肥料加工工艺第一课

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,肥料加工工艺,Fertilizer Process Technique,1,任课老师的基本信息,刘新伟 博士,资源与环境学院 土壤与植物营养系,电,话：,Email,：,办,公地,点：资环楼,431,室,欢迎常来唠唠,2,对同学们的要求：,勇于提问：,报告式课堂,勤于思考：,随时提问和讨论,积极参与：,看、听、想、记结合,课堂纪律：,不缺席、不吃零食、不响电话,欢迎随时提出意见和建议！,3,课时,：,32,理论,+ 40,实验（,3,位,任课老师带）,+1,周实,习,授课,教材：,肥料的研制与加工,（王正银主,编）,方法：讲授,+,讨论,+,问答,+,作业,实验、实习,教材：自编,地点：资环楼,301,、,302,、,303,，新盆栽场，野,外（工厂）调查、参观,方法：动手,+,观察,（测）,+,实验（实习）报告（不得缺席）,考试,期终闭卷考试,(,考试,60%,，平时成绩,40%),课程安排,4,国家、各部委一系列文件,国务院,国家中长期科技发展纲要,(2006-2020),中，,将“环保型肥料、农药创制和生态农业”作为优先主题，指出“重点研究开发环保型肥料、农药创制关键技术，专用复（混）型缓释、控释肥料及施肥技术与相关设备”。,2015,年,1,月,，农业部关于印发,到,2020,年化肥使用量零增长行动方案,，,提出到,2020,年全国化肥用量实现零增长，主要农作物肥料利用率达到,40%,以上；将推进新肥料新技术应用作为重点任务之一,。,2015,年,7,月，工业和信息化部发布的,关于推进化肥行业转型发展的指导意见,可以说是化肥行业在“十三五”来临之际的未雨绸缪。意见指出，当前中国化肥行业已经到了转型发展的关键时期，,只有通过转型升级才能推动行业化解产能过剩、调整产业结构、改善和优化原料结构、推动产品结构和质量升级、提高创新能力、提升节能环保水平、提高核心竞争力，努力实现中国化肥行业“由大变强”,。,5,中国人口暴聚，,粮食安全是头等大事,资源短缺，（,7%/8%,）,36.7,万,km,2,262.2,万,km,2,，占国土面积,27.4%,6,高质量耕地面积急剧减少,耕地质量退化：普遍缺氮，,67%,缺磷，,7,亿亩缺钾，中微量元素缺乏面积也很大,(40-50%),。,7,多年来的淤浅沉积、围湖垦殖、填湖盖楼导致近,30,年来武汉湖泊面积减少了,228.9,平方千米，,50,年来有近,100,个湖泊“蒸发”,解放前,2016,年,武汉城区变化,8,水土流失；,河床变浅，甚至断流；,抵抗洪、涝等自然灾害的能力下降,农业资源利用效率低,原因：科技含量低，,农民素质低，,农技服务差。,9,Fertilizer is plants food (3,个,50%),10,庄稼一枝花全靠肥当家,11,肥料在农业生产中的地位,李比希的,“,养分归还学说,”,兴起了化肥工业；,肥料是,“,粮食的粮食,”,，,重要的农业生产资料，投入比例大,；,我国化肥销售额,1000,多亿元，是,重要的产业,；,我国化工、商业、农业等部门参与化肥的生产、销售和使用，,提供大量就业岗位,；,化肥在农业发展（包括城市绿化）中发挥了重要作用，,但也引,起了严,重的环境问题（包括化肥工业本身）。