第十一章复混肥料近年来,世界化肥品种朝着高效化、复合化、液体化、长效化方向发展,总的发展趋势是发展高效复合肥料。
我国施用复混肥料的数量近几年来增长很快,增产增质显著。
第一节复混肥料及其发展方向一、复混肥料概述(一)、复混肥料的类型和特点1、定义:所谓复混肥料是指氮、磷、钾三种养分中,至少有两种养分标明量的肥料。
2、类型:按制造方法复混肥料又可分为复合肥料和混合肥料两大类。
复合肥料是指由化学方法制成的,含有氮、磷、钾三种养分或至少有其中两种养分标明量的肥料,如磷酸铵等。
其特点是性质稳定,但其中的氮、磷、钾等养分比例固定,难以适应不同土壤和不同作物的需要。
混合肥料是指由混合方法制成的,含有氮、磷、钾三种养分或至少有其中两种养分标明量的肥料,其优点是可按照作物的需要和土壤的供肥情况灵活配制。
混合肥料按其加工方式又可分为混成肥料与掺合肥料两种。
前者是几种单元肥料或单元肥与复合肥经加湿、造粒而成,后者则为几种肥料的机械掺混而成。
3.种类:按养分数量和功能可分为:(1)二元复合肥料:同时含氮磷钾三种养分中的两种养分的肥料。
如氮磷二元复合肥料。
(2)三元复混肥料:同时含氮磷钾三种养分的肥料。
(3)多元复混肥料:除氮磷钾三种养分外,同时还含中量元素或微量营养元素等的肥料。
(4)多功能复混肥料:除养分外,还掺有农药或生长素类物质的肥料。
4.有效养分表示法(1)分析式表示法:以N-P2O5-K2O的含量百分数表示,如:15-15-15,表示肥料中含N、P205、K20各15%的复混肥料。
又如:15—15—10—1(B)表示N、P205、K20的百分质量分数分别为15%、15%、10%,第四个数字1(B)表示含硼1%。
再如,20—10—0—2(Zn),表明这种复混肥料含N20%、P20510%、Zn2%,而不含K20。
(2)配合式表式法:用N:P2O5:K2O及总浓度的百分数表示,如:“3:1:1,45%”,转换为分析式为:27-9-9。
复合肥(学习整理)一,什么叫复合肥复合肥是指氮、磷、钾三种养分中,至少有两种养分(表明量)的仅由化学方法制成的肥料。
1,基本定义复合肥具有养分含量高、副成分少且物理性状好等优点,对于平衡施肥,提高肥料利用率,促进作物的高产稳产有着十分重要的作用。
但它也有一些缺点,比如它的养分比例总是固定的,而不同土壤、不同作物所需的营养元素种类、数量和比例是多样的。
因此,使用前最好进行测土,了解田间土壤的质地和营养状况,另外也要注意和单元肥料配合施用,才能得到更好的效果。
复合肥的优点与缺点优点1.营养元素复合肥的状分总量一般比较高,营养元素种类较多,一次施用复合肥,至少同时可供应作物两种以上的主要营养元素。
2.结构均匀例如磷酸铵不含任何无用的副成分,其阴、阳离子均为作物吸收的主要营养元素。
这种肥料养分分布比较均一,在造成颗粒后与粉状或结晶状的单元肥料相比,结构紧密,养分释放均匀,肥效稳而长。
由于副成分少,对土壤不利影响小。
3.物理性状好。
复合肥一般多制成颗粒,吸湿性小,不易结块,便于贮存和施用,特别便于机械化施肥。
4.贮运和包装由于复合肥中副成分少,有效成分含量一般比单元肥料高,所以能节省包装及贮存运输费用。
例如,每贮运1吨磷酸铵,约等于贮运过磷酸钙及硫酸铵共4吨。
缺点1.养分的比例固定,难以满足各类土壤和各种作物的需要。
注:复合肥成份主要是氮,磷,钾。
还有微量元素铜、锰、钴、铁、锌、钼、镁、硼、钙,等。
元素缺乏症状:缺氮:氮素供应不足,表现为植株生长缓慢、矮小,叶片细狭,新叶出得慢。
同时,缺氮引起叶绿素含量降低,叶面的颜色变淡,呈黄绿色,并且从下部老叶开始,逐渐向上发展;严重时,下部叶片呈黄色,甚至干枯死亡。
缺氮使作物营养体生长不良,对主要收获茎叶的作物产量和品质影响较大。
