随着国家测土施肥工程的启动,BB肥更为业界所关注。BB肥之所以能够为大家所认同,有其自身的优势:工艺设备简单,能耗少,加工成本低;配肥灵活,针对性强;养分浓度高、肥效显著等。可以说,BB肥是一种多元素、全营养的复肥品种。但就掺混肥料自身和在我国的应用实际来看,还存在一些亟待解决的问题。一是基础原料的化学相容性。多数肥料原料混合后,由于临界湿度下降或化学反应,造成吸湿结块,甚至养分损失,所以产成品不宜久存,而我国多数地方尚不具备散装即施的条件。一般掺混肥只能选择尿素、磷酸二铵、氯化钾为主要原料,而长期施用就可能造成土壤硫、钙等中量元素及微量元素的亏缺。二是基础原料粒度和粒型。目前市场上有大颗粒尿素和球型颗粒磷酸二铵、球型颗粒重过磷酸钙等,缺少与之相匹配的球型颗粒氯化钾和硫酸钾颗粒。因此一般掺混肥在储运、施用(特别是机械施用)的过程中,较容易发生不同肥料颗粒组分不均匀离散现象,导致田间肥效差异,影响施肥的均匀性。三是一般的BB肥所选择的基础肥料大都属速效肥料,不具备缓(控)释的特性,不能实现一茬作物一次施肥,难以适应机械化施肥、规模化经营的现代农业发展的新趋势。
如何扬长避短,创新发展?中国科学院石家庄农业现代化研究所历经十七年技术攻关,在BB肥的创新方面,取得重大成果。以其独特缓释增效功能,成为农用缓释BB肥创新的亮点。
涂层缓释一次肥的创新点,可以简单归结为:
理论创新,膜反应与团絮结构
提出并在多年的研发实践中逐步完善了以膜反应和团絮结构为框架的缓释增效理论,丰富和发展了涂层技术的内涵。以提高肥料利用率、环保高效为出发点,把我国人多地少、复种指数高的基本国情与可控缓释肥料研究方向相结合,提出“一茬作物一次肥”的创新理念,为农用BB肥的发展探索出一条创新之路。
技术创新,氮、磷、钾系列涂液
涂层缓释一次肥改变了一般缓释肥料氮、磷、钾全包裹的做法,针对氮、磷、钾等主要养分各自特性,采用BB肥结构、分处理模式,开发出三个主要系列的涂层涂液,分别处理氮、磷、钾单质肥料颗粒,达到“控氮、促磷、保钾”的目标,极大地节约了成本,提高了单质肥料的缓释增效作用。
就控氮而言,涂层缓释一次肥改变了一般缓释肥料在“壳”下功夫,在水溶性上作文章的做法,采用包膜与团絮结构模式实现了缓释技术的纵向创新,该技术包括:采用大颗粒尿素、磷铵和造粒钾肥来实现延迟溶解;通过调节包膜厚度和包膜物质来控制养分的水溶出,并显著抑制脲酶活性;通过包膜物质的水溶胀物质形成的有机大分子团絮结构来增强对溶出养分的吸附作用,减少溶出养分的损失,提高氮素利用率10个百分点。
就磷而言,使用“磷涂液”对磷酸一铵、磷酸二铵、重过磷酸钙等进行涂层处理时,适量添加对磷具有活化作用的物质,增强磷的“活性”,促进作物对磷的吸收。
就钾而言,主要是有效的减少淋渗损失和提高对作物后期生长的供钾能力。主要使用“钾涂液”,通过团粒工艺将粉状钾肥制成外形圆滑、粒度均匀颗粒,增强团絮结构对养分的吸附能力,达到“保钾增效”的效果。同时,增加钾肥与球形大粒尿素、磷铵的可配性。
集成创新,全营养多功能的互补增效
在农业技术不断进步的今天,获得优质高产显著效果,不再是一种养分或一种产品作用的结果,需要多养分的协同互补和多个增产要素的集成效应。涂层缓释一次肥采用BB肥的形式,但又不同于“按方抓药”简单掺混。其生产以单质肥料改性为主, 在增强了单质肥料缓释增效功能的基础上,根据测土配方来生产专用肥,肥效显著优于一般BB肥产品。同时,涂层缓释一次肥以独特涂层材料作为缓释技术载体,能够常温常压下,完成膜反应工艺。因此可以方便地加入中、微量元素、腐植酸、肥料增效剂等,提高肥料利用率。这一开放型工艺结构,使之真正成为一个集纳新型的缓释技术及新型肥料产品的集成平台,为肥料不断创新奠定了基础。
农艺创新,平衡施肥与肥料深施
