我国新型肥料研究现状与展望.ppt

我国新型肥料研究现状与展望 1研究背景2新型肥料研究现状3新型肥料研发尚存的问题及其发展趋势4新型肥料的研发案例 ResearchStatusandProspectofChina sNewFertilizer 1研究背景 1 1加快推进农业科技创新持续增强农产品供给保障能力 中共中央国务院2012一号文件 快推进前沿技术研究 在农业生物技术 新材料技术 先进制造技术 精准农业技术等方面取得一批自主创新成果 抢占现代农业科技制高点 着力突破农业技术瓶颈 在节本降耗良种培育新型肥药等方面取得一批重大实用技术成果 1研究背景 1 2我国社会经济发展对生态农业更迫切需求 十二五 发展规划要建立资源节约型 环境友好型社会 经济发展模式的转变 节约资源 减少污染 十一五 期间的减排指标规定SO2 COD 十二五 期间的新增指标规定NOx NH3 N 1研究背景 新世纪以来我国粮食生产获得巨大成就 粮食连续七年获得大丰收 总产量不断创新高 2010年全国粮食播种面积109872khm2 比上年扩大886khm2 增长0 8 2010年全国粮食总产量为54641万吨 比上年增加1559万吨 增产2 9 人均粮食达400kg 用世界9 的耕地 6 的可更新水资源养活并养好了世界20 的人口 但现代农业表现出了高投入 高产出和高污染的特征 农业污染已成为我国第一污染源 1研究背景 1 3农业可持续发展受到环境和资源的严重约束1 3 1种植业非点源污染呈恶化趋势 化肥 农药大量使用导致了农业面源污染严重3亿亩农田重金属污染 70 的农田土壤被酸化 55 的农田存在着土壤酸化 10 的耕地有农残和重金属离子 Cd Pb Hg As 污染 营养元素富集的复合污染 化肥实质上已成为土壤复合污染的隐形源 对粮食及食品安全带来严重威胁 1研究背景 种植业秸秆年产量7 1亿吨左右 65 的秸秆未被综合利用 产生了大量的NOx和COD污染物 我国种植业源TN流失量159 78万t TP流失量10 87万t 分别占农业源的59 1 和38 2 其中N流失量最大 成为水体N负荷的主要 贡献者 1研究背景 1 3 2养殖业点源污染上升至非点源污染2010年我国规模化养殖已经达到了54 产禽畜粪便约30亿吨 其生产量是全国工业固体废弃物的2 4倍 COD负荷高达1 1亿吨 超过工业和生活废水的COD之和 粪便中TN约1597万吨 TP越363万吨 肥料价值超过我国化肥的年生产量 据统计 养殖垃圾80 未得到有效治理 对空气 CH4和NOx 水 COD和N P 和土壤 重金属和细菌 造成了严重污染 1研究背景 农业源中畜禽养殖业排放化学需氧量1268 26万t TN102 48万t TP16 04万t 分别占我国污染物总排放量的41 9 21 7 37 9 占农业源排放量的95 8 37 9 56 3 据估计 2020年集约化养殖将达80 养殖垃圾达41亿吨 1研究背景 我国农业污染表现在 集约化蔬菜 果园种植区和规模养殖导致的水体富营养化问题 区域之间污染差别较大 污染物总类 来源 强度有上升趋势 1研究背景 1 3 3农业污染源带来诸多的环境问题据中国科学院南京土壤研究所的研究调查结果 每年我国有123 5万吨氮通过地表水径流到江河湖泊 49 4万吨进入地下水 299万吨进入大气 长江 黄河和珠江每年输出的溶解态无机氮达到97 5万吨 其中90 来自农业 而氮肥占了50 据对长江流域调查 来自 农业面源污染 的程度是工业排放的5 6倍 1研究背景 1 3 4化肥需求总量不断攀升致使P K资源和环境不堪重负我国2030年化肥需求量6800万吨 比目前每年再增加2650万吨 需增加投资约1500亿 每年多耗费外汇15亿美元 农民需增加1000亿元购肥开支 