腐植酸应用技术论坛【10】：HA有机-无机复混肥料

腐植酸应用技术论坛[10]：HA有机-无机复混肥料成绍鑫2008-06-07近年来，随着农业生态可持续发展战略的深入实施，HA复混肥的生产和使用量随着化肥复合化形势的发展而逐年增加。

施用HA类肥料带来的社会经济效益和生态效益更加明朗清晰地展现在人们面前。

10.1 工艺过程蒸汽粘结剂调理剂HA盐↓↓↓NPK化肥——→复混造粒→干燥冷却→筛分→产品辅料将破碎至一定粒度的腐植酸盐、化肥及其他辅助物料（微肥、粘土等）混合，在旋转的盘式（或鼓式）造粒机中喷水（或适当的粘结剂、蒸汽）进行造粒，在转筒或振动干燥机中烘干，经冷却、筛分后得到产品。

10.2 工艺要点1、所用的HA原料煤不必精制，但HA含量应≥50%，而且必须经过氨化或制成腐植酸钾（HA-K），有条件时可先硝酸氧化，再制成硝基腐铵或硝基腐钾（NHA-NH4或NHA-K），使水溶性HA达到20%以上，否则明显影响肥效。

2、化肥最好用高浓度的，如尿素、磷一铵、磷二铵、KCl（忌氯作物用肥要用K2SO4代替）等。

为提高颗粒强度，可以适当添加(NH4)2SO4和膨润土等。

3、如果使用过磷酸钙，要特别注意它与尿素直接接触后发生潮解和结块现象, 原因是过磷酸钙中的游离磷酸、磷酸一钙与尿素作用形成复盐, 并且磷酸一钙中一分子的结晶水被释放出来。

这种复盐的溶解度极大，反应后的液相比反应前可增加3~4倍，导致物料粘结，生产无法进行。

因此，过磷酸钙必须事先用碳铵氨化或用钙镁磷肥处理，干燥后才能使用。

4、根据作物营养需求和土壤养分丰缺情况调整养分比例，制成专用型肥料，是提高HA 复混肥综合水平和使用效果的关键技术措施。

一般来说，南方酸性土壤缺钙镁，可适当添加消石灰、氧化镁、钙镁磷肥等，这些物料也可作为造粒后的调理剂使用；而北方碱性土壤用肥可添加磷石膏、糠醛渣等工业废料；盐碱地中则尽量用含硫多的肥料。

微量元素要有针对性地加入（总量以2%左右为宜）。

为降低成本，尽可能使用有一定量营养元素的工业废料作微肥原料，如硼泥、钼渣、锰渣、硫铁矿渣（含铜）、白云石等。

无论大量元素还是中、微量元素，加什么，加多少，都应该根据测土施肥数据和种植作物种类来确定。

生产厂和用户应在当地农业推广部门和科研单位指导下复配。

10.3 质量指标HA类复混肥至今无国家行业标准，可参考国家标准GB 18877-2002《有机-无机复混肥料》的有关技术指标：总养分（N+P2O5+K2O）≥15%（其中单一养分≥2%），水分≤10%，有机质≥20%，粒度1~4.75mm或3.35~5.60mm各≥70%, pH值5.5~8.0; 蛔虫卵死亡率>95%, 大肠杆菌指数≤10-1, Cl-<3%, As≤0.005%, Cd≤0.0010,Pb≤0.0150, Cr≤0.0500%, Hg≤0.0005%。

目前多数HA复混肥的企业标准规定其HA含量≥5.0%, 为上述国标规定的有机质含量的1/4, 看来是比较合理的，也是容易达到的。

此外，农业部标准NY 525-2002《有机肥料》（规定N+P2O5+K2O≥4%，有机质≥30%，水分≤20%）也可作为低养分HA肥料的参照标准。

上述标准明确规定了重金属和有害生物的限制指标。

国家A级绿色食品基地施肥“把关”的标准是：1）确保所施用的化肥纯养分不超过150kg/ha（即每亩不能超过10kg）；2）无机与有机物料之比保持1~1.5:1；3）严禁Pb、Cr、Hg、As等有害元素超标。

