• ISSN 1008-505X
  • CN 11-3996/S

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

掺混肥常用基础肥料的物理性状及其适配性

曹书境 王少杰 王寅 冯国忠 焉莉 袁月明 杜爽 高强

引用本文:
Citation:

掺混肥常用基础肥料的物理性状及其适配性

    作者简介: 曹书境 E-mail:csjing1992@163.com;高强 E-mail:gyt199962@163.com;
    通讯作者: 高强, E-mail:gyt199962@163.com

Physical properties and suitability of common base fertilizers for blending fertilizers

    Corresponding author: Qiang GAO, E-mail:gyt199962@163.com
  • 摘要: 【目的】分析评价了不同产地、厂家生产的基础原料肥的理化性质,根据影响掺混肥养分分布的主要物理指标对原料肥进行分类掺混,验证我国主要原料肥的混合性,并确定影响养分分离的主要因素。【方法】收集市场上常用的单质氮磷钾肥,测试了肥料颗粒粒径、平均主导粒径 (SGN)、均匀度指数 (UI)、硬度、休止角、密度、酸碱度、盐指数。根据密度、SGN和休止角对基础肥料进行分类,依据指标相近和不相近原则,选择基础肥料组合,每个组合配置N∶P5O2∶K2O比为1∶1∶1和2∶1∶1两个掺混肥样品。利用外槽轮排肥机,模拟了上述13种掺混肥样品在排肥速度为6、8、10、12 km/h下的养分分布情况。【结果】供试基础氮、磷、钾肥的平均主导粒径分别为305~469、264~345、281~348;均匀度指数分别为41.68~69.94、46.03~60.08、40.27~47.27;密度分别在0.71~0.87、0.84~1.05和1.03~1.19 g/cm3之间,整体呈现钾肥优于磷肥,磷肥优于氮肥的趋势。供试基础肥料中氮肥硬度普遍偏低,除江苏产氯化铵 (N6) 外,其余肥料硬度均在0.20~13.27 N之间;磷、钾肥硬度相对较高,分别为27.47~41.38 N和23.55~48.47 N。尿素和磷肥多为圆形或椭圆形,休止角较小,6个供试钾肥和硫酸铵均为不规则多边形,休止角偏大,不太适宜掺混。按照密度、SGN、休止角从小到大划分,将22种基础原料肥分为三个等级,并根据上述三个指标相近和不相近原则进行掺混,共配制出13个掺混肥样品,其氮磷钾养分比例为1∶1∶1或2∶1∶1,对这些样品进行的模拟施肥结果表明,在排肥机前进速度为6 km/h、掺混比为2∶1∶1时,SGN、休止角指标相近的掺混肥施用后的养分分离度小、可利用性高。其中,施用后养分分布最均匀的为N1P1K5 (按SGN相近原则掺混),掺混后养分比为1.64∶0.98∶1.40;最不均匀的为N7P7K5 (按SGN不相近原则掺混),施肥后养分比为2.22∶0.79∶0.78。休止角越小,摩擦力越小,流动性越好。选用休止角较小的原料肥,并减小原料肥间休止角差异,可降低掺混肥养分分离状况。本研究供试原料肥密度在0.71~1.19 g/cm3之间,且对掺混后养分均匀性无显著影响。【结论】80%试验肥可作为掺混原料,基础肥料颗粒的平均主导粒径SGN和休止角是影响掺混肥养分分离的主要因素。原料肥SGN值在340~348之间较适宜掺混,休止角越小掺混后养分分布越均匀。实际生产过程中,应选用颗粒相似、休止角间差异小的原料肥进行掺混,可有效提高产品施用的精准度。
  • 表 1  供试氮磷钾原料肥

    Table 1.  Appearance, place of origin and nutrient content of the tested fertilizers