2030年要使耕地施肥680Kg hm2是很难达到的 也是土壤 环境难以承受的 1研究背景 要更新观念 打破传统 力争在未来20年 我国肥料产业实施质量替代数量发展战略 化肥供应量力争控制在5000万吨以内 通过研制新型肥料 在不增加或少量增加化肥用量的前提下 通过提高效率 保证我国粮食及农产品的数量和质量安全 持续增强其供给保障能力 1研究背景 1 4农业非点源污染防控进展1 4 1提高N P K利用率 我国化肥利用率仅35 发达国家已达50 左右 为追求农作物产量 我国化肥超量使用 更加剧了环境污染 减少化肥环境损失 淋溶 硝化与反硝化 和肥料养分供给与作物吸收需求一致 从 源头 控制农业面源污染 将成为环境和农业科学研究的新热点 1研究背景 1 4 2基于秸秆资源化利用的生物质产业正在兴起秸秆富含纤维素 半纤维素 木质素 粗蛋白 热值量极高 折合标煤为3 5亿吨 1 作肥料 经堆肥作有机肥基料 NPK含量低 2 作饲料 经糖化发酵 代替饲料粮3 作能源 直接焚烧 火力发电 经物化处理 分解成CH4和C2H5OH作气液体材料4 作材料 建材 合成板 吸附材料5 作化学原料 乳酸 乙醇 酸 糠醛 碳黑 1研究背景 1 4 3养殖垃圾资源化处理 养殖垃圾经干湿分离 废液作沼气燃料 固废还田作有机肥 NPK养分含量低 有害微生物和细菌污染土壤严重 运输成本高 农作物季节性生产难以有效消纳 奶牛和家禽养殖粪便作猪鱼饲料 养殖垃圾与作物秸秆经堆肥处理 生产商品有机肥是将来资源化利用发展的一个方向 1研究背景 1 5 高效有机肥 将成为现代生态农业的关键链节点1 5 1当下农业生态系统物质循环链节缩短 导致生态系统失衡和环境污染严重 秸秆 65 未被利用 种植 生产者 化肥 养殖 消费者 土壤复合污染严重 化肥养分65 流失于环境 垃圾80 排于环境 1研究背景 1 5 2以高效有机肥为 链节点 构建现代生态农业产业链实现物质 能量科学有序流动 提高物质循环利用率 延长农业产业链 增强农业生态系统稳定性 使社会 环境 经济三效益最大化 种植 生产者 秸秆 生物质产业 饲料 高效有机肥 消解者 垃圾 养殖 消费者 1研究背景 1 6四川农业可持续发展更需要研发新型肥料 四川是一个人多地少 耕地资源匮乏的农业大省 人均耕地面积只有0 67亩 耕地资源质量较低 中产田占70 6 低产田占17 4 高产田仅占12 左右 农耕地土壤肥力持续降低 50 耕地少氮 58 耕地缺磷 73 耕地缺钾 77 耕地缺锌和钼 99 耕地缺硼 土壤酸化 板结现象日趋严重 水土流失严重 四川水土流失面积近20万Km2 其中旱坡耕地流失量占30 以上 自然灾害尤其干旱的频率增大 对农业增产增收带来了严重威胁 1 7新型肥料的研发是当前国际农业高科技竞争的重要制高点针对普通化学肥料利用率低 使用过程中容易出现大量流失而污染环境等问题 世界普通化肥用量出现负增长 但是新型缓控释肥料消费每年以高于5 的速度增长 近20年来 日 美等国聚合物包膜控制释放肥料的消费量年平均增长速度为常规肥料的10倍以上 因而世界各国都把新型肥料的研发作为国际农业高技术领域竞争的重要制高点 1研究背景 面对社会经济发展 环境污染控制 农业生态系统平衡协调等种种需求 世界各国纷纷研发各种新型肥料 以支持经济 社会和环境的可持续发展 缓 控释肥料生物肥料有机肥料功能性肥料 2我国新型肥料的研究现状 2 1缓 控释肥料包膜型缓 控释肥料合成型微溶态缓释肥料化学抑制型缓效肥料基质复合与胶粘型缓释控释肥料目前 包膜型缓 控释肥料和基质复合与胶粘型缓释控释肥料发展较快 关键是包膜材料的研制突破 2我国新型肥料的研究现状 2 2生物肥料根瘤菌肥料依然是最重要的品种 最近20多年里发展较快 研究领域不断拓宽 溶磷 解钾等微生物肥料新产品不断问世 