草酰胺缓释氮肥的特性分析及建议

段付岗

（陕西润中清洁能源有限公司，陕西 长武 713600）

草酰胺属于一种氮含量适中的缓释化肥，应用范围较为广泛，可施用于粮食作物、经济作物、药材作物、饲料作物、工业原料作物等，或作为配方原料用于生产缓释复混肥料。其肥料形式分为颗粒肥、粉末肥和液态肥，可用作基肥、追肥和叶面肥。市场上常见的草酰胺多为25 kg袋装颗粒状或粉状肥料，市场占有率不及氮肥总量的1%。

1 草酰胺特性分析

1.1 氮素形态

草酰胺属于酰胺态氮肥，不同于铵态氮肥、硝态氮肥、氰氨态氮肥和有机态氮肥等。酰胺态氮是由酰基和氨基组成的化合物，也是有机物的重要组成部分，故草酰胺属于有机化工合成氮肥，不属于有机肥。

1.2 总氮含量

草酰胺分子式为（CONH2）2，w（N）理论值为31.79%，草酰胺肥料中w（N总）≥31%。草酰胺肥料无国家标准，生产厂家常用的产品规格见表1。

表1 常用的草酰胺肥料产品规格

参照GB/T 23348—2009《缓释肥料》，草酰胺符合中浓度缓释肥料的质量要求（w（总养分）≥30%）。

1.3 作物吸收原理

氮是作物体内氨基酸的重要组成元素，是构成蛋白质的主要元素，也是叶绿素合成不可缺少的元素，为作物进行光合作用创造条件，对作物生长起着非常重要的作用，可提高作物的产量和质量。

草酰胺施入土壤后，先以分子态（酰胺态氮）存在于土壤中，经过土壤中脲酶以及微生物的作用，水解成碳酸铵或碳酸氢铵，即转化为铵态氮后进入作物体内；再经过光合作用，并与有机酸结合生成氨基酸，最终形成其他含氮有机物促进作物生长［1］。也就是说，草酰胺中酰胺态氮在土壤中转变成铵态氮后，方可被作物吸收利用，否则难以被土壤胶体直接吸附。

1.4 食品安全性能

草酰胺中的酰胺态氮和铵态氮一样，被作物吸收后在土壤中不残留任何有害物质，长期施用对作物无不良影响，对食品安全不构成任何威胁。符合人体营养需求，对健康不造成任何急性、亚急性或者慢性危害，具备食品安全最基本的性能。

1.5 生态环保功能

在常温下，草酰胺肥料的性质比较稳定，不易分解或挥发；在高温或曝晒环境下，会分解或挥发出极微量的氨气和二氧化碳，基本上不存在大气污染现象。因其溶解度小（室温下其溶解度仅为0.016 g），不易在土壤中产生淋溶和水径流现象，不会污染河流和水源；长期施用，也不会污染土壤和作物，属于名副其实的环保友好型绿色肥料。

1.6 遇潮板结性能

草酰胺物化性质稳定，微溶于水，即使在其产品水含量较高、塑料薄膜包装袋破损、储存时间较长等情况下，也不会出现吸潮和板结现象，从而保证了产品内在质量和外观质量的持久性，故草酰胺便于运输、使用和储存。

1.7 肥效属性

草酰胺深施覆土后，在脲酶及微生物作用下由酰胺态氮转化为铵态氮，氮素养分缓慢释放。在缓慢释放出氮素过程中，不会因施肥过量造成作物畸形生长，也不会因施肥不及时造成作物减产，有利于作物稳产高产。草酰胺作为基肥一次施用，可节省人力和施肥时间，提高了劳动效率。

1.8 氮利用率

草酸胺在水中的溶解度小，施肥后不容易被雨淋溶解，也不易被水流带走而造成损失，其氮利用率达到65%～80%，是尿素的2倍多。

1.9 氮元素价值

在所有肥料中（包括钾肥、磷肥、复合肥、缓释肥等），草酰胺中氮养分的“含金量”是最高的，因其售价高达3 000元/t，而w（N）只有31%，即草酰胺中每千克氮素养分的价值为9.68元，是尿素肥料的2.2倍。

2 研究与探讨

2.1 草酰胺作为缓释肥料的定性

根据草酰胺的溶解度大小、氮含量高低和肥效期长短等特点，可以初步确定草酰胺属于中浓度缓释氮肥，符合GB/T 23348—2009《缓释肥料》的要求。并且，根据GB/T 23348—2009中规定，草酰胺粒径1.00～4.75mm或3.35～5.60mm的颗粒应占90%以上。

在土壤中，粉末状草酰胺（粒度＜0.25mm）中酰胺态氮转化为铵态氮，只需要14 d，比尿素多了7 d左右，这和作物漫长的全生育期（90～200 d）相比，则显得肥效期太短了。并且，无论是在拆袋过程中还是在倒入农具内时，粉末状草酰胺均会随风飘移，造成浪费和污染，从而增加农业生产成本。另外，现有大袋包装的化肥包括氮肥、磷肥、钾肥、复合肥、混配肥、缓释肥等多为颗粒状，而少有粉末状，这是因为用户很难接受粉末状肥料。因此，很有必要将粉末状草酰胺加工成颗粒状，更有利于田间管理和提产增效。