    编号
    Number
    肥料名称
    Fertilizer name
    形状
    Appearance
    原产地
    Place of origin
    养分含量 (%)
    Nutrient content
    N1 尿素Urea 圆粒Round 内蒙古Inner Mongolia N ≥ 46.4
    N2 硫包衣尿素Sulphur coated urea 圆粒Round 山西省Shanxi N ≥ 37
    N3 缓释肥Slow release fertilizer 圆粒Round 山东省Shandong N ≥ 45
    N4 氯化铵NH4Cl 不规则形状Irregular 江苏省Jiangsu N ≥ 25
    N5 氯化铵NH4Cl 不规则形状Irregular 辽宁省Liaoning N ≥ 25.4
    N6 氯化铵 (湿铵) NH4Cl (wet) 不规则形状Irregular 江苏省Jiangsu N ≥ 24
    N7 硫酸铵 (NH4)2SO4 不规则形状Irregular 黑龙江省Heilongjiang N ≥ 20.5
    P1 磷酸二铵DAP 圆粒Round 贵州省Guizhou 总养分 Total ≥ 55
    P2 磷酸二铵DAP 圆粒Round 湖北省Hubei 总养分 Total ≥ 60
    P3 磷酸二铵DAP 圆粒Round 贵州省Guizhou 总养分 Total ≥ 57
    P4 磷酸二铵DAP 圆粒Round 贵州省Guizhou 总养分 Total ≥ 64
    P5 磷酸二铵DAP 圆粒Round 北京市Beijing 总养分 Total ≥ 64
    P6 磷酸二铵DAP 圆粒Round 河北省Hebei 总养分 Total ≥ 64
    P7 磷酸二铵 (锌腐酸) DAP (Zn fulvic acid) 圆粒Round 北京市Beijing 总养分 Total ≥ 64
    P8 磷酸一铵MAP 圆粒Round 重庆市Chongqing 总养分 Total ≥ 64
    P9 磷酸一铵MAP 圆粒Round 云南省Yunnan 总养分 Total ≥ 64
    K1 氯化钾KCl 不规则形状Irregular 加拿大Canada K2O ≥ 60
    K2 氯化钾KCl 不规则形状Irregular 德国Germany K2O ≥ 60
    K3 氯化钾KCl 不规则形状Irregular 青海省Qinghai K2O ≥ 59
    K4 氯化钾KCl 不规则形状Irregular 吉林省Jilin K2O ≥ 60
    K5 硫酸钾K2SO4 不规则形状Irregular 俄罗斯Russia K2O ≥ 50
    K6 硫酸钾K2SO4 圆粒Round 吉林省Jilin K2O ≥ 50
    下载: 导出CSV

    表 2  供试原料肥理化性质

    Table 2.  Physical and chemical properties of the tested fertilizers

    肥料
    Fertilizer
    平均主导粒径
    SGN
    匀度指数
    UI
    硬度 (N)
    Hardness
    密度 (g/cm3)
    Density
    休止角 (°)
    Repose angle
    酸碱度
    pH
    盐指数
    Salt index
    N1 340 42.98 11.65 0.73 38.46 8.14 6.65
    N2 342 49.96 2.06 0.73 37.81 7.27 12.80
    N3 305 47.07 13.27 0.75 39.16 7.13 5.62
    N4 377 49.94 0.20 0.73 39.81 5.53 97.23
    N5 365 46.54 12.35 0.77 38.95 6.13 96.67
    N6 351 41.68 47.53 0.71 42.27 6.36 97.59
    N7 469 0.00 0.20 0.87 40.03 3.43 95.55
    P1 345 60.80 39.10 0.95 36.41 7.72 106.98
    P2 300 47.16 39.63 0.95 34.90 7.77 106.37
    P3 326 47.67 41.38 0.95 34.69 7.97 107.96
    P4 343 60.49 40.21 1.05 34.69 7.67 105.37
    P5 340 46.91 39.54 1.02 37.77 7.89 105.39
    P6 264 47.24 27.47 0.94 36.21 7.71 107.45
    P7 298 48.64 40.02 0.96 40.36 8.05 105.61
    P8 291 46.03 41.13 0.84 39.57 4.63 103.00
    P9 296 46.21 16.90 1.01 39.90 4.24 112.32
    K1 281 47.27 23.55 1.04 42.58 8.85 94.28
    K2 281 42.47 48.47 1.03 42.27 9.82 94.38
    K3 281 43.06 37.65 1.07 42.25 8.70 98.52
    K4 346 36.65 28.54 1.04 41.19 8.68 98.05
    K5 348 40.27 27.05 1.19 42.72 5.83 100.54
    K6 347 42.59 38.46 1.13 42.30 2.68 106.58
    注(Note):SGN—Average primary particle size; UI—Uniformity index.
    下载: 导出CSV

