化肥有机化是化肥减施增效的有效途径
《化肥小分子有机化生产小分子水溶肥是化肥减施增效的有效途径》
目录
二、有机肥长期堆肥发酵腐熟的局限性
三、传统有机肥替代化肥的局限性
四、有机废弃物水解小分子有机营养的优越性
五、化肥小分子有机化的原理及优越性
六、化肥小分子有机化的动力学机制
“化肥小分子有机化生产小分子水溶肥是减施增效的有效途径”,这是刘文治教授所带领的团队30年来不懈耕耘的总结。上世纪九十年代初,刘文治教授采用催化水解小分子化技术减少化肥用量,又结合枯草芽孢杆菌的应用完成了增产型绿色肥料研制,并得到农业部科技司的支持,该研究成果申请了发明专利《高养分复合肥的生产方法》,并被农业部评为优秀新产品奖。
一、单施化肥存在利用率低的问题
N在土壤中受氨化菌作用,产生气化氨的挥发损失。 氨态N在土壤中受到硝化菌作用形成硝酸盐同磷肥造成淋溶损失,污染江河,使之富营养化。 磷肥同土壤中的铁、铝产生磷酸铁和磷酸铝的土壤固定,钾肥被土壤中二氧化硅固定形成硅酸钾使磷钾当季利用率降到20%—25%。
营养损失:小分子营养糖类、氨基糖类、有机酸类大量挥发损失。
长期堆肥发酵产生大量二氧化碳等温室气体污染,尤其恶臭污染。
肥效差,施用量大:由于堆肥发酵,小分子营养大量损失,剩余物以腐植酸为主,肥效差施用量大,只能做基肥,以改良土壤的物理性质为主,和极有限的保水、保肥作用。
经济效益差:生产企业经济效益差,市场竞争激烈,销售困难。
三、传统有机肥替代化肥的局限性
改良土壤物理性质,疏松通透性,增加农药施用量,解决不了有机营养问题,解决不了化肥损失,利用率低的问题。 复混掺混形式是靠范德华力的静电吸引,不是离子键结合和化子键结合,解决不了化肥挥发损失、淋溶损失和土壤固定损失,更解决不了有机营养问题。 避免不了化肥损失。 利用传统有机肥替代化肥出现了瓶颈,替代多了,产量减少,还是以牺牲产量为代价。
四、催化水解成小分子有机营养的优越性
为作物直接提供小分子有机营养:秸秆中的纤维素、半纤维素、淀粉分解成不同分子量的糖类、糖醛酸类,蛋白质分解成氨基酸肽类,脂肪分解成脂肪酸和糖醇酸,木质素分解成类黄腐酸类,核糖核酸分解成核苷酸。作为植物的小分子营养,作物根系直接通过胞饮式吸收。 没有营养损失。 无三废:没有气体污染,没有恶臭,没有污水排放。 零碳排放,符合减碳政策。
五、化肥小分子有机化的原理及优越性
H3PO4的加成反应:磷酸的一个氢离子置换了一个氧原子的未成对电子进入碳的空轨道,氧原子的另一个未成对电子进入磷的空轨道,氧原子以单键形式同磷酸连接,形成6—磷酸糖或5-磷酸糖、磷酸糖醛酸、磷酸脂肪酸、磷酸黄腐酸。
—NH3基对羟基、酚羟基—OH的取代反应形成氨基糖,氨基糖醛酸,脂肪酸铵,黄腐酸铵。
K对糖类、糖醛酸类、脂肪酸类、黄腐酸类中的—OH的活泼氢进行取代反应,—OH+K+→—OK+H+形成—OK。形成糖钾、糖醛酸钾、脂肪酸钾、黄腐酸钾。
作物根系吸收方式,不是无机钾肥的离子选择性吸收而是有机钾分子的胞饮式吸收。
化肥有机化避免了氮的挥发损失,氮磷的淋溶损失,磷钾的土壤固定损失,使化肥利用率达到最大化,是化肥减施增效的最佳途径。
有机营养小分子化,化肥无机营养的有机化。有利于提高土壤微生物的小分子碳源和氮源水平,提高土壤微生物生态系统的数量和质量,有利于活化土壤中已被固定的磷、钾,得以重新释放。有利于土壤微生物自净能力,解毒能力的提高,有利于健康土壤的形成,这种健康土壤是高质量高水平的,是能生产绿色农产品的健康土壤,是增产型健康土壤。区别于西方发达国家以牺牲产量为代价换取的低水平低生产力、低产量的所谓健康土壤。
机械力化学——物质受机械力作用而发生的化学变化用机械力研磨的方式,增加小分子有机焓值,用反复机械力研磨方式使小分子有机部分同大量元素强制结。
等离子体化学——主要研究低温等离子体条件下发生的化学反应,人为进行的等离子体化学反应主要用放电电离方法:即气体在外加电场作用下放电。
1996年申请了发明专利《高养分复合肥的生产方法》,2000年获得了专利权,树立了小分子有机营养即速效有机碳素营养的新概念,将小分子有机营养和矿质营养加起来称为高养分。
在农业部获优秀新产品奖并在国内外多次获奖。
全国已建成小分子工厂17多个,分布吉林、四川、上海、贵州、浙江、广东、湖北等省市。
在建和筹备项目15个,分布广西、江苏、湖南、上海、新疆等省市。
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