缓控释肥(课堂)课件.ppt
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- 控释 课堂 课件
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1、.1第三章 缓控释肥 教学要求教学要求 掌握缓控释肥的概念及种类掌握缓控释肥的概念及种类 掌握缓控释肥的施用技术掌握缓控释肥的施用技术.2一、控释和缓释有关概念的区分一、控释和缓释有关概念的区分 (一)有关概念(一)有关概念(1 1)“释放释放”(releaserelease)是指养分由化学物质转变成)是指养分由化学物质转变成植物可直接吸收利用的有效形态的过程植物可直接吸收利用的有效形态的过程(如溶解、水解、如溶解、水解、降解等降解等),),(2)“缓释缓释”(slow release)(slow release)是指化学物质养分释放速是指化学物质养分释放速率远小于速溶性肥料施入土壤后转变为植
2、物有效态养率远小于速溶性肥料施入土壤后转变为植物有效态养分的释放速率;分的释放速率;(3)“控释控释”(controlled releasecontrolled release)是指以各种调控)是指以各种调控机制使养分释放按照设定的释放模式(释放率和释放机制使养分释放按照设定的释放模式(释放率和释放时间时间rate/pattern and durationrate/pattern and duration)与作物吸收养分的)与作物吸收养分的规律相一致。规律相一致。第一节 概述.3(二)、(二)、缓释和控释肥料的定义缓释和控释肥料的定义 缓释肥料:缓释肥料:指在生物或化学作用下可分解的有机氮化合
3、物(如脲甲醛UFS)肥料,通常被称为缓释肥(SRFS)控释肥料:采用控释肥料:采用对生物和化学作用等因素不敏感的膜材料来包膜的肥料通常被称为控释肥(CRFS).4(三)、控释和缓释肥的类型(三)、控释和缓释肥的类型 按照其溶解性释放方式通常被分为三种类型:按照其溶解性释放方式通常被分为三种类型:物理障碍性因素控制的水溶性肥料,物理障碍性因素控制的水溶性肥料,如包膜颗如包膜颗粒肥料和基质复合肥料,包膜颗粒肥料又可进一步粒肥料和基质复合肥料,包膜颗粒肥料又可进一步划分为:有机聚合物包膜肥料(热塑性和树脂类)划分为:有机聚合物包膜肥料(热塑性和树脂类)和无机包膜肥料(如硫磺,矿物质包膜);和无机包膜
4、肥料(如硫磺,矿物质包膜);微溶有机氮化合物,微溶有机氮化合物,可进一步划分为生物可降解的可进一步划分为生物可降解的微溶有机氮化合物(如脲甲醛和其它脲醛缩合物)微溶有机氮化合物(如脲甲醛和其它脲醛缩合物)和 主 要 以 化 学 降 解 的 化 合 物(如和 主 要 以 化 学 降 解 的 化 合 物(如 I B D UI B D U(Idobutylidene diureaIdobutylidene diurea)异丁烯环二脲);)异丁烯环二脲);微溶性的无机化合物,如金属磷铵盐,部分酸化微溶性的无机化合物,如金属磷铵盐,部分酸化磷酸盐等。磷酸盐等。.5二、稳定性肥料二、稳定性肥料(Stabi
