新型肥料配方设计与加工

1、新型肥料配方设计与加工新型肥料配方设计与加工目 录配方设计的基本原理配方设计的基本原理12配方设计的基本流程配方设计的基本流程3配方生产中的主要技术问题配方生产中的主要技术问题4什么是配方设计？什么是配方设计？l配方设计即科学地选择和运用材料；l 具有科学性的三个关键 使成品具有实用性； 能配合现有加工设备进行良好的加工作业； 尽可能以最低成本的配料达到所需效果水平。l 设计配方需要考虑的四要素 即为配料、加工、效果和成本，使四要素获得一个平衡点，即为配方设计的关键所在。 配方设计的基本原理配方设计的基本原理（配方设计需要考虑的因素）（配方设计需要考虑的因素）一、配方设计的基本原理一、配方设计

2、的基本原理1、确定肥料中营养元素的种类和数量（1）作物种类作物种类不同，对养分的需求特点各异。水稻、小麦、玉米对氮素需求多，要求高氮比；蔬菜对K需求量大，要求高K/N比；烟草对K需求均高于N、P；不同作物对养分的形态要求也差别较大，如旱地蔬菜喜硝态氮；茶树喜铵态氮；同种作物不同的生育期，对养分需求亦不同。如番茄幼苗以氮肥为主，配施磷肥，促进叶面积扩大和花芽分化；一穗果的盛花期逐渐增加氮、钾营养；结果盛期，在增加氮、钾的同时，增加中、微量元素的供应，提高产量、改善品质。（2）土壤营养特性 配方设计要考虑土壤的综合营养特性和肥力水平，如有机质含量、有效养分含量及其平衡情况、土壤对养分的缓冲能力、土

3、壤生物和生化特性等 如东北黑土的综合肥力水平较高； 南方地区的红壤、转红壤较贫瘠，P、K总量较低，有效性亦低； 四川盆地的紫色土，K总量较高，有效利用率高（3）施肥技术）施肥技术目前施肥技术主要包括底施、根外喷施（叶面喷施）、滴灌施肥、喷灌施肥等底施：以有机肥与大量元素为主；喷施：植物通过地上部分器官吸收养分并进行代谢的过程。特点：直接供给营养，防止养分在土壤中的固定和转化；营养吸收转化比根系快，及时满足作物需要；有效补充微肥的方式，但代替不了土壤施肥滴灌：优点：提高化肥利用率。高达80%以上，而常规施肥利用率仅30-40%；节水、灌水均匀，均匀度可达80%-90%；降低了棚内湿度，减少病虫害

4、、抑制杂草，提高作物品质；减轻土壤退化和地下水污染；节省劳力配方设计要求较高，需调整原料配比、用量，避免各养分发生反应产生沉淀堵塞滴灌带；(4) 证件类型证件类型2、养分离子间的相互作用、养分离子间的相互作用分为拮抗作用和协同作用。拮抗作用发生于阳离子与阳离子之间、阴离子与阴离子之间。产生原因：在水合半径相近的一价态离子竞争载体的相同部位；影响到原生质膜的通透性（钙离子影响）；其他因素，如水稻吸收K离子会对Fe产生拮抗，因为K可增加水稻根系的氧化力，促进二价态铁的氧化，减少其有效性；NH+ K+l协同作用主要表现为阳离子与阴离子之间；如硝酸根阴离子、磷酸阴离子、硫酸根阴离子能促进阳离子的吸收。

5、阴离子被吸收后，通过代谢变成有机形态而被吸收转化形成大量有机酸，促进阳离子的吸收。3、原材料之间的配伍性、原材料之间的配伍性固体避免结块；液体避免结晶、沉淀；4、肥料生产的主要原料、肥料生产的主要原料氮肥、磷肥、钾肥、中量元素肥料、微量元素以及调理剂、增效剂。l氮肥铵态氮肥：液氨、氨水、碳铵、硫酸铵、氯化铵、一铵、二铵；特点：速效养分，直接吸收；可做基肥、追肥；碱性下挥发损失；硝态氮肥：硝酸钙、硝酸铵、硝酸钾、硝酸钠；特点：溶解好，吸湿性强；不宜用基肥、种肥，不宜水田使用，最好旱田追肥。需注意贮存，防潮、防热；酰胺态氮肥：尿素。不宜用于种肥；长效氮肥：有机合成型（脲甲醛、脲乙醛）、包膜型（硫包