涂层缓释一次肥产品颗粒圆滑、粒度均匀,不离析、不吸潮、不结块、商品性状好,适宜机械施肥。打破传统的施肥模式,改地表撒施为机播深施,改一季多次为一茬一次。同时达到平衡施肥、肥料深施、根基供养、抗旱节水、简化栽培多重效果。如棉花播种时,可实现播种、施肥、地膜覆盖“一体化”作业,播种深度2-3公分,肥料侧施于种子下方3-5公分,全量底施,节约肥料20%。实现了肥料用量、深度、方法的规范一致,为农业标准化生产,规模经营提供了技术支撑。
工艺创新,低成本、易推广
涂层缓释一次肥具有显著的缓释效果,但成本仅比简单机械混拌增加3%-5%(一般每吨增加成本50-80元左右)。可以在一般复合肥设备上改造,也可以组配成套设备,一套年产10万吨涂层一次肥生产线(含6万吨钾肥造粒能力)主设备投资在200万元左右。投资少、效益高。因此,大中型肥料企业可以搞,农业技术推广部门也可以搞。美国50公里为半径就建有一个配肥站,我国可以一个县搞一个,让测土施肥工程真正变成“一袋子肥料”,让农民真正用上“傻瓜技术”。
几年来,在河北涂层缓释一次肥应用与保护性耕作推广相结合,实现了节本增效的显著效果,实现了干旱半干旱粮棉耕作区“亩增双百”的重大突破。
保护性耕作主要是以机械化为手段,按照农艺要求,采取少耕、免耕,用秸秆和残茬覆盖保护土壤,培养肥力,利用深松,提高土壤渗水和保水能力,防治水土流失和沙尘暴,降低生产成本,实现农机和农艺相结合的技术体系。涂层缓释一次肥为发展保护性耕作提供了有力的技术支撑,推动着耕作方式的变革,推动着传统农业产业向现代农业方向迈进,其效果主要表现在:
省工 。秸秆粉碎、带茬播种、肥料深施、地膜覆盖等多道工序一次完成,降低作业成本20%左右。
节水。 增加土壤蓄水量16%-19%,少浇一次水节水30%。
省肥。 采用缓控释“一次肥”, 可节约肥料20%。
省种。 节约种子10%-30%。
增产。 提高粮食产量10%以上。如小麦、玉米两茬作物的收益对比传统方法每亩增收节支309元;一季棉花对比传统方法增收节支224元。
涂层缓释一次肥已在河北13个县市大面积示范推广,连续六年平均增产13.5%,比一般复合肥肥料利用率提高10个百分点,在小麦亩产600公斤,玉米700公斤,皮棉100公斤的产量水平下,均可实现一茬作物施一次肥;与习惯施肥对照,小麦亩增50公斤,玉米亩增70公斤,籽棉亩增30公斤。在西瓜、桃、芹菜、草莓、甘蓝、枣等上试验均表现增产,并明显改善作物品质的,据初步测定施用涂层缓释复混肥可使玉米子粒氨基酸增加3%;明显提高瓜果VC含量。
2006年6月7日,河北省农科院研究员省小麦专家组组长李晋生、河北农大教授刘东臣、中国腐植酸协会理事长曾宪成、原化工部教授冯元琦等9位专家、学者组成专家组,对小麦涂层一次肥的应用进行田间检测、评定,并听取了关于涂层缓释一次肥研究开发与示范推广的报告,听取了河北省农科院、元氏县农业局、成安县农业局、辛集市农业局等长期从事涂层缓释一次肥推广示范工作的专家关于近几年来涂层缓释一次肥在小麦、棉花、玉米等作物上的施用效果的总结报告。
评审专家组一致认为,目前,由于我国化肥产品创新滞后,加之施用不当,造成化肥利用率偏低,严重浪费资源,增加施肥成本,加大施肥对环境的风险。涂层缓释一次肥研发思路是以提高肥料利用率、减少用量、降低能耗为出发点,把我国人多地少、复种指数高的基本国情与可控缓释肥料研究方向相结合,提出“一茬作物一次肥”的创新理念,提出膜反应和团絮结构的缓释观点,丰富了涂层技术的内涵,“控氮缓释,促磷增效,防钾淋失”的创新工艺,不仅降低了缓释成本,而且减少了掺混肥的不均匀离散现象,更加适合机械施肥,并以测土配方为基础,可灵活调整配方,定量组织生产适于本区域的作物专用缓释一次肥。涂层缓释一次肥是测土配肥、根基供养、机械施肥的优选载体,该肥料的应用与推广必将全面提升我国的农业施肥技术水平,带动农业的相关产业的整体进步。
涂层缓释一次肥的开发与应用,不仅是肥料产业的革命,也是带动着农机产业和施肥技术的创新与进步,带动着保护性耕作与测土施肥的推广与应用,是一项资源节约、环境友好,实现农产品优质高产、农民节本增效、实现农业可持续发展的高科技产业项目,具有广阔的开发应用前景。