要达到上述标准，就要求肥料高养分、高利用率、高活性有机质、高安全性。

目前许多HA复混肥产品不一定能达到这一要求，可见HA肥料面临着严峻的挑战。

10.4 有关信息由于肥料产品和施肥技术的落后，目前我国化肥当年利用率平均只有30~35%, 距发达国家（平均60~70%）还有很大差距。

化肥利用率低下的后果，不仅仅是资源的浪费和农业成本的增加，更重要的是导致农产品和环境的污染。

提高化肥利用率和肥效的根本措施，一是调整养分结构，优化施肥技术，实行测土施肥。

“十一五”期间国家正式启动的测土施肥工程，就是改革施肥技术、推动我国农业可持续发展的重大举措；二是实施肥料的科技创新，使传统的低效、单一、通用型化肥向高效化、复合化、专用化和缓/控释化方向发展，全面提升我国肥料的科技水平和功能。

据国家化肥信息中心统计，2000~2004年我国化肥施用量以1.67~5.10%/年的速度递增, 而复合（含复混）肥则以6.07~8.46%/年的速度递增,说明我国化肥复合化使用的趋势有所增强, 但复合化的比例仍不高。

2004年我国化肥总施用量达到4636.8万吨(折纯,下同) ，其中复合(混)肥用量为1203.8万吨，仅占总用量的26%，同样落后于发达国家（70%以上）。

还应考虑的是，在这1203.8万吨复合(混)肥中大约有85%为复混肥（折实物量约3000万T），而且多数是无机复混肥，含HA和泥炭的复混肥比例和规模更低，也都远远落后于发达国家。

大力推进HA类有机-无机肥料的技术创新，扩大HA类复混肥的生产规模和产量比例, 乃是今后HA行业的一项艰巨而光荣的使命。

现介绍几项有发展前景的HA 类肥料创新项目：1、发展缓/控释肥料是今后发展高效肥料的一个重要方向。

在“十一五”期间，国家正大力提倡开发和使用缓/控释肥料。

包裹型掺混肥（BB肥），是降低复混肥成本、提高缓/控释能力和测土施肥效率的重要创新。

中科院石家庄农业现代化所开发出具有明显特色的涂层缓释一次肥。

肥料所用的涂液中含有中、微量元素、HA、化肥增效剂等，对氮、磷、钾肥分别包膜处理，按作物养分需求和测土数据构成BB肥的结构，达到了“控氮、促磷、保钾”的目标，实现了干旱、半干旱农作区“一茬作物一次肥”的重大突破，使测土施肥工程变成“一袋子服务”。

该缓释肥降低作业成本20%左右，增加土壤蓄水量16~19%，节约种子10~30%，提高氮利用率10个百分点。

传统的HA有机-无机复混肥基本上是沿用HA-NH4+各种化肥粉末造粒的老工艺，这类肥料尽管有一定缓释性能，但还不能同真正的缓/控释肥料同日而语。

南通绿色肥料研究所对传统的复混工艺作了重大改造。

他们先分别将尿素、磷肥、钾肥转化成UHA和HA-P、HA-K，通过缓释化处理并造粒制成“缓释HA复合肥”（SRCF），其缓释性能明显提高，比施等重量的普通复混肥（即在少施20%化肥的情况下），还使作物增产了12.8%，而且SRCF的养分增效幅度和增产数据稳定性都明显高于传统的HA类复混肥。

尿基喷浆造粒法是上海化工研究院近期开发的新型复混肥生产技术，也可以引入HA肥料中来。

该技术是将135℃左右的尿素熔液喷在滚动的粉状化肥、微肥及其他有机物料（包括HA）上直接成球，充分利用了尿素浆液的粘性和热量，省略了喷水（蒸汽）和干燥步骤，节省了能源，提高了成球率和颗粒强度，同时也可附加各种包膜，制成缓释肥。

该技术为高浓度、高强度HA类复混肥或缓释肥的规模化大生产提供了可能，其设备投资和生产成本与粉末造粒相近。

但该生产线最好设在尿素生产车间附近，尿素熔融液直接来自尿液二效蒸发器，生产成本会更低。

2、生物质废物的资源化处理是清洁环境、实现循环经济的重要内容。

把煤炭HA、生物质废物和化肥等复合处理，即把HA肥料与微生物肥紧密结合，是制取高效绿色环保肥料的有效途径，一直受到国内外环境化学界的极力推崇，而且许多发达国家在这方面的产业化和市场运作早已驾轻就熟，但我国真正建立生产线的仍是凤毛麟角。