2.2 提高草酰胺的缓释性能

土壤中的脲酶含量、草酰胺的粒度和强度等均是影响草酰胺水解速度的因素，其中土壤中脲酶含量越高，草酰胺溶解速度越快；草酰胺粒度越大，颗粒强度越高，其溶解速度越慢。

通过控制草酰胺肥料在水中和土壤中的溶解速度，可以减慢草酰胺的无机化进程，从而起到延缓草酰胺的肥效释放作用。增大颗粒直径，提高颗粒强度，是控制草酰胺向水中和土壤中溶出的最佳途径。例如，将草酰胺加工成颗粒状（粒径2.00～3.00mm）施用于土壤中，其酰胺态氮转化为铵态氮时间则可延长至70 d以上，肥效期可达3～6个月，一次性作为基肥施用可满足大多数作物全生育期氮素养分的需求。

也可在将粉末状草酰胺加工成颗粒状的过程中，借鉴稳定性肥料的加工经验，在草酰胺中适量添加脲酶抑制剂，阻止草酰胺与脲酶接触，则可收到更好的缓释效果。

2.3 提高草酰胺的性价比

草酰胺作为缓释肥料早已被农业专家所认知，但其昂贵的价格和缓释性能要被用户接受，还需要一个漫长的过程。要让用户接受，就得先和尿素对标施用，看哪种肥料的增产效果好。

小麦、玉米、水稻这三大粮食作物的大田试验表明，与尿素相比，一次性施用同等氮量的草酰胺可明显提高粮食产量；若施用减少30%氮量的草酰胺，则这三大粮食作物可不减产甚至还略有增产［2］。这主要得益于草酰胺肥料中氮素利用率高。大量资料显示，尿素中氮素利用率仅为35%，而草酰胺中氮素利用率高达65%～80%，基本上是尿素的2倍多。对大田试验进行成本核算，尿素、草酰胺的市场价格分别以2 000元/t和3 000元/t计，若一次性施用尿素量为100 t需要20万元，折氮量为46 t，减少30%后的氮量为32.2 t，则换算成草酰胺的实物量为103.9 t，共需31.2万元。也就是说，施用草酰胺较尿素少消耗氮量13.8 t，多花费11.2万元，即施用草酰胺肥料的成本较尿素高56%。尽管草酰胺氮素利用率较高，使氮量消耗减少，但用户的生产成本提高了。

现有田间施肥经验可知，尿素和草酰胺的掺配比例为0∶1，即不用尿素而全用草酰胺是作物增产的最佳比例；而从成本考虑，m（尿素）∶m（草酰胺）=1∶1则是最经济实惠的作物增产比例。若以一次性施用尿素量为100 t为参照需要20万元；最经济实惠的作物增产比例以1∶1计，即施用尿素和草酰胺各50 t，二者分别需要10万元和15万元，共计25万元，二者对半施用与单独施用尿素比较，肥料成本增加了25%，这就是所谓的“最经济实惠”的施肥效果。

因此，无论采取任何施肥方式，包括减氮施用和掺配施用，只要施用草酰胺，作物用肥成本均会增加，增产带来的收益必须大于25%～56%，才可能被用户接受；还有一种办法可缓解农业生产成本和收益之间矛盾，那就是降低草酰胺售价，降至2 000元/t，即其氮素的单价为64.5元/g，较尿素还要高21.0元，这样农民才有可能接受草酰胺这种肥料。由减氮施用和掺配施用这2个例子也可证明，只有将尿素和草酰胺的售价调整一致，才能达到增产不增加成本的效果，这也是未来草酰胺市场的正常利润点。

3 结论与建议

（1）草酰胺微溶于水，不易板结，在土壤中养分释放慢，肥效期长，不易随水流失，不会污染环境，氮素利用率高，在土壤中不会残留任何有害物质，长期施用对作物无不良影响，对人体健康不会造成任何危害。

（2）粉末状草酰胺中酰胺态氮在土壤中转化为可被作物吸收利用的铵态氮仅需14 d；而将其加工成颗粒状（尤其是大颗粒）肥料施用于土壤中，酰胺态氮转化为铵态氮所需时间可延长至70 d以上，肥效期可达90～180 d，一次性作为基肥施用可满足大多数作物全生育期的氮素养分需求。建议在草酰胺项目设计时，将其产品定位为粉末状和颗粒状2种规格，以便于满足市场需求，赢得最大的利润空间。

（3）在农业生产中，大量田间试验证明，施用草酰胺可提高氮素利用率，实现增产增收的目标；或减氮30%施用，起到不减产甚至稍有增产的作用；或与尿素对半掺配施用，达到最经济实惠的效果。但根据现有尿素和草酰胺的市价测算，只要施用草酰胺，就会增加作物用肥成本，而无法得到用户的认可。笔者预测，未来草酰胺售价降至2 000元/t时，用户方可实现增产增收而不增加成本的预期。在此前提下，草酰胺的“含金量”依然处于高位，每千克氮素养分价格尚在6.45元左右，照样稳居肥料之首，这正是投资者的期望值和关注点。

（4）草酰胺是一种新型环境友好型缓释肥料，优势多多，但因其生产工艺复杂、价格昂贵，世界上尚无大型工业化、规模化生产的先例，目前只有某公司1 000 t/a草酰胺装置正在试生产。故建议国家加大草酰胺的研发和制造力度，大力推广和建设年产百万吨级以上的草酰胺项目，以提高其规模产能，满足市场需求。

（5）草酰胺尽管具备明显的缓释性能，但因其养分单一、市场价位偏高，尚无任何竞争优势，无法吸引用户眼球。建议打造优质、高端的缓释肥料，尤其是包含氮、磷、钾3种主要养分、适应作物不同配方的复合型缓释肥料，才更有利于打开市场销路，更好地服务于农业生产。