配伍增值型復(fù)混（合）肥料制備與應(yīng)用

劉 榮，韓效釗，鄭曙峰，沈 浩，鄭之銀，闞畫春，張 旭，劉 昆

（1. 安徽六國化工股份有限公司，安徽 銅陵 244000； 2. 合肥工業(yè)大學(xué) 化學(xué)與化工學(xué)院，安徽 合肥 230009；3. 安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 棉花研究所，安徽 合肥 230001）

我國存在化肥利用率低、化肥回報率不斷下降、面源污染嚴(yán)重等問題。產(chǎn)生這些問題的重要原因之一是，我國雖然重視復(fù)混（合）肥料的發(fā)展，但沒有重視大中微量元素的平衡供給，對中微量元素肥料的研究、開發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用明顯不足。目前，我國復(fù)混（合）肥料中等養(yǎng)分配比的通用型產(chǎn)品仍是主流，其市場占有率達(dá)到54%，大型企業(yè)仍以生產(chǎn)養(yǎng)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于40%的高濃度產(chǎn)品為主。安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)的研究表明：含鈣、鎂、硫、硅、鋅、鐵、錳、硼中微量元素，w（有機質(zhì)）為20%的13-4-8有機-無機復(fù)混肥料使水稻穎殼不閉合發(fā)生率降低26.9%～39.4%，增產(chǎn)率達(dá)到43.8%～66.6%［1］。國家鈣鎂磷復(fù)合肥技術(shù)研究推廣中心以含有多種中微量元素的鈣鎂磷肥為原料生產(chǎn)的無機包裹型復(fù)合肥料具有良好的減肥增效效果［2］。中國工程院張福鎖院士指出，未來我國肥料應(yīng)該控制總量，生產(chǎn)適合的氮磷鉀肥料，增加中微量元素，通過形態(tài)配伍和元素之間的相互協(xié)同實現(xiàn)綠色增產(chǎn)增效［3］。鄭州大學(xué)許秀成教授指出，能合理利用中微量元素等資源的肥料也屬于增值肥料［4］。我國復(fù)混（合）肥料配方已不能適應(yīng)農(nóng)業(yè)發(fā)展需求和土壤肥力條件變化，需要加大復(fù)混（合）肥料配方的調(diào)整，逐步減少等養(yǎng)分配比的產(chǎn)品［5］，大力發(fā)展氮磷鉀科學(xué)配比、同時添加中微量元素的配伍增值型復(fù)混（合）肥料。

1 傳統(tǒng)中微量元素復(fù)混肥料制備

市場上為數(shù)不多的含中微量元素復(fù)混（合）肥料產(chǎn)品大多是在復(fù)混（合）肥料中簡單混合中微量元素（見圖1、圖2）。

圖1 傳統(tǒng)氮磷鉀鋅復(fù)混肥料制備工藝流程

圖2 傳統(tǒng)氮磷鉀硼復(fù)混肥料制備工藝流程

傳統(tǒng)法制備中微量元素復(fù)混肥料雖然是一種比較方便的補充中微量元素的方式，但1 t復(fù)混（合）肥料中加入幾千克中微量元素原料，在攪拌混合過程中含結(jié)晶水的原料又易脫水，因此，中微量元素在產(chǎn)品中很難均勻分布；添加到復(fù)混（合）肥料中的硼砂在土壤中溶解度很小、溶解速度非常慢，難以充分發(fā)揮肥效。同時，在復(fù)混（合）肥料中加入中微量元素（如鈣、鎂、鋅、錳、銅、鐵），會與磷形成難溶態(tài)養(yǎng)分，不僅不能被作物吸收利用，而且還會降低磷的有效性［6］。

2 配伍增值型復(fù)混（合）肥料制備

安徽六國化工股份有限公司、合肥工業(yè)大學(xué)和安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院聯(lián)合開展配伍增值型復(fù)混（合）肥料研發(fā)工作，開發(fā)出鈣、鎂、鋅、錳、銅、鐵營養(yǎng)元素在線螯合技術(shù)和硼砂助溶技術(shù)，將金屬類營養(yǎng)元素在線螯合技術(shù)和硼砂助溶技術(shù)集成于一體構(gòu)成大中微量營養(yǎng)元素配伍增值型復(fù)混（合）肥料制備技術(shù)，較好地解決了中微量元素在復(fù)混（合）肥料中的均勻性和硼的有效性問題。

2.1 氮磷鉀鋅復(fù)合肥料制備工藝

氮磷鉀鋅復(fù)合肥料制備工藝流程（如圖3 所示）：將濕法磷酸與濃硫酸泵入管式反應(yīng)器進(jìn)行氨化反應(yīng)；將羥基羧酸類酸性螯合劑與硫酸鋅、工藝水按一定比例加入釜式反應(yīng)器進(jìn)行螯合反應(yīng)；再將磷銨和硫銨混合料漿、螯合后的螯合鋅溶液及少量液氨同步噴入造粒窯，與氯化鉀、尿素、磷銨等固相原料混合造粒；最后經(jīng)干燥、篩分、冷卻獲得氮磷鉀鋅復(fù)合肥料。