    表 3  按供试原料肥密度、平均主导粒径、休止角进行的等级划分

    Table 3.  Classification of prepared lend fertilizers according to density, average primary particle size (SGN) and repose angle

    密度 (g/cm3)
    Density
    肥料编号
    Fertilizer number
    平均主导粒径
    SGN
    肥料编号
    Fertilizer number
    休止角 (°)
    Repose angle
    肥料编号
    Fertilizer number
    0.71~0.77 N1、N6、N2、N4、N3、N5 264~305 P6、K1、K2、K3、P8、P9、P7、P2、N3 34.69~38.95 P4、P3、P2、P6、P1、P5、N2、N1、N5
    0.84~0.97 P8、N7、P6、P1、P2、P3、P7 326~351 P3、P5、N2、P4、P1、K4、K6、K5、N1、N6 39.16~40.36 N3、P8、N4、P9、N7、P7
    1.01~1.20 P9、P5、K2、K4、K1、K3、K6、K5 365~469 N5、N4、N6 41.19~42.72 K4、K3、N6、K2、K6、K1、K5
    下载: 导出CSV

    表 4  掺混样肥代码及所用的原料肥

    Table 4.  Code of bulk blended fertilizer samples and the raw fertilizers used

    指标
    Index
    相似度
    Similarity
    代码
    Code
    氮肥
    N fertilizer
    磷肥
    P fertilizer
    钾肥
    K fertilizer
    密度
    Density
    相近
    Similar
    F1 N1 P8 K2
    F2 N1 P9 K1
    不相近
    Dissimilar
    F3 N3 P1 K2
    F4 N1 P1 K1
    平均主导粒径
    SGN
    相近
    Similar
    F5 N1 P1 K5
    F6 N1 P2 K1
    F7 N3 P9 K1
    不相近
    Dissimilar
    F8 N1 P9 K2
    F9 N7 P7 K5
    休止角
    Repose angle
    相近
    Similar
    F10 N1 P1 K2
    F11 N3 P2 K1
    不相近
    Dissimilar
    F12 N2 P9 K2
    F13 N1 P5 K1
    注(Note):SGN—Average primary particle size.
    下载: 导出CSV

    表 5  不同模拟施肥速度下掺混样肥的实测N∶P2O5∶K2O比例

    Table 5.  Measured N, P2O5, K2O ratio of the bulk blending fertilizer samples under different simulated fertilization speeds

