肥料加工工艺5

第一章复肥生产的基础知识肥料加工工艺第一节复肥配方的设计原理与方法肥料加工工艺肥料加工工艺一、复肥配方的设计原理与方法（一）复肥配方的设计原理生产使用复肥的目的在于更好地协调作物对养分的需求与土壤供肥之间的关系。因此，配方设计必须考虑作物营养特点与土壤营养状况。1、作物营养特点（1）作物对营养元素的需求规律肥料加工工艺不同作物对养分种类的特殊需求不同作物对养分形态的要求不同作物对养分数量和比例的要求不同作物对养分吸收能力的差异不同作物对养分供应状况的不同反应肥料加工工艺作物不同生育时期对养分的需求不同，复肥生产应根据作物的阶段营养特点，生产出适合作物不同阶段营养特点的肥料产品。（2）作物的阶段营养特点肥料加工工艺2、土壤养分状况及性质（1）土壤养分状况土壤养分含量与分布土壤养分形态与有效性土壤养分对植物营养的贡献肥料在土壤中的转化肥料加工工艺（2）土壤性质酸碱性阳离子交换能力盐基饱和度孔隙度有机质含量肥料加工工艺（二）复肥配方的设计方法配方是生产复肥的核心，它包括以下内容：适用条件下（作物、土壤）的肥料三要素比例、微量元素及其它添加物质种类；所采用基础材料的品种及数量；配套施用技术，包括施用量、施用时期和施用方法。核心内容：确定配方中三要素比例和养分形态及基础肥料的选择。肥料加工工艺2、复肥养分比例的设计方法（1）根据田间肥效试验结果设计养分比例供试处理直接单因素多水平多点试验筛选法复因素不同配比多点试验一元二次回归方程（单因素）肥料效应函数法多元二次回归方程（复因素）肥料加工工艺（2）根据作物对养分的吸收比例设计复肥的养分比例在一定产量水平下，每种作物单位产量的养分吸收量和比例可视为一个常数。因此，按作物养分比例设计的配方也比较稳定，可作为基本配方，然后，根据土壤养分丰缺状况、有机肥施用量和肥料利用率等给以校正，即可得到较满意的配方养分比例。肥料加工工艺这一方法的基本步骤为：①确定某作物的养分吸收比例由于作物的品种特性、产量水平和环境条件不同，其吸收比例也有差异，因此，在当地条件下应尽可能多点设置不同产量水平的试验，利用多个试验结果，求出不同产量水平时某一作物某一品种的氮、磷、钾吸收比例。②根据肥料利用率予以校正即根据各养分的利用率将养分吸收比例校正为对肥料加工工艺环境养分的需求比例。如：小麦对氮（N）、磷（P2O5）、钾（K2O）的吸收比例为3∶1∶3，N、P2O5、K2O的利用率分别为40%、20％、60％，则对环境中三要素的需求比例为：（3÷40％）∶（1÷20％）∶（3÷60％）＝7.5∶5∶5＝1∶0.67∶0.67肥料加工工艺③根据土壤养分丰缺状况予以校正根据土壤养分测定结果的丰缺程度将作物对环境养分的需求比例予以校正。如：在上面确定的1∶0.67∶0.67的基础上，由于作物对氮素需要量大，土壤供给能力低，故氮不可缺；在不缺钾的土壤上，可不配钾，只配氮磷；在不缺磷的土壤上，只配氮钾。某养分的丰富程度越高，施肥效果越差，应相应降低其在配方中的比例。肥料加工工艺（3）根据目标产量和土壤速效养分测定值设计复肥的养分比例该法是根据农作物需肥量与土壤供肥量之差来计算实现目标产量（计划产量）时的氮、磷、钾三要素各自的需要量，然后，以氮为1，求出氮、磷、钾三者之比例。肥料加工工艺具体步骤：①确定目标产量②根据目标产量和单位经济产量携出养分量，求出达到目标产量所需的三要素养分量。③根据无肥区作物产量（乘以单位经济产量携出氮量即为供氮量）或土壤有效磷、钾测定值估算土壤供应养分量。④计算通过施肥补充的养分量⑤以氮为1，求出氮、磷、钾之比，即为一定产量水平下的复肥的适宜养分比例。肥料加工工艺（4）配方修正法该法是借助国内外同类作物的成功配方，根据使用地区的土壤养分供给能力进行修正，一般修正系数为25％左右。肥料加工工艺（5）微量元素的配方比例根据微量元素的丰缺指标，确定出“临界点”，大于该点不配入，小于则配入。微量元素的配入比例按实物重量计算，一般为1％以下，通常可配1～3种必需的微肥。