(jìn)展及應(yīng)用前景。我國(guó)農(nóng)業(yè)已進(jìn)入高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì),高效、生態(tài)、平安階段,促進(jìn)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(guó)政府支持新型肥料的研究是

2、極為必要的,是促進(jìn)肥料品種多元化、進(jìn)步施肥效益、確保糧食平安的重要手段,對(duì)于我國(guó)農(nóng)業(yè)的集約、清潔,平安消費(fèi)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(shì)與農(nóng)業(yè)開展趨勢(shì)親密相關(guān),隨著人口的增長(zhǎng),人類對(duì)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(fèi)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(shù)、新工藝,新設(shè)備,改變?cè)衅贩N或劑型而創(chuàng)制的進(jìn)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(jìn)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(fèi)的液體肥料、氣體肥料、膏狀肥料等。此外是新型材料的應(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、復(fù)合化、功能化、易用化和高效化。當(dāng)前金融危機(jī)余波未平,市場(chǎng)需求乏力,化肥行業(yè)處于尿素持續(xù)低迷,磷復(fù)肥大面積虧損的困境中,產(chǎn)能過(guò)剩形勢(shì)嚴(yán)峻,產(chǎn)業(yè)調(diào)整刻不容緩。專家指出。從本質(zhì)上說(shuō),目前的化肥產(chǎn)能過(guò)剩其實(shí)就是根底肥料的過(guò)剩,而隨著我國(guó)農(nóng)業(yè)程度的不斷開展,更需要走一條復(fù)合化、專業(yè)化、精細(xì)化的肥料開展道路,根底肥料總量應(yīng)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(chǎng)認(rèn)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(shì)。在化肥產(chǎn)業(yè)調(diào)整大力開展新型肥料的機(jī)遇之下,新型肥料有望打破資源和市場(chǎng)的雙重制約。產(chǎn)業(yè)必將進(jìn)入一個(gè)加速開展的新時(shí)期。以下介紹國(guó)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(yīng)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(jìn)磷分解的活性有機(jī)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(fèi)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(fèi)磷肥,可節(jié)酸降耗,與普通磷肥消費(fèi)相比,其消費(fèi)工藝無(wú)磷礦粉與硫酸的混合、化成過(guò)程,無(wú)需專用設(shè)備,只

5、需普通的混合設(shè)備,整個(gè)消費(fèi)過(guò)程可在一個(gè)密閉的攪拌混合設(shè)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(duì)設(shè)備沒有腐蝕。不僅降低了消費(fèi)本錢。簡(jiǎn)化了消費(fèi)過(guò)程,而且還能充分開發(fā)我國(guó)難以利用的中低品位磷礦,大大擴(kuò)大我國(guó)的有效磷資源庫(kù)。這種生物酶活化劑還可以用于現(xiàn)有磷銨、過(guò)磷酸鈣,鈣鎂磷肥等各種磷肥的消費(fèi)。使其利用率大幅度進(jìn)步,一般可節(jié)肥20%,高者達(dá)30%,而肥效不減。與過(guò)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(fèi)本錢大大降低。磷活化技術(shù)具有突出的減碳效果,不僅可以降低磷肥消費(fèi)中的能耗物耗,還可以大幅度進(jìn)步磷的利用率。生物酶活化技術(shù)的研制成功順應(yīng)了全球性的低碳經(jīng)濟(jì)開展的需求,打破

6、了國(guó)內(nèi)外的經(jīng)典技術(shù)框架,在常溫常壓的溫度條件下即可消費(fèi)活化磷肥,這與目前國(guó)內(nèi)外通用的強(qiáng)酸、高溫煅燒等劇烈反響條件有很大區(qū)別?；罨追实南M(fèi)過(guò)程既可免除強(qiáng)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(duì)過(guò)高的水溶性進(jìn)展緩釋處理,因此可以減少對(duì)環(huán)境污染而進(jìn)步肥料利用率。與鈣鎂磷肥、磷礦粉,過(guò)磷酸鈣、磷銨相比,生物酶活化磷肥水溶性磷動(dòng)態(tài)釋放特性非常明顯,靠需求拉動(dòng)釋放,從而大大進(jìn)步磷的利用率。是一種長(zhǎng)效緩釋的肥料。這種活化態(tài)肥料不僅在消費(fèi)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(fèi)的生物酶活化磷肥與普通磷肥相比,其優(yōu)勢(shì)非常明顯,通過(guò)添加生物酶來(lái)進(jìn)步肥料的

7、利用率,減少了對(duì)環(huán)境造成的污染。同時(shí)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(dòng),在植物生長(zhǎng)期內(nèi)維持磷的供求平衡,從而進(jìn)步其利用率,也防止普通磷肥施用過(guò)多的游離酸而造成農(nóng)田板結(jié)。近年來(lái),受到人們重視,腐植酸綠色生態(tài)肥以實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物目的產(chǎn)量的同時(shí)追求肥料投入的最經(jīng)濟(jì)為目的,徹底改變傳統(tǒng)肥料配伍觀念、施肥應(yīng)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(tuán),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(jìn)步。利用泥炭、褐煤