    配合比例
    Blending ratio
    编号
    Number
    施肥速度Fertilization speed (km/h)
    6 8 10 12
    1∶1∶1 F1 0.85∶1.11∶1.05 0.81∶1.12∶1.06 0.85∶1.09∶1.06 0.95∶0.97∶1.11
    F2 0.83∶1.01∶1.16 0.84∶1.07∶1.07 0.98∶0.99∶1.02 0.91∶1.05∶1.01
    F3 0.80∶0.94∶1.24 0.88∶0.95∶1.15 0.81∶1.02∶1.13 0.94∶1.01∶1.03
    F4 0.84∶0.99∶1.14 0.82∶0.97∶1.17 0.89∶1.05∶1.01 0.84∶0.96∶1.17
    F5 0.69∶0.92∶1.33 0.75∶0.89∶1.33 0.84∶0.95∶1.19 0.89∶0.98∶1.11
    F6 1.06∶0.96∶0.96 0.94∶1.03∶1.02 0.97∶1.04∶0.96 1.03∶0.97∶1.01
    F7 0.82∶1.01∶1.18 0.83∶1.07∶1.10 0.80∶1.08∶1.12 0.89∶0.98∶1.21
    F8 0.84∶1.04∶1.10 0.76∶1.04∶1.19 0.84∶1.07∶1.08 0.93∶1.02∶1.03
    F9 0.62∶1.20∶1.35 0.73∶1.08∶1.28 0.89∶0.99∶1.16 1.08∶0.93∶0.96
    F10 0.96∶1.00∶1.01 0.94∶1.00∶1.03 0.91∶0.98∶1.06 0.85∶1.03∶1.06
    F11 0.77∶1.01∶1.20 0.98∶0.98∶1.03 1.13∶1.03∶0.92 1.09∶0.93∶0.94
    F12 0.80∶1.12∶1.17 0.82∶1.07∶1.15 0.92∶1.06∶1.09 0.83∶0.99∶1.13
    F13 0.80∶0.87∶1.32 0.77∶0.88∶1.31 0.94∶0.77∶1.28 1.04∶0.84∶1.20
    2∶1∶1 F1 1.69∶0.78∶1.74 1.36∶1.16∶1.68 1.60∶0.91∶1.70 1.69∶0.98∶1.48
    F2 1.71∶1.14∶1.16 1.80∶1.14∶1.05 1.88∶1.05∶1.09 2.04∶0.98∶0.97
    F3 1.99∶1.00∶1.01 1.87∶1.00∶1.08 2.12∶1.03∶1.22 1.95∶0.67∶1.15
    F4 1.75∶1.01∶1.27 1.74∶0.99∶1.31 1.81∶1.03∶1.17 1.90∶1.07∶1.01
    F5 1.64∶0.98∶1.40 1.63∶0.95∶1.46 1.83∶1.08∶1.11 1.97∶1.05∶0.98
    F6 1.83∶1.04∶1.13 1.51∶1.12∶1.36 1.99∶1.01∶0.98 2.07∶1.01∶0.89
    F7 1.73∶1.13∶1.18 1.77∶1.06∶1.22 1.82∶1.09∶1.10 1.68∶1.17∶1.13
    F8 1.75∶1.15∶1.10 1.88∶1.05∶1.07 1.90∶1.04∶1.06 1.79∶1.09∶1.09
    F9 2.22∶0.79∶0.78 2.25∶0.81∶0.69 2.10∶0.98∶0.82 1.82∶1.13∶1.18
    F10 1.81∶1.03∶1.15 1.85∶0.98∶1.15 1.94∶1.03∶0.94 1.91∶1.00∶1.09
    F11 1.67∶1.14∶1.27 1.99∶1.03∶0.97 1.72∶1.08∶1.04 1.81∶1.02∶0.95
    F12 1.80∶1.10∶1.18 1.94∶1.03∶1.04 1.83∶0.91∶0.89 1.92∶1.01∶0.97
    F13 1.82∶1.04∶1.05 1.94∶1.09∶0.94 1.73∶1.22∶0.85 1.85∶0.71∶1.68
    下载: 导出CSV
  • [1] 王其选. 自主创新, 为BB肥产业提档加速[J]. 中国农资, 2006, (7): 56–57.
    Wang Q X. Independent innovation, accelerated speed of BB fertilizer industry[J]. China Agricultural Resources, 2006, (7): 56–57.
    [2] McGuffog D. Fertilizers: types and formulation[A]. Encyclopedia of soil science (2nd edn.)[M]. New York: Taylor and Francis, 2007. 701‒704.
    [3] Taylor L. Criteria for blend plant design[J]. Fertilizer Research, 1991, 30: 115–121. doi: 10.1007/BF01048833
    [4] 封朝晖, 王旭. 我国复混肥料产品质量状况浅析[J]. 土壤肥料, 2002, (4): 11–14.
    Feng Z H, Wang X. Analysis of quality of compound fertilizer in China[J]. Soil and Fertilizer, 2002, (4): 11–14.
    [5] Hall J. Using discrete element modeling to evaluate material distribution using spinner-disc spreaders[D]. Alabama, United States: MS Thesis of Auburn University, 2012.
    [6] Hall W L, Ramsey C, Falls J H. Testing of commonly used mixing and sampling procedures to evaluate fertilizer blends prepared with matched and mismatched particle sizes[J]. Journal of AOAC International, 2014, 97(3): 752–758. doi: 10.5740/jaoacint.13-414