第二节复肥养分形态的设计肥料加工工艺肥料加工工艺复肥养分形态设计（1）作物种类与复肥养分形态设计各种作物对养分形态的反应是不同的。如，水稻、甘薯、马铃薯等是喜铵态氮的，因此，这些作物的复肥中氮素以配入铵态氮为宜。烟草、甜菜、小麦、玉米、棉花、向日葵、大麻则喜硝态氮，其专用复肥中应配入硝态氮。复肥养分形态的设计应视作物种类、土壤条件和复肥的用途而定。肥料加工工艺豆科作物、豆科绿肥及油菜等，根系阳离子交换量大，对钙的结合能力强，因而对难溶性磷酸盐具有较大的吸收能力，故其配方中应配入弱酸溶性磷肥。禾谷类作物，对难溶性磷的利用能力较弱，故其配方中应配入水溶性磷肥。肥料加工工艺（2）土壤条件与配方肥养分形态设计土壤条件直接影响养分的转化，进而影响肥效的发挥。水田因施入硝态氮易流失、反硝化损失等，故在水田和多雨地区的复混肥中应配入铵态氮；旱田铵态氮和硝态氮均可。酸性土壤应配入钙镁磷肥等弱酸溶性磷肥；中性、石灰性土壤中应配入过磷酸钙等水溶性磷肥。肥料加工工艺（3）配方肥用途与其养分形成设计若复肥主要用作基肥使用的，则配入养分可以是迟效态养分；若用作追肥，则配入速效养分。用作叶面专用肥的，则配入养分应全是水溶态的，而且含副成分要少。第三节复肥养分分析式肥料加工工艺肥料加工工艺复混肥分析式复肥分析式的确定必须考虑三个问题：（1）分析式必须符合我国复肥料专业标准中规定即各主要养分（N、P2O5、K2O）的单一含量不得低于4%，其养分总量（N+P2O5+K2O）低浓度≥25%，中浓度应≥30%，高浓度≥40%。复肥分析式是指复肥中所含各主要养分含量的百分率。如复肥料分析式为（8-14-6），即表示含N8%，含P2O514%，含K2O6%。肥料加工工艺（2）分析式必须与基础肥料的养分含量相适应配方肥中的养分全来自基础肥料，含副成分多、养分含量低的基础肥料只能配出总养分含量低的配方肥。要配合浓度高的配方肥，必须采用含副成分少的高浓度基础肥料。肥料加工工艺（3）分析式应可能考虑到包装重量和配方肥在单位面积上的实物施用量。包装重量按照国标规定，每袋净重有三种规格，即50±0.5kg、40±0.4kg和±25±0.25kg；单位面积的施用量，一般大田作物多用50kg/亩实物量作基肥，而经济作物常施用100kg/亩左右。因此，分析式的养分含量应能保证每亩施用一定实物量时的养分绝对量符合对施肥量的要求。第四节复肥生产准备肥料加工工艺肥料加工工艺复肥的生产准备配方设计完成后，根据配方中的养分配比进行养分配料，即原料肥料的选择及配比，这就是复肥的生产准备。（一）基础肥料的选择原则及注意事项复肥组成中，由于至少涉及到氮、磷、钾单元肥料中的至少两种肥料，这些物质能否混配，如何混配及配合间的相互作用，是一个值得注意的问题。肥料加工工艺基础氮、磷、钾肥的混配应遵循以下两个原则：①混配后不会产生不良的物理性状（如结块、吸湿等）②不会发生不良化学反应造成养分损失（如氨挥发或氧化氮逸出等）或造成某组分质量恶化（如降低溶解度等）。肥料加工工艺根据以上原则，把肥料混配后的化学反应和物理性状变化可作为基础肥料选择的重要依据。1、肥料混配后的化学反应（相配性）通常根据肥料混配后可能发生的化学反应可将肥料的混配性分为三类：可以混配，可以暂时混配但不可久置和不可混配。肥料加工工艺（1）可以混配两种或两种以上的肥料混合后，不但养分没有损失，而且还能减少各种单元肥料对作物生长的不良影响。①硫酸铵和过磷酸钙Ca(H2PO4)2·H2O+H2O+(NH4)2SO4→2NH4H2PO4+CaSO4·2H2O(NH4)2SO4+CaSO4+H2O→(NH4)2SO4·CaSO4·H2O上述这种混合通过化学反应形成的NH4H2PO4,作物可以同时吸收NH4+和H2PO4-减轻单施硫酸铵产生的生理酸性反应。从复肥生产角度看，该反应使游离水变成结晶水，提高了混合物的颗粒强度。