PGPR的促生防病研究成为近10年研究热点 新型秸秆腐熟菌剂 土壤与环境污染修复菌剂等的研发也发展很快 2我国新型肥料的研究现状 2 1缓 控释肥料缓 控释肥 指通过各种调控机制使其养分最初缓慢释放 延长作物对其有效养分吸收利用的有效期 使其养分按照设定的缓释率和释放期缓慢或控制释放的肥料 其突出特点是其释放率和释放期与作物生长规律有机结合 从而使肥料养分有效利用率大大提高 2我国新型肥料的研究现状 2 3有机肥料国外在有机肥发酵工艺 技术和设备上已日趋完善 基本上达到了规模化和产业化水平 我国有机肥提供养分量的比例由1949年的99 9 下降到1980年的49 0 直到目前的30 研究的重点 一是秸秆直接还田技术 二是工厂化处理畜禽粪便生产商品化有机无机复合肥技术 目前 我国部分复混肥厂家开始生产有机复肥 原料主要是草炭和风化煤类 真正实行的工厂化处理秸秆畜禽粪便废弃物生产商品化有机肥的厂家还较少 生产规模小 效率低 污染较严重 我国商品化有机肥生产技术还处于起步阶段 发酵技术 除臭技术 关键设备等还有待完善 2 4多功能肥料具有改善水分利用率的肥料 改善土壤结构的肥料 适应优良品种特性的肥料 改善作物抗倒伏性的肥料 具有防治杂草的肥料 以及具有抗病虫害功能的肥料等 有关功能性肥料的研究与开发 国内外做的工作还不多 我国华南农业大学等率先开展了保水型控释肥的研究 其它方面的功能肥料研究 只有零星报道 离产业化要求相差还甚远 2我国新型肥料的研究现状 3新型肥料研究尚存的问题与发展趋势 3 1缓 控释肥料研究尚存的问题与发展趋势存在的问题 1 养分单一 2 功能单一 3 控释材料单一 4 价格昂贵发展的趋势 1 结合经济 环境来研发合适的控释材料与合成工艺 2 养分多元化 NPK 微量元素 有机 微生物 3 多功能化 保水 控释 解磷钾 降农残等 3新型肥料研究尚存的问题与发展趋势 3 2微生物肥料研究尚存的问题与发展趋势存在的问题 1 质量和产量不稳定 2 基础研究落后于生产实践 3 研究大多集中于促进植物生长的细菌 而对真菌研究较少 4 菌种退化严重 发展的趋势 1 加强微生物肥料的应用基础研究 2 加强促作物生长与防病结合的多功能生物肥料的研究 3 构建多功能组合菌群肥料 4 加强生物肥料质量和产量的稳定性研究 3 3有机肥料研究尚存的问题与发展趋势存在的问题 1 有机组分主要来自于泥炭 风化煤等 工厂化处理秸秆和禽畜粪便废弃物的商品化有机肥厂家较少 规模小 污染大 2 发酵技术 除臭技术 生产技术 关键设备等还落后于发达国家 3 有机肥料功能单一 成本高 发展的趋势 1 商品化有机肥的生产与畜禽养殖废弃物处理相结合 2 快速发酵与除臭技术成为发展商品有机肥的技术关键 3 肥料制作的关键技术在于肥料剂型 即有机 无机与功能生物菌群配伍 3新型肥料研究尚存的问题与发展趋势 3 4功能性肥料研究尚存的问题与发展趋势存在的问题 1 保水功能肥料中保水剂的耐盐 化肥 性与吸水倍率的协调较差 2 改良土壤 除草 抗逆 抗病虫害等功能性肥料研发不足 3 多功能组合肥料尚属空白 发展的趋势 1 研制促进作物根系向纵深发展的肥料 2 保水性肥料 抗倒伏功能的肥料 3 土壤生态修复和土壤污染消减与阻控的环保功能性肥料 4 具有协同养分循环和平衡功能的环境友好肥料 3新型肥料研究尚存的问题与发展趋势 4 1多功能有机肥料的设计 新型肥料既要克服化肥的缺点 又要满足农业生态系统平衡稳定性的要求 并持续提高其生产能力 显然需要多组分 多功能的肥料才能满足农业生态系统平衡稳定性的要求 然而 19世纪40年代以后 化肥的发明和生产以来 农业开始依赖于农业人工生态系统逐渐远离了自然系统的物质循环 使一个个链环脱节 而对深埋于地壳中含P K矿物进行大量采掘和大气中的N元素进行人工固氮 