肥料增效剂-聚天冬氨酸研究进展.doc

肥料增效剂聚天冬氨酸研究进展石家庄开发区德赛化工有限公司 邢振平 李峰摘要：本文从机理、功效等方面，对聚天冬氨酸这一新型肥料增效剂进行了概述，重点介绍了其在化肥中的添加工艺、检测方法以及产品质量控制、新产品方面的研究进展，并呼吁建立聚天冬氨酸化肥行业标准。关键词：肥料增效剂 聚天冬氨酸 农业 研究进展 1、聚天冬氨酸在农业上的应用聚天冬氨酸是一种人工仿生合成的水溶性高分子物质，具有无毒、无公害、可完全生物降解的特性，是国际公认的“绿色化学品”，符合国家产业政策。从空间结构上讲，聚天冬氨酸是一个含有羧基和胺基活性基团的大分子物质。这个大分子，利用它的络合能力，使土壤中被固定的养分元素溶于水，随水移动到作物根部，其所携带的阳离子养分与作物根进行离子交换，而大分子量的聚天冬氨酸并不被作物吸收利用，又重新络合土壤溶液中的养分离子。如此反复，聚天冬氨酸就像一条船，将土壤中的养分离子源源不断的运到作物根部，供作物吸收利用。另外，聚天冬氨酸通过络合带正电荷的钙、镁、铁等离子，保护了磷酸根离子，从而使磷被作物自由的吸收。还有，聚天冬氨酸能明显促进作物根系生长，从而提高了作物吸收养分的能力。聚天冬氨酸作为新型肥料增效剂，可以强化作物对氮、磷、钾及中微量元素的全面吸收，从而提高肥料利用率，增加作物产量 ，改善作物品质。根据国内外的研究和应用效果显示，聚天冬氨酸作为肥料增效剂效果确实，适用于多种作物和土壤，其主要功效表现在：1.1 提高肥料利用率。与其他提高化肥利用率方法的比较，其效果如表1所示。表1 不同增效剂的效果比较方法分类利用率提高百分比 %NP2O5K2O微量聚天冬氨酸(1-2)60.35.316.720-30脲酶抑制类(3)6.79000包膜肥料(4)5.03-9.1411.22-17.528.35-11.260结果表明：（1）目前其他提高肥料利用率的方法对微量元素均无效。（2）包膜肥料比普通肥料成本提高20-700%(5)。1.2 促进生长，增加产量。国内外试验证明：不同的作物对聚天冬氨酸和化肥混合使用反映出相同的结果，即产量增加约930%，经济效益显著提高（6-11）。1.3 改善作物品质。聚天冬氨酸通过促进中微量元素的吸收，达到了作物养分的协调供应，改善了作物品质；避免了营养不良和使用激素引起的畸型果、秃尖、裂果和着色不好等情况（6、12）。1.4 促进根系生长，增强抗逆性。聚天冬氨酸不是激素，但能有效地促进作物根系的发育，使之长出更长的根和更多根毛，增加根的表面积，提高作物吸收养分的能力，增强作物的抗倒伏、抗旱、抗寒、抗病等抗逆能力(6、10、13)。1.5 绿色环保，改良土壤。首先，聚天冬氨酸本身是无毒、无污染、可降解、不含激素、不含重金属、无任何副作用的环境友好型产品(12、14)。其次，聚天冬氨酸可减少过量施肥对环境造成的不良影响，还能活化土壤中处于固定态的养分元素，既提高了肥料利用率，又改善了土壤质量。下面是施用聚天冬氨酸后，土壤理化性状的对比结果(15)如表2所示。表2 土壤理化性状改善效果对比处理有机质%全氮%速效Pmg/kg速效Kmg/kg土壤容重g/cm3物理性粘粒%一次施肥2.110.10557.65215.51.593549.465一次施肥+聚天冬氨酸2.330.11288.55270.51.53451.192、聚天冬氨酸在农业上应用的研究进展2.1 添加工艺不断完善2.1.1 聚天冬氨酸在尿素中的添加工艺在市场上流通的聚天冬氨酸商品一般是固体含量40%的水溶液，在设计添加工艺时，考虑聚天冬氨酸的加入可能导致尿素的水分含量升高，所以把添加位置定在了蒸发器之前。但在实际应用中暴露出很多问题：1、普通尿素和聚天冬氨酸尿素的过渡性产品多；2、系统遭到污染；3、从尿素成品中检测出的聚天冬氨酸只有理论含量的30%左右。图1 聚天冬氨酸在尿素中添加工艺经过多方论证和试验，最后把添加位置调整到了熔融泵之前，如图1。工艺调整后，上述问题迎刃而解：过渡性产品降到了一两袋；污染系统的问题解决了；产品各项指标也达到了质量标准要求。现在，改善后的添加工艺，已经在多家企业实现了长时间稳定运行。2.1.2 聚天冬氨酸在复合肥中的添加工艺图2 聚天冬氨酸在复合肥中添加工艺聚天冬氨酸在复合肥中的添加工艺如图2所示。工作时，粉状原料及返料由物料口加入，同时将聚天冬氨酸、蒸汽经计量装置喷洒在滚动的料层上，旋转的筒体带动物料层向上转动，在重力和惯性的作用下，使物料团聚成粒。图3 简易添加工艺2.1.3 聚天冬氨酸的简易添加工艺简易添加工艺采用普通的搅拌机（见图3）作为生产设备。