缺磷:磷素供应不足,植株内糖类积累增加,形成较多的花青素,如玉米、番茄和油菜等茎叶上,可明显地看到紫红色的条纹或斑点,甚至枯死脱落。
一、复合肥概述(一)复合肥基本概况复合肥是指氮、磷、钾三种养分中,至少有两种养分表明量的仅由化学方法制成的肥料,是复混肥料的一种。
含有任何两种元素的复合肥料称二元复合肥;同时含有三要素的肥料称为三元复合肥。
复合肥其英文名称为Compoundfertilizer,业内人士有称复合肥为复混肥或是掺混肥料。
复混肥料与掺混肥料在美国意思基本相同,但在欧洲一些国家两者含义却有差别,复合肥料在其生产过程中发生着显著的化学反应,而掺混肥料在生产过程中只是简单的机械混合。
究竟两者有着如何的联系,我们还要从其生产原料以及生产工艺上进一步分析。
(二)复合肥的生产原料以及工艺简介由复合肥料所含元素不难看出,其生产用原材料离不开氮、磷、钾肥,其中主要包括硫酸铵、硝酸铵、碳酸铵、氯化铵、尿素、硫酸钾、氯化钾、磷铵等等。
复合肥料在生产过程中一般都包含有造粒这一过程,目前我国生产工艺大致可分为:固体团粒法、料浆法和熔融法,也就是常说的氨化造粒、喷浆造粒以及高塔造粒等,其中,氨化造粒工艺是企业中比较常见也是最早在我国出现的一种复合肥生产方法,而高塔造粒工艺技术要求较高,目前在国内尚未普及,但喷浆造粒工艺在近几年的发展中在国内企业中占有的分量很大。
(国内复合肥生产工艺将在本文第二章详细介绍)(三)复合肥的分类1.因生产工艺的不同,复合肥可以分为化合复合肥和混成复合肥:其中混成复合肥是由两种和几种盐按一定比例混合而成,制成的肥料是混合物。
化成复合肥和混成复合肥在肥效上没有太大的差异,各元素之间是以化学键相结合,并具有固定组成成分的肥料,常用的几种复合肥:(1)磷酸一铵主要成分NH4H2PO4有效成分%(N-P2O5-K2O)12-60-0适合各类作物,作基肥、种肥均可。
作种肥要避免与种子接触,用量也应减少。
追肥应条施。
(2)磷酸二铵主要成分(NH4)2HPO4有效成分%(N-P2O5-K2O)21-53-0适合各类作物,作基肥、种肥均可。
复混肥料第一节复混肥料概述一、复混肥料的定义复合肥料:氮、磷、钾三养分中,至少有两种养分标明量的肥料,由化学方法制成的产品。
混合肥料:氮、磷、钾三养分中,至少有两种养分标明量的肥料,由物理混合方法制成的产品。
复混肥料:氮、磷、钾三养分中,至少有两种养分标明量的肥料,由化学方法和(或)物理加工制成的产品。
复混肥料按其施用功能可分二类:通用型(或称广谱型)和专用型复混肥料。
通用型复混肥料,适用的地域及作物的范围比较广阔,但其中某一种或两种有效养分可能富裕过剩,造成浪费;而另外的有效养分又可能不足,成为作物产量提高的限制因子。
专用型复混肥料仅适用于某一地域的某种作物,具有较强的针对性。
在某特定的土壤、作物上施用该作物专用复混肥,可使有限的资源,发挥较大的经济效益,如麦类、稻类、黍类、豆类、瓜类、菜类、果类、烟叶类等。
在类与类之间有一定的专一性,在同类之间又有一定的通用性。
将除草、抗病虫害之农药及激素,或将稀土元素、腐殖酸、生物菌,科学地添加到复混肥中,或将磁性载体于复混肥中使其磁化,让复混肥料成为具有“肥”与“除草”、“杀虫”,或“生化”,或“磁性”等功能的结合。
这类产品很受用户欢迎,社会效益提高。
复混肥料按其物理状态(剂型)可分为固体复混肥料和流体(液体)复混肥料两大类。
根据加工方法和物性的不同,固体复混肥料又可分为粒状复混肥料和粉状复混肥料,而流体复混肥料则可分为清液复混肥料和悬浮液复混肥料。
世界上使用粒状复混肥料、流体复混肥料的国家很多。
因此,对这类肥料的基础理论和应用研究,得到重视和较大发展。