而忽视了人 畜 禽排泄物的资源化利用 使农业生态系统的物质循环处于难以维持平衡的状态 由此需要有协调功能的新型肥料来调节养分循环和平衡 进而持续提高土壤肥力 这就是本项目研究的关键科学问题 4有机生物缓释肥制备案例 本项目从提高农作物生态系统平衡的新视角出发 提出 控释放与促吸收 的肥料设计新理念 把 控释放 作为提高养分利用率的前提 促吸收 作为提高养分利用率的根本 二者是相辅相存的一个整体 赋予肥料 养分供给者 和 养分转化协调者 的双重功能 基于这一设计理念 本项目将无机 有机 微生物等多组分复合一体化 使其具有保水 缓释 解磷钾和促吸收的多功能一体化的复合肥 4 1多功能有机肥料的设计 4有机生物缓释肥制备案例 4 1多功能有机肥料的设计 设计的原则持续提高土壤肥力的原则其中调节作物生态系统养分循环与平衡是核心减少养分浪费原则克服化肥自身的缺陷 克服人为使用不当的缺点 肥料养分的释放与作物吸收养分的波动需求尽可能的趋于一致提高作物对养分吸收原则土壤的持水保水能力 其次是土壤微生物的活力 再次是提高作物的光合作用效能养分平衡原则依据土壤肥力水平和作物对养分的需求 决定肥料养分的数量和形态 4有机生物缓释肥制备案例 设计依据功能设计 保水 缓释 解磷钾和促吸收保水功能 多孔的有机质 改性淀粉粘结剂 高分子吸水材料缓释功能 多孔的有机质 能包裹NPK养分的高分子成膜材料 螯合微量营养组分解磷钾功能 溶磷解钾功能微生物促吸收功能 土壤良好的持水保水能力和较高的有机质含量 微生物的活性 促进根系发达和促进光合效能提高的催化剂组分设计有机组分 NPK组分 生物组分 功能组分养分用量设计依据土壤养分的水平和作物需要进行肥料养分的分配 4 1多功能有机肥料的设计 4有机生物缓释肥制备案例 多功能有机复合肥的配方设计将无机 化肥纯养分12 20 有机 蚯蚓粪和腐殖酸有机质22 30 生物 蚓粪中高含量的微生物 酶和添加的溶磷解钾菌群1 2 1 5亿个 g 添加剂 以蚓粪中的腐植酸与Cu2 Zn2 等螯合 用量0 04 0 08 等作为生物有机复合肥的基本组分 以含稀土的改性淀粉作无机 有机和生物组分的胶结剂 用量1 2 1 6 造粒 并用谷糠纤维素改性高分子吸水剂作颗粒肥包膜材料 用量2 6 使肥料具有保水 缓释 解磷钾和促吸收等功能 实现了多组分复合化和多功能一体化新工艺 4 1多功能有机肥料的设计 4有机生物缓释肥制备案例 1 蚓粪制备 畜 禽粪便和稻草 蚯蚓饲料 蚓体 蚓粪 精蚓粪 包装储存 生物发酵 粉碎筛分 低温烘干 水份小于15 4 2 1蚓粪的制备 4 2多功能有机复合肥的制备 蚯蚓养殖 4有机生物缓释肥制备案例 4 2 2谷糠接枝高分子保水剂的合成土壤作为作物根系生长发育的环境 它不仅要供给作物生长过程所需要的营养物质 而且还要供应作物正常生理机能所必需的水分和空气 植物吸收土壤中的水分来维持正常的生命活动 通过溶液中的离子交换作用来吸收养分 而近年来气候异常 干旱频频发生 因此增加肥料的保水抗旱功能 保持土壤中良好的持水保水状态是十分必要的 据专家预测保水剂有可能成为继化肥 农药 薄膜之后的第四大农业化学投入品 但保水剂研究中存在的主要问题 多功能化的问题吸水倍率高与生物难降解并行的问题吸水倍率高与价格高并行的问题 4有机生物缓释肥制备案例 依据NY886 2004标准要求保水剂的吸去离子水的倍率 200 300g g 吸0 9 NaCl的倍率 40g g 1 保水剂的原料选择从蚓粪 谷壳 玉米芯 稻草 谷糠等原料中经实验研究选择谷糠作为保水剂的合成原料之一从丙烯酰胺 丙烯酸的单体中选择丙烯酸作为保水剂的合成原料之一 4有机生物缓释肥制备案例 4有机生物缓释肥制备案例 4 2 3 1保水剂的合成方法路线 4有机生物缓释肥制备案例 4 2 