新型肥料及其发展前景

新型肥料及其发展前景 现代农业技术系 作物生产技术专业03班 摘要 新型肥料是针对传统肥料而言的其定义 作用和内涵早已 为人们所认可并在不断外延深化完善中 新型肥料伴随有机 绿色 生态 可持续发展农业孕育而生并茁壮成长 新型肥料主要作用是 能够直接或间接地为作物提供必需的营养成分 调节土壤酸碱度 改 良土壤结构 改善土壤理化性质和生物学性质 调节或改善作物的生 长机制 提高作物的抗病虫 抗旱涝 抗早衰等抗逆性 改善肥料品 质和性质 提高肥料的利用率 改善和提高产品品质和产量 其产品完 全符合有机 生态 绿色农业的质量标准要求 是农业可持续发展的 重要保证 新型肥料这一朝阳产业的兴起 不但前景广阔 而且对农 业高产 高效 优质 生态 环保有着重要意义 新型肥料将使我国 化肥产业迎来春天 关键词 新型肥料 缓控释长效肥 生物肥 微量元素肥料 腐植酸肥料 生长调节剂 目录 引言 3 1 缓控释长效肥料 3 1 1 造粒型 3 1 2 抑制剂型 3 1 3 有机合成型 3 1 4 有机合成型 4 2 生物有机无机复混肥 4 2 1 由一种或数种有益微生物 培养基质和添加剂配制而成的生物肥 料 4 2 2 有益微生物菌群与有机肥结合形成的新型微生物有机肥料称为生物有机 肥 4 2 3 高效 安全 环保 型肥料是国内外肥料研究与应用的主要趋 势 4 3 氨基酸 腐植酸类肥料 5 3 1 能够提供各种氨基酸类营养物质的物料统称为氨基酸类肥料 5 3 2 腐植酸肥料 5 4 BB肥 5 4 1 BB肥的优点 6 4 2 BB肥生产 施用中的问题 6 4 3 BB肥的发展前景及建议 6 5 中微量元素肥料 7 6 可溶性叶面肥 7 6 1 叶面施肥的施肥原理 7 6 2 叶面肥的特点 7 6 3 叶面肥的种类 8 6 4 叶面肥的发展趋势 8 7 植物生长调节剂 8 7 1 植物生长调节剂分类 8 7 2 植物生长调节剂的作用 8 7 3 植物生长调节剂使用注意事项 8 7 4 植物生长调节剂的发展前景展望 9 参考文献 9 引言 新型肥料是针对传统肥料而言的 传统肥料一般包括有机肥料 化学肥料和 生物肥料三大类 而现代肥料除上述三大类之外还包括新型肥料 新型肥料目前 还没有一个统一的能被相关专家学者广为接受的定义 新型肥料是在有机农业 生态农业 可持续发展农业 精准农业的大气候下孕育 生长 发展起来的一 种新型肥料产业 新型肥料研发的内容主要有 缓控释长效肥 生物有机肥 生物有机无机复混 肥 氨基酸 腐植酸肥 中微量元素肥 叶面肥 BB肥 生长调节剂等类型 新型肥 料的主要作用是 能够直接或间接地为作物提供必需的营养成分 调节土壤酸碱 度 改良土壤结构 改善土壤理化性质和生物学性质 调节或改善作物的生长机 制 提高作物的抗病虫 抗旱涝 抗早衰等抗逆性 改善肥料品质和性质 提高 肥料的利用率 改善和提高产品品质和产量 其产品完全符合有机 生态 绿色 农业的质量标准要求 1 缓控释长效肥料 缓控释长效肥料 即所谓的长效肥料是根据作物不同生育阶段 营养特征 通过物理 化学和生物化学手段调节养分的释放速率达到既可缓释又可控释的 目的 使养分释放速率与强度和作物生育周期需肥同步 从而最大程度满足作物 养分需要 减少养分的损失 提高养分利用率 我国从 20 世纪 70 年代开始缓控 释肥的研究 中国科学院沈阳应用生态所和中国科学院石家庄农业现代化研究所 等单位先后试制和生产了厂些包膜肥料 眠酶 硝化酶抑制剂等缓控释肥料 目前缓控释肥料主要包括以下 