圖3 氮磷鉀鋅復(fù)合肥料制備工藝流程

產(chǎn)品中氮、磷、鉀含量根據(jù)不同作物營養(yǎng)需求，依據(jù)GB/T 15063—2009 確定；鋅質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.03%～1.00%，根據(jù)特定地區(qū)土壤鋅含量測定值設(shè)置肥料中具體鋅含量。

2.2 氮磷鉀硼復(fù)合肥料制備工藝

氮磷鉀硼復(fù)合肥料制備工藝流程（如圖4 所示）：將硼砂與濕法磷酸按一定比例加入釜式反應(yīng)器進(jìn)行酸化反應(yīng)形成硼磷混合酸，將硼磷混合酸與濃硫酸同步泵入管式反應(yīng)器進(jìn)行氨化反應(yīng)；再將硼銨、磷銨和硫銨混合料漿及少量液氨同步噴入造粒窯，與氯化鉀、尿素、磷銨等固相原料混合造粒；最后經(jīng)干燥、篩分、冷卻獲得氮磷鉀硼復(fù)合肥料。

圖4 氮磷鉀硼復(fù)合肥料制備工藝流程

產(chǎn)品中氮、磷、鉀含量根據(jù)不同作物營養(yǎng)需求，依據(jù)GB/T 15063—2009 確定；硼質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.03%～0.50%，根據(jù)特定地區(qū)土壤硼含量測定值設(shè)置肥料中具體硼含量。

3 配伍增值型復(fù)混（合）肥料減肥增效效果

3.1 試驗材料

試驗地土壤肥力中等，供試油菜品種為德新油53，前茬為棉花。

3.2 試驗設(shè)計

設(shè)計4 個處理，每個處理3 次重復(fù)，每個小區(qū)面積68.4 m2。4個處理分別是：（1）配伍增值型復(fù)合肥料（N、P2O5、K2O、Zn、B 質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為22%、8%、10%、0.03%、0.026%），安徽六國化工股份有限公司生產(chǎn)；（2）配方復(fù)合肥料（N、P2O5、K2O質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為22%、8%、10%），安徽六國化工股份有限公司生產(chǎn)；（3）等養(yǎng)分配比復(fù)合肥料（17-17-17），市購；（4）不施肥（對照）。

試驗采用免耕人工撒播，施肥量每667 m250 kg，其中基施30 kg，油菜抽薹前撒施20 kg。

3.4 試驗結(jié)果

不同處理對油菜苗情的影響見表1。由表1 可以看出，不施肥處理的各項指標(biāo)都比3個施肥處理差，除莖基粗外，其他指標(biāo)與3個施肥處理差異都達(dá)到了顯著水平。處理1、處理2 與處理3 三者之間差異未到顯著水平。

不同處理對油菜生育時期的影響見表2。由表2可以看出，不施肥（對照）處理的全生育期最短，為166 d，其他3 個施肥處理的全生育期都是173 d，僅是抽薹日期與初、終花日期略有不同。

表1 不同處理的油菜苗情

表2 不同處理的油菜生育時期

不同處理對油菜主要經(jīng)濟性狀的影響見表3。由表3 知，株高處理2 最高，不施肥處理最矮；分枝高度不施肥處理最低，3個施肥處理之間差別不大；主花序長、主花序角果長、分枝角果長及主花序角果數(shù)各處理之間差異不顯著；分枝數(shù)、分枝角果數(shù)及總角果數(shù)3個施肥處理都顯著多于不施肥處理。

不同處理對油菜產(chǎn)量性狀的影響見表4。

表3 不同處理油菜的主要經(jīng)濟性狀

表4 不同處理油菜的產(chǎn)量性狀

由表4可知，施肥處理的實收產(chǎn)量顯著高于不施肥處理，處理1 產(chǎn)量最高；主花序單角果粒數(shù)、主花序千粒及分枝千粒質(zhì)量各處理間差異不顯著，處理1 的主花序單角果粒數(shù)最多，達(dá)25.7粒；單株分枝總粒質(zhì)量及單株產(chǎn)量施肥處理顯著高于不施肥處理；單株主花序總粒質(zhì)量處理1最高。配伍增值型復(fù)混（合） 肥料與不施肥對照相比增產(chǎn)45.77%，與等養(yǎng)分配比復(fù)合肥料相比增產(chǎn)6.78%，與配方復(fù)合肥料相比增產(chǎn)4.65%。

4 結(jié)論與建議

配伍增值型復(fù)合肥料較等養(yǎng)分配比復(fù)合肥料養(yǎng)分用量降低21.57%，但油菜增產(chǎn)6.78%。

試驗結(jié)果表明，油菜施用配伍增值型復(fù)合肥料，壯苗效果明顯，株高矮，倒伏輕，主花序短，單株產(chǎn)量高；田間病害輕，后期病死株顯著少于其他3個處理，這也是它實收產(chǎn)量高于其他3個處理的原因之一。

建議進(jìn)一步根據(jù)作物需肥規(guī)律研究氮磷鉀配比，同時提升復(fù)合肥料中微量元素含量，以提升配伍增值型復(fù)混（合）肥料肥效。