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简要技术说明:该研究通过对聚合物包膜肥料所涉及的包膜材料、工艺设备和评价测试等内容的研究,开发了一种聚合物包膜控释肥料及其生产方法与专用包膜材料,设计并建造了一种生产包膜控释肥料的工艺和设备,另外完善了包膜控释肥料在土壤中养分释放特性的测试与评价方法,建立田间包膜肥料间养分释放速率多点原位实测法;建立和完善了包膜控释肥料的农化评价体系。
在包膜专用材料开发方面,该研究根据膜结构和膜控释性能的要求,筛选出平均分子量在3000以下的线型和支链型的聚烯烃材料,既具有良好的溶解性能,又具有良好的成膜结构,制造的控释肥料养分释放性能稳定,并可以通过改变线型和支链型的聚烯烃的配比改善成膜结构,达到调控释放期长短的目的。同时,针对聚烯烃为主要膜材料的聚合物,筛选出烷烃、环烷烃类的有机溶剂,该类溶剂安全无毒,易于回收利用。采用该包膜材料体系,可以生产性能稳定的包膜控释肥料。
在制造包膜控释肥料的中试设备开发方面,建立起一种基于喷雾沉淀法工艺的喷动流化床包膜成套设备。该设备包括烘托气供应系统、包膜材料配制系统、喷雾雾化系统、溶剂回收系统和设备控制系统。
该设备的雾化系统可控能力强,回收系统能耗低,回收率高。
在评价方面,进一步研究了包膜肥料在水浸泡条件和土壤培养条件下的养分释放率的相关关系,并综合植物生理指标对包膜控释肥料进行农学评价。
针对田间施用中,包膜肥料养分释放速率的测定难题,创新养分释放速率多点原位实测法。
应用前景:国内进口包膜控释肥料的每吨售价平均在1万元以上,有的高达2万元,目前,我国每年进口此类包膜肥料在0.5万吨左右,需要外费1000万美元。
该课题组研制的包膜控释肥料性能上可替代进口产品,平均成本不足3500元/吨,在价格上具有很强的竞争优势。
不但可以替代进口产品节约外汇,还具备进军国际市场,参与国际竞争的能力。
该工艺方法和设备可以直接放大用于工业生产,根据国际、国内缓控释肥料的生产量(约100万吨/年),和未来五年的消费趋势,估计我国在未来5年内,总体生产能力需要成倍增加。
自2005年以来包括中国农业大学、吉林农业大学、河北省农林科学院等多家单位进行了大量的田间试验,验证了包膜控释肥料在提高肥料利用率、维持作物产量、一次施肥等方面具有一定的优势。
根据河北省农林科学院农业资源环境研究所的试验示范推广,从2005年9月开始,分别在冬小麦上安排了5组田间小区试验和示范(面积15.8亩),在日光温室黄瓜、番茄上安排了9组小区试验(面积3.5亩),在棉花上安排了6组田间小区试验和2块示范田(面积32亩),共计试验示范面积51.3亩。
经过试验示范,为包膜控释肥料科学应用,提供技术指导。