土是农业之本,水是农业之基。设施农业、节水农业、智慧农业是新形势下我国农业发展重要增长点,科学灌溉是现代农业文明的注脚,发展节水农业、推广水溶肥料和水肥一体化技术则是我国农业强基固本的发力点。四川大学化工学院教授王辛龙为你详细讲解水溶肥料关键原料聚磷酸铵。
水溶肥料关键原料是聚磷酸铵,核心技术是磷素防沉淀技术。聚磷酸铵的优点是溶解性好、兼容性强、结晶温度低、螯合性好;缺点是均为液体,无固态且聚合分布不可控。工艺上均以热法磷酸-聚磷酸绿线生产。
聚磷酸铵按其聚合度,可分为低聚、中聚及高聚三种类型,其聚合度越高,水溶性越小,反之则水溶性越大。按其结构,可分为结晶形和无定形,结晶态聚磷酸铵为长链状水不溶性盐,有I到V型5种变体。在应用方面,高聚APP是新型无毒无机阻燃剂的原料;低聚APP是全水溶性复合肥料的产品开发。
聚磷酸铵在长效缓释高浓度液体肥料中,不易与钙镁铝等离子反应而失效,在土壤中逐步水解为正磷酸才被作物吸收;做基肥中的无机螯合剂,可以螯合金属离子,提高磷的移动性和微量元素的活性,成为均匀一致的多元溶液肥料;配置高浓度复合肥,肥效高易吸收,添加氮肥钾肥、杀虫剂、微量元素,实现肥料多功能化;可制成叶面肥,不会烧伤作物叶片,可在叶片上维持几天不蒸干晶析。影响聚磷酸铵水解的因素有酶、pH值、链长、温度等。
近年来,聚磷酸铵逐渐进入液体肥料的生产领域,特别在美国及欧洲得到广泛应用。目前,我国专业生产聚磷酸铵肥料的企业尚少。其性状、组成及生产方法尚存在争议,在产品质量、数量和应用范围都存在较大的差距。聚磷酸铵在国内外的研究现状,将磷酸(85%)和尿素反应呈磷酸脲溶液,再将其热缩合而得;将磷酸铵(磷酸二氢铵或磷酸一氢铵)和尿素经固化熔融反应而得;将聚磷酸在高温下通以氨蒸汽而得;将P2O5-NH3-H2O经高温气相反应而得;正磷酸铵与氨高温中和而得;聚磷酸铵存在下,正磷酸与氨化缩合剂聚合而得;正磷酸铵与五氧化二磷聚合。
APP主要生产工艺有热法磷酸法、精制磷酸法、半水磷酸法、磷酸尿素法、磷铵尿素法。APP的肥效影响因素主要有特性因素:聚合度,作物前期用低聚APP,作物生长期长可用高聚APP,与其生长期吻合。螯合能力,效果好于MAP。土壤因素:土壤本底磷值及有机质高低、土壤pH值、土壤的盐分指数、土壤质地其他因素:施用方法、施肥位置、灌溉设施条件等。