5、lized Fertilizers)氮素化肥中加入脲酶抑制剂或硝化抑氮素化肥中加入脲酶抑制剂或硝化抑制剂而生产的一类肥料,这类肥料在施制剂而生产的一类肥料,这类肥料在施入土壤后只是延缓了尿素水解转化成铵入土壤后只是延缓了尿素水解转化成铵或抑制硝化细菌将铵离子氧化而转变成或抑制硝化细菌将铵离子氧化而转变成NONO2 2-和和NONO3 3-的过程,按照国际肥料工业协的过程,按照国际肥料工业协会分类,这类肥料被称为稳定性肥料会分类,这类肥料被称为稳定性肥料(Stabilized Fertilizers).6 脲酶抑制剂脲酶抑制剂硝化抑制剂硝化抑制剂脲酶脲酶 氮素增效剂:氮素增效剂:.7 第二节、缓
6、控释肥种类第二节、缓控释肥种类一、有机氮化合物1、脲甲醛缩合物 尿素与甲醛类的缩合(尤其是与甲醛)反应生成。含1亚甲基2尿素:属于速效脲甲醛,肥效时间1-40天 2亚甲基3尿素:中效脲甲醛,肥效时间30-80天 3亚甲基4尿素:长效脲甲醛,60-120天.8 典型的脲甲醛产品含N3740。为了提供脲甲醛产品N释放率的标准,将此化合物分成3种组分:冷水溶解组分N(CWSN,25)主要有尿素、二聚物和短链聚合物,该组分中的N可认为是速效到缓效;热水溶解组分N(HWSN,100)为甲叉尿素和中等链长聚合物,该组份中的N可缓慢释放到土壤中:热水不溶组分(HWIN)为甲叉尿素和长链聚合物,在土壤中分解极
7、慢,该组分N在土壤中无活性。.9脲甲醛特点:速效+中效+长效混合,使作物在一季均有养分供应旱涝季节均有效省时、省力、省成本,增产高效、节能,环保无残留.10 脲醛肥料的分解主要是由于生物的作用,氮的释放强烈依赖于土壤性质的变化(如生物活性、粘粒含量、pH)和外界条件(如水分含量、干湿状况和温度等)。.11 脲甲醛缓控释肥脲甲醛缓控释肥脲甲醛成品颗粒.12(2)其它脲醛和合成氮化合物 还有几种由尿素和醛类反应制备的氮化合物,如异丁叉二脲是世界范围内生产量仅次于脲甲醛的一种有机氮化合物。,含氮量31。其中大多数(90)可以溶于水,氮释放率主要是由于化学分解(水解)作用引起的,因此取决于肥料颗粒的大
8、小和土壤水份含量。丁烯酰环脲是在酸催化下,尿素与乙醛反应而成,是环状结构的产品,约含氮30。它在水解和生物降解作用下释放氮,其释放率受产品颗粒大小、土壤温度、水份和pH的影响。.13脲甲醛形态模式图脲甲醛形态模式图.14脲甲醛分解过程脲甲醛分解过程脲醛养分释放过程图解脲醛养分释放过程图解.151天天 5天天10天天15天天20天天25天天30天天30天天35天天40天天45天天50天天55天天60天天脲醛多铵长效缓控释肥养分释放模式脲醛多铵长效缓控释肥养分释放模式:60天65天70天75天80天85天90天尿素尿素硫酸铵硫酸铵甲壳素甲壳素黄腐酸钾黄腐酸钾黄腐酸铵黄腐酸铵中效养分中效养分 微生物
9、的活动微生物的活动.16德玛脲甲醛肥料养分释放后提高利用率的过程德玛脲甲醛肥料养分释放后提高利用率的过程.17二、包膜控释肥二、包膜控释肥(一)(一)非有机物包膜肥料非有机物包膜肥料 硫包膜尿素已有较长的生产历史,是用熔化的硫磺包裹被预先加热的尿素颗粒制成。硫是中量营养元素,在156时可以熔化,可以喷涂于尿素颗粒以及其它肥料颗粒表面作为包膜,产品含有3l38N。.18无机包膜材料无机包膜材料 无机矿物包膜材料无机矿物包膜材料 无机矿物添加剂改性包膜材料无机矿物添加剂改性包膜材料 无机矿物有机高分子多层包膜材料无机矿物有机高分子多层包膜材料.19 典型的硫包膜尿素有3种类型的膜:破损的、含有裂隙
