化肥采购项目投标方案
招标编号:****
投标单位名称:****
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投标日期:****
第一章项目背景
第一节深入剖析项目背景与目标
一、理解肥料的基本概念
凡是施于土中或喷洒于作物地上部分,能直接或间接供给作物养分,增加作物产量,改善产品品质或能改良土壤性状,培肥地力的物质,都叫肥料。直接供给作物必需营养的那些肥料称为直接肥料,如氮肥、磷肥、钾肥、微量元素和复合肥料都属于这一类。而另一些主要是为了改善土壤物理性质、化学性质和生物性质,从而改善作物的生长条件的肥料称为间接肥料,如石灰、石膏和细菌肥料等就属于这一类。
二、详细探讨肥料类型及其应用
(一)传统有机肥料的分类
1.人粪尿:人体排泄的尿和粪的混合物。
2.堆肥制作原理:主要以各类秸秆、落叶、青草、动植物残余物及人畜粪便作为基础材料,通过适当的比例混合,并掺入适量土壤,进行有氧发酵过程,最终实现充分腐熟,转化为高效肥料。
3.发酵过程采用的沤肥原料与堆肥大致相似,区别在于其在水淹环境中进行发酵生成。
4.禽畜类固态排泄物与植物残渣混合发酵而成的肥料,主要包括猪粪、牛粪、马粪、羊粪、家禽(如鸡、鸭)的排泄物,以及秸秆垫料堆积发酵产物。
5.有机物在封闭的沼气池中经过分解,生成沼气后产生的副产品,主要包括沼气液与残渣,即为沼气肥。
6.绿肥:利用栽培或野生绿色植物体作肥料。如豆科绿豆、蚕豆、草木樨、田菁、苜蓿、苕子等。非豆科绿肥有黑麦草、肥田萝卜、小葵子、满江红、水葫芦、水花生等。作物秸秆:农作物秸秆是重要的肥料品种之一,作物秸秆含有作物所必需的营养元素有N、P、K、Ca、s等。在适宜条件下通过土壤微生物的作用,这些元素经过矿化再回到土壤中,为作物吸收利用。
7.各类饼肥种类繁多,包括但不限于:菜籽饼、棉籽饼、豆饼、芝麻饼、蓖麻饼以及茶籽饼。
8.各类土壤肥料:涵盖河床淤泥、池塘淤泥、水沟沉积物、港口淤泥以及湖泊淤泥等多种类型。
9.土肥:包括熏土、坑土、老房土和墙土。
(二)商业有机肥料的分类
市场上销售的有机肥料一般由农作物秸秆或禽畜粪便经腐熟、发酵、灭菌、混拌、粉碎等工艺加工而成。有机肥料产品的技术指标为:、有机质
。原料多来自于农业废弃物。主要功能成分为有机物,含量多在45%以上。多数为由氨基酸有机肥料与腐植酸有机肥料。
1.基于植物氨基酸的高效载体特性,氨基酸肥料由氨基酸为核心,融合了氮、磷、钾等主要营养元素(包括铁、铜、锰、锌、钼、硼等微量元素),通过精细的螯合和络合技术构建而成的有机-无机复合肥料。此肥料设计兼顾了大元素的缓释和有效利用,以及微量元素的稳定持久效应。它对植物的生长过程发挥显著影响,如促进光合作用、叶绿素生成,优化氧化物活性、酶活性,加速种子萌发、营养吸收,以及根系发育。尤为独特的是,氨基酸肥料与植物的亲和力超越常规,从而在农业实践中展现出增产优质、改良土壤、提高收益、全面调节、保花保果、果实膨大着色、增强植物抵御逆境及减少有害物质积累的多元益处。
2.腐植酸肥料:腐植酸主要是动、植物的遗骸,经过微生物的分解和转化以地球化学的一系列过程形成和积累起来的一类成分复杂的天然有机物质。制造腐植酸肥料的原料来源主要是风化煤、褐煤和草炭。腐植酸具有络合、离子交换、分散、粘结等功能,适量加入无机氮、磷、钾后,达到提高肥料利用率的功能。腐植酸可缩小叶面气孔的开张度,减少水分蒸发,使作物保持更多的水分,同时可调节土壤中水、肥、气、热状况,提高土壤吸附交换能力,调节PH值,达到土壤酸碱平衡。
(三)生物肥料的分类
生物肥料,亦称作生物菌肥、菌剂或接种剂,其本质是特定微生物菌种经过培养后形成的活性抑制剂。作为辅助性肥料,生物肥料不含植物直接所需的营养成分,而是通过微生物的代谢活动发挥作用。它能优化作物的营养环境,促进养分转化,分泌植物激素以刺激根系生长,并有效抑制有害微生物,从而实现增产效果。
1.根据制品中微生物种类的丰富程度,产品分类可细分为单一微生物制剂的类别。
物肥料和复合微生物肥料。
2.按微生物肥料的功能划分:
(1)微生物菌剂:利用多孔的物质作为吸附剂(如草炭、蛭石)吸附发酵液而制成菌剂。代表品种为各类根瘤菌肥料,主要应用于豆科植物,使其能在豆科植物根、茎上形成根瘤,并同化空气中的氮素,来供应植物氮素营养。也可同时使用两种或两种以上互不拮抗、互相有利的微生物(固氮菌、解磷菌或其他细菌),通过其生命活动使作物增产。
(2)复合微生物肥料:根据所含营养物质的不同可分为,微生物和有机物复合肥料(生物有机肥);微生物和有机物质及无机元素复合肥料(复合微生物肥料)。根据作用机制的不同可分为:以营养为主的肥料:以抗病为主的肥料;以降解农药为主的肥料;多种作用同时兼有的肥料。
3.按其制品中特定的微生物种类划分:可分为细菌肥料(根瘤菌肥,固氮、解磷、解钾肥)、放线菌肥料(抗生菌肥料)、真菌类肥料(菌根真菌、霉菌肥料、酵母肥料)、光合细菌肥料。