8、,風(fēng)化煤等含有腐植酸的低級(jí)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(xué)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(jì))205l/g,可增強(qiáng)作物體內(nèi)過(guò)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(jìn)土壤構(gòu)造、增強(qiáng)抗逆特性、改善果本質(zhì)量等特性。硝基腐植酸的消費(fèi)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(shí)左右,離心別離后過(guò)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(wú)機(jī)鹽,可用于提取黃腐酸或制造液體肥料,由于硝酸來(lái)源較少和價(jià)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(guò)0.5。美國(guó)和日本采用消費(fèi)硝酸過(guò)程中產(chǎn)生的含有hn3蒸汽、n2、n,n24氣處理低級(jí)別煤來(lái)消費(fèi)硝基腐植酸、既能降低消費(fèi)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(wú)疑是不可無(wú)視的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。除采用堿液吸收,分子篩吸附及催化復(fù)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(zhēng)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(jī)一無(wú)機(jī)復(fù)混肥的原料,硝基腐植酸對(duì)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(fèi)的硝基腐植酸銨復(fù)合肥,是一種有機(jī)和無(wú)機(jī)混合的多功能復(fù)合肥料,既有有機(jī)肥料的長(zhǎng)效性,又兼有無(wú)機(jī)化肥的速效性,還有改進(jìn)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(jì),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(jī)物外,還按作物生長(zhǎng)需要配進(jìn)氮、磷、鉀、微量元素,能提供農(nóng)作物生長(zhǎng)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(zhǎng)刺激素,既能進(jìn)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(jìn)步農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益和社會(huì)效益

11、,在增產(chǎn)節(jié)肥、增收節(jié)支上,一般增產(chǎn)率達(dá)15%20%,最高可達(dá)30%以上。除可用作化肥增效劑,消費(fèi)多功能高效復(fù)合肥料外,硝基腐植酸還具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域,可用于土壤改進(jìn)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(jí)別煤消費(fèi)硝基腐植酸及綠色生態(tài)復(fù)合肥。是變廢為寶的高效利用處徑,符合國(guó)家節(jié)能減排、綠色環(huán)保、礦肥結(jié)合的方針和產(chǎn)業(yè)政策,對(duì)于我國(guó)現(xiàn)行化肥企業(yè)的產(chǎn)品構(gòu)造調(diào)整,深化有機(jī)農(nóng)業(yè)、開展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)具有深遠(yuǎn)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(wú)公害農(nóng)業(yè)消費(fèi),綠色環(huán)保產(chǎn)品和循環(huán)經(jīng)濟(jì)開展的需要。3多肽尿素肽是一種有機(jī)兩性化合物,由氨基酸脫水而成,含有羧基和氨

12、基,由三個(gè)或三個(gè)以上氨基酸分子脫水而成的肽為多肽。多肽的相對(duì)分子量在10003000之間,是涉及生物體內(nèi)各種細(xì)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(qiáng)的生物活性,酶是生物發(fā)育成長(zhǎng)不可缺少的催化劑,因?yàn)樯矬w進(jìn)展新陳代謝的所有化學(xué)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(jìn)植物生長(zhǎng)發(fā)育。酶鮮明地表達(dá)了生物的識(shí)別、催化,調(diào)節(jié)等功能,可激化化肥,促進(jìn)化肥分子活潑。多肽尿素是一種淡黃色,無(wú)嗅,粒狀結(jié)晶體。其制取是在尿素形成過(guò)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(fèi)工藝,與普通尿素消費(fèi)工藝比擬,無(wú)新增廢水、廢氣、廢渣排放,符合環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)要求,符合國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策。作為無(wú)毒、無(wú)害、無(wú)殘留屬環(huán)境友好型產(chǎn)品,多肽尿素真正實(shí)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(jìn)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(shí),也為節(jié)約國(guó)家資源,實(shí)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(chǎng)介入此領(lǐng)域研究,經(jīng)科研人員多年努力,開發(fā)出超過(guò)美國(guó)的同類產(chǎn)品仿生多肽,申請(qǐng)了國(guó)家創(chuàng)造專利和商標(biāo),并在全國(guó)29個(gè)省作了大量田間試驗(yàn)。2022年,山東禹城中農(nóng)潤(rùn)田化工與北京中農(nóng)瑞利源高科技開展、天,且可以進(jìn)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(jià)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(jìn)步),進(jìn)步肥效20%左右,改進(jìn)上壤、改善作物品質(zhì)、綠色環(huán)保、使用廣泛等特點(diǎn)。4雙酶尿素雙酶尿素是通過(guò)對(duì)原有尿素消費(fèi)裝置工藝和設(shè)備的改造,在普通尿素消費(fèi)過(guò)程中添加了多肽金屬蛋白酶、生物輔酶、雙歧因子等營(yíng)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(zhǎng)新陳代謝的過(guò)程中,在酶的催化參與下,主酶和輔酶二元協(xié)同互補(bǔ),相輔相成,同時(shí)存在時(shí)才能起更好的作用,假如二者單獨(dú)存在時(shí)均無(wú)催化作用。作物可以自我合成內(nèi)源雙酶,當(dāng)外源雙酶的王酶和輔酶同時(shí)補(bǔ)充或替代時(shí),作物便可以更有效加快新陳代謝,而多肽尿素只補(bǔ)充外源主酶仍靠植物的內(nèi)源輔酶起作用。當(dāng)作為外源的尿素中同時(shí)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(huì)節(jié)省自我合成雙酶所需要的時(shí)間和能量,這樣不僅能加快作物的生長(zhǎng)和成熟過(guò)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(jìn)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(shí)現(xiàn)