4 种 1 1 造粒型 加大化肥的粒度来减少化肥与土壤接触面积 减缓养分释放速率 如粉状肥 料造粒 大粒尿素 以颗粒大小延长肥效期达到提高肥料利用率的目的 这种方 法简单易行 生产成本低 1 2 抑制剂型 在氮肥中添加菌类抑制剂 如硝化 眠酶抑制剂等 可抑制土壤中菌类对氮 肥的分解作用 以延长氮肥在土壤中的存留时间 便于作物吸收利用 目前世界 上已证明的100多种硝化抑制剂和70多种眠酶抑制剂的试验都有一定的作用 1 3 有机合成型 采用腺甲醛 草酞胺 亚异丁基二眠 亚丁烯基环二睬等有机化合物 通过 人工合成方法 制成水中溶解度小的含氮有机化合物 这种肥肥效长 效果较好 但生产成本高 养分释放慢 1 4 有机合成型 以不溶或难溶于水的物质作为包膜材料 把水溶性养分的肥料包裹起来 通 过膜孔 补溶的养分透过包膜向外扩散 缓慢释放 以利作物吸收和利用 这种肥 料也称包衣肥料 包裹肥料 涂层肥料 是缓控释肥料中较为普遍采用的方法 缓控释肥是以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释放率和释放期缓慢释放或控制的肥料 这种肥料具有提高化肥利用率 减少使用量与施肥次数 降低生产成本 减少环境 污染 提高农作物产品品质等优点 突出特点是其释放率和释放期与作物生长规 目前 缓控释新型肥料国内外发展趋势和特点如下 l 缓控释肥料研究的技术趋势 降低成本面向大田作物 2 开发新型高效控释材料 控释材料技术是控释肥料研究的前沿技术 3 研究控释新工艺 配套新设备 高聚物包膜工艺要求溶剂低毒或无毒但廉 价 回收率高 设备生产要连续性 2 生物有机无机复混肥 2 1 由一种或数种有益微生物 培养基质和添加剂配制而成的生物 肥料 通常叫菌剂或菌肥 包括固氮菌类 磷细菌 钾细菌 抗生菌类 除了具有 增加有机肥堆肥速度 加速除臭等功能的微生物外 还含有调节植物生长的多种 调节剂 氨基酸盐菌剂 复合菌剂和复合微生物肥料等 2 2 有益微生物菌群与有机肥结合形成的新型微生物有机肥料称为 生物有机肥 生物有机肥是以畜禽粪便 城市生活垃圾 农作物秸秆 农副产品和食品 加工产生的有机废弃物为原料配以多功能发酵菌种剂 通过好氧发酵技术 使之 快速除臭 腐熟 脱水 再添加功能性微生物菌剂 最终成为高效活性有机肥 农家肥是指农民自行将畜禽粪便 厩肥或农作物秸秆等堆制而成的有机肥料 2 3 高效 安全 环保 型肥料是国内外肥料研究与应用的主要 趋势 针对 高效 安全 环保 型肥料这一趋势开发的生物有机无机复混肥 是 在生物肥 生物有机肥的基础上采用发酵微生物菌群和复合功能微生物菌群 好 氧固体动态自动发酵 低温负压干燥 制作生物有机粒 测土配方增补作物需求 氮 磷 钾 添加缓释剂 制作无机颗粒 双颗粒 外包微孔高分子半透膜 配比 而成 生物有机无机复混肥是把生物肥 有机肥 无机肥 三种肥料结合起来 使生物肥的增效 促效作用与有机肥的缓效 长效作用和无机肥的速效作用相 互结合 急缓相济 优势互补 养分全面 均衡持久 同时它把生物肥的促生 供肥 抗病 减轻环境污染 有机肥的改良土壤结构 培肥地力 改善作物品质 提高化 肥利用率与无机肥提供氮 磷 钾大量元素及中微量元素等作物必需的主要营 养结合起来 既保证了作物生长不可缺少的营养成分 又改土 促生 抗病 改 善生态环境 对生产优质安全农产品 减轻环境污染有很大作用 多年多点试验 示范 推广结果表明 生物有机无机复混肥具有以下显著特 点 一是改良土壤 培肥地力 