淺談液體肥料的生產(chǎn)和應用

提綱
一、液體肥料的優(yōu)、缺點
二、液體肥料的發(fā)展情況
三、液體肥料的類型
四、液體肥料生產(chǎn)
五、研究與展望

    當前國際上肥料發(fā)展的趨勢是高濃度、 液體化，世界上農(nóng)業(yè)發(fā)達國家都在不斷提 高肥料的濃度。據(jù)有關資料介紹，一般來 說，肥料濃度每提高10％，就可降低肥料 包裝、儲存、運輸和管理費用20％左右。
液體肥料是一種典型的高濃度肥料，其外 觀呈流體狀態(tài)．通常可分為兩大類，一類 是液體氮肥，是由單一營養(yǎng)元素氮所構成 的液體肥料，包括液氨、氮溶液和氨水， 另一類是液體復肥．包括兩種或兩種以上 營養(yǎng)元素構成的清液型或懸浮型液體肥料。
液體肥料在國外目前已得到了較為廣 泛的應用。在美國，液體肥料占復合肥總 量的15％以上，在英國、德國、比利時、 荷蘭、墨西哥、俄羅斯等國也都在大量使 用各種液體肥料。
液體肥料的優(yōu)點：
(1) 生產(chǎn)成本低 (2)液體肥料是其他農(nóng)用化學品的良好載體 (3)液體肥料比固體肥料方便通過灌溉施肥 (4)液體肥料便于精確施肥 (5)液體肥料養(yǎng)分均勻一致，質(zhì)量穩(wěn)定 (6)懸浮肥料具有改良土壤和提高營養(yǎng)元素的利用率的優(yōu)良特性生產(chǎn)成本低 生產(chǎn)成本低
各種規(guī)格的清液肥料和懸浮肥料都可以用液體氮肥、氨水、液氨、磷酸、鉀肥和微量元素等在小型熱混工廠中生產(chǎn)，可以省掉固體肥料生產(chǎn)中的干燥、粉碎、造粒、烘干和篩分等過程，因此，液體肥料工廠的投資只是相當規(guī)模固體肥料生產(chǎn)工廠的50% 。
液體肥料采用專用的槽車和塑料桶包裝運輸，可以重復使用，從而降低了包裝成本，而固體肥料的包裝袋不可循環(huán)利用。
在生產(chǎn)過程中無粉塵和煙霧，降低了生產(chǎn)對環(huán)境的污染，減少了凈化設備的投資成本。液體肥料是其他農(nóng)用化學品的良好載體液體肥料是其他農(nóng)用化學品的良好載體液體肥料是以溶液或懸浮液的狀態(tài)存在，是除草劑、殺蟲劑、殺菌劑、植物生長調(diào)節(jié)劑、稀土及一些天然活性物質(zhì)如黃腐酸、海藻提取物等的良好載體，相互配合使用省工省時。液體肥料便于精確施肥液體肥料便于精確施肥 根據(jù)植物營養(yǎng)特性結(jié)合測土分析結(jié)果，進行科學配方，再按照配方進行生產(chǎn)，這是液體肥料最可貴的優(yōu)點。即依據(jù)作物所需營養(yǎng)元素準確加入各種元素。液體肥料混合精確養(yǎng)分均勻一致，質(zhì)量穩(wěn)定液體肥料混合精確養(yǎng)分均勻一致，質(zhì)量穩(wěn)定
從農(nóng)藝效果的觀點出發(fā)，養(yǎng)料成分的一致性是一項重要的標準。養(yǎng)料混合不均勻，有可能造成局部施用量過多或過少，從而導致植物生長發(fā)育不良甚至死亡，給生產(chǎn)上造成減產(chǎn)，經(jīng)濟上蒙受損失。而液體肥料不論是溶液還是懸浮液都可以保證同一批產(chǎn)品各個部分得到一致的分析結(jié)果并且質(zhì)量保持穩(wěn)定。
