锌腐酸尿素及二铵增效机理

锌腐酸尿素、磷酸二铵产品介绍中国农科院农业资源与区划研究所新型肥料创新团队秦皇岛五弦维爱科技开发有限公司化肥增值产业技术创新联盟报告内容：一、公司及产品背景二、产品简介三、产品增效机理四、试验示范效果一、公司介绍秦皇岛五弦维爱科技开发有限公司是一家集科研、生产、服务与贸易一体的新型企业，专注于中国农业科学院新型肥料创新团队肥料增值技术成果的应用和推广，致力于搭建肥料企业间产学研平台，做肥料企业产品升级的助推器，农化服务的践行者，增值肥料的领航者，成为“化肥增值产业技术创新联盟”的首批成员。（增值技术成为中国氮肥协会和中国农科院唯一联合推荐的技术）一、公司介绍公司生产设备先进，技术力量雄厚，检测手段完备，确保了生产的各种肥料增效剂产品的质量，从而使企业和农民获得更大的收益。本公司与多家科研单位、国内一线高等院校长期合作，聘请多名教授、研究员为本公司技术顾问，可为企业提供全方位的农化服务技术服务（新产品开发、配方规划、技术培训、农化服务网络建设等）。一、公司介绍技术支持：1、“十五”国家“863”计划课题“环境友好型肥料研制与产业化”(2001AA246023)；2、“十一五”国家科技支撑计划课题“复合肥养分高效优化技术研究与工艺”(2006BAD10B03)；3、“十二五”国家科技支撑计划课题“复合(混)肥农艺配方与生态工艺技术研究”2011BAD11B05)；4、“十二五”国家科技支撑计划课题“环渤海中低产田增值尿素研制与施用技术”（2013BAD05B04）。一、产品背景2012年12月5日，《化肥增值产业技术创新联盟》启动会在北京召开，来自中国氮肥工业协会、中国农业科学院农业资源与农业区划研究所、全国大型化肥生产企业、中国农业大学、郑州大学、华南农业大学、北京农林科学院等单位的70多名领导、专家和企业界的代表参加了《联盟》启动会。工信部原材料工业司副司长袁隆华、农业部全国农业技术推广服务中心副主任栗铁申、中国氮肥工业协会名誉理事长刘淑兰、中国腐植酸工业协会理事长曾宪成、国家化肥质量监督检测中心（北京）主任王旭等领导到会指导并对会议的顺利召开表示祝贺，共同见证了《联盟》的成立。一、产品背景过去十年间，中国农科院农业资源区划所（原土壤肥料研究所）在国家863计划、国家科技支撑计划等项目的支持下，开发出锌腐酸尿素、锌腐酸磷酸二铵等增值肥料新产品，制定了相应产品的企业标准，申请了国家发明专利；在全国建立了增值尿素新产品试验、示范网络，在黑龙江、吉林、新疆、陕西、山东、河南、湖南、浙江、湖北、江西、重庆、广东等地的春玉米、棉花、冬小麦、夏玉米、花生、水稻、油菜等大田作物上进行了广泛的田间效果验证试验。增值尿素与普通尿素在用量相同的情况下，作物平均增产9.6%，氮肥利用率平均提高7.9个百分点。二、产品简介增值肥料（Value-addedfertilizer）是指在基本不改变肥料生产工艺的基础上，增加简单设备，向尿液中直接添加生物活性类增效剂所生产的肥料增值产品。锌腐酸尿素和锌腐酸磷酸二铵是化肥增值产业技术创新联盟的产品。二产品介绍1、锌腐酸增效液产品说明高活性腐植酸中含有大量羧基、酚羟基、羰基等活性基团，可促进作物生长，增强光合作用，对土壤脲酶活性有很好的抑制效果；与尿素发生反应产生腐脲，减缓尿素在土壤中的分解和释放速度。含腐植酸尿素还具有改良土壤、培肥地力、活化土壤微量元素等作用。2、生产工艺将风化煤和水、复合菌群加入反应釜，搅拌均匀，在一定温度下培养一段时间后，加入提取剂，继续搅拌提取一段时间，经沉降离心等方法处理后，提取一定分子量大小的腐植酸进行浓缩，加入螯合锌继续反应，成为锌腐酸增效液。（二）锌腐酸增效液专利申请3、质量控制指标：固形物含量≥12%，腐植酸含量≥8%，腐植酸沉淀率≤65%，pH值8.5-10。企业标准（二）锌腐酸增效液质量标准5、使用方法在尿素生产工艺的一段蒸发和二段蒸发之间用计量泵添加锌腐酸增效液，添加量为每吨尿素15kg-18kg。