系列新型药肥的研发与应用

2020/4/25系列新型药肥的研发与应用报告内容一．缓/控释药肥研发背景与现状分析二．固体颗粒包膜缓/控释药肥的开发及应用三．液体缓/控释药肥的开发及应用美国21.70%中国33.97%其他44.33%2007年世界农药使用分布情况我国化肥、农药使用现状中国是人口大国，人地矛盾突出，粮食产量通过大量农药和肥料投入来保证。中国化肥、农药使用量均为世界第一。FAO，2012；EPA，2008；中国国家统计局，2008化肥和农药是重要的农业物资，据联合国粮农组织(FAO)统计，全世界使用化肥带来了30%~55%的农作物增产量，使用农药防治病虫害挽回的农产品损失约占粮食总产量的30%。中国的农业环境情况复杂，存在耕地分布分散，地形情况复杂，工业化程度相对落后，农业人口基数大等问题。农业种植方式：大水、大肥、猛药。由于农村用工成本迅速增加，发展施用方便、能减轻劳动强度、省工节本的施肥、施药技术及开发相应的药、肥产品是现代农业发展的必由之路，这样才能真正使种地成为一种体面的劳动！我国化肥、农药使用现状•药肥复合剂的研究是目前新兴的研究领域．它是现代农业两大标志性技术—平衡施肥法和植物保护较为完美的集合体，将化肥与农药结合起来，使农药一化肥产品(简称药肥)发挥肥田和植保的双重效果。•在实际生产中，农户在喷施农药时，经常把液体农药和叶面肥等混合使用（桶混），也常把肥料与颗粒农药混合后撒施，事实上已经实现了药肥混合使用，达到省工省时的目的。•事实上药肥复合使用存在着巨大的市场刚性需求！药肥研究现状分析药肥研究现状分析除草药肥杀虫药肥杀菌药肥•国际药肥研发始于20世纪60年代，日本学者本谷耕一的研发团队发现五氯苯酚与肥料混配具有提高肥效的效果。之后药肥作为具有省工增效作用的新型肥料，在各国得到发展，在国外有很多登记产品。•中国药肥研发始于20世纪80年代，现在已有几种药肥实现商品化。由于存在市场准入等问题，在市场上占有率并不高。药肥发展存在的问题及破解的策略•农药与肥料配伍性差，效果很难同时保证•药肥稳定性差、安全性差•农药和肥料持效期短、施用量大、利用率低•认识有歧义，登记困难基于此，我们分别开发出固体、液体缓/控释农药和固体、液体缓/控释肥料，缓/控释药、肥分别独立包装，使用时现配现用。报告内容一．缓/控释药肥研发背景与现状分析二．包膜缓/控释颗粒药肥的开发及应用三．液体缓/控释药肥的开发及应用（1）包膜控释肥料研发现状缓/控释肥料可以提高肥料利用率，部分解决因过量施肥而造成的生态环境问题、资源与能源的双重浪费问题，减少劳动强度，是一种新型高效肥料，具有良好的发展前景。国际研发水平缓/控释肥料研究始于上世纪60年代，历经50余年的发展，国际上已经形成系列品牌。近年来，缓/控释肥料在我国得到了快速发展，目前，我国已成为世界缓/控释肥料第一大国。国家标准：缓释肥料主要指高分子包膜肥料无机包裹型肥料硫包衣肥料UFIBDUDMPPHQ高分子包膜缓/控释肥料7-10d稳定性肥料脲醛型肥料研究表明，高分子包膜控释肥料，养分释放期长，能达国家标准。2006年5月，我被引进到中国农大后，即对国内外高分子包膜控释技术进行了评估，我们决定不研发难以降解且又使用有毒有机溶剂的聚烯烃类包膜工艺。全力开发可降解高分子酯类膜材料，选用国际先进的可连续化、自动化生产的包膜工艺。我的研发团队经过几年的艰苦攻关，研制出系列新型易降解高分子膜材料；自主设计开发出一整套连续化、自动化生产新型控释肥料的中试包膜设备，建立了一条完整的生产线；于2009年8月15日国内首次实现了500公斤/小时水平生产新型高分子包膜控释肥料，各项指标均达到国家、国际缓/控释肥了标准。中国农大开发出新型高分子包膜控释肥料小试包膜中试包膜材料合成工业大生产针对不同区域、不同作物（小麦、玉米、水稻、棉花、蔬菜、马铃薯、果树、油菜、烟草、茶叶、花卉、草坪等）进行控释肥料评价，肥效整体表现良好，等氮条件下增产在9-15%之间。