将尿素、复合肥或BB肥等加入加料斗，再将聚天冬氨酸和柠檬黄的混合溶液加入，开动搅拌，提起加料斗，搅拌8分钟左右，放料，过筛，包装。以上工艺，利用搅拌机的混合作用，将聚天冬氨酸和柠檬黄涂在化肥表面，短期内柠檬黄随聚天冬氨酸渗入化肥内部，使化肥内外颜色一致。本工艺路线设备投资少，易操作，适合于小企业。2.2 规范了检测方法化肥中聚天冬氨酸的检测方法不完善，造成很多不法企业在生产聚天冬氨酸化肥时只加颜料，不加有效成分聚天冬氨酸，肆无忌惮的造假。另外，很多正规企业在起草企业标准时也遇到了检测方法不完善的问题。针对这个问题，我们与高校联合，经过半年多的努力，比较了多种检测方法，最终确定了一种简单易行的检测方法。方法研制成功后，我们第一时间就在农民报公开了研究成果，希望通过我们的呼吁保护合法企业和广大消费者的利益。2.3 产品质量不断提高2002年，以全国政协委员、中国农业大学教授杨志福为首的专家组，对德赛化工的聚天冬氨酸项目进行了鉴定，专家组一致认定：该产品填补了国内空白，质量达到了美国Donlar公司水平。为了保证整个行业的有序健康发展，提高行业的信誉，2005年德赛化工作为第一起草人和同济大学、天津化工研究设计院共同起草了聚天冬氨酸的行业标准HG/T3822-2006，本标准已与2007年3月1日正式颁布实施。2008年，集合近十年的生产经验，我们制定了中间产品的企业标准，使生产过程控制更加完善，产品质量得到了保障。2.4 应用研究不断深化2010年5月6日，金肽四合一复合肥的新产品发布及招商会在山东潍坊召开，本次大会吸引了来自全国各地的400多家经销商以及山东电视台、农资导报、中国农资等多家媒体的关注。金肽四合一复合肥是由河北省农林科学院、德赛化工与山东金宝龙化工有限公司联合研制的聚天冬氨酸的升级产品，是一种产、学、研战略合作模式的新探索。新产品的成功上市，为聚天冬氨酸的持续发展提供了动力。2007年，我们开始着手探索聚天冬氨酸与其他产品复配提高效果的可行性，并与河北省农科院达成合作意向。经过半年多的考察和研讨，初步确定了聚天冬氨酸复配的大致方向，并分别于2007、2008年以此申请了两项国家发明专利。现在产品已经进入了配方验证阶段，估计两年内可以推向市场。从结构上讲，聚天冬氨酸的肽链结构决定了它的绿色环保性能，在保持肽链的前提下，如能嫁接更加有效的官能团，必将大大提高产品的使用性能。基于以上考虑，今年初，我们与中国农业科学院达成合作意向，利用双方在合成和应用上的技术优势，共同开发新一代的绿色环保肥料增效剂。3、聚天冬氨酸化肥的发展聚天冬氨酸化肥从2005年大规模推广，经过五年的发展，市场迅速增长。其中，聚天冬氨酸尿素已经成长为普通尿素之外的第一大尿素品种，为尿素企业的差异化经营指明了一个方向。另外，因为标准不统一，检测方法不完善，造成质监部门对假聚天冬氨酸化肥无能为力。综上所述，聚天冬氨酸化肥不断提升的市场影响力以及加强质量监督的迫切性，都要求各相关生产企业、行业协会共同努力维护市场，争取国家相关政策的支持，着手聚天冬氨酸化肥行业标准的起草，为其长期健康发展打好基础。参考文献：(1) 雷全奎等。聚天门冬氨酸作为肥料增效剂的施用效果。中国农村小康科技，2006年第6期，50-52。(2) 李建刚等。“聚天门冬氨酸”后效对小麦群体及产量的影响。中国农村小康科技，2006年第2期，43、52。(3) 焦晓光，梁文举等。脲酶硝化抑制剂对土壤有效态氮、微生物量氮和小麦氮吸收的影响。应用生态学报。2004年10月 第15卷第10期 1903-1906。(4) 谢培才，马冬梅，张兴德，刘传珍。包膜缓释肥的养分释放及其增产效应。土壤肥料，2005（1），23-28。(5) 许秀成。包裹型缓释控制释放肥料。中国农村科技，2004年3期，24。(6) 山东禹城中农润田化工有限公司。绿丰源增效尿素的试验与应用推广。山东化工，2005年第34卷，48-49。(7) 李建刚等。金回报肥料增效剂在玉米生产应用上的研究。中国农村小康科技，2005年第2期，31-32。(8) 李爱芳等。金回报在白菜上的应用效果。中国农村小康科技，2005年第9期，44。(9) 马丰粟等。金回报在日光温室番茄上的应用效果 。中国农村小康科技，2005年第7期，46。(10) 李爱芳等。金回报肥料增效剂在萝卜上的应用效果。中国瓜菜，2006(5)，25-26。(11) 杨小兰等。金回报 肥料增效剂在花生上的应用效果。安徽农业科技，2005年3期，413。(12) 梅庆慧。环保型聚合物PASP在农