,12,数据来源：中国统计年鉴,13,Fertilizers (N+P,2,O,5,+K,2,O,Mt),Chemical fertilizer Consumption in China,from 1902 to 2000,Year,0,5,10,15,20,25,30,35,40,45,1900,1910,1920,1930,1940,1950,1960,1970,1980,1990,2000,Qin,(221-206BC),793,Song,(960-1279),780,1952,735,1980,1,890,1990,2000,3,225,3,738,Dynasty,year,Wheat yield, kg.ha,-1,肥料与产量,14,缺钙,缺硼,肥料与品质,缺磷、钙,15,肥料与健康,缺镁,缺钾,缺硫,16,尿素,过磷酸钙,氯化钾,17,Recovery Rate of Various Fertilizers in China,N P K,15-35%,10-20%,30-50%,18,19,Over- fertilization causes environmental pollution,20,21,富营养,27,贫营养,4,中营养,69,70,年代,富营养,61,中营养,35,贫营养,4,80,年代后期,富营养,85,贫营养,0,中营养,15,90,年代后期,Eutrophication,（,N and P,）,现阶段施肥大体方向：减氮，稳磷，提钾,22,我国肥料施用面临的突出问题,平均数量不足。,1995,年全国耕地化肥施用量平均为,249 kg/ha,，计算复种指数平均为,172 kg/ha,，在世界居中等水平。,分配不当。,沿海和城郊发达地区化肥尤其是氮肥超量施用；蔬菜等经济作物施肥量过大。,氮磷钾比例不合理。,化肥氮、磷、钾比例为,1:0.42:0.16,（发达国家：,1:0.6:0.56,），氮磷比例逐渐趋于合理，钾肥比例过低。,23,我国肥料施用面临的突出问题,农田钾素亏缺严重。,在农田养分收支上，氮磷已由亏缺趋于平衡,(,两袋子施肥法,),，而钾素因投入不足仍严重亏缺。耕地缺钾面积不断扩大。部分地区农田仍然缺氮缺磷。,中、微量元素养分缺乏。,我国耕地缺镁、硫面积在扩大，锌、硼、锰、钼缺乏面积较大。,24,我国肥料施用面临的突出问题,品种结构不合理。,化肥使用量增加，而有机肥施用量减少；化肥中单质肥料和低浓度复合肥比例大，而高浓度复肥比例只有,15%,左右；广普型肥料多而专用型肥料少。,肥料利用率低。,其中氮损失严重，水田高于旱地。,环境问题。,25,方式不当,26,270-300kg N/ha,用量不合理,27,农产品安全,生态,环境,质量,地下水,土壤养分资源,化肥养,分资源,有机肥,养分资源,植物过程,废,弃,物,优质高产,植物需求,其它养,分资源,沉降,生物固氮,挥发,淋洗,节肥增效,养分资源综合管理,养分供应,土壤过程,灌溉,28,资源高效,食物安全,环境健康,生态安全,地下水,根土界面,养分、水分、重金属,农药、有害微生物,保证农业,可持续发展,29,政府农业补贴,全国范围内大规模的,“,测土,配方,施肥,”,工程,（,测、,配、产、,供、施一条龙服务,“,傻瓜肥料,”,）,30,发达国家肥料的发展,公元前,900-,前,700,年,Homer,在,奥赛德,史诗中就提到将污泥、垃圾及草木灰做粪肥，但对有机肥的加工从,20,世纪,70-80,年代才开始,化学肥,料的生产是从按照,P-K-N,开始的,复混（合）肥及缓控释肥的起步及发展,31,发达国家肥料的发展,发达国家氮肥复合化达到,50%,，磷肥、钾肥的,90%,都是以,掺混、复混或液体肥料,等复合化形式销售和施用。而且,高浓度肥料较多，专用型复混肥,起步早，发展快（许多农业区设立肥料农化服务中心,）。,一些发达国家如美国、加拿大、,日本及欧洲国家化肥的加工产品在化肥总供应中已占,80%,左右,。近年来,，日,、美等国,聚合物包膜控制释放肥,料,（包衣：硫磺，聚乙烯，聚氨,脂、草,炭,、木质素。）,消,费量年均增长速度是普通肥料的,10,倍,。,世,界各国均投入大量资金研究开发利用率高且残留低的新型肥料品种，抢占制高点，使化肥生产朝着,高浓度、低残留、复合化、专用化和多功能,方向发展。