李財紅,沈慧斌,王永宏,金麗梅,王畢健,張 瓊,馬 薇
(云南三環(huán)中化化肥有限公司,云南 昆明 650113)
“十二五”以來,我國化肥產量保持快速增長,氮肥和磷肥產能、產量及消費量已居世界首位,并實現(xiàn)自給有余,化肥行業(yè)需要進行產業(yè)結構調整[1],于是行業(yè)內提出了養(yǎng)分增效、養(yǎng)分控釋等概念。有關復合肥料、有機-無機復合肥料、無機復混肥、緩釋肥料、控釋肥料養(yǎng)分釋放特性研究的文章已有報道[2]。
目前對傳統(tǒng)法經噴漿造粒制得的磷酸二銨的養(yǎng)釋放特性沒有相關報道。為讓農戶了解傳統(tǒng)法磷酸二銨產品養(yǎng)分釋放特性,做到科學施用,云南三環(huán)中化化肥有限公司(以下簡稱公司)質管研發(fā)部對生產的傳統(tǒng)法磷酸二銨產品(優(yōu)等品、一等品、增效磷銨)進行了養(yǎng)分釋放實驗研究。
實驗參考HG/T 3931—2007《緩釋肥料》及NY/T 3040—2016《緩釋肥料 養(yǎng)分釋放率的測定》中的實驗方法[3],分別采用連續(xù)浸提法和間歇浸提法進行實驗。
養(yǎng)分釋放檢測點按NY/T 3040—2016中6.2.1.2和6.2.2.2要求確定。后期根據各養(yǎng)分釋放檢測點的養(yǎng)分釋放率情況,增加了1、2、4、24 h 的養(yǎng)分釋放檢測點。每個養(yǎng)分釋放檢測點做3個平行實驗。
養(yǎng)分釋放實驗除考慮氮的釋放率外,同時也考慮磷的釋放率。
實驗所用樣品及養(yǎng)分參數見表1。
表1 實驗樣品及養(yǎng)分參數
分析天平,精度要求0.000 1 g,賽多利斯科學儀器(北京)有限公司;分析天平,精度要求0.01 g,賽多利斯科學儀器(北京)有限公司;凱式定氮儀K1160,1 臺,煙臺海能儀表科技有限公司;容量瓶200 mL,6 只;具塞三角瓶(300 mL),25個;間歇浸提柱(40 mm×300 mm),3個。
實驗室溫度,24.0~28.0 ℃;空氣相對濕度,40%~55%;實驗用水,蒸餾水(3級水標準),pH約6.5。
1.5.1 連續(xù)浸提法
(1)能夠促進交通運輸業(yè)的發(fā)展。這里所涉及到的交通運輸業(yè)包含的主要對象是飛機、船舶等,其中關于船舶的融資租賃占有很大的比重。當然,此融資過程中所需要資金非常多,且風險較大,而同樣也面臨著很多的機遇。船舶的融資租賃能夠擴大銀行投資范圍,提高船運行業(yè)的業(yè)績,減少企業(yè)的成本投入。此外,融資租賃公司還能夠通過反周期操作,來盤活二手船市場。具體方式是:企業(yè)在造船市場不景氣階段用低價購買船舶,在市場繁榮階段出租船舶,獲得自身經濟效益。關于飛機的租賃與船舶租賃有十分相似,同樣需要投入很多的資金,面臨較高的風險問題。由此融資租賃能夠調動交通業(yè)的發(fā)展,從而促進經濟增長[6]。
連續(xù)浸提法測定養(yǎng)分釋放率大多用于反映肥料在水田施用時的養(yǎng)分釋放特性[3]。養(yǎng)分釋放檢測點為1、7、14、28、42、56、84 d。
分別稱取1#、3#、5#實驗樣品10 g(精確至±0.01 g)各7 份(根據養(yǎng)分釋放檢測點數確定),分別置于具塞三角瓶中,準確加入200 mL 蒸餾水(精確至0.01 mL),輕輕搖動使試樣全部浸入水中,蓋緊瓶塞,將三角瓶置于(25±3)℃的環(huán)境條件下,避免陽光曝曬。按確定的養(yǎng)分釋放檢測點取出三角瓶,搖勻,過濾浸提液,測定溶液中的氮、磷養(yǎng)分含量。
1.5.2 間歇浸提法
根據連續(xù)浸提法得到的養(yǎng)分釋放率數據,設計間歇浸提法的養(yǎng)分釋放檢測點為1、2、4、24 h。
分別稱取實驗1#、2#、3#、4#樣品10 g(精確至±0.01 g),與此同時稱取200 g 玻璃珠混合均勻后,裝入間歇浸提柱中,準確加入蒸餾水200 mL(精確至0.01 mL),開始計時,密封好浸提管上部的管口。到設計的養(yǎng)分釋放檢測點時,迅速打開管口密封,同時打開浸提柱下端的閥門,用200 mL容量瓶接收浸提液,直至浸提柱內的液體完全流出。定容,搖勻待測。