二是提高化肥利用率10 以上 其中氮肥利用率提 高10 以上 提高有效磷量27 45 提高土壤中速效钾含量 三是提高和改善作物 产量和品质 3 氨基酸 腐植酸类肥料 3 1 能够提供各种氨基酸类营养物质的物料统称为氨基酸类肥料 目前主要是利用动物毛皮和下脚料经水解后加工而成 也有利用微生物转化 生产氨基酸肥料 市场上氨基酸肥料多为氨基酸和微量元素等复合 综合 而成 的复合氨基酸肥料 3 2 腐植酸肥料 含腐植酸和一定标明量无机养分的肥料 以泥炭 褐煤 风化煤 秸秆和木 屑等原料 经过化学处理或再掺入无机肥而制成的 有刺激植物生长 改善土壤 性质和提供少量养分的作用 腐植酸类肥料是一种新型肥料 也是一种多功能肥料 腐植酸是一种有机酸 主 要包括黑腐酸 即狭义的胡敏酸 棕腐酸 草木梅酸 黄腐酸 富里酸 是一种 复杂的混合物 通常又把除去黄腐酸的黑腐酸和棕腐酸称为胡敏酸 腐植酸按其 形成和来源可分为三类 l 原生腐植酸 也称天然腐植酸 它是天然物质组成中所固有的腐植酸 秋 冬季树叶落地不久就腐烂 变为红褐色 这种腐烂的树叶就含有腐植酸 土壤 泥 炭 褐煤 风化煤中的腐植酸就是死亡植物残体在微生物作用下经过复杂的生 物化学变化 分解再合成而生成的 2 再生腐植酸 含腐植酸较低的煤类 经过自然风化或人工氧化方法所生 成的腐植酸 叫再生腐植酸 3 合成腐植酸 也称为人造腐植酸 它是指用人工方法从非煤类物质所制 取的 其结构和性质与原生腐植酸相似 腐植酸按其存在形态又可分为游离腐 植酸和结合态腐植酸 用碱 氢氧化钠或氢氧化按等 可以直接提取出来的那部分 腐植酸称为游离腐植酸 腐植酸是在大自然的有机界与无机界大循环中不断生成的物质 广泛存在于 土壤 堆肥 厩肥中外 还大量存在于泥炭 褐煤 风化煤中 此外 造纸废液 酒精废液中也含有一定数量的腐植酸 腐植酸肥料系列产品有 有机一无机复合肥 有机肥 复混肥等固体肥料以 及叶面肥 冲施肥等液体肥 腐植酸生物肥 腐植酸包衣肥等 已经形成了速 效与长效并举 固体和液体并存 通用和专用同在 高浓度与低浓度配合 有 机与无机协调的肥料体系 腐植酸类农药是新型的绿色环保型农药 主要产品类 型有生长调节剂 抗逆剂 杀菌剂 以及与各种农药或除草剂复配的增效减毒产 品 4 BB肥 BB肥的全称为散装掺混肥料 是英文Buik Biending FertliZers混合肥料的 缩写 它是将几种颗粒状有单一肥料或复合肥料按一定比例掺混而成的一种复 混肥料 是国际上20世纪90年代最新推出的肥料新品种 目前我国已有1100多家 BB肥生产企业 但多数企业年产量都在l万吨以下 年设计产量10万吨以上的企业 仅20余家 年总产量仅10万吨左右 4 1 BB肥的优点 BB肥是今后肥料发展的方向 其优点如下 l 养分全面 浓度高 增产节本显著 针对性强 它的总养分一般在52 以上 目前市场上销售的国产复混肥有效成分多在25 一45 进口复混肥养分总量多 为45 一64 但进口复混肥养分比例 N pZOS KZO 15 15 15 二馁 N P20 18 46 磷配比例较高 尤其是二按含磷量是氮的2倍多 造成养分较大浪 费 2 加工简便 生产成本低无污染 一般每亩可节省成本30元左右 肥效长 稳 后期不脱肥 不早衰 抗病抗倒 平均比施用普通化肥增产5 亩增产20kg 3 配方灵活 可根据作物营养 土壤肥力和产量水平等条件的不同而灵活 改变 弥补了一般通用型复合肥因固定养分配比而容易造成某种养分不足或过剩 的缺点 BB肥作基肥和追肥均可 固溶解性好 