液體肥料由于其質(zhì)量的一致性，可以通過快速測定任何一點來檢測整個產(chǎn)品的質(zhì)量。
灌溉施肥要求通過灌溉系統(tǒng)的肥料必須是速溶性、雜質(zhì)少的肥料。 固體肥料中雖然多數(shù)是可溶的，但是也有不溶的，如過磷酸鈣。少量的雜質(zhì)會堵塞滴頭或噴頭。 液體肥料中懸浮肥料的顆粒最大，但是在懸浮肥料中最大的顆粒也能通過100目（灌要求通過60目），因此，懸浮肥料完全可以在噴灌系統(tǒng)中運用。
清液肥料還可以滿足滴灌、微滴灌系統(tǒng)的要求。
懸浮肥料具有改良土壤和提高營養(yǎng)懸浮肥料具有改良土壤和提高營養(yǎng)元素的利用率的優(yōu)良特性元素的利用率的優(yōu)良特性
現(xiàn)在懸浮肥料的懸浮劑主要是活性白土（attapulgite，凹凸棒)或多糖物質(zhì)，粘土礦物在提高土壤保肥能力,改善土壤的保水透氣性、改善土壤的保肥性、緩沖性、降低土壤毒性方面都有很好的效果。
懸浮肥料中的磷源主要是聚磷酸銨，聚磷酸銨對金屬離子具有螯合作用，因此，它不易被土壤中鐵、鈣等金屬離子固定，反而可以與土壤中的微量元素形成可溶性絡合物而被植物吸收利用；聚磷酸銨在土壤中逐步水解成正磷酸鹽被植物利用，從而達到緩釋的效果。 多（聚）磷酸銨[（NH 4 ,H)n+2Pn O 3n+1 ]，N13- 23%,P 2 O 5 55-60%]， （NH 4 ) 3 HP 2 O 7 +H2 O------- （NH 4 ) 2 HPO 4 + NH 4 H 2 PO 4
液體肥料的不足之處：
原材料的選擇有局限性 運輸和儲存需要特定的工具和容器 氣溫變低時會有結(jié)晶或沉淀等不利因素
第一代為單元素液肥，如氨水（含N15％一17％)和液氨(含N82.3％)。液氨是由合成氨直接加壓制成的，比重0.617，沸點-33 ℃，儲運時需要耐壓的容器，施用不當會對人 和作物造成傷害。
第二代為養(yǎng)分配方復合型大量元素(N，P 2 O 5 ,K 2 O)復合液肥以正磷酸為基礎的液體復合肥占優(yōu)勢(如磷酸銨+ 尿素+氯化鉀)，目前興起以多聚磷酸鹽(P 2 O 5 高達76— 85％)為原料研制的高氮磷鉀含量(＞50％)的復合液體肥料； 微量元素復合液肥 因為微量元素易被土壤固定，葉面噴施易被氧化， 而植物對有機螯合物的吸收遠比無機鹽有效得多，故 研制和使用有螯合微肥成為目前國內(nèi)外液肥發(fā)展的一 個重要方向。
第三代為配伍組分復合型，亦分兩類。營養(yǎng)復合型 以較高含量的氮磷鉀為基質(zhì)，復合適量微量 元素的基礎上，添加腐殖酸、氨基酸等； 植物生長調(diào)節(jié)劑復合型 以生長調(diào)節(jié)劑為主，復合適量大量元素、微 量元素及腐殖酸、氨基酸類等，制成液肥(亦屬復合型激素類)。