3保水剂的设计 4有机生物缓释肥制备案例 通过正交实验和极差分析 吸水树脂的吸水率 RA RB RD RC 过氧化苯甲酰 亚硫酸氢钠及交联剂用量对吸水率影响较大 过硫酸铵用量对吸水率的影响较小 A1B2C2D2为最佳组合 即在固定条件25mL1 稀硫酸活化谷糠 活化温度70 5 活化时间0 5小时 反应温度35 反应时间3 5h 0 1g过氧化苯甲酰 0 05g亚硫酸氢钠 3 5mL0 06g mL过硫酸铵溶液引发反应体系 5mL0 01g mLN N 亚甲基双丙烯酰胺溶液交联的条件下 得到的吸水树脂的吸水率最高为136g g 4有机生物缓释肥制备案例 4 2 3 2农用保水剂的结构表征 图3 2 9 a 谷糠和 b 吸水树脂的红外谱图 在接枝共聚产物的红外谱图上可以看到3413cm 1处吸收峰变宽 可能是由于聚丙烯酸上的 OH 与纤维素中的 OH共同作用 1700cm 1处的吸收峰是C O的特征吸收峰 1022cm 1 1155cm 1处出现了较强的C O特征吸收峰 可能是由于自由基产生在纤维素的氧原子上 再与丙烯酸上的双键结合形成C O键的特征吸收峰 4有机生物缓释肥制备案例 图3 2 10 a 丙烯酸自聚物 b 谷糠与丙烯酸接枝共聚吸水树脂和 c 谷糠电镜扫描图Fig 3 2 10Scanningelectronmicrographsfor a crosslinkedPAA b superabsorbentcompositeand c chaff 图3 2 11 a 丙烯酸自聚物 b 谷糠与丙烯酸接枝共聚吸水树脂吸水凝胶电镜扫描图 4有机生物缓释肥制备案例 图3 2 12 a 谷糠和 b 谷糠与丙烯酸接枝共聚吸水树脂的XRD图Fig 3 2 12XRDcurvesof a chaffand b chaffbasedsuperabsorbentcomposite 当经过接枝共聚后 其在20 的衍射峰强度减弱 这说明经过接枝共聚后其非晶区域增加了 而31 5 33 6 处出现的衍射峰可能是由于接枝共聚后形成一定的晶格而带来的 4有机生物缓释肥制备案例 4 2 4含稀土粘结剂的合成由于本项目所研制的多功能有机复合肥是有机 无机和微生物三种组分的复合化 三者之间有明显的界面 其复合一体化的难度很大 利用传统颗粒复合肥的粘合剂无机粘土类或水玻璃 Na2SiO3 经试验证明 无用成分加得越高 蚓粪的比例就会减少 对新型肥料的质量影响很大 选择改性淀粉作粘合剂 以淀粉为原料 添加必要助剂进行化学改性使之成为复合肥的造粒粘合剂 淀粉胶是历史最悠久的一种天然有机粘合剂 目前世界上直接以淀粉为原料或经化学改性所得的粘结剂已有2000多种 广泛用于医药 纺织 服装和造纸等行业 但淀粉基粘合剂在有机复合肥的应用上还鲜见报道 4有机生物缓释肥制备案例 材料的选择项目组在20世纪90年代曾经研究淀粉改性胶水用于制药行业 当时的改性剂以NaOH为糊化剂 然后再以H2O2作氧化剂 FeSO4做催化剂 添加少量助剂即得高粘性的药用造粒粘剂 而现在需要的是肥料的粘合剂 其糊化剂改为KOH和Na3BO3 7H2O 催化剂改为Ce3 稀土 其K和Ce都是所研制的新型肥料所需的营养元素 对制备新型肥料有降低成本的作用 尤其是提高了改性淀粉的粘结性能 4有机生物缓释肥制备案例 粘结剂的合成机理 4有机生物缓释肥制备案例 将淀粉葡萄糖C6的羟甲基和C2 C3还原性链端部分氧化 形成醛基 羧基及乙醛基的分子结构 由于醛基具有防霉防腐能力 羧基对于纤维具有较大的亲和性 因此 淀粉胶粘剂中醛基和羧基的生成 可增加胶液的稳定性和流动性 含羧基的淀粉可与KOH反应生成钾盐 增加了粘结剂的水溶性 提高淀粉的初粘性 其中含羧基及乙醛基的淀粉可与尿采发生缩醛反应 使粘结剂形成网状结构 增加粘结剂与有机组分的亲和力和缩短干燥时问 