4.根据其作用原理,肥料主要分为两大类别:根瘤菌肥料,以及基于共生自生固氮机制的肥料,另外还有生长调节剂补充其功能。
(四)常见氮肥的分类
1.品种
氮肥品种主要依据其形态和释放特性划分为四个类别:铵态氮肥、硝态氮肥、铵态硝态氮肥以及酰胺态氮肥。近年来,随着技术发展,出现了新的长效氮肥(即缓释氮肥)系列。这些长效氮肥主要涵盖全合成有机氮肥与包膜肥料两种类型。各类氮肥的具体品种列举如下:
(1)以下是各类铵态氮肥种类:硫酸铵、氯化铵、碳酸氢铵、氨水以及液态氨。
(2)硝态氮肥:有硝酸钠、硝酸钙;
(3)氮素类肥料种类包括硝酸铵、硝酸铵钙及硫硝酸铵,皆属于铵态硝态氮肥范畴。
(4)主要酰胺态氮肥品种包括:尿素与石灰氮(氰氨化钙)
2.性质
(1)铵态氮的特征:其肥效显著,便于作物直接吸收利用;然而,在碱性环境下,铵态氮具有易于挥发的特性,可能导致损失;在土壤通风良好时,铵态氮会经历硝化过程转化为硝态氮,这可能引发氮素的淋溶与流失现象。
(2)硝态氮的特性概述: - 易溶于水,具有较高的溶解度,因此作为高效速效氮肥被广泛利用; - 吸湿性强,容易形成团块,且在高温下会分解,释放氧气,同时具备一定的火险性; - 硝酸根离子可通过生物反硝化过程转化为多种气体,导致氮素以气态形式流失,应注意防止这种情况发生。
(3)酰胺态氮尿素:该化合物以其42%至46%的高含氮量著称,表现为纯净的白色晶体或颗粒状形态。其溶解性优良,能迅速且完全地溶于水中,所得溶液呈中性性质。
3.具体分析
(1)尿素:学名碳酰二胺,含氮量46%左右,化学分子式是。尿素目前执行的标准是GB2440。尿素一般为白色圆球状,有吸湿性,易溶于水,是一种中性肥料。尿素是一种优质肥料,不仅含氮量在目前所有氮肥中最高,而且在土壤不残留有害物质,对土壤酸碱度没有明显的影响,适合所有土壤和作物。尿素可以作基肥和追肥,但一般不宜做种肥。
(2)硫酸铵:简称硫铵,含氮量为20%-21%,化学分子式是。硫酸铵产品执行的标准是GB535。硫酸铵纯品白色,吸湿性小,但受潮容易结块,故应当在贮存和运输过程中保持干燥。易溶于水,肥效快,是一种生理酸性肥料。硫酸铵由于含有硫元素,而作物缺硫是近年来我国土壤的普遍现象,因此硫酸铵的施用效果非常明显。硫酸铵可作基肥、追肥以及种肥。
(3)氯化铵:简称氯铵,含氮量为24%-25%,化学分子式是。氯化铵产品执行的标准是GB2946。氯化铵纯品白色略带黄色,外观似食盐。其吸湿性比硫酸铵略大,较不容易结块。易溶于水,肥效快,是一种生理酸性肥料。氯化铵在忌氯作物上不要施用,可以作基肥、追肥,不宜用作种肥。
(4)碳酸氢铵:简称碳铵,含氮量17%左右,化学分子式是。农用碳酸氢铵产品的执行标准是GB3559。纯品白色,易潮解,易结块。温度在20℃下性质比较稳定,温度超高或产品中水分超标,碳酸氢铵容易分解为氨气和二氧化碳。碳酸氢铵较易溶于水,肥效快,是一种生理中性肥料,适用于各类作物和各种土壤。可以用作基肥、追肥,但不能用作种肥及叶面施肥。作基肥及追肥时不可在刚下雨后进行,同时切忌表面撒施。
(5)硝酸铵:简称硝铵,含氮量34%-35%,化学分子式是。农用硝酸铵产品的执行标准是GB2945。纯品白色有颗粒和粉末状。粉末状硝酸铵吸湿性很强,容易结块,贮运时应严格防潮。硝酸铵易溶于水、肥效快,是优质水溶肥料,特别适合在北方旱地作追肥施用。硝酸铵遇热不稳定,高温容易分解成气体,使体积突然增大,引起爆炸。可做追肥,不宜为基肥、种肥。
(6)硝酸钙:含氮量15%-18%,化学分子式是2,通常有四个结晶水而形成
。外观一般为白色颗粒。吸湿性很强,容易结块。肥效快,一般宜做追肥。虽然硝酸钙的氮量偏低,但是硝酸钙由于有超过20%的钙,加之水溶性极好,因此是植物良好的钙源和氮源,在滴灌、喷灌等设施农业中被广泛应用。可以作基肥、追肥,是水溶性肥料的良好原料。
(五)常见磷肥的分类
1.品种
磷肥的分类通常依据其溶解特性和作物吸收的便利程度,主要包括水溶性磷肥、缓释性磷肥、难溶性磷肥以及混溶性磷肥四大类别。各类型的主要品种如下:
(1)主要的水溶性磷肥品种包括普通过磷酸钙、重过磷酸钙,以及磷酸一铵和磷酸二铵两种磷酸铵形式。
(2)硝酸磷肥:一种具有混溶特性的磷肥,归属于双元氮磷肥料范畴。
(3)各类可溶性磷肥种类繁多,主要包括钙镁磷肥、磷酸氢钙、沉淀磷肥以及钢渣磷肥等产品。
(4)磷肥类别中的难溶性品种:主要包括磷矿粉、骨粉和磷质海鸟粪,这类肥料仅能在强烈酸性环境下溶解,对水则是不亲和的。
2.常用磷肥的特性
(1)水溶性磷肥适合于各种土壤、各种作物,但最好用于中性和石灰性土壤。其中磷酸铵是氮磷二元复合肥料,且磷含量高,为氮的倍,在施用时,除豆科作物外,大多数作物直接施用必须配施氮肥,调整氮、磷比例,否则,会造成浪费或由于氮磷施用比例不当引起减产。
(2)混溶性磷肥的最优施用环境为旱地,然而在水田或者酸性土壤条件下,其施用可能导致氮素的流失问题。