作基肥宜表施 果 茶 菜等施用 BB肥宜条施和穴施 距种子和作物根系3一5cm 施后覆土 追肥兑水施即可 4 2 BB肥生产 施用中的问题 在BB肥高速发展的同时也浮现出诸多问题 据调研 我国BB肥产业在研发 生产 运输 销售 施用等各个环节都还不同程度地存在问题 尤其是BB肥的推 广应用尚未与测土配方施肥技术有效结合起来 主要表现在以下3方面 l 配方技术含量低 产品针对性不强 目前市场上大多数BB肥配方均属高氮 高磷 高浓度型 缺乏中微量元素 从国内农业生产实际需求看 这一趋势很不 合理 其一 高氮型配方并非适合任何土壤和作物 其二 高磷配方对当前土壤 养分状况并非适宜 其三 部分地区一些作物已表现出对钙 镁 锌 硼等中微 量元素的针对性需求 而市场上含中微量元素的产品较少 2 生产规模过大 服务半径过远 而据不完全统计 国内BB肥厂单套装置年 产能力一般在万吨以上 目前国内年产10万吨装置服务范围覆盖本省及其周边 省份 但容易因长距离运输和闲置时间加长造成分离而影响肥效 3 销售体系尚未健全 农化服务不到位 BB肥经过多个零售商或批发商才 能到达农民手里 中间环节过多 整个BB肥供销体系中流动的只是产品 没有配套 服务 生产企业 农业科研单位 经销商都没有合理利用各自资源 也未充分发 挥测土配方施肥技术的优势 4 3 BB肥的发展前景及建议 1 BB肥应与测土配方施肥技术有机结合 企业和相关部门只有认清BB肥产 业自身的运行规律及特征 顺应市场需求 充分发挥优势 与测土配方施肥有效结 合 才能真正促进BB肥行业健康发展 2 以区域为单元研发主要作物系列产品 针对国内农业分散经营 种植结构 复杂多样 单产水平 产业化程度低的状况 国内BB肥的研发应按养分资源综合 管理技术原理设计产品综合考虑作物自身需求与土壤 气候等环境条件的影响 并针对各地需求 研发适用于本区域主要作物类型的BB肥产品及与之配套的施肥 技术体系 3 划分适中的BB肥配方单元 国内划分BB肥配方单元以选取自然条件均一 作物种类丰富 服务半径适中的数个地级市为一个配方单位为宜 这样才能保证 发挥BB肥针对性强的优势和满足配方单元内农业生产对BB肥产品多样化 品群 化的需求 同时避免或减轻BB肥因贮存时间过长和长途运输产生的颗粒分离问题 5 中微量元素肥料 植物必需的16种营养元素 其中6种为大量元素 N P K C H 0 3种为 中量元素 Ca Mg S 7种为微量营养元素 Zn Mn B Fe Cu MO CI 根据 作物肥的五大基本原理要求 中微量营养元素虽然需用量较少尤其是微量元素需 求量更少 仅占植物体干重的1 但在植物生长发育中是必不可少的 不可替代的 1 中量营养元素肥 根据Ca Mg 53种元素在作物体内的含量 它们应属 于中量营养元素 由于一般非酸性土壤的钙 镁 硫肥的含量较高 以及在一些 肥料中都不同程度地含有一定量的这类营养元素 因此 在农业生产中钙 镁 硫肥的施用不如氮 磷 钾等肥料普通 但是 它们在植物的生命代谢上起着重 要作用 就会对作物的产量造成严重影响 2 微量元素肥料 微量元素是指在植物体内含量甚微 植物需要较少的 一类营养元素 以含有微量元素为主的肥料叫做微量元素肥料 简称为微肥 微量元素包括Zn Mn B Fe Cu Mo CI七种 生产上常用的仅为 Zn Mn B 主要品种为硫酸锌 硫酸锰 硼砂和硼酸 6 可溶性叶面肥 作物主要通过根系吸收土壤或营养液中的营养供给作物生长发育 除根系 外 作物还可通过茎叶 在作物生长期的这种非根系吸收营养的现象就是作物的 