生产的尿素产品为腐植酸增值尿素，简称锌腐酸尿素。也可将该增效液添加到复混肥、磷铵、碳酸氢铵、硝酸铵钙等肥料中，生产增值肥料产品。（二）腐植酸增效液锌腐酸尿素:该增值尿素产品的颜色为棕色至黑色，含氮量≥46%，腐植酸含量≥0.12%，腐植酸沉淀率≤40%。（一）锌腐酸尿素二、产品简介锌腐酸尿素标准锌腐酸增值尿素锌腐酸尿素:该增值尿素产品的颜色为棕色至黑色，含氮量≥46%，腐植酸含量≥0.12%，腐植酸沉淀率≤40%。（二）锌腐酸磷酸二铵二、产品简介锌腐酸磷酸二铵标准三、产品增效机理更高生理活性和水溶性含腐植酸尿素-OH小分子（一定分子量的）腐植酸大分子的基本结构是芳环和脂环，环上连有羧基、羟基、羰基、醌基、甲氧基等官能团。大分子三、产品增效机理1、对作物根系活力和叶绿素含量的影响（提高根系活力和叶绿素含量）对玉米穗位叶叶绿素含量的影响dcbba262728293031323334ckUHAFT增值尿素玉米叶绿素含量对成熟期玉米根系活力的影响cdbaba020406080100120140空白CKHA1HA2HA4根系活力UTTCg-1FWh-1成熟期玉米根系三、产品增效机理2、对土壤脲酶活性和氨挥发累积量的影响（通过抑制土壤脲酶活性，显著降低养分损失）含腐植酸尿素不同培养时间土壤脲酶活性变化比较0.01.02.03.04.05.06.07.08.09.01235710142135取样天数15℃氨挥发累积量mg/potUHA1UHA3UHA5U35天氨挥发抑制率：HA1-29.7%;HA2-41.4%;HA3-50.0%三、产品增效机理3、降低土壤pH，减缓磷肥固定，显著提高土壤速效磷含量不同增效磷肥对土壤pH值的影响肥料第3天第14天第42天第60天第97天第120天第150天第180天CK8.28a8.34a8.20a8.23a8.24a8.26a8.26a8.28aP8.07b8.13b8.05b8.10b8.13b8.14b8.03b8.13bH1P7.99cde8.06c8.01c8.07b8.10bc8.07c8.02bc8.05cH2P7.98cde7.93h7.99cd8.00c8.05d8.04cd7.98cd8.00dH3P7.97ef7.99ef8.00cd8.05b8.06d8.06c7.98d7.97deA1P8.02cd8.02d8.01c8.06b8.12b8.04c7.98cd7.96deA2P8.04bc8.00de8.00cd8.06b8.08cd8.00de7.99bcd7.97deA3P7.94f7.98efg7.92e7.93e7.94f7.94f7.98d7.97deG1P8.00cde7.97fg7.97d7.96de7.99e7.97ef7.98d7.98deG2P8.02cd7.97fg7.99cd7.98cd7.98e7.95f7.97d7.92fG3P8.02cd7.95gh8.00cd7.99cd7.98e7.95f7.97d7.96e三、产品增效机理3、降低土壤pH，减缓磷肥固定，显著提高土壤速效磷含量不同增效磷肥对土壤有效磷的影响（mg/kg）肥料第3天第14天第42天第60天第97天第120天第150天第180天CK10.36b10.32b8.15d8.26c7.34e8.87c5.92g6.91gP77.48a78.16a57.64c52.07b47.76d39.92b37.68f37.65fH1-P85.40a80.53a66.65b56.99ab53.07abcd46.13ab43.568e41.51eH2-P83.93a72.36a69.78ab62.31a51.06bcd52.85a46.31cde44.57cdH3-P92.14a72.56a71.44ab57.76ab53.73abc45.46ab45.00de47.37abcA1-P90.64a75.19a66.75b55.46ab52.59abcd54