(3)磷肥的可溶性特性表现为不易溶于水,但在土壤环境中,可通过弱酸的作用实现溶解并被作物有效吸收。然而,在石灰性和碱性土壤条件下,磷肥会与土壤中的钙离子形成复合物,趋向于转化为难溶性的磷酸盐,从而降低了磷的利用效率。鉴于此,磷肥最适合施用于酸性土壤中以充分发挥其肥效。
(4)磷肥在土壤中的溶解过程主要依赖土壤的酸性环境,逐渐转化为作物可吸收的状态,尽管肥效释放较缓,但持久性强。这种难溶性磷肥适用于酸性土壤,适合作为基肥。同时,它能与有机肥料经过堆腐处理或与化学酸性及生理酸性肥料协同施用,从而实现更佳的效果。
3.具体分析
(1)过磷酸钙:含磷量。也称普通磷酸钙,也称普钙。过磷酸钙产品执行的标准是GB20413。过磷酸钙一般为深灰色或灰白色粉末,易吸潮、结块,含有游离酸,有腐蚀性。现有过磷酸钙造粒的产品,便于施用。过磷酸钙有效成分易溶于水,是速效磷肥。适用于各种作物及大多数土壤,可以作基肥、追肥,也可以用作种肥及根外追肥。
(2)重过磷酸钙:含磷量。也称三料磷肥,简称重钙。颗粒重过磷酸钙产品执行的标准是HG2219。一般为浅灰色颗粒或粉末,性质与普钙类似。易吸潮、结块,有腐蚀性。颗粒状重钙商品性好、施用方便。重过磷酸钙有效成分易溶于水,是速效磷肥。适用土壤及作物类型、施用方法等和过磷酸钙非常相似,但是由于磷含量高,应当注意磷肥用量。
(3)磷酸一铵:磷酸一铵是氮、磷二元复合肥料。其含磷量为50%-52%、含氮量为10%-12%。磷酸一铵产品执行的标准是GB10205。外观为灰白色或淡黄颗粒或粉末,不易吸潮、结块、易溶于水,其水溶液的PH为4-4.4,性质稳定,氨不易挥发。基本适合所有的土壤和作物,但不能和碱性肥料直接混合使用,否则铵容易流失、磷容易被固定。可以用作基肥、种肥,也可以叶面施用。
(4)磷酸二铵:磷酸二铵是氮、磷二元复合肥料。其含磷量为46%-48%、含氮量为16%-18%。磷酸二铵产品执行的标准是GB10205。外观为灰白色或淡黄颗粒或粉末,不易吸潮、结块、易溶于水,其水溶液的PH为7.8-8,相对于磷酸一铵而言性质不稳定,在湿热条件下,氨易挥发。基本适合所有的土壤和作物,但不能和碱性肥料直接混合使用,否则铵容易流失、磷容易被固定。可以用作基肥、种肥,也可以叶面施用。
(5)磷酸二氢钾:磷酸二氢钾是磷、钾二元复合肥料,化学分子式是。含五氧化二磷和氧化钾分别为52%和35%。农业用磷酸二氢钾产品执行的标准是HG2321。纯净的磷酸二氢钾为灰白色粉末,吸湿性小,物理性状好,易溶于水,20℃时溶解度为23%,农业用磷酸二氢钾允许带微色。由于磷酸二氢钾价格昂贵,目前多用于根外追肥和浸种。
(六)常见钾肥的分类
钾作为作物干物质含量的1%至4%关键组成部分,其丰富的营养价值体现在激活多元酶促反应(调控生命代谢过程)。尤其在碳水化合物和蛋白质合成中扮演着基石角色。钾的优化作用表现在优化作物内部水分平衡,提升作物抵御干旱、霜冻和盐碱压力的能力。充足的钾元素供给有助于增强作物抵抗病害的能力。常见的钾肥种类包括硫酸钾、氯化钾、硝酸钾以及草木灰等农业施用选项。
1.氯化钾:含氧化钾60%左右,化学分子式是KCL。氯化钾产品执行的标准是GB6549。氯化钾肥料中还含有氯化钠(NaCl)约1.8%,氯化镁。氯化钾一般呈白色或浅黄色结晶,有时含有少量铁盐而呈红色。氯化钾物理性状良好,吸湿性小,易溶于水,属于生理酸性肥料。氯化钾是高浓度的速效钾肥。氯化钾适宜作基肥和早期追肥,一般不适宜做种肥。
2.硫酸钾:含氧化钾40%-50%,化学分子式。氯化钾产品的执行的标准是GB20406。硫酸钾一般呈白色至淡黄色粉末,是化学中性、物理酸性的肥料,它易溶于水,不易吸湿结块。硫酸钾不含氯根,对一些忌氯作物可取得较好的效果,又可施用在油菜、大蒜等喜硫作物上。硫酸钾可以用作基肥、追肥、种肥及根外追肥。
3.硝酸钾:硝酸钾是一种含钾为主的氮、钾二元复合肥料。含氧化钾约46%,含氮13%左右,副成分极少。农业用硝酸钾执行的标准是。硝酸钾溶于水,微吸湿。市场上的硝酸钾多是由硝酸钠和氯化钾一起溶解并重新结晶而成,也有少量硝酸钾来源于天然矿物直接开采。硝酸钾含钾高、含氮低,适合于烟草、甜菜、马铃薯、甘薯等不宜使用氯化钾的喜钾忌氯作物。硝酸钾可以用作基肥、追肥或根外追肥都有良好效果。
4.钾镁肥:一般为硫酸钾镁形态,含氧化钾22%以上,硫酸钾镁的化学分子式是。硫酸钾镁外观为大小不等的颗粒,淡黄色或肉色相杂,不易吸潮,使用方便。除了含钾外,多数钾镁肥还含有11%以上,硫22%以上,因此硫酸钾镁是一种优质既含钾、又含镁和硫的多元素肥料。硫酸钾镁既可以单独施用,也可以和复合肥、掺混肥一起施用,适用于任何作物。
5.草木灰:植物残体燃烧后剩余的灰,称为草木灰。草木灰含有多种灰分元素,如钾、钙、镁、硫、铁、硅等。其中,含钾、钙最多,磷次之。禾本科草木灰含约8.1%、
约2.3%、CaO约10.7%。草木灰的钾大约有90%可溶于水,有效性高,是速效性钾肥。草木灰适合于作基肥、追肥和盖种肥。
(七)常见的中量元素肥料
