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沸石复混肥的主要功能和特点

发布时间:2020-01-21     浏览次数:254

目前,沸石复混肥料在我国发展趋势向着高效化、复合化、长效化、颗粒化方向发展,其中,颗粒化的发展速度尤为快。其原因是颗粒化的复混肥能同时提供各种营养成分,且具有养分均衡、施用方便、便于运输等优点而得以迅速发展。

沸石饲料添加

1、研发复混肥料的必要性

(1)生产新型多功能复混肥料,是农业产业化发展的必然趋势。当前我国复混肥生产和施用占总施肥量20%~30%,而西方发达国家则占80%以上,就吉林省而言,无论从施用面积还是生产数量来看,与发达国家相比都存在较大差距,加之吉林省系国内农业大省,其农业发展对促进吉林省经济发展有着重要的意义,所以生产多系列复混肥产品,在我省有着广泛的市场和发展前景。

(2)从长远的战略目标考虑,为了有效保护土壤和农作物稳定增产,实施农业产业化的发展目标,吉林省具有生产沸石长效多元素复混肥的物质条件,如:吉林省已探明的沸石可供开采利用的储量已达8000~9000万t,保有储量居全国第四位,主要矿山有:九台的银矿山、上河湾关山沸石矿、六台沸石矿、三台沸石矿、汪清百草沟沸石矿、和龙沸石矿、磐石县小剩河沸石矿、长春大顶山沸石矿等,其中以九台银矿山为最大,保有储量6000万t,矿石以斜发沸石丝光沸石为主,达80%~90%,该矿床矿石含SiO2>70%,CaO>15%,MgO平均0168%,K2O平均317%,微量元素Zn、Mo、B等质量分数也较高。矿石平均吸铵值≥100mgN/100g,平均吸钾值13mg/g,全矿区平均总阳离子交换容量WCCECT/mm011100g-1:达35182,比表面积为19118m2/g。适宜做农业肥料或复混肥载体。

(3)随着近些年全球气候变暖和吉林省地理(地形)条件,土壤类型及农作物多样性等特点,这几年每年都不同程度地受到干旱气候条件的影响,造成了吉林省农作物的局部或大面积减产。而长效多元素复混肥的可行性对比试验结果表明:不仅抗旱效果明显,而且较常规肥法增产粮食(如玉米)可达>5%~10%以上。

2、该复混肥的研究方法和过程

研究的试验方法和特点

在对国内外沸石资源的开发及吉林省沸石矿产和矿石性质等特征综合分析的基础上,我们选择了冷式挤压造粒生产工艺和多元素配方及一次性施肥的省工省力的配料和产品配方原则。

生产工艺具有节能、环保、无污染等特点首先,它的生产和操作全都在干燥的条件下进行,无废水、废气外排污染环境。且因腐蚀性小,设备制造可选用一般材料,造价较低。第二能生产出比一般复混肥料浓度更高的肥料,还可以根据需要往原料中添加有机物料或其他营养元素等。第三该工艺简单,且可实现生产自动化控制,如有需要能迅速改变产品的品级,生产灵活方便。第四生产过程中依据原料的性质一般不需要干燥和冷却工序,特别适应加工热敏感性物料,同时节省投资和消耗。

产品的设计方案及配方原则

(1)配料选择原则为:第一复混肥料养分配比和基础肥料品种的选用,要按基肥和追肥相结合,工业配方和农业配方相结合的原则进行。第二基础肥料的品种应考虑其化学相合性、造粒过程的成粒性、养分的稳定性,并有利于生产的控制,有利于产品品质的保证。第三还应考虑含有效元素的土壤及无机肥和有机肥的各种化肥的比例进行配方。

(2)复混肥配方养分比例的选择原则:我们根据不同农作物如玉米、水稻、黄豆等作物的特性,在考虑各地区土壤特点,综合考虑单位预计产量、养分吸收率、化肥利用率、土壤供肥量、有机肥量等多种因素,并考虑吉林省大量种植玉米作物,长期使用磷酸二铵为主等特点,土壤中残留较多的磷元素等情况以及吉林和黑龙江等大中型厂家的配方情况,我们就得到了一个比较合理可行和适用性很强的各种专用肥配方了。如:玉米类,我们选择的N:P2O5:K2O为1:0147:0153和1:0135:0141二种配方,前者主要适用于吉林省大部分黑土地和肥力较好的地区,而后者主要适用于非黑土地及东部山区。研制沸石长效多元素复混肥的原则和目的就是要环保和无污染。