固体粒状复混肥料,在中国按其氮、磷、钾总养分含量浓度分为三类:高浓度、中浓度、低浓度。
高浓度复混肥料宜于长途运输。
它主要由高浓度基础肥料(尿素、磷铵、硝酸磷肥、重钙、氯化铵、氯化钾)配制而成,缺少Ca、Mg、S等(处重钙外)中、微量元素。
长期单一使用,土壤团粒结构和肥力会遭到破坏;补施或配施Ca、Mg、S等其他肥料,又繁化施肥手续。
中、低浓度复混肥料,主要由硫铵、氯化铵、普钙、钙镁磷肥、氯化钾、硫酸钾、硝酸钾作基础肥料,辅以高浓度肥料配制而成,可以根据土壤肥力、作物需肥规律,而含有大、中及微量营养元素,能稳产、高产,简化施肥。
一般出口商品,系高浓度复混肥料;国内就地使用的,系中、低浓度复混肥料。
如1976年,日本生产使用山谷型和山峰型低浓度复混肥料有1089种牌号,总量达33.1万t,约占全部复混肥料生产产量的12%,全部用于日本国内。
随着科学技术的发展,复混肥料的生产、施用将是一个综合学科。
如:电磁物理学和肥料学结合的产物——含磁复混肥料,具有“肥”和“磁”的双重功能;生物学和肥料学结合的含生物菌复混肥料,具有“肥”和“生物菌、酶”的双重功能……必将进一步提高有效养分利用率,使种植的作物稳产、高产。
二、复混肥料的优点1.养分齐全、形态配合合理、针对性强、养分利用率高、肥效好根据种植作物需肥规律、土壤供肥性能和肥料效应,于种植该作物前计算出需要补充的氮、磷、钾和中、微量元素适宜用量比例,并生产出相应品牌的复混肥料,然后辅以科学方法施肥,能满足该种植作物生育、生长所需求的各种养分数量,达到稳产、高产的目的。
不同作物对养分形态常有一定的要求。
由于复混肥料,尤其是专用型复混肥料的组成,是作物生育、生长中缺什么营养元素就配什么营养元素,缺多少量就配入多少量,喜欢什么形态就配入什么形态,因而针对性强、养分利用率高、效果好。
2.简化施肥,适用于多种施肥方法,促进农业生产机械化三、复混肥料发展简史、现状及前景复混肥料是建立在农业施肥的要求(如:单产不断提高、作物品质不断改善、NPK的利用率不断提高),以及肥料工业本身成就(如:生产技术的进步、生产装置规模日益扩大、具有足够的各种基础肥料等)的基础上诞生并发展。
中国复混肥料的发展、现状及前景大致为:复混肥料的基础肥料研究、建厂生产;通用型复混肥料的生产;配方施肥的专用型复混肥料的发展;以及生物复混肥料的研制、推广几个阶段。
复混肥料的基础肥料研究、建厂生产阶段有两个明显特征:一是建设了NPK中单一营养养分的高、中、低浓度生产厂及微肥生产厂,如尿素、硫铵、氯化铵、普钙、钙镁磷肥、氯化钾等;二是研究并建设了NP、PK的高浓度复肥工业化生产厂,如磷酸铵、硝酸磷肥等,为复混肥料的发展奠定了理论和物质基础,孕育了复混肥料。
有了上述基础后,通用型复混肥料迅速生产。
其特征是:一是NP、NPK、NK、PK的盲目配合,无论何种土壤、无论种植什么作物,N/P2O5、N/K2O、P2O5/K2O、N/P2O5/K2O都是一成不变,施用后与空白对照比较,有一定的增长幅度,但其N、P2O5、K2O利用率不高,浪费严重;二是NP、NPK配合工业化生产,解决了混配的物化理论、生产实践的诸多问题,使通用型复混肥料既可在NP配合生产装置中实现NPK配合,又可以以基础肥料在专门生产装置(圆盘、转鼓、双轴、沸腾、塔式、挤压等造粒方式)中生产出产品。
专用型复混肥料是在肥料工业生产者注意到在农田盲目的单一使用N、P2O5、K2O肥料或按N、P2O5、K2O定比例(如N﹕P2O5﹕K2O=1﹕1﹕1,N﹕P2O5=18﹕46,N﹕P2O5=12﹕52……)地施用后,出现作物产出与施肥投入的价值比逐步下降的情况下,与农业土肥工作者合作研究发展起来的。