产品试验点开发的产品在全国各省市的试验汇总比较项目硫包衣尿素国内技术（聚烯烃）国外技术中国农大（CAUCOTE）降解性能安全极差良优控释性能释放期短养分拖尾释放完全释放完全膜层厚度80-300微米55微米18微米15微米尿素氮含量31-38%40-42%44.5%45%生产设备连续化生产间歇式生产连续化生产连续化生产生产规模12-18吨/小时1吨/小时10-15吨/小时10-15吨/小时有无溶剂无溶剂、环保有毒溶剂无溶剂、环保无溶剂、环保成本（等养分）低高较低最低中国农大产品与国内、国际控释肥料对比注：以释放期均为50天的控释肥料为例小结本课题组在膜材设计和包膜技术方面研究深入，包膜工艺成熟，控释肥养分释放时间设计精确，控释期可根据需要控制在2-6个月不等，为包膜控释农药的研发打下了坚实的基础！（2）包膜缓/控释农药研究背景褐飞虱二化螟5月6月7月8月9月10月第二代第一代第三代第二代第三代第四代稻纵卷叶螟稻飞虱灰飞虱白背飞虱单季稻早稻分蘖期拔节孕穗期出穗结实期分蘖期拔节孕穗期出穗结实期秧苗期如图，害虫危害贯穿水稻整个生长期。现在市场上使用的传统农药制剂（如乳油、粉剂等），大部分都不能精确满足作物生理需要，存在持效期短、使药量大等问题，按规定用量使用防效期一般为1-2周左右，想要延长防效只能多次施药或提高施用量。高挥发低利用效率使用量大大量环境残留影响环境危害人、畜健康因此发展缓/控释农药具有重要的意义！发展缓/控释农药的必要性缓/控释农药的优点大大减轻高毒性化学物质对哺乳类动物的毒害。大大延长相同剂量农药的持效期。减少农药的降解以及其因蒸发和液体流动造成的药物流失，减少溶剂用量。减少药剂的消耗量、降低其对植物的毒性、减轻对环境的污染。提高农药的选择性。省工省时、减少施药次数，做到种、肥、药同播。包膜缓/控释颗粒农药的研发颗粒剂农药因其施用方便、省工节本、可实现种、肥、药同播等优点而引起了人们越来越多的注意，在农药市场上也占据了相当的份额。目前，颗粒剂农药主要用在杀地下害虫、根结线虫、除草等方面，存在着施药量大，农药持效期短等问题，因此，开发缓/控释颗粒农药有较大需求。市场上缓/控释颗粒剂农药还比较少，仅有的几家产品存在着生产膜材难以降解、释放期短、农药释放规律与作物需求不匹配等问题。因此，开发价格低廉、缓/控释性能良好、农药释放与作物需求同步的颗粒剂农药很有必要。（一）成功开发出包膜缓/控释除草剂现在市场上使用的颗粒除草剂，大部分存在持效期短、施药量大、污染环境等问题，而缓释除草剂能有效解决上述问题。除草剂A除草剂B除草剂A除草剂B除草剂A除草剂A除草剂B除草剂B水进入土施除草剂A除草剂A除草剂B除草剂B缓慢释放519.90535.23575.32457.470100200300400500600700T1T2T3T0产量(kg/亩)产量（kg/亩）增产25.7%序号处理药剂用量（kg/公顷）T1控释型除草剂37.5T2控释型除草剂75T3控释型除草剂112.5T0(CK）常规除草剂75T3处理产量最高，对比空白处理T0增产25.75%。T2处理对比空白处理T0增产17.00%。T1处理用量仅为T0的50%，也有13.65%的增产效果。除草控释增产效果显著！水稻专用包膜控释除草剂的评价蛴螬蝼蛄小地老虎金针虫针对颗粒剂土施的施用方式，我们制备了系列专门防治地下害虫和根结线虫的缓释杀虫颗粒剂，施用方便，持效期长。土施BBAA造粒BBAABBAA包膜BBAABBAABBAABBAANNN掺混无减效影响缓/控释农药颗粒剂制备和作用方式示意图（二）开发出缓/控释颗粒杀虫剂研制出缓/控释吡虫啉（三）开发出包膜缓/控释颗粒杀菌剂我国人地矛盾尖锐，耕地面积逐年减少，作物的连作栽培模式逐渐增多，如连作带来的土质恶化，病虫害加重等弊端也越发严重。如西瓜、大豆、姜、蒜、马铃薯、烟草、番茄等。针对上述问题，我们设计了具有控释杀菌剂，有效抑制了土传病害，提高农产品质量。