国内外新型肥料研究进展和发展趋势PPT课件.ppt
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- 国内外 新型 肥料 研究进展 发展趋势 PPT 课件
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1、国内外新型肥料技术现状与发展趋势国内外新型肥料技术现状与发展趋势中海石油化学股份有限公司科技发展部中海石油化学股份有限公司科技发展部中国植物营养与肥料学会新型肥料专业委员会副主任中国植物营养与肥料学会新型肥料专业委员会副主任沈沈 兵兵2011-3-15089339-005一、一、新型肥料的定义新型肥料的定义二、主要新型肥料研究应用现状二、主要新型肥料研究应用现状三、新型肥料研究方向三、新型肥料研究方向四、新型肥料的几点思考四、新型肥料的几点思考汇汇 报报 提提 纲纲089339-005为了与传统化肥相区别,把改性化肥、含微生物菌为了与传统化肥相区别,把改性化肥、含微生物菌剂的有机肥、添加功能制
2、剂的有机或无机复混肥称剂的有机肥、添加功能制剂的有机或无机复混肥称为新型肥料。因此可以这样定义:为新型肥料。因此可以这样定义:以能提供植物矿以能提供植物矿质养分的物质为基础,通过物理、化学或生物转化质养分的物质为基础,通过物理、化学或生物转化作用,作用,使其土壤和作物的使其土壤和作物的营养功能得到增强的物质营养功能得到增强的物质叫新型肥料叫新型肥料(新型肥料是指那些以提高养分利用效(新型肥料是指那些以提高养分利用效率或改善养分利用条件为主要功效,而作为商品肥率或改善养分利用条件为主要功效,而作为商品肥料出售的物质)。新型肥料的含义超出了传统肥料料出售的物质)。新型肥料的含义超出了传统肥料的范畴
3、,是肥料家族中不断出现的新成员、新类型、的范畴,是肥料家族中不断出现的新成员、新类型、新品种,其内涵是动态发展的,它是肥料产业创新新品种,其内涵是动态发展的,它是肥料产业创新发展的原动力。发展的原动力。一、一、新型肥料的定义:新型肥料的定义:089339-005 新型肥料的发展进程新型肥料的发展进程089339-0051. 1. 是否能够提高传统化肥的性能、功能和效率是否能够提高传统化肥的性能、功能和效率2. 2. 肥料的理化性质是否改变,提高了产品的商品性肥料的理化性质是否改变,提高了产品的商品性3. 3. 生产工艺水平是否处于国际国内领先水平生产工艺水平是否处于国际国内领先水平4. 4.
4、是否具有良好的社会、经济和环境效益是否具有良好的社会、经济和环境效益5. 5. 是否应用最新科学技术成果是否应用最新科学技术成果6 6是否具有可持续性特征,对土壤不会造成伤害是否具有可持续性特征,对土壤不会造成伤害新型肥料的界定新型肥料的界定二、新型肥料二、新型肥料-包膜控释肥的研究历史包膜控释肥的研究历史随后日本的Fujita在1991年以聚乙烯基醋酸纤维素为主要材料的可降解膜; 1992年美国的Thompson等人使用氯化聚偏二乙烯橡胶 作为主要包膜材料, 并开发为现在的“Osmocate”的控释肥料。Detrick于1993年、1994年和1999年在开发了使用聚合二甘醇3,4-三乙酸胺