6、衣尿素、多聚物包衣尿素、长效碳铵）；特点：养分缓慢释放，肥效长，利用率高，安全性好，不烧苗。新型液体肥料的主要基础氮肥新型液体肥料的主要基础氮肥 液体氮肥：压力含氮溶液与常压含氮溶液；压力含氮溶液：含游离氨和尿素的溶液、 含游离氨与硝酸铵的溶液；常压含氮溶液：尿素与硝酸铵的溶液。 氮溶液氮溶液（75-85%硝酸铵溶液与硝酸铵溶液与70%尿素尿素溶液的混合液溶液的混合液, 含氮含氮28-32%）几种氮溶液（几种氮溶液（UAN)的性质的性质N含量28%30%32%硝铵（%）40.142.244.3尿素（%）30.032.735.4水（%）29.925.120.3比重1.2831.3031.320盐

7、析温度（）-18-10-2市场上销售的氮溶液市场上销售的氮溶液l磷肥难溶性磷肥：磷矿粉、骨粉；物理状态较好，但有效吸收性较差，一般就地利用，可做载体。弱酸溶性磷肥：钙镁磷肥、脱氟磷肥等；一般土施，缓释型肥料，提供营养，改良土壤。水溶性磷肥：过磷酸钙、磷酸铵系列；新型液体肥料的基础磷肥新型液体肥料的基础磷肥 聚磷酸铵溶液 是一种低氮高磷复合液肥， 有易溶性、分散性好等优点。 液体有两种配比： 10-34-0，11-37-0 。美国每年生产约150万吨1）它可螯合湿法磷酸中的镁、铁、铝等杂质，不产生 沉淀，也不会损失有效磷。加入的微量元素可以被螯合，成为均匀一致的多元溶液肥料。2）它能与氮溶液、尿

8、素、氯化钾和水配制出近几十种NPK复合肥。3）由聚磷酸铵制成的复混肥盐析温度可达0oC以下，有些可达-18。便于寒冷地区贮藏。聚磷酸铵的优点聚磷酸铵的优点 以10-34-0为基础制成各种清液液体肥料配方（公斤/吨）-元素比例肥料品位聚磷酸铵 氮溶液 氯化钾 水-1：1：18-8-8235.5176.51294591：3：17-21-7617.525.51132441：3：33-9-9264.511145579.53：4：112-16-4470.522864.52373：1：29-3-688.5253.5975614：4：112-12-3353265.548.5453.5-悬浮液体肥料悬浮液体肥

9、料的配方（公斤的配方（公斤/吨）吨）-元素比例 品级 悬浮剂 氮溶液（32%）聚磷酸铵 氯化钾 水-1：3：3 7-21-21 11.030618 340 153：1：1 21-7-7 33632206 113 181：2：2 10-20-20 1298.5526 320 444：1：3 20-5-15 22579147 242 98-l钾肥钾肥含氯钾肥：氯化钾；优点：Cl-促进NH+、K+的吸收，适量对维持细胞渗透压、促进光合作用，调节气孔、抑制病害方面有促进作用；但在忌氯作物上要慎重使用。无氯钾肥：硫酸钾、硝酸钾、碳酸钾、钾镁肥、草木灰等l中量元素肥中量元素肥钙肥：硝酸钙、氯化钙、石灰类钙

10、肥；镁肥：硫酸镁、硝酸镁、钾镁肥等；l微量元素肥微量元素肥硼、铁、锌、锰、铜、钼l调理剂调理剂固体肥料中的防结块剂；液体肥料中的防絮凝剂；复合肥中的包裹剂；其他如保水剂等功能型l增效剂增效剂 表面活性剂表面活性剂辅剂：渗透剂、增效剂、展着剂、黏辅剂：渗透剂、增效剂、展着剂、黏着剂、抗蒸腾剂等着剂、抗蒸腾剂等 氨基酸、腐植酸、糖醇、维生素氨基酸、腐植酸、糖醇、维生素 植物生长调节剂植物生长调节剂煤炭腐植酸生化黄腐酸腐植酸棕腐酸黄腐酸黑腐酸按国标可检测出按国标不被检测出l目前，市场上多以煤炭腐植酸作为冲施肥的原料，高含量的腐植酸盐也被用于叶面肥中，而生化黄腐酸是叶面肥中的主要添加剂。腐植酸水溶肥主