第四代為多功能復合型，它以高含量氮磷鉀為基礎，添加有機螯合微肥，復合植物生長激素、抗旱劑、保果劑，絡合氨基酸類等植物營養(yǎng)物質(zhì)，在合成中注重配伍組分之間的加合和增效作用，防止拮抗作用，制成高活性有機無機復合液肥，并可與多種農(nóng)藥混合使用，從而達到高效化、長效化或向?qū)Ｒ换�發(fā)展。主要液體肥料品種主要液體肥料品種 ，即氮肥混合溶液，可分為有壓氮溶液和無壓氮溶液2種。有壓氮溶液是由（液）氨和其他固體氮肥（硝銨、尿素等）混合而成；無壓氮溶液是由尿素和硝酸銨制備的。無有壓氮溶液近年來發(fā)展較快（危險性小，可與除草劑、殺蟲劑很方便地混合；可用于滴灌系統(tǒng)），是液體氮肥的代表性品種。，原料是尿素和硝酸銨，制備時兩種肥料的濃度，硝酸銨溶液為75—85％，尿素溶液為 70％左右，加入水和防腐劑（常用0.5%液氨或磷銨）。。美國使用最廣的有28%、30%和32%。液體氮肥的含N量高低要考慮其鹽析溫度，如含 N28％時，其鹽析溫度為-18℃，含N30％時，其鹽析 溫度為-10℃左右，含32％時其鹽析溫度為-2℃。因此 低溫季節(jié)使用時，可配制含氮更低的氮溶液，如26%或更低。
液體復合肥料液體復合肥料
（1）氮溶液+磷酸一銨等清液肥料
（2）氮溶液+磷酸一銨+鉀肥+微量元素
（3）氮溶液+磷酸一銨+鉀肥+微量元素 +農(nóng)藥
（4）氮溶液+磷酸一銨+鉀肥+微量元素+ 生長調(diào)節(jié)劑
四種特殊復合液肥：四種特殊復合液肥： (1)石灰石粉或者白云石粉被磨碎后混在氮溶液中配成的石灰懸浮液肥，該懸浮肥料含量在 60%-70%
(2) 石膏懸浮液：由石膏粉在肥料溶液中形成 的分散體系，含量在50%--60%之間。
(3)硫化物懸浮液，加入磨碎的硫磺粉（100目）制取懸浮肥料，然后將懸浮肥料直接加入液體肥料中。
(4) 根據(jù)不同的作物和土壤配成的新型懸浮肥 料，
29- 0-0-4S
25-0-0-10Mg、
20-0-0-15Ca 等.。
液體肥料的衍生產(chǎn)品液體肥料的衍生產(chǎn)品：： 粘結(jié)肥料：它是由液肥和聚合物粉末混合配制而成的一種肥料。不同的粘結(jié)肥料選擇不同的聚合物，但是聚合物一般選擇一些粉狀的多糖類物質(zhì)（聚合物用量一般為混合物總體積的1%），然后將聚合物混入到液體肥料中攪拌5-10分鐘，達到粘性的稠狀物為止。
液體 肥 料 的 混 配 基礎原料 混配原則 氮，磷和鉀肥 中量和微量元素 懸浮劑 基礎液肥
液體肥料的氮源：
液體肥料的氮源：
硝酸鈉：堿性肥料，物理性能良好，但是在液體肥料中用量極為有限
硝酸銨：與尿素按適當?shù)谋壤�混合生產(chǎn) 氮溶液，可以直接施用也可以作為其他液 體肥料的氮源，硝酸銨主要作此用途。
液氨、硫酸銨和尿素：尿素含氮量高、安全，所以尿素成為了主要的氮源。
液體肥料的磷源：
磷酸銨類肥料是液體肥料中的主要磷源。
磷酸銨類肥料主要是指磷酸一銨（MAP）、磷酸二銨(DAP)和聚磷酸銨 (APP)。
磷礦石和其它含磷廢棄物（懸浮肥料）
液體肥料的鉀源：
氯化鉀：液肥的主要鉀源，它不但生產(chǎn)成 本低同時比其它鉀的載體的溶解度要大，用其 配清液肥料K 2 O的含量可以達到10%，用在懸 浮肥料中時K 2 O可以達到30%。