5、多元等聚合物或化合物包裹硫衣尿素的方法和设备 ,使用这些技术生产的控释肥料包括“Polyon”和“TriKote”等品牌 。Goertz等人2000年的专利中描述了二环戊二烯同一些醇酸树脂(比如亚麻油、大豆油)聚合成膜生产树脂包膜肥料的方法 。2001年日本Hirano等人通过在聚乙烯材料中添加填充剂的办法,发明了具有“S”型释放特性的热塑性聚烯烃包膜尿素的生产方法,该研究成果标志聚合物包膜肥料技术迈上了一个新的台阶 .2000年Geiger等人利用多元醇于肥料氮素中的氨基结合,然后用异氰酸盐与多元醇反应成膜,之后包裹有机蜡,这样的方法使包膜肥料的生产成本大大降低,使得包膜肥料的大量应用成为可
6、能,该专利由Agrium所有,该公司开发的“ESN”是使用这项技术生产的 。 中国缓控释肥料的研究中国缓控释肥料的研究-探索阶段及其成果探索阶段及其成果 缓控释肥料的探索阶段处于缓控释肥料的探索阶段处于2020世纪世纪6060年代至年代至“十十五五”计划以前。计划以前。 主要成果如下: 1 1)2020世纪世纪60607070年代中科院南土所李庆逵院士主持的年代中科院南土所李庆逵院士主持的长效碳铵。长效碳铵。2 2)19731973年,辽宁盘锦农科所研制的沥青石蜡包膜碳铵年,辽宁盘锦农科所研制的沥青石蜡包膜碳铵等。等。3 3)19851985年郑州大学工学院许秀成等人利用钙镁磷肥包年郑州大学工
7、学院许秀成等人利用钙镁磷肥包裹尿素裹尿素, ,以氮磷泥浆为粘结剂以氮磷泥浆为粘结剂, ,制得具有适度缓效的包制得具有适度缓效的包裹型复合肥料。裹型复合肥料。中国控释肥料研究中国控释肥料研究- -普及阶段及其成果普及阶段及其成果“ “九五九五”、“十五十五”是我国控释肥料研究普及阶段是我国控释肥料研究普及阶段 中国科学院南京土壤研究所中国科学院南京土壤研究所 (周建民研究员)(周建民研究员)中国农业大学中国农业大学 (曹一平等教授)(曹一平等教授)沈阳生态研究所沈阳生态研究所 (武志杰研究员)(武志杰研究员)华南农业大学华南农业大学 (樊小林教授)(樊小林教授)中国农业科学院中国农业科学院 (赵
8、秉强研究员)(赵秉强研究员)山东农业大学山东农业大学 (张(张 民教授)民教授)北京市农林科学院北京市农林科学院 (徐秋明研究员)(徐秋明研究员)等多所大学和科研所的科技工作者等多所大学和科研所的科技工作者承担了国家和地方的控释肥料研制课题承担了国家和地方的控释肥料研制课题中国控释肥的研究突破中国控释肥的研究突破- -十一五期间十一五期间标 志:“十一五”国家科技部立项“新型高效肥料创制”的科技支撑计划项目“控释包膜技术研究控释包膜技术研究”(共性关键技术研究)(共性关键技术研究)“树脂包膜控释肥料关树脂包膜控释肥料关键技术集成及产业化键技术集成及产业化”(技术集成及产业化)(技术集成及产业化
9、) 山东农业大学山东农业大学金正大肥业金正大肥业 华南农业大学华南农业大学南京土壤所南京土壤所中国农业大学中国农业大学北京农科院北京农科院施可丰、首创、隆源施可丰、首创、隆源 缓缓/ /控释技术和已研发的缓控释技术和已研发的缓/ /控释肥料种类控释肥料种类类型类型 产品产品尿素和脲醛的缩合产物:尿素和脲醛的缩合产物: UFUF、IBDUIBDU、CDUCDU硝化和脲酶抑制剂:硝化和脲酶抑制剂: DCDDCD、HQHQ包膜和包囊肥料(控释肥料):包膜和包囊肥料(控释肥料): PCFPCF、SCUSCU主要的开发商及其生产的产品和采用的技术主要的开发商及其生产的产品和采用的技术公司公司 产品产品