11、要作用是刺激作物生长，促进根系发达，降低叶片气孔的开张度，减少水分蒸腾丧失，增加植物抗旱能力。原料原料腐植酸腐植酸煤炭腐植酸与生化黄腐酸对比煤炭腐植酸与生化黄腐酸对比 生化黄腐酸 来源：废弃秸秆、甘蔗渣接种发酵来源：废弃秸秆、甘蔗渣接种发酵特点：特点：混合物体系，含有多种酶和氨基酸、微量元混合物体系，含有多种酶和氨基酸、微量元素、维生素、糖类及核苷酸等；素、维生素、糖类及核苷酸等；对对PHPH、金属离子要求不高，配伍性好；、金属离子要求不高，配伍性好；吸湿性大，固体肥中对其他物料要求高；吸湿性大，固体肥中对其他物料要求高；南方环境下，液体肥有再次发酵的可能南方环境下，液体肥有再次发酵的可能 煤

12、炭腐植酸 来源：褐煤、风化煤化学提取来源：褐煤、风化煤化学提取特点：特点：结构、组成相对稳定；结构、组成相对稳定；在中性、碱性环境下稳定；在中性、碱性环境下稳定； 易与钙镁离子产生絮凝；易与钙镁离子产生絮凝；滴灌肥中需用高含量水溶性腐植酸；滴灌肥中需用高含量水溶性腐植酸； 原料原料糖醇糖醇l天然糖醇在植物韧皮部存在，作为硼、钙等营养元素的载体，携带矿质养分在植物韧皮部中快速运输，同时，糖醇有很好的润湿和渗透作用，经糖醇螯合后的营养元素可被作物快速吸收利用，效果优于柠檬酸、氨基酸等螯合肥料。l常用糖醇原料有：丙三醇（甘油C3醇）、木糖醇（ C5醇）、甘露醇（ C6醇）、山梨糖醇（ C6醇）等。l

13、于20世纪初，在美国开始在农业上应用并推广。原料原料海藻酸（海藻精）海藻酸（海藻精）l海藻肥的活性物质是从天然海藻中提取的，主要原料是鲜活海藻，一般是大型经济藻类，如巨藻、海囊藻、昆布等。其生产工艺有化学提取、发酵、低温物理方式提取等，一般而言，物理方法处理的海藻提取物具有较高的植物活性，含有丰富的维生素、海藻多糖和多种植物生长调节剂，如生长素、赤霉素、类细胞分裂素、多酚化合物及抗生素物质等，可刺激作物体内活性因子的产生和调节内源激素的平衡。l目前市场上海藻肥的使用有三种方法：叶面喷施、土壤施用、浸种。其中叶面施用是最有效、广谱的使用方法。可刺激根系的发育和对营养物质的吸收，显著提高作物的抗病

14、、抗盐碱、低温等抗逆能力。氨基酸原料对比氨基酸原料对比 动物源氨基酸 来源：来源：皮革、毛发、鱼粉及屠宰场下脚料特点：特点：混合物体系，含有多种酶和氨基酸、微量元混合物体系，含有多种酶和氨基酸、微量元素、维生素、糖类及核苷酸等；素、维生素、糖类及核苷酸等；对对PHPH、金属离子要求不高，配伍性好；、金属离子要求不高，配伍性好；吸湿性大，固体肥中对其他物料要求高；吸湿性大，固体肥中对其他物料要求高；南方环境下，液体肥有再次发酵的可能南方环境下，液体肥有再次发酵的可能 植物源氨基酸 来源：来源：大豆、饼粕等发酵产物以及豆制品、粉丝的下脚料特点：特点：结构、组成相对稳定；结构、组成相对稳定；在中性、

15、碱性环境下稳定；在中性、碱性环境下稳定； 易与钙镁离子产生絮凝；易与钙镁离子产生絮凝；滴灌肥中需用高含量水溶性腐植酸；滴灌肥中需用高含量水溶性腐植酸； 原料原料氨基酸氨基酸l氨基酸的来源有动植物两种。植物源氨基酸主要有大豆、饼粕等发酵产物以及豆制品、粉丝的下脚料；动物源氨基酸主要有皮革、毛发、鱼粉及屠宰场下脚料等。将原料转化为氨基酸的工艺也有所不同，最简单的是酸水解工艺，常用浓度4-6mol/L的盐酸溶液，按比例与物料水解一定时间，然后用氨或其他碱性物质中和，调节PH值后即为原液；较为复杂的是生物发酵法，常用复合菌群在一定条件下对物料进行4-6周的酵液，发酵液经提炼后，加工成含氨基酸水溶性肥料