1.硝酸钙:含钙量20%左右,化学分子式是,通常有四个结晶水而形成
。外观一般为白色颗粒。吸湿性很强,容易结块。肥效快,一般宜做追肥。虽然硝酸钙的氮量偏低,但是硝酸钙由于有超过20%的钙,加之水溶性极好,因此是植物良好的钙源和氮源,在滴灌、喷灌等设施农业中被广泛应用。可以作基肥、追肥,是水溶性肥料的良好原料。
2.硫酸镁:农业上常用的泻盐,实际上是七水硫酸镁,化学分子式是,外观为白色结晶,含镁(Mg)9.86%,含硫(S)13%,易溶于水。稍有吸湿性,吸湿后会结块。水溶液为中性,属生理酸性肥料。硫酸镁一种双养分优质肥料,硫、镁均为作物中的中量元素,不仅可以增加作物产量,而且可以改善作物品质。可直接做基肥、追肥和叶面肥使用。
3.硫磺:硫磺为单质硫,是一种产酸的肥料。多为粉状,难溶于水,刺激皮肤,容易着火。近年来,硫磺被作物硫营养添加到各种复合肥、复混肥料中。常见的有硫包衣尿素、含硫磷铵、含硫氮肥等。包膜尿素是以硫磺作为包膜材料,使氮具有缓释效果,同时补充硫营养;一些氮肥、复合肥中添加硫磺熔融再造粒,制成含硫氮肥、含硫复合肥等,如含硫尿素、含硫磷铵等。硫酸铵、过磷酸钙、硫酸钾等化学肥料,都含有硫酸根。
(八)常见的微量元素肥料
1.硼酸:含硼(B)17.5%,化学分子式为。外观为白色结晶,冷水中溶解度较低,热水中较易溶解,水溶液呈微酸性。可作为基肥、追肥或叶面追肥使用。
2.硼砂:或称四硼酸钠,是常用的硼肥。含硼(B)11.3%,化学分子式为。微溶于冷水易溶于热水,水溶液呈偏碱性。这种硼砂又称为速效硼砂。可作为基肥、追肥或叶面追肥使用。
3.硫酸锌:一般指七水硫酸锌,俗称皓矾。含锌量为20%-23%。农用硫酸锌的产品执行标准是HG3277,是目前最常用的锌肥品种。化学分子式为。为无色斜方晶体,易溶于水。可作基肥、追肥和种肥。
4.硫酸亚铁:硫酸亚铁又称黑矾、绿矾,含铁(Fe)19%-20%,含硫(S)11.5%,化学分子式为。外观为浅绿色或蓝绿色结晶,易溶于水,有一定的吸湿性。可作基肥、种肥和叶面追肥。
5.硫酸锰:硫酸锰一般可分为一水硫酸锰和四水硫酸锰,化学分子式是或
。一水硫酸锰含锰(Mn)32.51%、四水硫酸锰含锰24.63%。外观为粉红色结晶,易溶于水,速效,使用最广泛,适于喷施、浸种和拌种。
6.硫酸铜:一般指五水硫酸铜又称胆矾、铜矾或蓝矾。含铜(Cu)25%-35%。化学分子式为。不含结晶水的硫酸铜为白色粉末,易溶于水,水溶液呈蓝色,呈弱酸性。无机农药波尔多液也是硫酸铜和石灰乳混合液,它是一种良好的杀菌剂。可作基肥、种肥及叶面追肥。
7.钼酸铵:一般指四水硫酸锌。含钼量为50%-54%、含氮量为6%。是目前最常用的钼肥品种。化学分子式为。钼酸铵为黄白色结晶,易溶于水。可作基肥、根外追肥。
8.硅酸钠:含硅量为55%-60%。化学分子式为。硅酸钠为白色粉末,物理属性为微碱性,易溶于水。可作追肥及叶面肥。
9.复合微肥:作为创新的肥料类型,其生产工艺通常涉及在基础肥料中融入单个或多组微量元素,如磷酸铵锌和磷酸铵锰等。此类肥料集成了多种养分于一身,便于一次性施用,显著节省劳力。然而,其配方灵活性可能受限,难以完全适应各地特定土壤和作物需求的差异化要求。
(九)常见复合肥料的分类
1.化肥分类:复合(混)肥料,即通过化学方法或混合工艺制备而成,含有对作物生长至关重要的氮、磷、钾元素中的两种或三种。其中,包含两种营养元素的肥料定义为二元复合肥,而涵盖三种元素的被称为三元复合肥。特别地,通常我们所称的复合肥料特指那些通过化学合成途径生产的二元肥料。至于三元复合肥料,尽管理论上有概念,但在实际市场中尚未形成广泛认可的单一产品形式。
以下是常见的复合肥料类型概述: 1. 二元复合肥料种类 - 磷酸一铵与磷酸二铵:作为氮、磷复合的主要形式。 - 硝酸磷肥:提供磷元素的同时补充氮素。 - 硝酸钾:氮、钾双重营养的来源。 - 磷酸二氢钾:专供磷、钾补充的肥料。 2. 复混肥料的定义与特性 - 复混肥料是由单一化肥或多品种化肥通过物理混合方式,形成具有特定养分组合的肥料系列。 - GB/T 15063标准规范了复混肥料的生产和质量要求。 - 其工艺灵活性允许针对不同地域土壤和作物需求,定制化生产,特别适合于制造专用肥料。 - 加工过程包括原料粉碎、混合、造粒,或是通过高温熔融后造粒,这些均为物理加工手段,构成复混肥料生产的工艺基础。
复混肥料中营养元素的成分和含量标识遵循常规,以氮、磷、钾的顺序呈现,通过阿拉伯数字标记,零值代表相应元素不存在。例如,18-46-0代表氮含量18%、五氧化二磷46%,且总养分占64%,这是一种氮、磷双元复混肥料的典型表示。而对于三元复混肥料,如15-15-15,则表示氮、五氧化二磷和氧化钾各含15%,总养分总量为45%。 若复混肥料中包含中、微量元素,这些元素会在配方后列出,并用括号标注元素符号,如18-9-12-4(S),意味着这是一个含有中量元素硫的三元复混肥料。这种表示方式通常被称为肥料的规格、配方或配合式形式。