氫氧化鉀：水溶液呈堿性，可以用來做含鉀無氯特種液體肥料，但是它的成本太高。
硝酸鉀：在溶液中呈中性反應,用來做清液肥料。
硫酸鉀：在水中的溶解度較低，不能用來配制清液肥料，主要用來配制無氯的懸浮肥料。
中量元素和微量元素主要原料：
鈣硝酸鈣、碳酸鈣、氫氧化鈣、氧化鈣
鎂碳酸鎂、磷酸鎂、硫酸鎂、硝酸鎂、氧化鎂
硫元素硫、硫酸銨、石膏、硫代硫酸銨、亞硫酸氫銨
硼四硼酸鈉、硼酸、玻璃燒結(jié)料（懸浮肥料）
銅氧化銅、銅、硫酸銅、碳酸銅、螯合態(tài)銅
鐵硫酸亞鐵、螯合態(tài)鐵
錳可溶性錳鹽、氧化錳、螯合態(tài)錳鹽
鉬鉬酸銨、鉬酸納、氧化鉬、鉬酸、工業(yè)含鉬廢物
鋅硫酸鋅、氧化鋅和鋅渣（磨細，用于懸浮肥料）

懸浮劑
懸浮肥料的優(yōu)點
懸浮劑的作用
懸浮劑的種類
懸浮劑的改良
由于肥料可以選擇某些粗制品，因而可以大大降低成本； 產(chǎn)品的養(yǎng)分含量提高，特別是可以提高鉀的含量； 可以加入數(shù)量較大的多種微量養(yǎng)分，而不必考慮其是否全部溶解； 對那些一般不溶解的除草劑和殺蟲劑，可加入懸浮型復肥中同時使用。
懸浮劑的作用：
(1) 當離子間相互接觸聚沉時，加入懸浮劑讓離子 間的晶體顆粒在很小的時候就停止成長，讓其以小晶 體的形式懸浮在液體中。
(2)將不能溶解在水中的固體肥料磨細到60目以上加入到清液肥料中，然后利用懸浮劑蓬松、表面吸附力大的優(yōu)勢將其吸附住，防止小顆粒的沉降使其懸浮在液肥中。
(3)作為藥劑和除草劑的載體。
(4)懸浮劑也是影響懸浮肥料質(zhì)量的重要因素，懸 浮肥料的穩(wěn)定性取決于液體肥料的粘度（最優(yōu)范圍 300-700厘泊，1厘泊=0.1泊.秒），粘度和懸浮劑的種類和用量有著直接的聯(lián)系。
懸浮劑的種類：
活性白土：硅鎂土（硅酸鋁鎂水合物）、 海泡石（硅酸鎂的水合物）、鈉基膨潤土（為 含少量鈉的硅酸鋁水合物，如果不含鈉，雖然 其它結(jié)構相似，但是它在遇水時不能膨脹或不 能成為凝膠狀）。
多糖類物質(zhì)（樹膠）：與白土懸浮劑相比，它的主要優(yōu)點是在與藥劑相混合時往往比白土懸浮劑混配更加均勻。
懸浮劑的改良：
天然礦物由于其純度太低和結(jié)構不是最優(yōu)， 不能直接用于作為懸浮劑。必需進行人工改良。 例如：我國90％以上的膨潤土是鈣基膨潤土， 必須鈉化后才能使用。 了解天然礦物的結(jié)構以后，人工合成具有 相似結(jié)構的化合物。例如：人工合成的凹凸棒 石的性能已經(jīng)超過了天然的礦物。
混配原則：
(1)含鈣的非螯合態(tài)化合物或含有鈣離子的水中添加磷酸鹽時要注意將溶液的酸性調(diào)高（pH<4）。
(2)在酸性溶液中，微量元素處于螯合態(tài)時可以添加磷酸鹽。
(3)在無氨存在下，氮溶液可以與聚磷酸鹽 絡合物相混；在高pH值時，氨水中不能加入以EDTA為基礎的絡合物。
懸浮肥料的混配原則：