所发生的反应如下 4有机生物缓释肥制备案例 2R CHO NH2 2CO R CO NH CO NH CO R 表3 3 1含铈改性淀粉粘结剂的性能指标 经实验证明 用凹凸棒土与硅酸钠无机粘结剂作造粒剂 其用量在15 17 而用含稀土改性淀粉有机粘结剂作造粒剂 其用量在1 2 1 6 之间 有利于提高复合肥的有机质养分含量 4 含铈改性淀粉粘结剂的性能指标 4有机生物缓释肥制备案例 4 2 5微量营养组分的螯合肥料微量元素中易和土壤中的一些离子 如PO43 SiO32 等 发生化学反应而失效 同时 微量元素的过量使用将可能造成在作物体内的累积 从而有可能使其在人体内富集 解决这个问题的有效办法是使用螯合剂 使金属离子和螯合剂生成稳定的五元或六元螯合物 使用螯合剂可以减少微量元素的用量 控制其向作物大量的迁移 目前国内使用较多的螯合剂是有乙二胺四乙酸及其二钠盐等氨羧络合剂 也有使用磺化腐殖酸作螯合剂的 但这些螯合剂都比较贵 本项目采用蚯蚓粪中的腐殖酸和有机质作为微量元素的螯合剂 初步研究其对铜的吸附和螯合 4有机生物缓释肥制备案例 结果与讨论 图3 4 1酸度对腐殖酸吸附铜的影响 在30 40min pH4 5时即可达到85 以上的螯合率 4有机生物缓释肥制备案例 图3 4 2温度对腐殖酸吸附铜的影响 在10 30 反应均可获得较高的螯合率其它金属离子Zn2 Mn2 La3 Fe2 的螯合条件类似该研究成果已申请国家发明专利 一种微量元素肥料的制备方法 申请号 201005832762 1 4有机生物缓释肥制备案例 4 2 6溶磷解钾专用微生物菌群的配制项目组胡佩老师经三年多的悉心研究 已获得溶磷解钾菌群的培养和驯化方法 其菌群包括 枯草芽孢杆菌 地衣芽孢杆菌 侧孢芽孢杆菌 丛枝泡囊菌 4有机生物缓释肥制备案例 4 2 7有机复合肥的制备工艺本项目以蚯蚓粪作基质 依据土壤和作物需要量配以NPK化肥和各微量元素 适当添加以谷糠为原料经接枝聚合的高分子保水剂 含铈改性淀粉粘结剂 溶磷解钾菌和螯合微量元素等作功能组分 经适当机械加工成肥料颗粒 其肥料的配方和工艺流程如下 4有机生物缓释肥制备案例 表3 6 1肥料含量配方 注 根据土壤 作物和种植区域的不同 具体调节其含量 根据气候和种植区域调节保水剂用量 依据项目组前期研究的无机有机复合肥 生产许可证号 2004准字0441 和有机复合肥 生产许可证号 2009临字1759 经田间试验结果确定有关组分和含量的配方 4有机生物缓释肥制备案例 4 3有机复合肥的功能特性研究 1 有机复合肥的缓释性能按GB T23348 2009要求 缓释肥料的28d累积养分释放率 80 结果如下 4有机生物缓释肥制备案例 表4 3 13种肥料的养分 N 释放率测定结果 结果可知 其养分缓释效果 CSSN I CSSN II CSSN III 这主要与材料对养分的吸持性能和材料组分有关 CSSN I肥料中仅含蚓粪 V28为85 52 不符合缓释肥国标 CSSN II肥料是在CSSN I作基料 以改性淀粉作选粒粘结剂的颗粒肥 其水浸提时有明显的凝胶团聚 V28为78 13 不符合缓释肥国标 CSSN III肥料是在CSSN II颗粒肥基础上 以谷糠改性高分吸水树脂包膜 V28为49 22 优于缓释肥国标 4有机生物缓释肥制备案例 表4 3 23种肥料的养分 K 释放率测定结果 结果可知 其养分缓释效果 CSSN I CSSN II CSSN III 这主要与材料对养分的吸持性能和材料组分有关 CSSN I肥料中仅含蚓粪 V28为84 21 不符合缓释肥国标 CSSN II肥料是在CSSN I作基料 以改性淀粉作选粒粘结剂的颗粒肥 其水浸提时有明显的凝胶团聚 V28为80 37 基本符合缓释肥国标 CSSN III肥料是在CSSN