3.概述:BB肥(Bulk Blending Fertilizer),即掺混肥料,是由两种或多种粒度相近的单一肥料或复合肥料原料通过机械混合工艺制成。在我国,其产品标准遵循GB/T15063,与复混肥料标准相同。掺混肥料具有显著优势:设备简易,能耗低,加工成本节省,且生产环境友好;便于散装运输,节省包装开支;施用时可以即时混合,无需担心长期储存导致的品质变化;肥料成分直观,氮、磷、钾颗粒明显,有助于防止假冒,降低农户风险;尤其适用于个性化配方,根据土壤特性和作物需求灵活调整,适合小规模生产。然而,值得注意的是,若组成成分的粒径差异大或比例失调,可能会在运输、存储和施用过程中出现颗粒分离问题,这会间接影响肥料质量及施用效果。
4.有机一无机复混肥料:有机一无机复混肥料是人们在生产和生活中产生的有机废弃物为原料,经过一定处理后,按一定的标准配比加入无机化肥,充分混匀并经过造粒等流程生产出来的既含有有机质又含有化肥的产品。我国商品化的有机一无机复混肥产品执行的标准是GB/T18877。有机一无机复混肥既有化肥成分又有有机物,两者的适当配合,使之具有比无机化肥和有机肥更全面,更优越的性能,养分供应平衡,肥料利用率高。有机一无机复混肥中含有相当数量的有机质,可改善土壤理化性质和生物学性质。另外,一些有机一无机复混肥中有机成分含有相当数量的生理活性物质,如氨基酸、腐植酸和酶类物质,具有独特的生理调节作用。
(十)常见缓释肥料的分类
缓释/控释肥料,顾名思义,是指一类肥料,其养分释放速率缓慢,持续时间较长,能覆盖作物整个生长周期,确保生长需求得以满足。这类肥料根据作物生长动态调整释放速率:在作物生长旺盛期,快速提供养分;而在生长停滞期,则减少或暂停释放。此类肥料通常被划分为控释肥料和缓释肥料两大类别。控释肥料的核心是颗粒状肥料(单质或复合),通过表面包覆低水溶性无机物质或聚合物,或是利用化学手段均匀分布于聚合物中,形成多孔网络结构。其释放过程受聚合物降解调控,确保养分供应与作物生长发育同步,包膜控释肥料尤为常见。相比之下,缓释肥料的特点在于施入土壤后,其转化为植物有效养分的速度远低于速溶肥料,能缓慢释放养分,表现出缓效或长效特性。尽管缓释,但并不意味着完全控制释放,其目标是优化肥料释放速度,使之与作物营养需求匹配,从而最大化肥料利用率。
缓释肥料主要分为两种类型:包膜型和抑制剂型。包膜型缓释肥料依据包膜材料的构成可分为无机物包膜肥料和有机物/聚合物包膜肥料。通常,有机包膜如由天然物质形成,相较于无机如硫磺,具备更优的防水特性,包膜结构更为光滑且厚度适中,从而实现更理想的缓释效果。然而,有机包膜肥料的生产工艺较为复杂,成本相应较高。对于有机物/聚合物包膜肥料,关键挑战在于处理施用后残留物的生物降解问题,以免其大量积累对环境和农业产生潜在的负面效应。 另一方面,抑制剂型缓释肥料以脲酶抑制剂型缓释尿素为代表,这类肥料通过调控酶活性来调控养分释放,是缓释肥料技术的一种创新应用。
1.包膜型缓释肥料:
(1)无机包膜肥料
①硫磺包衣肥料工艺流程:首先,对欲进行包膜处理的肥料颗粒进行加热,随后运用熔融的硫磺均匀裹覆于已加热的颗粒表面。经过冷却环节后,成品即告完成。硫磺包衣肥料的优势显著,主要体现在其生产工艺简便、成本效益高,且具备一定的养分释放延时特性。此外,硫元素在一定程度上也可作为作物生长所需的营养成分。
②技术细节:复合包膜肥料构造 复合包膜肥料是一种通过表面包裹一层或多种其他肥料的策略来设计的产品。其核心机制在于利用包裹层中的非溶性肥料如钙镁磷肥,以实现肥料养分的逐步释放。这种工艺确保了肥料的缓释特性,因为包膜层直接提供了作物所需的营养,无需土壤微生物的参与,因此不受温度和pH值的影响。此类肥料的优势在于低环境影响,颗粒结构均匀,且养分释放进程平稳,展现出优良的缓释效果。
(2)有机化合物及聚合物包膜肥料:有机化合物的熔点比较低,易于熔化,水溶性差,在土壤中易于腐化分解,因而在包膜肥料中可用作包膜。包膜原料主要有蜡、油、松香、天然橡胶、聚氨酯、和醇酸树脂等一些特定的橡胶类物质及热塑性和热固性树脂。常见的有机化合物及聚合物包膜肥料有:蜡包膜肥料、不饱和油包膜肥料、改性天然橡胶包膜肥料、热塑性树脂包膜肥料、热固性树脂包膜肥料。
2.抑制剂型缓释肥料
当前的核心应用抑制剂主要针对的是速效氮肥,包括脲酶抑制剂、硝化抑制剂和氨稳定剂等关键类别。市场上流行的缓释肥品种以‘长效’尿素为主,这些产品源自对传统尿素生产技术的改良,即通过在常规生产过程中掺入适量的抑制剂来实现。此类抑制剂主要分为两类:脲酶抑制剂,专门针对尿素的氨化过程起作用;硝化抑制剂,则着重于阻滞氨转化为亚硝酸盐和硝酸盐的过程。
(十一)常见微生物肥料的分类
