含腐殖酸复合肥防结块剂的制备及应用性能探讨

2018-12-27吴安昌张卫卫程婷婷周传胜

肥料与健康 2018年5期

吴安昌，张卫卫，程婷婷，陈军，马健，周传胜

(1.安徽辉隆集团五禾生态肥业有限公司安徽蚌埠 233002；2.安徽省水溶肥料工程技术研究中心安徽蚌埠 233002)

由于单质肥料养分单一、有机肥养分含量偏低[1]、新型肥料因价格高而难以大范围推广等原因，复合肥成为现代农业生产中必不可少的肥料[2]。但受生产工艺、空气湿度、环境温度、储存压力和储存时间等因素的影响，复合肥结块的现象时有发生[3- 5]，给复合肥的生产和使用带来了诸多的问题。现有的防结块剂有粉剂、水剂、油性3种类型，在复合肥颗粒表面包裹一层防结块剂能减少结块现象，其中：粉剂防结块剂是利用惰性粉末阻隔肥料颗粒间晶桥的形成[6]；水剂防结块剂则是将表面活性剂溶解于水后喷涂于肥料表面，通过降低肥料表面张力而起到防结块的效果[6- 7]；油性防结块剂具有使用方便、效果好的优点，但传统方法需加入矿物油作为溶剂，这些矿物油随肥料进入土壤中难以降解，给土壤及周边环境造成了一定程度的污染。

针对腐殖酸具有改良土壤、提高肥效、改善农产品品质等作用，同时具有与表面活性剂相似的活性基团[8- 9]的特点，对腐殖酸进行活性改性，并将其与保水剂、表面活性剂以及惰性填料按比例混合，从而制得复合肥粉剂防结块剂。

1 试验部分

1.1 主要原料和仪器

主要原料：腐殖酸试剂为腐殖酸、腐殖酸钾或腐殖酸铵，有效成分游离腐殖酸质量分数为70%；EM菌为堆肥专用浓缩EM菌粉；保水剂为淀粉接枝丙烯酸钠；表面活性剂为十二烷基磷酸酯、二硬脂基羟乙基甲基硫酸甲脂铵、椰油基咪唑啉、脂肪醇聚氧乙烯；填料为草木灰和白土，质量比为1∶1；复合肥为17- 17- 17、30- 5- 5、13- 23- 9和15- 5- 26。

主要仪器：恒温恒湿培养箱，HWS- 100G型，上海印溪仪器有限公司；恒温烘箱，DZF- 6020A型，上海力辰仪器科技有限公司。

1.2 防结块粉剂制备

1.2.1 改性腐殖酸试剂制备

按照质量比称取55.0份腐殖酸试剂、0.5份EM菌、5.0份米糠、5.0份麦麸和34.5份水，混合后在55 ℃下密封发酵培养15 d，每隔3 d进行1次搅拌混匀，最后进行75 ℃恒温烘干处理，得到改性腐殖酸试剂。

1.2.2 防结块粉剂制备

按照质量比称取40.0份改性腐殖酸试剂、10.0份保水剂、30.0份表面活性剂和20.0份填料，混合均匀并研磨过15m(800目)标准筛即得防结块粉剂。

1.3 防结块试验

1.3.1 防结块复合肥制备

按质量比将1 000.0份复合肥和1.0～4.0份防结块粉剂直接用绞龙送入冷却滚筒内，通过冷却滚筒的滚动使防结块粉剂充分附着于复合肥颗粒表面，然后过筛滤除粒径<1 mm的颗粒或粉末即得防结块复合肥。

1.3.2 防结块复合肥防结块试验

将制得的防结块复合肥样品放入恒温恒湿培养箱中，控制相对湿度为95%、温度为60 ℃，4 h后取出试样并转移至恒温烘箱中于60 ℃下干燥，待试样含水质量分数降至2%～3%时将其按每袋100 g装入密封袋中并在恒温烘箱中于60 ℃下加热4 h，然后置于10 ℃环境中冷却3 h。在加热-冷却过程中，密封袋上方压一重物，使密封袋承受10 kPa压力。重复上述操作，再次循环加热-冷却后，将密封袋从0.5 m高处以自由落体的方式降落至坚硬的平面上，然后取出密封袋中的试样，对结块和未结块的复合肥分别进行称量，并计算结块率和相对结块率：结块率=结块的复合肥质量/密封袋内复合肥总质量；相对结块率=(添加防结块剂复合肥结块率/未添加防结块剂复合肥结块率)×100%。

2 试验结果与讨论

2.1 改性腐殖酸试剂对复合肥相对结块率的影响

由图1可看出，相比于未改性的腐殖酸，改性后的腐殖酸对不同养分配比的复合肥相对结块率均有降低效果。其原因可能是腐殖酸类物质本身为大分子链的有机混合物，经过EM菌氧化分解后，分子链缩短，羟基、羧基等亲水性官能团增加，提高了腐殖酸活性。由图2可以看出，与改性腐殖酸钾和改性腐殖酸铵相比，改性腐殖酸对降低复合肥相对结块率有更显著的效果。此外，图1和图2还表明，改性腐殖酸对抑制高氮型复合肥的结块具有更好的效果。