上海中林生物技术有限公司先将风化煤制成HA-K、UHA或HA-NH4，再与畜禽粪便及其他无害有机物混合，接种复合菌剂进行生化发酵，最后与无机化肥混合制成“生化活性HA有机-无机复混肥”（有机质≥25%，总养分≥15%），达到无公害化肥料标准；田间试验结果显示，该肥料比等养分的普通复混肥增产13.6%。

这种肥料生产方式完全符合当今世界肥料生产、城市环保与农业生态建设紧密结合的模式，为发展循环经济做出贡献。

中科院沈阳应用生态所等单位在黑龙江三江平原和大连地区进行的微生物腐植酸有机肥研究和生产，采用自动化生产流程，以鸡粪为主要有机原料，添加HA（10%）、过磷酸钙（10%）、秸杆粉、饼、草木灰、骨粉、糟渣、肉类加工废物等，在接种自生深层发酵所得菌种的情况下作生化处理，取得显著的增产、提质效果，被誉为高质量的环境友好肥料。

沈阳农大将泥炭+硬杂木锯末（2.6:1）混合，接种高温纤维分解菌或酵素菌，并喷洒500倍木醋液，明显提高了泥炭发酵效率和HA含量。

3、木质素类废物的农业利用已引起土壤肥料学家的关注。

造纸废液是一种量大面广的有机液体污染物，如果能经过无害化处理作为复混肥的有机肥源，不仅有效利用了废弃生物质，扩大了HA类物质的原料来源，而且治理了污染，是一举多得的好办法。

据测定，一般亚铵法和碱法造纸黑液含HS类物质20%以上，总有机质40%左右。

用造纸黑液直接作为有机-无机复混肥的组分或包裹材料的报道很多，其中氨化木质素缓释氮肥、氧化或磺化改性的木质素络合微肥、加胶凝剂或交联剂制成固化NPK复混肥等, 对提高养分利用率和肥效都有明显效果。

但是，令人担心的是,造纸废液的成分很复杂,因为制浆过程（无论是碱法、酸法，还是铵法、亚铵法），都是高温-高压蒸煮工艺，植物原有的木质-纤维素都经过水解、氧化或磺化反应，在废液中除保留了部分无害的纤维素、半纤维素和木质素外，还形成或多或少复杂的降解-缩聚或异构化产物，包括醇（醚、酯）类、酚类、磺酸类、胺（酰胺）类等有机含氮含硫衍生物，其中不乏有毒有害物质，而不少有关造纸废液污染土壤、毒害作物的现象也时有发生。

有的制浆工艺中还添加蒽醌、重金属盐类等，直接使用更是后患无穷。

迄今对黑液中的这些有害物质的检测、无害化处理方法及其对土壤作物危害的研究仍很欠缺，这也是影响造纸黑液类肥料广泛推广应用的最大障碍。

在未进行深入研究和长期试验考察之前，此类技术的推广应持慎重态度。

人们期望在这方面有所突破和创新。

4、近期还有不少比较独特加工的HA类肥料，比如法国Sofrechim 公司开发的HA-硝酸磷肥（商品名Humifert），将泥炭或褐煤、树皮、秸杆、甘蔗渣等有机物料与磷矿粉混合，通入NO2气体，既分解了磷矿，得到硝酸钙和磷酸二钙肥料，又生成了NHA，还回收利用了硝酸厂的NO2尾气，治理了污染。

中科院沈阳应用生态所与秦皇岛大东群生物有机肥公司合作开发的腐植酸有机硒肥，是由煤炭HA、相伴剂（油酸等）、长效剂（HQ、DCD）、NPK和Se组成的多组分多功能复合肥料，攻克了硒元素进入植物体并合成硒蛋白和氨基酸硒的技术关键。

他们还用磷铵+硝铵+HA（6~10%）+氧基胍氨稳定剂复合制成的“长效硝基复混肥”，比普通硝铵复肥增产19%左右。