10、的膜:损坏的膜含有被蜡封的裂隙;厚和完整未损的膜。硫包膜尿素对土壤水分含量、干湿交替、生物活动和运输及施用过程中对膜的磨损都是非常敏感的,所以这种产品只能被看作是缓释肥而不是控释肥。为了改进包膜尿素的性能,在原包膜尿素外再包一层有机聚合物膜,形成硫包衣尿素.20(二)有机聚合物包膜肥料(二)有机聚合物包膜肥料 树脂包膜肥料是在制备过程中使聚合物作用在肥料颗粒上,由热固性的树脂交联形成的疏水聚合物膜。常用的树脂有醇酸类树脂和聚氨酯类树脂两大类。.21包膜材料:包膜材料:(1 1)有机高分子材料有机高分子材料 热固性树脂类(醇酸树脂、聚胺脂等)热固性树脂类(醇酸树脂、聚胺脂等)热塑性塑料类(回收塑
11、料、泡沫)热塑性塑料类(回收塑料、泡沫)沥青和橡胶类沥青和橡胶类.22醇酸树脂是双环戊二烯和甘油酯的共聚物:醇酸树脂是双环戊二烯和甘油酯的共聚物:养分的释放可以通过改变膜的成分或膜的厚度来控制。养分释放过程为:水分通过膜上的微孔渗透到膜内,增加了膜内的渗透压力而造成膜膨胀,膨胀又增大了微孔,使养分从增大的孔中释放出来。.23聚氨脂类包膜:聚氨脂类包膜:是在肥料颗粒表面上直接以聚氰基与多元醇反应生成的。养分从这种产品中释放主要依赖于温度变化,土壤水份含量、pH、干湿交替以及土壤生物活性对释放几乎无影响。.24膜材料的选择 筛选出适宜的包膜材料是包膜控释肥研制开发的关键。在研制过程中,我们根据各种
12、材料的成膜能力,选择具有成膜能力强、有一定阻水能力、原料为市场可以大批量供应的高分子材料作为包膜试验材料。共计选用热固聚酯类、中低分子橡胶类、热熔塑料类约三十多种高分子树脂材料,最后确定了具有控释功能的包膜树脂材料。同时筛选出无刺激气味的复合溶剂、对养分释放速率有调控作用的复合添加剂等及其最佳配比。.25(三)热塑性树脂包膜肥料(三)热塑性树脂包膜肥料 最常用的包膜颗粒肥料技术是将热塑性包膜材料(如聚乙烯)溶解于氯化烃中,在流化床反应器中喷涂在肥料颗粒上。养分释放可通过将透水性差的聚乙烯与透水性较强的树脂(如EVA)加以混合来控制,也可在膜中加入一种矿物粉来改进由温度控制的养分释放。.26(四
13、四)聚合物包膜硫包衣尿素聚合物包膜硫包衣尿素 由于硫包膜尿素控释效果差,一些厂家用有机聚合物(热塑性塑料或树脂)在硫包衣尿素上再包一层较薄的普通聚合物膜,以增强抗磨损性能,产品表现出较好的释放性能。目前硫包衣尿素和硫包膜尿素占了包膜产品的绝大部分,主要是由于它们广泛地应用于非农业市场(如草坪、景观业)。.27(5)基质复合肥料基质复合肥料将肥料与可降低其溶解性的物质混合来制备缓释肥料已进行了多年的努力,但所选用的材料还没有真正提供可控制释放的特性。另外的基质型缓释肥是药片状、钉形物或饼状物,是将植物营养物质与粘结剂混合挤压而成。在许多情况下将脲甲醛或异丁烯环二脲加入到混合物中,这种产品的性质与
14、缓释性差的肥料相似,其溶解速率主要取决于压缩产品的表面与体积的比率(体积越大,释放就越慢).28 包膜(裹)型肥料:包膜(裹)型肥料:包膜肥料包膜肥料.29PPPPPKKKKKKKPNPNNNNNNNNNNNNNNNNKK包膜肥料养分释放包膜肥料养分释放.30控释肥中试产品控释肥中试产品控释肥中试产品控释肥中试产品包膜肥料产品包膜肥料产品.31Products of CRFs:Series and varieties(1)(TPCU);热塑性树脂包膜尿素热塑性树脂包膜尿素,60d,90d,120d,150d,180d,270d etc.(2)(TPCCF):热塑性树脂包膜复合肥,热塑性树脂包膜
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