肥料加工工艺②磷矿粉和硫酸铵既可以消除硫酸铵等酸性或生理酸性肥料的不良影响，还可通过其酸性，增加磷矿粉的溶解度，提高其肥效。③硝酸铵和氯化钾混合反应生成硝酸钾和氯化铵，这两种产物的临界湿度均大于硝酸铵，其潮解性较硝酸铵小，混合后其物理性质得到改善，便于利用。肥料加工工艺④尿素与磷酸一钙混合生成磷酸尿素、磷酸二钙和水，从而减少氮素损失。⑤有些有机肥料和化学或矿质肥料混合两者的肥效都可提高，即可利用有机肥分解时产生的有机酸，提高磷的溶解度，又可减少磷肥与土壤的紧密接触和防止磷的固定。人粪尿混合少量过磷酸钙可形成磷酸二氢铵，减少氨挥发损失。肥料加工工艺（2）可以暂时混合但不可久置有些肥料只宜混合后立即施用，若放置时间长，则有效养分降低，或物理性质变差。①含游离酸较多的过磷酸钙和硝态氮肥混合后久置不仅吸湿潮解，且会使硝态氮渐次分解而造成氮素损失（N2O5↑）。②尿素或石灰氮与氯化钾混合，应随混随用，否则吸湿性增强。肥料加工工艺（3）不可混合有些原料肥料混合后会降低肥效。①铵态氮肥不能与石灰、石灰氮或草木灰等碱性肥料混合，否则会加速NH3挥发。②各种磷肥与碱性肥料也不可大量混合。因混合后会使水溶性磷变成难溶性磷酸盐，使弱酸性磷肥和难溶性磷肥中的磷更难溶解。总之，对于原料肥料的相配性可以查阅相关书籍中的适配表。肥料加工工艺2、肥料混合对物理性状的影响复肥生产时原料的选择必须考虑各原料肥料混合后能够保持优良的物理性状，至少不能对物理性状有显著的不良影响。（1）肥料混合对吸湿性的影响肥料的吸湿性常以其临界相对湿度来表示，即在一定温度条件下，肥料开始向空气中吸水或失水时的空气相对湿度。肥料加工工艺肥料名称临界相对湿度（％，30℃）肥料名称临界相对湿度（％，30℃）磷酸一铵91.6硝酸钙46.7磷酸二铵82.8硝酸钠72.4硫酸铵79.2磷酸一钙93.6尿素72.5硫酸钾96.3氯化铵77.2氯化钾84.0硝酸铵59.4硝酸钾90.5常见几种肥料的临界相对湿度肥料加工工艺一般来讲，两种以上的肥料混合，其混合物的临界湿度通常均比它的任何一种单体肥料的都低，这种现象被称为“肥料的混合效应”。在选择原料肥料时要力求混合物临界相对湿度不能有明显的下降。硝酸铵（59.4%）尿素（72.5%）18.0％肥料加工工艺氯化钾（84.0%）硝酸钙（46.7%）22%硝酸铵（59.4%）硝酸钙（46.7%）24%上述肥料混合后临界相对湿度明显下降，吸湿性大大增强，这在选择原料时应尽量避免。肥料加工工艺酸一铵、磷酸二铵混混合时吸湿性也大大增加的问题，这些问题需在工艺中加以考虑。在肥料混合中两种盐如果通常不是按化学反应式计量比例混合时，则混合物的临界相对湿度要根据该混合物中的过量的盐来决定。如：NH4NO3+KClNH4Cl+KNO3如果两种盐按化学反应计量比例混合或氯化钾过量而反应已经完成，则其临界相对湿度为67.9％，如果硝酸铵过量，则混合物相对湿度按硝酸铵的59.4％计算，甚至更低。肥料加工工艺应注意的问题在实际生产中，也发现过过磷酸钙、重过磷酸钙和尿素混合时吸湿性大为增加，甚至造粒效果不好或颗粒破碎的尿素与磷在生产中应尽量避免硝酸铵和尿素混合，但在制造三元肥料时，必须同时使用尿素和硝酸铵，则应先用氯化钾或硫酸钾与硝酸铵进行混合预处理反应，然后再与尿素、磷肥诸如磷酸一铵或二铵进行混合。大部分肥料的临界相对湿度随温度升高而降低，混合肥料也遵循这一规律。这就要求烘干的热肥料必须立即冷却，以防止高温强烈吸湿。肥料临界相对湿度只表示其在给定条件下吸收空气中水分的难易程度，但并不表明它一定吸水。复混肥生产中是否吸水固然和其临界相对湿度有关，但也与存放和包装时的防潮设施及措施有关。应注意的问题肥料加工工艺（2）肥料混合对溶解度的影响选择复混肥的原料肥料时还要考虑肥料混合对溶解度的影响。一般应注意以下几种情况：①因以尿素、硫铵、硝铵为基础原料制得的各个品级肥料具有较高的溶解度，因此造粒过程极易受液相影响。②在含有尿素和磷酸盐的配方中，利用提高混合肥料的p