我国微生物肥料的制成品类型主要包括三种基本形式:液体、固体以及冻干剂。液体剂型源自直接发酵后的封装,部分还配备了矿物油保护层。在固体类别中,主要依托草炭作为载体,包括粉剂和颗粒两种形态,近年来甚至引入了蛭石作为新型吸附介质。冻干剂则是通过发酵液的浓缩冷冻干燥技术得到的产物。微生物肥料根据其成分和功能,可分为单一菌株制剂、多菌株组合制剂,以及加入了增效辅助成分如化肥、微量元素和有机物质的产品。从应用角度来看,这些肥料进一步细分为微生物菌剂、生物有机肥料,以及复合微生物肥料,每一种都针对不同的作物需求和土壤条件提供定制化的养分解决方案。
1.技术指标
(1)微生物菌剂:
①颗粒剂一有效活菌数1.0亿/克
②粉剂一有效活菌数2.0亿/克
③水剂一有效活菌数2.0亿/克
(2)生物有机肥:颗粒剂及粉剂一有效活菌数0.2亿/克、有机质
(3)复合微生物肥料
①颗粒剂一有效活菌数0.2亿/克、氮磷钾
②粉剂一有效活菌数0.2亿/克、氮磷钾
③水剂一有效活菌数0.5亿/克、氮磷钾
2.分类
(1)根瘤菌肥料:利用根瘤菌生产的微生物肥料,称为根瘤菌肥料,是世界上公认的效果最好最稳定的微生物肥料。根瘤菌是一类存在于土壤中的好气的革兰氏阴性杆菌,它通过豆科植物的根毛,从土壤入侵根内,形成根瘤。它的生活史是从土壤环境→相应豆科植物种子周围→浸染豆科植物根部,与寄主经历一定的生理学、生物化学和遗传学过程,在其根部形成根瘤→在根瘤中生活,固氮→根瘤破溃后回到土壤中生活。
(2)固氮菌肥料的生产原理:此类肥料基于固氮微生物的功能,特别选用那些能独立存活并与禾本科植物形成互利共生关系的微生物菌株。这些微生物包括自生固氮菌和参与联合固氮过程的菌种,统称自生固氮微生物。固氮菌作为好氧、腐生的中温型细菌,不依赖高等植物共生,能在土壤环境中自主生活。它们以土壤中的有机物质或植物根系分泌的有机化合物为碳源,转化空气中的氮分子为可供植物利用的氮素形式。此外,固氮菌的代谢产物中含有促进植物生长的维生素成分。
(3)磷细菌肥料:一种主要由能分解有机磷化合物的细菌和转化无机磷源的微生物组成的高效肥料。此类细菌特指那些在生命进程中展现出强大能力,能够降解磷有机化合物或促使无机磷转化为易于植物吸收的形式。磷细菌的作用不仅限于解磷,它们还产生维生素等活性物质,对农作物生长具有显著的刺激效果。
(4)钾细菌肥料:硅酸盐细菌肥料通常称作生物钾肥,又称钾细菌肥料。钾细菌又称“硅酸盐细菌”其产生的有机酸类能强烈分解土壤中硅酸盐中的钾。同时,也能分解磷矿石中的磷,使其成为有效态磷。这类微生物除了分解磷、钾矿物外,还能固定氮素并产生一些植物生长刺激素,使用后对作物生长和增产有良好作用。
(5)抗生菌肥料:是指能分泌抗菌物质的刺激素的微生物制成的微生物肥料品种,菌种通常是放线菌,我国应用多年的5406(细黄链霉菌)即属此类,此类制品不仅有肥效作用而且能抑制一些作物的病害,刺激和调节作物生长。
(6)共生菌根系统:植株与土壤中特定真菌的共生现象,即AM菌根,构建了植物根系与真菌形成的高效协作体。其中包括源自内囊霉科广泛种类的丛枝状内生菌根,如AM菌,以及少量由担子菌和子囊菌形成的外生菌根类型。AM菌根的发达菌丝网络显著增强植物对关键营养素如P、Ca、Zn和水分的吸取能力,并且在豆科植物中展现出类似于根瘤菌的固氮功能。
(7)高效生态肥料:酵素菌生物肥依托创新发酵工艺,融合酵母菌、丝状菌与有益菌的“三位一体”复合菌群,其特性在于富含活性菌群。这些菌种直接为作物提供营养,且在土壤中不遗留有害物质。其工作原理是通过有益菌的繁衍和土壤有机质的分解,促进钾、磷等元素的释放和氮的固结,从而快速改良土壤结构。酵素菌肥遵循有机肥料原则,避免了对土壤结构的负面影响,如化学肥料可能导致的土壤板结。尤为独特的是,酵素菌肥中的活菌群能在作物根部扎根并生长,刺激根系发达,对于贫瘠、板结或病虫害频繁的土地,施用酵素菌肥能显著提升作物生长效果。
(十二)常见水溶(叶面、冲施)肥料的分类
我国水溶肥实行肥料登记管理。农业部登记的水溶肥料的种类有:大量元素水溶肥料、中量元素水溶肥料、微量元素水溶肥料、含氨基酸水溶肥料、含腐植酸水溶肥料、含海藻酸水溶肥料、有机水溶肥料等。此外,其他常见的很多肥料,如尿素、硝酸铵、磷酸二氢钾、硫酸钾、一些单质的微量元素肥料等,都可以作为很好的叶面肥或冲施肥使用。
1.概述:以大量元素为核心并包含微量元素的水溶性肥料,其养分特性与我国复混肥料规格相似,尽管复混肥料强调颗粒度的精细,而对于水溶性的明确要求相对欠缺。随着现代农业中喷施、滴灌和喷灌等高效施肥手段的普及,肥料的水溶性成为关键性能指标。单一的氮、磷、钾肥料已不能满足作物全面的营养需求,这促使了大量元素水溶肥料的兴起。此类肥料的标准依据是NY/T 1107,它针对的是高度溶于水的肥料产品。
2.【小标题:】高效补充中量元素的水溶肥料:以钙、镁、硫为核心养分指标,针对我国农业生产现状进行设计。随着氮、磷、钾化肥的广泛施用和高产追求,土壤养分失衡问题日益凸显,尤其是中微量元素和有机质含量的下降。尽管叶面施肥能部分弥补微量元素的不足,但中量元素的根际吸收依赖根系发育,单纯依靠叶面追肥往往不足以满足作物需求。因此,针对这一情况,中量元素水溶肥料因其显著的优势,近年来在用户中得到了广泛关注,并遵循NY2266产品标准进行生产和应用。