.50a45.91cde44.97bcdA2-P89.24a80.46a70.56ab57.17ab54.20abc49.37ab45.91cde45.51bcA3-P92.44a79.36a74.18a58.75ab50.25cd49.37ab48.67cd42.45deG1-P91.21a79.59a71.15ab61.77a56.73a48.43ab49.18bc44.97bcdG2-P89.48a76.81a70.23ab61.49a56.40ab51.94a53.88a47.77abG3-P84.14a74.55a66.87b60.11a56.12ab50.86a52.70ab48.83a三、产品增效机理4、含腐植酸尿素的转化和运移特征（可减少肥料向深层土壤的运移）不同深度硝态氮含量(mgkg-1)0204060801001200-2020-4040-6060-8025℃◇CK□HA1△HA2×HA3×HA4图2-7腐植酸增值尿素土柱培养不同深度土壤硝态氮含量铵态氮含量(mgkg-1)硝态氮含量(mgkg-1)040080012001600200024h48h96h1w2w3w4w01020304050CKHA1HA2HA3HA4图2-6.腐植酸尿素25℃培养硝态氮铵态氮含量三、产品增效机理4000.0350030002500200015001000400.05.01015202530354045505560657076.1cm-1%T34513346292528062641247121771683160114651332115310631002788704558普通尿素的红外吸收光谱（IRspectraofurea）4000.0350030002500200015001000400.015.020253035404550556065707580859093.3cm-1%T344833463259292528061685162716021465115410611003788713573559含腐植酸尿素尿素的红外吸收光谱（IRspectraofureaHA3）5、含腐植酸尿素的化学键变化（增加稳定性基团，减缓尿素分解）三、产品增效机理6、锌腐酸尿素化学键变化（增加稳定性基团，延缓尿素分解）锌腐酸尿素与尿素进行对比共同特征个性特征锌腐酸尿素HA1三键或累计双键被打破胺、酰胺含量增加HA2COO-H、C-H减少，双键结构产生HA3N-H、胺、酰胺等增加HA4COO-H、C-H减少，双键结构产生表3锌腐酸尿素与普通尿素红外光谱对比1413和765cm-1处形成新峰：C-H弯曲振动，n小于4的-(CH2)n-存在。2806和2641cm-1处缺失：C-H、COO-H断裂。与普通尿素相比，锌腐酸尿素呈现三键或累积双键断裂，生成双键结构，或官能团参与肥料结构形成。7、锌腐酸可为作物提供有机碳营养。研究证明植物的根系和地上部可直接吸收小分子腐植酸、氨基酸、糖类等含有能量的小分子有机碳物质，这些物质可能具有特殊的营养功能。三、产品增效机理包膜尿素稳定性尿素脲醛类肥料增值尿素二次加工特殊设备基本不存在二次加工二次加工不存在二次加工工艺复杂工艺简单工艺较复杂工艺简单成本高成本较高成本较高成本较低使用技术要求高使用技术要求不高使用技术要求不高使用技术要求不高膜残留腐蚀设备不适于豆科作物环境问题：产生甲醛不腐蚀设备增效剂环保安全锌腐酸增值尿素的产业优势四、试验示范效果二、增值尿素研究概况11111111111111111111111111111111111111111111111111新疆棉花吉林玉米水稻山东小麦玉米河南小麦玉米陕西小麦玉米浙江水稻江西水稻广东水稻重庆水稻湖北油菜四、产品应用效果陕西玉米试验海藻尿素普通尿素湖北油菜试验山东小麦试验江西水稻试验广东水稻试验新疆棉花试验15.4%b23.1%a17.8%abc100150200250300350U-30AU-30HAU-30AM