16、。l目前我国市场销售的氨基酸肥多为豆粕、棉粕或其他含氮农副产品，经酸水解得到的复合氨基酸，主要是纯植物蛋白。此类氨基酸有很好的营养效果，但是生物活性较差；而采用生物发酵生产的氨基酸，主要是酵解和生物降解蛋白质，经发酵产生一些新的活性物质，如类似核苷酸、吲哚酸、赤霉酸、黄腐酸等，有较强的生物活性，可刺激作物生长发育、提高酶活力、增强抗病抗逆作用，对生根、促长、保花保果都有一定的作用。原料原料植物生长调节剂植物生长调节剂在新型肥料中添加增效剂植物生长调节剂时，需要注意的两点：调节剂的功效；调节剂的理化性质（颜色、味道、酸碱性、稳定性等）；世界已开发调节剂的主要机制世界已开发调节剂的主要机制l天然激

17、素或结构的直接利用：赤霉素，脱落酸，吲哚乙酸，玉米素，天然油菜素内酯，乙烯和乙烯释放剂等l天然激素模拟化合物：激动素，噻苯隆、氯吡脲等合成CTK类，吲哚类、苯氧乙酸类、萘类生长素，合成油菜素内酯等l影响激素生物合成：甲哌嗡、多效唑、调换酸钙等延缓剂（赤霉素合成抑制剂）l影响激素运输：三碘苯甲酸等l针对激素受体：1-MCP等l类似激素活性的化合物：增产胺（DCPTA）、胺鲜酯、复硝酚钠、甲壳素、诱抗蛋白等 配方设计的基本流程配方设计的基本流程 （如何设计配方）（如何设计配方）二、配方设计的基本流程二、配方设计的基本流程应用技术、作用机理、配套措施初定配方作物生产问题作物生产问题调控目标：生根？壮

18、苗？促长？增产？保品质？作物、土壤、生育期关键生理过程分析芸苔素、DCPTA等安全高效调节剂资源生产工艺、检测方法、产品标准大面积推广应用生产线建设和产业化生产田间药效和适应性试验、示范筛选评价标准：安全、高效、配伍性好按国家肥料相关法规、标准要求评价产品定型案例一案例一l规格规格：2L/壶；5L/壶l主要特点及功能主要特点及功能 1、高浓缩腐植酸液体悬浮肥，可代替复合肥追肥，发根膨果着色；2、富含氮、磷、钾及多种微量元素，预防因缺素而引起的生理性病害；3、含多种刺激作物根系生长的天然活性物质，延缓根系衰老，增加根系活力；4、提高作物的抗逆能力，降低农药在土壤中的残留，增强土壤的团粒结构。l使

19、用方法使用方法冲施：苗期每亩2公斤，其他时期每亩5公斤； 灌根：稀释300-500倍，沿作物根部浇灌，以湿润土壤20-30厘米土层为准；滴灌：每次加1.5-2公斤产品于1000公斤水中指标氮（指标氮（N） 142g/L磷（磷（P205） 71g/L钾（钾（K2O） 241g/L微量元素含量微量元素含量 7.1g/L有机质有机质110g/L生化黄腐酸生化黄腐酸85g/L配方制作流程配方制作流程初定配方作物生产问题作物生产问题调控目标：生根生育期关键生理过程分析：高钾、高氮，配合硼肥萘乙酸钠、吲哚丁酸钾等生长素调节剂促进生根、膨果肥料与调节剂可配伍、稳定性好满足腐植酸证件萘乙酸钠吲哚丁酸钾腐植酸钾

20、硼肥尿素磷酸二氢钾磷酸氢二钾(碳酸钾、氢氧化钾等）悬浮剂或稳定剂水调节剂在水溶肥中应用技术的建立调节剂在水溶肥中应用技术的建立l 目标和范围：针对生产问题l 药剂选择：结合生理效应、生测和田间药效l 施药时期l 施药剂量l 施药方法l 配套技术品种敏感性 安全性控制措施 进一步发挥潜力的技术体系环境影响一项完整配方设计的组成一项完整配方设计的组成控制目标控制目标 促进生根促进生根应用对象应用对象 广谱作物或重点作物广谱作物或重点作物适用地区和范围适用地区和范围 群体过大群体过大 使用证件和剂型使用证件和剂型 腐植酸证件，液体（悬浮肥）腐植酸证件，液体（悬浮肥）使用时期使用时期 整个生育期整个生