其特征一是认识到农作物产量、品质及效益与施肥关系必须符合19世纪德国结束的化学家李比希提出的“养分归还(补偿)学说”、“最小养分律”;必须符合欧洲的经济学家杜尔哥和安德森及米采利希提出的报酬递减率;必须符合“因子综合作用律”,使施肥技术迈进了科学大门。
二是以作物需求营养特性为主,同时考虑土壤供肥能力进行混配,混配成的某一作物专用肥,其针对性强,施用地域虽宽而有所限。
三是由于农作物繁多,种植作物的土壤、气温、雨量等差异又较大,因而混配成的统一作物专用肥的品级较多。
四是既考虑土壤供肥能力,又满足种植的农作物需肥要求;既能使种植的作物增产增收,又能不断改良、提高土壤团粒结构和肥力,养地与用地相结合。
在作物种植前施用足量的有机肥,可起到培肥养地作用。
同时测定土壤中有效养分(大、中、微量元素),按种植作物需肥特性,缺什么养分补什么养分,缺多什么形态的养分就补什么形态的养分,缺多少补多少的原则来混配成复混肥料,并借助于“磁性”、“激素”、“生物菌”……来提高肥料中N、P2O5、K2O的利用率。
这样,一个国家就需要有一大批从事测土配方施肥的专家,以及众多的分布合理的复混肥料加工厂,做到生产与使用相结合,共同服务于土壤作物。
中国称之为“农化服务”。
仅占世界耕地的7%,却要养活占世界人口22%的中国十分强调“农户服务”。
第二节复混肥料的物理化学性质一、尿素系列复混肥料生产物化基础以尿素为基础的系列复混肥料,配料时会出现一些技术困难,其中包括:(1)高的吸湿点;(2)低的软化点;(3)在加工过程中尿素的水解和过磷酸钙(或重过磷酸钙)中的五氧化二磷的退化;(4)在加工过程中生成加和物;(5)在加工过程中缩二脲的形成或增加。
实际操作中发现,只要使混合物中尿素含量不超过12%,就不存在上述问题;铵粒子的存在,无论是磷酸二铵、磷酸一铵,或是硫铵中的铵粒子,都有助于克服上述障碍;如果含有这些铵粒子的组分与普钙和尿素一起混合时,即使采用较高比例的组分普钙和尿素,也不会引起麻烦。
但必须根据配方,向造粒机中通入蒸汽或用煤气均匀燃烧,以控制水的平衡。
尿素和普钙(或重钙)中的游离水发生水解反应:(NH2)2CO+H2O=2NH3+CO2在混配料里,于不同温度、含湿量和酸度条件下,这个反应会不同程度地缓慢进行。
在物料干燥过程中,反应进行的比较快。
水解反应产生的氨与磷酸一钙或磷酸一铵进行下列反应,P2O5发生了部分“退化”,水溶性P2O5变成枸溶性P2O5。
根据和利用混和肥料盐这一特性进行配料,可以在低液相含量下进行干法造粒和烘干。
磷酸二铵(DAP)和普钙(或重钙)中游离磷酸反应:H3PO4+(NH4)2HPO4=2NH4H2PO4可以使尿素-和普钙(或重钙)-磷铵混合料pH值升高,液相量下降。
2.尿素、磷铵、氯化钾混配氯化钾会与磷酸一铵反应生成磷酸二氢钾和氯化铵:KCl+NH4H2PO4=KH2PO4+NH4Cl此反映在低温下进行缓慢,KH2PO4生成率较低;升高温度会加速此反应。
进入复混肥料体系的硫酸铵,可与氯化钾反应生成硫酸钾与氯化铵:(NH4)2SO4+2KCl=K2SO4+2NH4Cl反应生成的氯化铵可与氯化钾形成氯化铵钾固溶体(NH4、K)Cl;反应生成的硫酸钾可与硫酸铵形成硫酸铵钾固溶体(NH4、K)2SO4;反应生成的磷酸二氢钾可与磷酸一铵形成磷酸铵钾固溶体(NH4、K)H2PO4,化学反应式如下:(1-p)NH4Cl+pKCl=(NH4、K)Clp=0~1(1-q)(NH4)2SO4+qK2SO4=(NH4、K)2SO4q=0~1(1-n)NH4H2PO4+nKH2PO4=(NH4、K)H2PO4n=0~1上述的复分解反应及复盐、固溶体的生成,均是在产品中有一定水分的条件下进行。
若产品含有一定量水分,在储存过程中仍将进行上述反应,导致产品结块。
为了避免结块,在干燥过程中应将复混肥料产品的水分降低到2%以下。