效药效评价——田间药效试验大蒜用控释农药效果实验（四）开发出包膜缓/控释植物生长调节剂活性材料+缓释控旺剂能有效控制棉花的营养生长，促进其生殖生长，有效增加棉铃吐絮率，减少烂铃僵瓣的比例。00.511.522.533.544.54*0.5g4*1.0g空白对照化控对照烂铃率（%）缓/控释控旺剂对棉花生长的影响研发团队经过几年努力，先后成功的开发出系列包膜缓/控释肥料、包膜缓/控释颗粒农药，并针对不同作物的需求，将缓/控释肥料和缓/控释农药通过一定比例混合使用（如采用基施、营养钵施），田间实验效果明显，达到了施用方便、减轻劳动强度、省工节本和互作增效的目的，实现种、肥、药同播。小结报告内容一．缓/控释药肥研发背景与现状分析二．固体颗粒包膜缓/控释药肥的开发及应用三．液体缓/控释药肥的开发及应用（1）水溶性肥料•水溶性肥料，指溶于水、采用传统施肥方法或稀释后通过叶面施肥、无土栽培、浸种蘸根、滴喷灌等用途的液体或固体肥料。•一般水溶性肥料可以含有作物生长所需要的全部营养元素，如N、P、K、Ca、Mg、S、Si以及Zn、Cu、Mn、Fe、B、Mo等。与传统的肥料品种相比，水溶性肥料具有明显的优势：•用量少，使用方便，使用成本低，作物吸收快，营养成分利用率极高。•是速效肥料，可以根据作物不同长势对肥料配方作出调整。•施用方法十分简便，可以随着灌溉水包括喷灌、滴灌等方式进行灌溉时施肥，节约了水、肥料和劳动力。•因此发展水溶性肥料具有重要的意义！水溶性肥料的分类•大量元素水溶性肥料：N、P、K•中量元素水溶性肥料：Ca、Mg、Si、S•微量元素水溶性肥料：Zn、Cu、Mn、Fe、B、Mo中微量元素水溶性肥料的研发背景•中微量元素水溶性肥料是一种新型肥料，它是指含有Ca、Mg、S、Si、Zn、Mn、Cu、Fe、B、Mo等中微量元素的水溶性肥料，作物生长缺少任何一种中微量元素，都可能会减产、减质，因此中微量元素水溶性肥料的作用也越显重要，对大量营养元素是一种有益的补充。•中微量元素是作物正常生长发育所必须的营养元素，供应不足会使植物生理功能失调，引起生理性病害，但供应过多也会产生中毒现象。•钙：是植物必需的营养元素。它与果胶结合成果胶酸钙，增强细胞壁，调节细胞膜的渗透过程。保护细胞膜的稳定和细胞内酶活动的调控，在细胞内调节阴阳离子平衡。•镁：是叶绿素和色素的组成成分，镁是多种酶的活化剂，能促进作物体内的新陈代谢；镁可以促进作物对硅的吸收，从而促进细胞壁的硅质化。•硫：与叶绿素形成有关；作物体内许多酶含有硫，合成维生素B1，它能够促进根系生长，形成十字花科植物的糖苷油，如洋葱、大葱、蒜等的辣味，多是一些含硫物质，增加作物的抗寒和抗早性能。•硅：对植物形态结构、生长发育及抗逆能力等都有影响，是稻、麦、甘蔗等禾本科植物所必需元素，对番茄、黄瓜、菜豆、草莓等也有重要作用；缺硅会使植物生殖生长、受精能力减弱，降低果实数和果重。中量元素的作用•锌：是多种酶的组成成分，也是许多酶的活化剂，与蛋白质代谢有有密切关系，可增强植物的抗逆性。•铜：是作物体内许多种氧化酶的成分，与作物体内的氧化还原反应和呼吸作用等有关，能促进叶绿素的形成，影响光合作用。•锰：能促进氨基酸、蛋白质的合成，调节着作物体内的氧化还原反应，参予作物的光合作用和氮素的转化，提高叶绿素的含量。•铁：是作物体内多种氧化酶、铁氧化还原蛋白和固氮酶的组成成分，影响作物体的呼吸作用和光合作用，缺铁时根瘤的固氮能力减弱。•硼：能促进碳水化合物的运转，提高结实率和座果率(果树)，硼对授精过程有特殊的作用；缺硼作物突出的表现是“花而不实”。•钼：促进生物固氮、增强光合作用、促进碳水化合物转移；缺钼：花而不实，如大豆：植株矮小、叶片褪落、根瘤发育不良。•吸入植物体内的中微量元素被人体吸收后，对人体（动物）健康至关重要，所以使用含有微量元素的尿素（肥料）是优质品牌作物（富硒大米）的重要保障。微量元素的作用常用的中微量元素肥料元素肥料品种B硼酸*、硼砂*、硼镁肥、含硼过磷酸钙、含硼玻璃肥料