研究与试验过程

该复混肥的研究始于1999年,其中沸石长效多元素复混肥已于1999年在吉林省西部农安县沙土干旱地区进行了小规模(30000m2)的田间对比试验。2000年又在不同地区不同土壤进行了扩大试验。当时,在国内外对海泡石、沸石作为复混肥载体虽然都有报道和先例(如美国、澳大利亚、甘肃、浙江、湖南等),但沸石在农业方面的应用主要是改良土壤和化肥包衣(配料),国内主要是用沸石做氮肥的包衣及低浓度含氮复混肥,但在我国直接用沸石配制氮、磷、钾复混(合)肥还未见有报导,而吉林省内选择沸石作为复混(合)肥的载体及系列产品的则尚未有先例。而我们的试验对比结果证明,不仅抗旱功能显著,而且与我省的某生产厂家的多元素复混肥相比,玉米平均增产可达5%~11%,且具有长效(缓效)和多功能性。并且,该复混肥料经国家化肥厂商品质量检验站多次检测,均达到了国家标准GB15063—94和GB15063—2001的有关规定,保证了产品的质量。

其中理论研究和产品制造是在吉林省地质科学研究所、农业地质和矿物开发应用研究室及其试验车间进行的,研究的成果与野外大田试验是在吉林省西部农安县沙土干旱地区进行的,农化服务合作单位为双阳区农业技术推广站,研究产品的检测是在吉林省化肥产商品质量检验站进行检验的。

3、该复混肥的主要作用、功能及特点

主要作用

1999年在吉林省西部农安县沙土干旱地区利用该复合进行了小规模(30000m2)的田间对比试验,2000年又在不同地区不同土壤进行了扩大试验。省内选择沸石作为复混(合)肥的载体及系列产品的则尚未有先例。而我们的试验对比结果证明,不仅抗旱功能显著,而且与吉林省的某生产厂家的多元素复混肥相比,玉米平均增产可达5%~11%,且具有长效(缓效)性和多功能性。该复合肥料的特殊作用是与沸石矿物的多洞穴框架结构有关,沸石族矿物的基本结构是有无限的(Si、Al)O4四面体连结构成一系列次生结构单元,这就构成了特殊的三维空间的架状构造沸石晶体,其内部存在着大量的有规律、大小均匀、彼此贯通的孔穴和通道,当结构中部分四价硅被三价铝所取代时,过剩的负电荷由金属阳离子来补偿。由于沸石的格架有比较大的空腔和孔道,在空腔中配置有代换性阳离子(同时也有阴离子)这些阳离子和铝硅酸盐格架结合相当弱,并且有很大的流动性,所以在不改变铝硅四面体的硅铝比,Ca就可以取代Na和K。说明了沸石具有较强的阳离子交换性能。由于它的结构不尽一样,所以它的孔径、空腔和孔隙也有差异,因此,它对物质的吸附是有选择性的。如分子或离子小于沸石格架就通过,反之就被排除在外。此外,沸石结构中孔道允许一定大小的分子(阳离子、水分子、液体和气体分子)自由移动,决定了沸石对于气体和液体的吸附性质。另外,沸石的交换能力和速度还与交换环境的温度、压力、阳离子浓度、pH值等有关。因此,沸石经改型活化后(沸石的改型活化处理,主要指用激发剂如HCL或HCL与NH4Cl混合液,浓度为115HCL、0175N的NH4Cl,其目的是强化处理后的沸石能大量提高吸附气体(氨)量)提高载气效果,加强了各种功能的作用。

复混肥的主要功能和特点

①、该肥料具有长效多功能特点,固氮,并促进N转化为NH2+—N,NH2+离子交换、依存、长期缓释放,提高了氮的利用率。

②、促进植物对磷的吸收,对H2PO-4、HPO2-4吸收量可达83ml/100g并且80%~90%可解吸,NH+4交换沸石中的K+、Mg2+、Ca2+并促进了磷的吸收,且离子交换为植物解吸可减少K的损失,提高了磷的利用率。

③、沸石经改型活化后,其含有的较高钾(一般为215%以上)以及Fe、Cu、Mn、B、Mo等微量元素可以为作物吸收,促进了作物生长,提高了钾的利用率。

④、能改良盐碱地,因沸石具有良好的离子交换和独特的多孔结构,能促进土壤的离子交换,提高土壤的保持N、K和Ca等养分的能力,对改良酸性和盐碱性土壤都有明显的作用。

⑤、抗旱效果明显,沸石在空气湿度很少的情况下,也能极其有效的从空气中吸收水分,在持续少雨期内,这种吸取外来水分的能力,对作物生长十分有利,故能改良干旱和半干旱地区的砂质土壤,利于作物生长发育。

⑥、该复混肥料还可通过沸石的特殊作用机理,除提高了肥料的利用率外,还可减轻化肥中的有毒重金属离子通过粮食等对人体造成的危害,进而减少了化肥对耕地、地下水的污染。并对推动绿色无公害农产品计划,实行优质农业、生态农业、安全农业等方面起到积极的促进和推动作用。

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