關閉浸提柱下端閥門,重復“準確加入200 mL蒸餾水”及其后面的操作,直至完成設計的所有養(yǎng)分釋放檢測點實驗。
1.5.3 分析方法
氮的測定按GB/T 22923—2008《肥料中氮、磷、鉀的自動分析儀測定法》中的3.1 進行;磷的測定按NY/T 2541—2014《肥料 磷含量的測定》中的重量法進行。
連續(xù)浸提法測定1#、3#、5#實驗樣品養(yǎng)分釋放率情況見圖1至圖3。
圖1 連續(xù)浸提法測定下64%DAP氮、磷養(yǎng)分釋放特性
圖2 連續(xù)浸提法測定下57%DAP氮、磷養(yǎng)分釋放特性
圖3 連續(xù)浸提法測定下含S磷銨氮、磷養(yǎng)分釋放特性
從圖1 至圖3 可看出,磷酸二銨產品無論是優(yōu)等品還是一等品,其氮養(yǎng)分釋放率在24 h時都超過50%。而磷養(yǎng)分在初始時釋放速率明顯小于氮養(yǎng)分,這和磷養(yǎng)分在磷酸二銨產品中的存在形態(tài)有關。在84 d時氮養(yǎng)分釋放率可達到90%以上,而磷養(yǎng)分釋放率為80%~90%,不超過90%,這也是和磷養(yǎng)分在磷酸二銨產品中的存在形態(tài)以及水溶性磷與有效磷的比例(簡稱水有比)有關。公司生產的磷酸二銨產品優(yōu)等品水有比為85%~89%,一等品水有比為81%~82%。從圖1 至圖3 中可知,無論是氮養(yǎng)分還是磷養(yǎng)分的釋放率都是隨著時間的延長而呈增大的趨勢,說明實驗數據和實際情況是相符的。但也出現(xiàn)偶有下降的情況,這主要是分析誤差導致。這個實驗結果與相關論文的結果是一致的[2]。
2.2.1 玻璃珠間歇浸提法氮養(yǎng)分累積釋放情況
間歇浸提法測定各實驗樣品氮養(yǎng)分累積釋放率情況見圖4。
圖4 間歇浸提法(玻璃珠)測定下氮養(yǎng)分累積釋放率
由圖4可知,間歇浸提法下的氮養(yǎng)分累積釋放率遠大于連續(xù)浸提法,1#、2#、3#、4#樣品間歇浸提法下的氮養(yǎng)分累積釋放率在1 h 時均達到了50%以上。在實驗過程中,實驗人員對這種結果產生了質疑,隨即再次進行了重復實驗,氮養(yǎng)分累積釋放率仍是在1 h 即達到了50%以上。對實驗樣品的水分、粒子抗壓強度進行檢測,均為正常數值。又查閱相關資料,該結果與相關論文[2]的結果是一致的。
2.2.2 不同介質條件下間歇浸提法測定氮養(yǎng)分累積釋放情況
用玻璃珠和紅壤作介質分別進行間歇浸提實驗,考查在不同介質條件下同一樣品的氮養(yǎng)分釋放特性,結果見圖5、圖6。
圖5 2#樣品在不同介質條件下間歇浸提時氮養(yǎng)分釋放特性
圖6 3#樣品在不同介質條件下間歇浸提時氮養(yǎng)分釋放特性
用紅壤進行實驗時,加入的蒸餾水和紅壤質量比是1∶1,這和其他實驗研究資料中的水土比例有差別。不同研究者進行間歇實驗時水土比例依據也不同,有的按土壤平均水含量的一定比例確定加水量[4],有按w(H2O)30%[5]來確定加水量。從圖5、圖6 的數據來看,傳統(tǒng)法磷酸二銨產品在不同介質下(水分飽和)氮養(yǎng)分累積釋放率幾乎一致。
(1)磷酸二銨產品無論是優(yōu)等品、一等品,還是增效磷銨等產品,在采用連續(xù)浸提法測定時,氮養(yǎng)分在24 h 的釋放率可達到50%,14 d 可達70%,28 d可達80%左右,42 d以后釋放率增速放緩且趨于穩(wěn)定狀態(tài);磷養(yǎng)分釋放速率在初期時較慢,14 d時釋放率可達60%,28 d可達80%以上。
(2)采用間歇浸提法測定時,氮養(yǎng)分的累積釋放率在4 h 時可達70%以上。磷銨產品在不同介質條件下,氮養(yǎng)分累積釋放率無明顯差異。
(3)磷酸二銨產品的養(yǎng)分釋放速率較快,農戶在施用時宜少量多次施用,使農作物充分吸收,避免養(yǎng)分損失。
綜上所述,傳統(tǒng)法磷酸二銨產品無論是在水田或是在水分達到飽和狀態(tài)的旱地,其養(yǎng)分均能得到很好的釋放。