細度：不溶性微量元素加入懸浮肥料中必須細磨。 例如：白云石用于懸浮肥料中則必須細磨到100目甚至到200目；氧化鉬和鉬酸則要先溶于酸中才能加入到液肥中，微量元素氧化物用在懸浮肥料中要求細磨到200 目甚至更細一些。在向懸浮肥料中加入微量元素時要注意加入的先后程序：添加少量可溶性微量元素先與懸浮劑粘土混合后，再加入到懸浮肥料中。
液體肥料和農(nóng)用化學品的混配 液體肥料和農(nóng)用化學品的混配 液體肥料和農(nóng)藥和除草劑的混合可以 一次完成作物施肥和控制病蟲害，不僅提高 肥效而且節(jié)約勞務支出。
液體肥料和農(nóng)用化 學品混合施用前必須進行可混性試驗。 例1：俄羅斯研究人員采用殺蟲劑與硝酸銨混合，可提高殺蟲劑在植物體內(nèi)的滲透、吸收、傳導，提高防治效果，減少殺蟲劑用量。
例2：德國專利，代森錳鋅與硝酸銨-尿素配合，其防止番茄疫病的效果（80.3%）明顯高于對照（58.5%）。
例3：葉面肥與2.4-D混合比單獨使用可提高除 草活性50%；草甘膦與28%硝酸銨-尿素混用可提 高除草效果15%--56%。
藥與肥混配原則： （1）混合后不降低肥效和藥效。如除草劑西碼津和 阿特拉津，不能與堿性肥料混用，否則會降低除草 活性； （2）混合后對作物無害。有些農(nóng)藥如撲草凈與液體 肥混進時會增大對作物的毒性，但2,4-D類除草劑與肥料混合，有提高效能的作用；（3）混合物應有一定穩(wěn)定性；（4）藥肥的施用時間與施肥深度須考慮到肥效和藥效的充分發(fā)揮。
復合葉面肥料的組成： （1）大量營養(yǎng)元素：一般占溶質(zhì)的60-80%，主要有尿素和硝銨配成，硫銨、氯化銨不宜作為氮源；磷源主要為：KH 2 PO 4 、磷銨、聚磷酸銨；鉀源首選硝酸鉀，其次是氯化鉀、硫酸鉀。（2）微量營養(yǎng)元素：總量占溶質(zhì)的5-30%，應根據(jù)土壤和作物選擇加入，注意噴施濃度。（3）激素和維生素：營養(yǎng)液中配入的激素主要為生長素和矮壯素，維生素常用的是水溶性且穩(wěn)定的B1 和B2。激素和維生素需確定有效后才加入，并控制用量。 （4）表面活性劑：烷基苯磺酸銨、烷基磺酰氯等
灌溉施肥
滴灌施肥是在滴水灌溉技術基礎上發(fā)展起來的�，F(xiàn)代滴水灌溉技術方法于1960年左右開始于以色列，之后，美國、澳大利亞、南非等陸續(xù)開展了這一方面的研究和應用，并在世界其他一些地方推廣應用。世界上滴水灌溉面積的增加十分迅速，1981年一1986年的5年間增長了63％，1981年一1991年間增長了329％， 2000年預計將達到3億公頃。在以色列，75％以上的灌溉面積采用了這一技術，在一些發(fā)展中國家，滴灌的發(fā)展也很快，如印度、墨西哥等，滴水灌溉面積也達5萬km 2 以上。1971年來，先后召開了5次灌溉施肥的國際學術會議。水資源短缺、供水不足是21世紀人類面臨的全球性問題之一．隨著全球人口的急劇增長和世界經(jīng)濟的高速發(fā)展，水資源遭到了嚴重破壞．1950-2000年間，世界人均水資源擁有量減少了25％。我國人口占世界總?cè)丝诘?2％，淡水資源占世界淡水資源總量的8％，居世界第六位．但人均淡水擁有量僅占世界人均淡水擁有量的1／3．居世界109位，是世界上13個貧水國之一。