根外营养 向除作物根系以外的营养体表面施用肥料的措施 也就是一般的称作 叶面施肥 用于叶面施肥的肥料称为叶面肥料 6 1 叶面施肥的施肥原理 叶片的主要功能是利用太阳能进行光合作用 同时将合成产物进行一定的 生物化学转化和将其运转至其他器官 叶片同时也能不断与外界进行物质交换 叶片对养分的吸收形态和机理与根相似 但叶的构造与根不同 从作物叶片结 构看 在叶片的表面有一层角质层 角质层的外面有一层蜡质层 角质层的下面是 叶表皮细胞 表皮细胞下面是叶肉细胞 因此 叶片与根系一样 对营养物质也有 选择吸收的特点 叶片与外界进行物质交换的主要途是径气孔和角质层上的经 基和叛基亲水孔 6 2 叶面肥的特点 叶面肥的养分是直接喷施到叶上的 不需通过土壤 因此有如下特点 l 避免养分在土壤中固定或转化 直接供给作物吸收 2 养分吸收快 肥效好 3 针对性强 4 提高肥料利用率 叶面喷硼的的利用率是基施的8 18倍 5 补充根部对养分吸收的不足 6 是经济有效施用微量元素肥料的一种最佳方法 7 防病抑菌 提高酶活性 8 施用方法简单易行 经济效益显著 6 3 叶面肥的种类 叶面肥大体分为六大类 无机营养类 氨基酸加营养元素型 腐植酸加营养元 素类 植物生长调节剂加营养元素类 天然汁液类和复合类 6 4 叶面肥的发展趋势 l 绿色环保化 随着有机肥 尤其是腐植酸的普遍使用 有机 无机 生物 多功能叶面肥也随之被开发和利用 2 复合多功能化 其主要特点是营养齐全 既可加入所需的大中微量营养 元素 又可加人生物活性物质腐植酸 氨基酸 也可加人植物生长调节剂 同时还 可根据防虫治病的实际需要加入不同种类的抗病抗虫药物 形成复合多功能型叶 面肥 3 天然汁液 矿物化 天然矿物质主要是泥炭 褐煤 风化煤中提取的黄 腐酸类物质 稀土元素等也可作为叶面肥的原料使用 7 植物生长调节剂 植物生长调节剂和植物激素总称为植物生长物质 植物激素是指植物体内天然 存在的一类化合物 它的微量存在影响和有效调节植物的生长和发育 包括细胞 分裂 生长 分化 叶子的衰老 脱落 种子发芽或休眠等一切生命过程 激 素是植物体内广泛存在的化合物 虽然它的含量只有百万分之几 但是作用却十 分巨大 植物生长调节剂是农药 它是人工合成的具有植物天然激素活性的一类 有机化合物 7 1 植物生长调节剂分类 伴随科学技术的发展 近年来 有用于调韦植物生长的药剂己达490多种 已 发现具有调控植物生长和发育功能的物质有生长素 赤霉素 乙烯 细胞分裂生长素 赤霉素 乙烯 细胞分裂 素素 脱落酸 水杨酸 等 而作为植物生长调节剂被应用于农业生产中的主要是 前四大类 7 2 植物生长调节剂的作用 打破种子和无性繁殖器的休眠 促进种子或薯块的发芽 促进营养体的生长 促进落花落果或促进疏花疏果 增加结果率 促进果实发育和成熟 形成无籽果实 防 止衰老 使产品保鲜 延长贮存期 增加糖分 改善品质 提高光合作用能力 实践 证明 植物生长调节剂通过调节与控制植物的生长发育 一定程度上能克服农业 环境中的不利因素 提高作物抗逆性 提高光合作用效率 改变光合产物的分配 植物生长调节剂最大优点是用量小 增产效果好 抗逆作用强 7 3 植物生长调节剂使用注意事项 l 使用浓度 植物生长调节剂对植物的生长发育具有促进和抑制双重作用 一般在一定的低浓度范围内 表现出有益的作用 而高浓度则会引起新陈代谢的 紊乱 抑制生长 严重还会导致死亡 2 施用次数 通常情况下 调节剂在关键时期施用一次 就会有明显效果 多次使用