3.水溶性微量元素肥料:这类肥料富含铜、铁、锰、锌、硼及钼等单一或多元素,针对我国土壤中微量元素养分普遍偏低且平衡状况不佳的现象。尽管作物对微量元素的需求量相对较少,但通过叶面施用微量元素水溶肥料能够有效补充作物因缺乏而产生的营养不足。此类产品的技术规格依据的是国家农业行业的标准NY1428进行管控。
4.概述:氨基酸作为蛋白质的基本构建单元,其通过叶片吸收被作物有效利用。作为微量元素的有效络合剂,氨基酸能显著提升作物对微量元素的吸收和利用率。因此,现代意义上的含氨基酸水溶肥料,特指主要由氨基酸构成,并配合适量微量元素的易于溶解的肥料产品。这类产品的技术规范依据为国家标准GB/T17419。
5.含腐植酸水溶肥料:腐植酸是一种复杂的有机高分子化合物,具有一定的生物活性。腐植酸对植物生长有明显的促进作用,表现在用适合浓度的腐植酸液处理后,使种子萌发率提高,萌发整齐,幼苗粗壮,种子的活力指数大大提高,使作物生长有个良好的开端,还表现在使苗期作物抗逆性提高,增加果实产量,提高果实品质。含腐植酸水溶肥料执行的产品标准是NY1106。
6.含海藻酸水溶肥料:海藻酸含有大量的非含氮有机物、陆生植物无法比拟的钾、钙、镁、铁、锌、碘等多种矿物质元素和丰富的维生素。其核心物质是纯天然海藻提取物,特别是含有海藻中所特有的海藻多糖、多种天然植物生长调节剂,具有很高的生物活性。海藻酸能促进植物细胞分裂,延迟细胞衰老,有效地提高光合作用的效率,提高产量,改善品质,延长贮藏保鲜期,增强作物抗旱、抗寒、抗病虫等多种抗逆机能。
7.随着肥料技术的日益精进,研究揭示了诸如壳聚糖、木醋液和生化黄腐酸等多种有机成分对植物生长的卓越效益。这些有机物质,既有单一成分如壳聚糖,也有复合形态的有机物混合物,如神秘莫测的木醋液和生化黄腐酸。然而,经验证明,这些水溶性有机物在农作物的生长过程中展现出显著的影响。
第二节项目概述
一、化肥对农业生产的战略性影响与关键角色
(一)贡献率
地球上的三大主要食物生产体系:海洋生态系统、草原牧场与陆地农业。
在过去四十年间,全球粮食产量的增长主要依赖于化肥施用量的显著提升,这一现象在土地生产系统中尤为显著。
对粮食增长量的贡献率:
1.肥料——50%
2.遗传改良——35%
3.其它——15%
(二)保证粮食安全
中国面临严峻的人地矛盾,其紧迫性尤为显著。自20世纪初至中期,由于化肥供应有限,粮食生产面临着挑战;进入80年代,化肥的广泛应用促使粮食产量显著增长;而90年代,大规模施用化肥带来了粮食的丰裕与人民生活的改善。
预计到2030年,人口规模将达到13亿至16亿,届时粮食需求预计将增长至每人400公斤至1400亿公斤,同时化肥需求将相应提升,预计增加量将达到140亿公斤。
二、化肥生产和施用上存在的问题
(一)化肥工业
1.产业结构与产品配比失调:产能瓶颈与供需失衡显现 - 生产能力受限,氮、磷单质过剩,特别是氮肥中的低浓度碳铵占据较大份额,达到约25%; - 钾肥与复合磷肥供应相对不足,1999年化肥总产量为3亿吨,具体构成如下:尿素占比47%,碳铵25%,普钙12%,磷铵7%,NPK复合肥仅占4%,其余部分为其他肥料,显示出结构性不平衡。
肥料构成比例如下: - 尿素:29% - 磷铵:14% - NPK复合肥料:14% - 硫酸钾:10% - 液态氮:6% - 硝酸铵:5% - 普钙:5% - 碳酸氢铵:5% - 其他成分:12%
2.价格高,生产效率差
3.质量差——有效养分低,比例失调。
4.分布失衡的资源配置:西部富集矿产资源,而工厂则集中于东部地区。
(二)总体来看,我国化肥的平均利用效率仅为30%,与发达国家普遍超过50%的水平尚有较大差距。
(三)偏施氮肥——导致土壤板结、环境污染
(四)区域需求的差异化显著:鉴于中国地貌的多样性与地区间社会经济发展的不均衡,农民的生活水平差距显著,这直接导致化肥使用呈现出显著的地区差异。当前,化肥用量在各区域间的不平衡问题依然凸显,其增长量的区域差异性尤为明显,华北和华东地区的增长最为显著,并且显示出阶段性的特点。
(五)当前科学施肥方法存在不足,主要表现为撒施与面施形式普遍,施肥方式单一且偏向性明显,往往依赖于传统习惯和经验进行施用。
(六)优化肥料配比的重要性:针对我国土壤特性,推荐的理想NPK比例为1:0.5:0.4。然而,2003年中国化肥施用的实际比例为氮:磷:钾为1:0.41:0.27,这一数值低于全球平均值1:0.45:0.36,更不用提与发达国家普遍实施的1:0.5:0.5的比例相比较了。
(七)总体施用量偏低
作为全球化肥消耗的领先者,我国的化肥使用状况在实际单位面积上的表现并不如某些发达国家和化肥消耗大国。据统计,2002年我国平均每公顷的化肥消费量为204千克,具体细分到粮食作物为273千克,而经济作物则达到441千克。相比之下,法国、德国、日本、韩国和英国等国家的相应数据均高于我国。我国的化肥消费量与美国相比,大约是其1到2倍,然而美国的人均耕地面积却是我国的六倍之多。