,32,我国肥料的现状（有机肥）,我国古代不仅注意广辟肥源、多积肥、合理施用有机肥，还强调加工制造，并且使用了腐熟技术。,140,0,多年前贾思,勰在,齐民要术,中最先总结出“踏粪法”，秋收后把场上的碎谷、糠秕等杂物聚拢起来，“每日布牛脚下，三寸厚；每平旦收聚堆积之，还依前布之，经宿即堆聚”，现在在民间称为“垫圈积肥”。元代王祯,农书,粪壤篇,、明代袁了凡,宝坻劝农书）,20,世纪,30,年代，全国开始使用微生物来研究堆肥和沤肥，目的在于筛选优质的菌种，总结出了条垛式发酵法、发槽式发酵法、密封仓式发酵法、塔式发酵塔等,33,34,35,我国肥料的现状（有机肥）,我国每年有机肥料的总产量约,18-24,亿吨，折合氮磷钾养分,1678,万吨，相当于我国每年化肥养分量的,1/3,。,传统有机肥料的使用呈萎缩的趋势,!,有机肥商品化,（价格便宜；施用方便；培肥改土的优势；,无害化处理,）。,绿肥、沼气肥在农业生产中也有一定潜力，值得发展与推广。,36,37,我国肥料的现状（化学肥料）,我国单质肥是从,N-P-K,开始研制,全,国复合肥生产厂家登记在册的有,2500,家左右，年生产能力约,5000,万吨。但是生产规模大，产品质量合格的大企业仅占到,5,-10,。,(,厂家多，规模小，成本高,),2000,年,775,万吨，,2005,年,1707,万吨，,2010,年达,5300,万吨，但消费量不足。,(,起步晚，发展较快,),我国化肥的复合化施用率只有,30%,，其中氮肥不到,10%,，磷肥不到,30%,，且主要是低浓度居多。,（处于推广发展阶段）,复混肥的发展已成为衡量一个国家化肥工业发展程度的标准之一。加速我国复混肥工业的发展，生产高浓度、多养分的,专用肥,势在必行。,38,缓效肥料。技术难度大，成本高（,2009,年生产,250,万吨）,有机无机复合肥,微生物肥料。肥效不稳定,叶面肥料。起步迟，正在整合兴起,功能性肥料,我国肥料的发展趋势,39,40,推荐施肥,习惯施肥,NPK:15-3-5,10-6-10-Zn-Mg,41,Farmers,BF,42,肥料研制与加工的内容及条件,研究的内容：,1,、无机肥料,（单质肥、复合肥、聚合肥、缓控肥等）,2,、有机肥料,（植物残体、畜禽粪便、天然矿层等）,3,、生物肥料,（固氮菌、根瘤菌、放线菌、真菌等）,4,、功能性肥料,（保水、抗旱、抗病、农药肥料等）,研究的基本条件：,1,、肥料研制实验室,2,、肥料试验工厂,3,、生物实验基地,43,肥料研制与加工的研究方法,1,、模拟实验,2,、中试研究,3,、生物效应实验,4,、规模化生产,5,、大田应用,6,、产业化,44,二、学习本课的要求（目标）,了解,农业生产中使用的,二次加工肥料,的加工原理、生产工艺（流程）、主要设备。,掌握,肥料加工过程中具有,共性,的,方法,、,工艺要点,和主要技术参数,（重点讲授复混肥料）,。,掌握,主要新型肥料的商品属性。,45,三、课程内容安排,肥料的种类、性质和质量,复混肥的加工,商品有机肥有机,-,无机复混肥,叶面肥,微生物制剂,缓效（控释）肥料,功能性肥料,肥料加工与环境保护,根据各种肥料工艺的发展现状（成熟、非成熟），采用不同的讲授方式。,46,相关参考资料,1,王正银主编。肥料研制与加工。北京：中国农业大学出版社。,2,周连仁，姜佰文。肥料加工技术。北京：化学工业出版社，,2007,3,何念祖。肥料制造与加工。上海：上海科学技术出版社，,1998,4,方天翰。复混肥料生产技术手册。,北京：化学工业出版社，,2003,5,李春花，梁国庆,。专用复混肥配方设计与生产。北京：化学工业出版社，,2001,推荐网站：,，,农业部、中国肥料检测中心,47,