21、育期使用剂量使用剂量 -使用方法使用方法 冲施、滴灌、灌根冲施、滴灌、灌根影响因素影响因素 风、雨、群体大小等风、雨、群体大小等配套措施配套措施 品种选择、肥水运筹等品种选择、肥水运筹等安全性控制措施安全性控制措施 过量过量-浇水浇水,稀释缓解稀释缓解进一步发挥效果潜力进一步发挥效果潜力 与其他肥料配合使用等与其他肥料配合使用等配方设计中需要考虑配方设计中需要考虑PGR的作用特点的作用特点l 不同作物对PGR的响应差异l 不同作物生产目标和问题差异l 不同作物生长发育的激素调控差异l不同作物最适制剂和施药方式差异（1）PGR-作物响应差异作物响应差异l不同PGR 效果不同l不同作物/品种的敏感

22、性lPGR的浓度效应lPGR的时间效应lPGR的位置效应不同不同植物种类植物种类对对PGR敏感度不同：敏感度不同： PGRPGR的敏感性差异的敏感性差异细胞成熟情况对细胞成熟情况对PGR敏感度不同：敏感度不同： 幼嫩细胞幼嫩细胞衰老细胞衰老细胞PGRPGR的敏感性差异的敏感性差异幼根幼根老根老根2,4-D2,4-D的浓度效应的浓度效应浓度浓度(mg/kg)作用效果作用效果10-20防止落花落果防止落花落果100-500 抑制生长与萌抑制生长与萌发发1000-2000杀灭许多双子杀灭许多双子叶植物叶植物 (除草除草)PGR的浓度效应的浓度效应典型的剂量效应曲线典型的剂量效应曲线（生长素（生长素-

23、 -豌豆茎生长）豌豆茎生长）ABC 响应时间：响应时间：处理到发生可检测反应的时间（速效处理到发生可检测反应的时间（速效性）性） 作用期作用期( (效应期效应期) )：处理后从效应表现到消失所持处理后从效应表现到消失所持续的时间（持效性）续的时间（持效性） “反跳反跳”：PGRPGR作用消失后，植物体表现出相反作用消失后，植物体表现出相反的生长效果（一般针对延缓剂）的生长效果（一般针对延缓剂）PGR的时间效应的时间效应010-1010-810-610-410-2c/molL-1促促进进生生长长抑抑制制生生长长根根芽芽茎茎 对生长素的敏感度PGR的位置效应的位置效应最适浓度最适浓度：茎芽根茎芽根

24、 根根芽芽茎茎植物不同器官对生长素的最宜浓度植物不同器官对生长素的最宜浓度配方生产中的主要技术问题配方生产中的主要技术问题三、配方生产中的主要技术问题三、配方生产中的主要技术问题l结块l胀气l吸气l沉淀l结晶、分层1、结块问题、结块问题l机理：晶粒吸湿、表面溶解、蒸发、再结晶；l主要原因： 物料配伍、加工车间湿度过大、温度过高、堆放压力过大、放置时间过长；l解决办法：控制原材料水分、科学配伍、使用防结块剂。 结块结块易吸潮的原料易吸潮的原料l四水硝酸钙l尿素l七水硫酸镁l硝酸铵l六水硝酸镁l螯合态钙、镁、微量元素等l氨基酸l黄腐植酸硫酸镁硫酸镁2、胀气的主要原因、胀气的主要原因含有机物料的发酵分解，产生二氧化碳（与温度有关）尿素水解（与PH、溶液饱和度有关）包装瓶中加有碳酸钙填料含少量碳酸盐的硼砂铵盐（与碱性物质混合）物料间发生化学反应 3、吸气的主要原因、吸气的主要原因灌装时液体温度高，冷却后瓶内就会因热胀冷缩和液上汽的液化而造成负压。当负压超过瓶壁强度时，就会导致塑料瓶壁内陷、变形。 存在朝气压变低的化学或生化反应：物料或杂质与瓶中残存的氧气发生反应或耗氧发酵，进而产生负压而变形。胀气和吸气的解决办法胀气和吸气的解决办法选择合理的原料搭配适宜的溶液pH值采用透气瓶或耐压瓶选择不含碳酸钙的瓶采用透气垫片（针对清液型）采用特殊