三、对化肥使用的认识误区
1.化肥乃源于人工化学工艺制品,然而其施用过程中对野生动物和人类生态均构成潜在威胁。
概述:化肥乃植物可汲取的养分来源,其内蕴含的氮(N)、磷(P)、钾(K)及硫(S)等元素,与人体以及食物中所含的营养成分相契合。且值得注意的是,化肥本身是无害的。
2.鉴于自然界中富含氮、磷、钾等必要元素,施用化肥并非必要。
自然界提供的营养元素种类有限,且未必完全契合植物的需求。鉴于农作物对丰富营养素的大量需求,而土壤供应往往不足,因此化肥施用成为补给土壤养分的不可或缺的方法。
3.有机肥料比无机肥好。
事实:有机肥料含多种养分,但含量低,而且要经过微生物分解成矿物质养分后才能被植物吸收。养殖场的粪便还含有严重的重金属污染。有机肥施用不当同样会造成农产品的品质下降和对环境的污染,而化肥在环境容量许可的范围内施用是不会引起食品的安全问题。
4.速效肥能够迅速显现效果,因此在短期成效上,它相对于控释或缓释肥具有优势。
事实表明,适时适量施用速效肥料确实能显著提升效果。然而,鉴于植物生长过程中各阶段对养分的需求特性各异,以及养分元素间、植物与其生存环境(包括光照、温度、湿度、水分、气体、肥料及微生物等因素)的复杂交互作用,速效肥料并不能全面解决所有需求。相比之下,控释肥凭借其根据作物生长周期调控施肥速度的功能,成功实现了养分供应与作物吸收之间的有效平衡。
5.有机农业严格排斥化学肥料的使用,特别是无机氮磷钾肥料的施用。
关于有机农业的界定,虽然尚未形成全球统一的严格定义,但其核心原则倾向于利用天然和有机肥料。各国对于有机农业可接受的肥料种类存在差异。在中国,绿色食品AA级标准特别强调,仅接纳天然和生物性肥料;而在A级标准中,化学肥料的使用则受到一定程度的限制。欧洲的有机农业标准制定者则倾向于优先考虑天然矿物质,认为它们更为纯净且对生态环境影响较小。
6.施用化肥会造成环境污染
化肥对环境的污染主要体现在三个层面:首先,氮素(N)排放至大气,加剧温室效应;其次,土壤中的化肥在雨水冲刷下残留,导致水体富营养化;再者,过度施用化肥可能导致土壤中特定元素失衡,损害土壤结构的稳定性。这种现象本质上源于化肥的不恰当施用,同样,有机肥的误用也可能引发污染问题。
7.施用化肥会降低农产品的品质。
遗传品质,由作物种质基因固守,不可调整;然而,农艺品质则受到栽培手段与环境因素的交互影响,具有可塑性。其中,营养物质对环境因子的作用尤为显著且关键,因为作物的生长发育须臾离不开其必需的养分。因此,通过科学施肥与管理实践,实乃提升作物品质的关键路径。
目前,国内外按食品的质量和安全性把食品分为无公害食品、绿色食品和有机食品。一些地方规定有机食品和AA级绿色食品不准使用任何化肥,但A级绿色食品和无公害食品则可以使用化肥。长期以来在肥料方面推行的“有机一无机相结合”的方针,在A级绿色食品和无公害食品方面同样适用。
四、前瞻化肥行业发展趋势
2002年是我国使用化肥的100周年。100年来,我国化肥生产和消费从一无所有到双双世界夺冠军。结合我国国情,21世纪初期,甚至之后更长的一段时间内,我国农业仍将维持以化肥为主、化肥与有机肥配合施用的施肥模式。面向21世纪化学肥料的发展方向,应该是高效(高利用率)、节能(节约资源)、复合化(多功能复合)的肥料。在生产工艺上,生态工艺学将代替传统工艺。据报道,国家环境友好型肥料”课题研究已取得突破性进展。第一代化肥主要是单质无机肥,第二代化肥中复混肥比例大幅度上升,21世纪开发全期化肥将是化工行业的一个热点。缓/控释肥料、有机复混肥料、生物肥料是无公害农业发展的重要方向。
1.优化多元营养补充:肥料种类丰富,不仅涵盖N、P、K复合肥料,还包括富含中微量元素的复合肥料。有机-无机融合产品以及有机-无机-生物复合肥的兴起尤为显著。
2.定制化肥料研发:依据作物营养学特性与土壤养分分析,精细制定肥料配比,具有高度的针对性,从而实现节省资源、缩减投入的效果。
3.我国的化肥体系中,粉末状肥料占据主导,相比之下,美国的颗粒肥比例超过了60%,显示出其多元化的肥料形态。
4.开发一次性基施肥
5.开发全溶性滴灌肥
6.提高化肥浓度
7.控制释放与增值肥料
全球范围内,叶面肥、缓释与控制释放型肥料以及富含硝化抑制剂或尿酶抑制剂的稳定性化肥正引起日益增长的关注。这些肥料的核心目标是调控养分供给的节奏,以实现生长期内的动态营养平衡。这一技术依赖于物理、化学及生物手段,通过诸如‘异粒变速’的策略,将养分分解为多个峰值释放阶段。控/缓释肥料主要通过包膜法(物理控释)、非包膜法(涵盖物理、化学和生物控释)以及综合技术路线来实现。然而,当前制约这类肥料市场发展的关键因素是其相对较高的成本价。
五、提高化肥利用率的途径和措施
理论上,提升化肥产量可以通过两条途径实现:一是对施肥匮乏的区域实施追肥,二是推行科学合理的施肥方法。