配伍增值型复混（合）肥料制备与应用

刘 荣，韩效钊，郑曙峰，沈 浩，郑之银，阚画春，张 旭，刘 昆

（1. 安徽六国化工股份有限公司，安徽 铜陵 244000； 2. 合肥工业大学 化学与化工学院，安徽 合肥 230009；3. 安徽省农业科学院 棉花研究所，安徽 合肥 230001）

我国存在化肥利用率低、化肥回报率不断下降、面源污染严重等问题。产生这些问题的重要原因之一是，我国虽然重视复混（合）肥料的发展，但没有重视大中微量元素的平衡供给，对中微量元素肥料的研究、开发、生产和应用明显不足。目前，我国复混（合）肥料中等养分配比的通用型产品仍是主流，其市场占有率达到54%，大型企业仍以生产养分质量分数大于40%的高浓度产品为主。安徽农业大学的研究表明：含钙、镁、硫、硅、锌、铁、锰、硼中微量元素，w（有机质）为20%的13-4-8有机-无机复混肥料使水稻颖壳不闭合发生率降低26.9%～39.4%，增产率达到43.8%～66.6%［1］。国家钙镁磷复合肥技术研究推广中心以含有多种中微量元素的钙镁磷肥为原料生产的无机包裹型复合肥料具有良好的减肥增效效果［2］。中国工程院张福锁院士指出，未来我国肥料应该控制总量，生产适合的氮磷钾肥料，增加中微量元素，通过形态配伍和元素之间的相互协同实现绿色增产增效［3］。郑州大学许秀成教授指出，能合理利用中微量元素等资源的肥料也属于增值肥料［4］。我国复混（合）肥料配方已不能适应农业发展需求和土壤肥力条件变化，需要加大复混（合）肥料配方的调整，逐步减少等养分配比的产品［5］，大力发展氮磷钾科学配比、同时添加中微量元素的配伍增值型复混（合）肥料。

1 传统中微量元素复混肥料制备

市场上为数不多的含中微量元素复混（合）肥料产品大多是在复混（合）肥料中简单混合中微量元素（见图1、图2）。

图1 传统氮磷钾锌复混肥料制备工艺流程

图2 传统氮磷钾硼复混肥料制备工艺流程

传统法制备中微量元素复混肥料虽然是一种比较方便的补充中微量元素的方式，但1 t复混（合）肥料中加入几千克中微量元素原料，在搅拌混合过程中含结晶水的原料又易脱水，因此，中微量元素在产品中很难均匀分布；添加到复混（合）肥料中的硼砂在土壤中溶解度很小、溶解速度非常慢，难以充分发挥肥效。同时，在复混（合）肥料中加入中微量元素（如钙、镁、锌、锰、铜、铁），会与磷形成难溶态养分，不仅不能被作物吸收利用，而且还会降低磷的有效性［6］。

2 配伍增值型复混（合）肥料制备

安徽六国化工股份有限公司、合肥工业大学和安徽省农业科学院联合开展配伍增值型复混（合）肥料研发工作，开发出钙、镁、锌、锰、铜、铁营养元素在线螯合技术和硼砂助溶技术，将金属类营养元素在线螯合技术和硼砂助溶技术集成于一体构成大中微量营养元素配伍增值型复混（合）肥料制备技术，较好地解决了中微量元素在复混（合）肥料中的均匀性和硼的有效性问题。

2.1 氮磷钾锌复合肥料制备工艺

氮磷钾锌复合肥料制备工艺流程（如图3 所示）：将湿法磷酸与浓硫酸泵入管式反应器进行氨化反应；将羟基羧酸类酸性螯合剂与硫酸锌、工艺水按一定比例加入釜式反应器进行螯合反应；再将磷铵和硫铵混合料浆、螯合后的螯合锌溶液及少量液氨同步喷入造粒窑，与氯化钾、尿素、磷铵等固相原料混合造粒；最后经干燥、筛分、冷却获得氮磷钾锌复合肥料。