II颗粒肥基础上 以谷糠改性高分吸水树脂包膜 V28为69 07 优于缓释肥国标 4有机生物缓释肥制备案例 表4 4 1盆栽实验设置单位 g 4 4有机生物缓释肥的的盆栽应用试验 4 4 1肥料用量的设定 表4 4 2不同处理淋溶液中全N 全P 全K的含量单位 mg 4 4 2不同处理淋溶液中全N 全P 全K的含量 4 4 3不同处理植株中全N 全P 全K的含量 表4 4 3稻谷中N P K的含量 表4 4稻草中N P K的含量 表4 5种植后不同处理土壤中全N 全P 全K的含量 4 4 4种植后不同处理土壤中全N 全P 全K的含量 肥料养分利用率 植株中总养分量 所施肥料总养分量 养分损失率 种植前土壤总养分 肥料中养分 植株中养分 种植后土壤总养分 种植前土壤总养分 肥料中的养分 肥料养分利用率的计算 养分损失率的计算 通过公式对肥料肥料的养分利用率进行计算 其结果如表4 6 表4 4 6不同处理肥料的利用率单位 4 4 5不同处理肥料的利用率 从不同肥料养分利用率计算的结果表明 处理2 处理3 处理4中肥料中氮的利用率分别比处理1提高了19 09 22 11 31 14 对于肥料中磷的利用率虽然差距不是很大 但处理4的利用率仍是最高的 为36 14 与处理1相比提高了13 06个百分点 肥料中钾的利用率 处理4为77 71 处理1仅为46 04 虽处理2 处理3分别将肥料利用率提高至68 40 和71 14 但仍小于处理4 而4组处理中三种营养组分的利用率大小一致 处理4 处理3 处理2 处理1 这说明了加入有机肥能提高肥料利用率 制备成颗粒肥则能进一步提高养分利用率 生物有机缓释肥则能大幅度的提高肥料利用率减少养分的浪费 表4 7是通过公式对整个水稻种植过程中养分的损失率计算的结果 表4 7不同处理养分的损失率单位 4 4 6不同处理养分的损失率 4有机生物缓释肥制备案例 所制备的新型肥料经盆栽和小区试验表明 与无机三元复合肥比较 在减少30 40 养分用量条件下 可增加作物产量5 15 且农产品品质和土壤肥力明显提高 并有一定的抗旱和改良土壤的作用 从盆栽和小区试验表明 该肥料旱作比水作的肥效功能发挥更充分 4有机生物缓释肥制备案例 获得的研究成果 1 赵仕林 何丽娜 胡佩 廖洋 马骏 一种可生物降解农用高吸水树脂及其制备方法 专利号 ZL200810044472 1 2 赵仕林 廖洋 严小娟 刘兴艳 赵婷 兰婷 杜强 一种生物复合肥制备方法 专利号 ZL201010164998 0 3 廖洋 赵仕林 严小娟 一种微量元素肥料的制备方法 专利号 ZL201010165003 2 4 赵仕林 赵婷 胡佩 兰婷 赵俊 一种可生物降解农用吸水粘结树脂的制备方法 申请号 201110421997 4 5 赵仕林 黄杵睿 张颖 张晓喻 一种轻稀土离子吸附材料的合成 申请号 201110423521 4 4有机生物缓释肥制备案例 发表论文 1 TingZhao YangLIAO ZiWANG TingLANShilinZHAO SynthesisandCharacterizationofaNovelAgriculturalAbsorbentBondingResinBasedonWasteBiomassRiceHusk C IEEEInternationalConferenceonWasteRecycling EcologyandEnvironment 2011 668 671 EI 2 TingLan TingZhao YanLi Chu ruiHUANG YingJIANG Shi linZHAO PreparationofaNovelOrganicSlowReleaseFertilizerBasedonManureGarbageandApplicati