噴灌和微灌是當今世界節(jié)水效果最明顯的農(nóng)業(yè)灌溉技術，發(fā)展勢頭十分迅猛．與地面灌水相比、采用微灌技術可省水 30％—50％，大田作物一般增產(chǎn)15％—30％，瓜果和經(jīng)濟作物增產(chǎn)幅度更大．灌溉施肥 是指肥料隨灌溉水進入田間的過程，是施 肥技術(Fertilization)和灌溉技術(Irrigation)相結(jié) 合的一項新技術．是精確施肥與精確灌溉相結(jié) 合的產(chǎn)物．采用灌溉施肥技術可以很方便地調(diào) 節(jié)灌溉水中營養(yǎng)物質(zhì)的數(shù)量和濃度，使其與植 物的需要和氣候條件相適應；可以大幅度提高 化肥利用率；提高養(yǎng)分的有效性；促進植物根 系對養(yǎng)分的吸收；提高作物的產(chǎn)量和質(zhì)量；減 少養(yǎng)分向根系分布區(qū)以下土層的淋失；還可以 大幅度節(jié)省時間、運輸、勞動力及燃料等費用、 實施精確施肥．灌溉施肥的原則是根據(jù)作物的 吸收規(guī)律提供養(yǎng)分、需要多少提供多少． 在田間滴灌條件下栽培番茄氮利用率可 達90％、磷利用率達70％、鉀利用率達95％。 在滴灌下，含養(yǎng)分的水滴緩慢滲入土壤，根 區(qū)土壤水分飽和后立即停止灌水，因此可以 減少養(yǎng)分向深層土壤的滲漏，特別是硝態(tài)氮 的淋失 適用于灌溉施肥的肥料 一般說來，用干灌溉施肥的肥料應滿足以 下條件：溶液中養(yǎng)分濃度高；田間溫度下完全溶 于水；溶解迅速．流動件好；不會阻塞過濾器和 滴頭；能與其它肥料混合。與灌溉水的相互作用 ��；不會引起灌溉水pH的劇烈變化；對灌溉系 統(tǒng)的腐蝕性�。� 肥料和灌溉水、土壤的相互作用 灌溉水pH值高于7.5時會在管道中及滴頭上形成 鈣、鎂的碳酸鹽和磷酸鹽沉淀，降低鋅、鐵、磷等 營養(yǎng)元素對作物的行效性；相反pH值太低又會導致土壤溶液中鋁、錳濃度的增加，對作物產(chǎn)生毒害．不同肥料對土壤的pH值影響不同，灌溉水中 NH 4 ／NO 3 比率的大小也影響土壤pH值。

亟待研究的問題：
(1)滴灌施肥條件下不同肥料養(yǎng)分在土壤中遷移及轉(zhuǎn)化規(guī)律等研究；
（2）滴灌施肥條件對作物根系分布及根系吸收養(yǎng) 分特性的影響；
(3)滴灌施肥條件下土壤不同區(qū)域鹽分累積特性及效應等的研究；
(4)適宜滴灌施肥肥料品種的選擇與開發(fā)；
(5)不同氣候、土壤條件、不同作物適宜的滴灌施 肥技術的研究，包括適宜的肥料種類、比例、濃度、 施用時期及頻率，滴灌施肥與傳統(tǒng)的施肥技術的結(jié) 合問題等。
液體肥料的前景
我國設施栽培面積已達1.33億公頃；這對液體肥料的發(fā)展提供了很好的條件；占我國耕地面積30% 的干旱、半干旱地區(qū)；由于液體肥料的養(yǎng)分均勻，在水體中易于擴散，在淡水養(yǎng)殖中的運用也越來越受到重視；液體肥料顯著的環(huán)境效應進一步推動了其發(fā)展。