图3 氮磷钾锌复合肥料制备工艺流程

产品中氮、磷、钾含量根据不同作物营养需求，依据GB/T 15063—2009 确定；锌质量分数在0.03%～1.00%，根据特定地区土壤锌含量测定值设置肥料中具体锌含量。

2.2 氮磷钾硼复合肥料制备工艺

氮磷钾硼复合肥料制备工艺流程（如图4 所示）：将硼砂与湿法磷酸按一定比例加入釜式反应器进行酸化反应形成硼磷混合酸，将硼磷混合酸与浓硫酸同步泵入管式反应器进行氨化反应；再将硼铵、磷铵和硫铵混合料浆及少量液氨同步喷入造粒窑，与氯化钾、尿素、磷铵等固相原料混合造粒；最后经干燥、筛分、冷却获得氮磷钾硼复合肥料。

图4 氮磷钾硼复合肥料制备工艺流程

产品中氮、磷、钾含量根据不同作物营养需求，依据GB/T 15063—2009 确定；硼质量分数在0.03%～0.50%，根据特定地区土壤硼含量测定值设置肥料中具体硼含量。

3 配伍增值型复混（合）肥料减肥增效效果

3.1 试验材料

试验地土壤肥力中等，供试油菜品种为德新油53，前茬为棉花。

3.2 试验设计

设计4 个处理，每个处理3 次重复，每个小区面积68.4 m2。4个处理分别是：（1）配伍增值型复合肥料（N、P2O5、K2O、Zn、B 质量分数分别为22%、8%、10%、0.03%、0.026%），安徽六国化工股份有限公司生产；（2）配方复合肥料（N、P2O5、K2O质量分数分别为22%、8%、10%），安徽六国化工股份有限公司生产；（3）等养分配比复合肥料（17-17-17），市购；（4）不施肥（对照）。

试验采用免耕人工撒播，施肥量每667 m250 kg，其中基施30 kg，油菜抽薹前撒施20 kg。

3.4 试验结果

不同处理对油菜苗情的影响见表1。由表1 可以看出，不施肥处理的各项指标都比3个施肥处理差，除茎基粗外，其他指标与3个施肥处理差异都达到了显著水平。处理1、处理2 与处理3 三者之间差异未到显著水平。

不同处理对油菜生育时期的影响见表2。由表2可以看出，不施肥（对照）处理的全生育期最短，为166 d，其他3 个施肥处理的全生育期都是173 d，仅是抽薹日期与初、终花日期略有不同。

表1 不同处理的油菜苗情

表2 不同处理的油菜生育时期

不同处理对油菜主要经济性状的影响见表3。由表3 知，株高处理2 最高，不施肥处理最矮；分枝高度不施肥处理最低，3个施肥处理之间差别不大；主花序长、主花序角果长、分枝角果长及主花序角果数各处理之间差异不显著；分枝数、分枝角果数及总角果数3个施肥处理都显著多于不施肥处理。

不同处理对油菜产量性状的影响见表4。

表3 不同处理油菜的主要经济性状

表4 不同处理油菜的产量性状

由表4可知，施肥处理的实收产量显著高于不施肥处理，处理1 产量最高；主花序单角果粒数、主花序千粒及分枝千粒质量各处理间差异不显著，处理1 的主花序单角果粒数最多，达25.7粒；单株分枝总粒质量及单株产量施肥处理显著高于不施肥处理；单株主花序总粒质量处理1最高。配伍增值型复混（合） 肥料与不施肥对照相比增产45.77%，与等养分配比复合肥料相比增产6.78%，与配方复合肥料相比增产4.65%。

4 结论与建议

配伍增值型复合肥料较等养分配比复合肥料养分用量降低21.57%，但油菜增产6.78%。

试验结果表明，油菜施用配伍增值型复合肥料，壮苗效果明显，株高矮，倒伏轻，主花序短，单株产量高；田间病害轻，后期病死株显著少于其他3个处理，这也是它实收产量高于其他3个处理的原因之一。

建议进一步根据作物需肥规律研究氮磷钾配比，同时提升复合肥料中微量元素含量，以提升配伍增值型复混（合）肥料肥效。