10、技术特征技术特征Scotts Scotts OsmocoteOsmocote 淳酸树脂技术淳酸树脂技术AgriumAgrium ESNESN 反应层包膜工艺反应层包膜工艺Aglukon Spezialdnge Aglukon Spezialdnge PlantacotePlantacote 树脂包膜树脂包膜BASF BASF BasecoteBasecote 聚烯烃包膜聚烯烃包膜Haifa Haifa MulticoteMulticote 脂肪酸处理树脂包膜脂肪酸处理树脂包膜Chisso-Asahi Chisso-Asahi NutricoteNutricote 聚烯烃包膜聚烯烃包膜金正大、首
11、创金正大、首创 Kingenta, Susagri Kingenta, Susagri 聚烯烃包膜聚烯烃包膜汉枫、乐喜施汉枫、乐喜施 Hanfeng, luxecote Hanfeng, luxecote 硫包衣、肥包肥硫包衣、肥包肥 二、新型肥料之一缓二、新型肥料之一缓/ /控释肥控释肥 无机包裹肥料无机包裹肥料稳定性肥料稳定性肥料硫包衣尿素硫包衣尿素聚合物包膜肥聚合物包膜肥料料有机无机复混肥有机无机复混肥研究历史:膜材随整个科技进步在演变:研究历史:膜材随整个科技进步在演变: 硫磺硫磺 树脂树脂 肥包肥肥包肥 聚乙烯聚乙烯 乳液乳液 聚氨酯聚氨酯包膜控释肥料生产工艺研究进展评述包膜控释肥料
12、生产工艺研究进展评述无溶剂表面无溶剂表面反应包膜技反应包膜技术和工艺术和工艺特特 点点聚氨酯聚氨酯2-4%2-4%包膜数量包膜数量控释肥料控释肥料CRF植物油植物油 固化剂固化剂 助剂助剂 表面反应表面反应 控释包膜层 控释包膜层 原位反应成膜示意图原位反应成膜示意图 二、新型肥料之一缓二、新型肥料之一缓/ /控释肥控释肥 Region198319952000 200420062010United states*202,000356,000414,300569,000590,000600,000Western Europ*7,6008,700108,200120,900125,000130,0
13、00Japan*44,000119,00092,60097,000110,000120,000China200,000350,000700,000Canada150,000150,000Total253,600483,700615,100986,0001275,0001700,000 缓缓/控释肥料生产消费情况控释肥料生产消费情况美国美国AgIndustries Research & ConsultingAgIndustries Research & Consulting公司公司20112011年年1 1月提供月提供缓缓/ /控释肥在国内的应用控释肥在国内的应用缓释肥料从缓释肥料从2020世纪
14、世纪7070年代开始,到今天经历了探索起年代开始,到今天经历了探索起步(步(2020世纪世纪8080年代)、初步发展(年代)、初步发展(2020世纪世纪9090年代)和年代)和快速发展(快速发展(20002000年以来)三个阶段。年以来)三个阶段。脲甲醛化学稳定性或微溶性氮肥养分释放机理脲甲醛化学稳定性或微溶性氮肥养分释放机理 由于脲甲醛不溶于水,所以在土壤中不易淋失,而被贮备由于脲甲醛不溶于水,所以在土壤中不易淋失,而被贮备在土壤中,当条土壤微生物活性增强和有利于植物生长时在土壤中,当条土壤微生物活性增强和有利于植物生长时,脲甲醛即可进入微生物分解和氮素释放过程。,脲甲醛即可进入微生物分解和
15、氮素释放过程。主要企业主要企业住商住商稳定性肥料养分释放机理稳定性肥料养分释放机理u 稳定性肥料指添加脲酶抑制剂、硝化抑制剂或同时添加者两稳定性肥料指添加脲酶抑制剂、硝化抑制剂或同时添加者两种抑制剂的尿素或复混肥料。种抑制剂的尿素或复混肥料。u 脲酶抑制剂脲酶抑制剂延缓尿素的水解延缓尿素的水解u 硝化抑制剂硝化抑制剂抑制铵态氮(尿素水解产物)转化成硝态氮抑制铵态氮(尿素水解产物)转化成硝态氮u 在雨水比较少,淋失损失少和无大水漫灌的条件下能更好的在雨水比较少,淋失损失少和无大水漫灌的条件下能更好的发挥效果。发挥效果。硫包衣尿素(硫包衣尿素(SCU/PSCU/PSCUSCU)技术和工艺)技术和工
16、艺TVA TVA 法法改良改良TVA TVA 法法CIL CIL 法法凝结包裹工艺凝结包裹工艺喷动床工艺喷动床工艺PCSCU PCSCU 法法技术关键技术关键:将硫磺熔融后,在高压下喷涂在预热处理的将硫磺熔融后,在高压下喷涂在预热处理的尿素表面,然后再在其表面喷涂蜡质或聚合物,密封硫尿素表面,然后再在其表面喷涂蜡质或聚合物,密封硫磺包裹产生的磺包裹产生的孔孔隙或裂隙。隙或裂隙。 典型企业典型企业汉枫肥业汉枫肥业肥料包裹技术和工艺肥料包裹技术和工艺 肥料包裹技术,主要是利用有机的或无机的粘结剂等将具有巨肥料包裹技术,主要是利用有机的或无机的粘结剂等将具有巨大表面积、内表面积无机矿物(如钙镁磷肥、
17、膨润土、蛭石、大表面积、内表面积无机矿物(如钙镁磷肥、膨润土、蛭石、腐植酸、凹凸棒等)或碳粉(如竹炭粉)包裹在肥料表面,腐植酸、凹凸棒等)或碳粉(如竹炭粉)包裹在肥料表面,形成一层包裹层以阻碍肥料的溶解,并吸附溶出的养分形成一层包裹层以阻碍肥料的溶解,并吸附溶出的养分。核芯(尿素、硝铵、磷铵、氯化铵)核芯(尿素、硝铵、磷铵、氯化铵)包裹层(钙镁磷肥、磷矿部分酸化、包裹层(钙镁磷肥、磷矿部分酸化、 二阶金属磷酸铵钾盐)二阶金属磷酸铵钾盐)FCMP夹层(钾肥、微肥、调节剂、农药)夹层(钾肥、微肥、调节剂、农药)研究机构研究机构- -郑州工业大学、华南农业大学、乐喜施郑州工业大学、华南农业大学、乐喜
18、施二、新型肥料之一有机二、新型肥料之一有机- -无机复合肥无机复合肥50-60年代,技术特点是总结农民传统经验,完善有机肥积、制、保、用技术。研究重点,一是高温堆肥的发酵条件,二是厩肥的积制方法,三是沤制和草塘泥制有机肥。7080年代,研究重点一是沼气发酵,二是对有机肥与无机肥相结合施用的肥料效应进行了大量应用基础研究。80年代末以来,我国农业生产形势和方式发生料很大的变化。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和农业加工企业生产的废弃物生产商品化有机无机复合肥技术。 特别是十一五科技支撑计划的实施,对有机肥的理论和应用起到了积极 的推进作用。有机有机- -无机复合肥的地位无
19、机复合肥的地位我国现代农业我国现代农业种植与养殖脱节种植与养殖脱节二、新型肥料之一有机二、新型肥料之一有机- -无机复合肥无机复合肥等氮条件下有机无机复混氮肥对玉米氮素利用率(等氮条件下有机无机复混氮肥对玉米氮素利用率(%)的影响)的影响氮肥水平氮肥水平尿尿 素素(U)有机物料有机物料(A)有机无机复混有机无机复混(AU)低低 氮氮(105kg/ha)-15.81-13.5519.56中中 氮氮(210kg/ha)18.849.5132.97高高 氮氮(315kg/ha)20.218.1825.14发展有机无机复合(混)肥料发展有机无机复合(混)肥料优化化肥养分高效利用优化化肥养分高效利用赵秉
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