    [7] Janse Van Vuuren J A, Groenewald C A. Use of scanning near-infrared spectroscopy as a quality control indicator for bulk blended inorganic fertilizers[J]. Communications in Soil Science & Plant Analysis, 2013, 44(1‒4): 120–135.
    [8] Srichaipanya W, Artrit P, Sangrung A. Fertilizer quality control of a bulk-lending plant using intelligent systems[J]. Suranaree Journal of Science and Technology, 2014, 21(3): 137–146.
    [9] Hoffmeister G, Watkins S C, Silverberg J. Fertilizer consistency, bulk blending of fertilizer material: Effect of size, shape, and density on segregation[J]. Journal of Agricultural & Food Chemistry, 1964, 12(1): 64–69.
    [10] Wells K L, Terry D L, Grove J H, et al. Spreading uniformity of granular bulk-blended fertilizer[J]. Communications in Soil Science & Plant Analysis, 1992, 23(15‒16): 1731–1751.
    [11] Tissot S, Miserque O, Quenon G. Chemical distribution patterns for blended fertilizers in the field[J]. Journal of Agricultural Engineering Research, 1999, 74: 339–346. doi: 10.1006/jaer.1999.0472
    [12] Reumers J, Tijskens E, Ramon H. Experimental characterisation of the cylindrical distribution pattern of centrifugal fertilizer spreaders: towards an alternative for spreading hall measurements[J]. Biosystems Engineering, 2003, 86(4): 431–439. doi: 10.1016/j.biosystemseng.2003.09.002
    [13] Miserque O, Pirard E, Schenkel Y, et al. Spreading segregation of blended fertilizers: Influence of the particles properties[J]. Applied Engineering in Agriculture, 2008, 24(2): 137–144. doi: 10.13031/2013.24258
    [14] Hofstee J W, Huisman W. Handling and spreading of fertilizers part 1: Physical properties of fertilizer in relation to particle motion[J]. Journal of Agricultural Engineering Research, 1990, 47(4): 213–234.
    [15] 赵秉强, 杨相东. 我国新型肥料发展若干问题的探讨[J]. 磷肥与复肥, 2012, (5): 1–4. doi: 10.3969/j.issn.1007-6220.2012.05.001
    Zhao B Q, Yang X D. Discussion on the development of new fertilizer in China[J]. Phosphate & Compound Fertilizer, 2012, (5): 1–4. doi: 10.3969/j.issn.1007-6220.2012.05.001
    [16] 葛祖元. 对化肥粒度概念的一些认识[J]. 磷肥与复肥, 1999, 14(4): 1–3.
    Ge Z Y. Some understanding of the concept of fertilizer particle size[J]. Phosphate & Compound Fertilizer, 1999, 14(4): 1–3.
    [17] 宋继文. 掺混肥料(BB肥) GB21633-2008国家标准[J]. 磷肥与复肥, 2008, 23(6): 62, 78.
    Song J W. Mixed fertilizer (BB fertilizer) GB21633-2008 National Standard[J]. Phosphate & Compound Fertilizer, 2008, 23(6): 62, 78.
    [18] 奚振邦, 杨金楼, 计中孚, 等. 土壤有效水分与化肥相互作用机理及其应用研究—Ⅰ. 化肥的盐(度)指数[J]. 植物营养与肥料学报, 1995, 1(1): 10–16. doi: 10.3321/j.issn:1008-505X.1995.01.002
    Xi Z B, Yang J L, Ji Z F, et al. Mechanism of soil effective water and fertilizer interaction and application research—Ⅰ. Chemical fertilizer salt (degree) index[J]. Plant Nutrition and Fertilizer Science, 1995, 1(1): 10–16. doi: 10.3321/j.issn:1008-505X.1995.01.002
    [19] 王雪郦, 邱树毅. 不同液体粘结剂在新型保水复合肥制备中的应用[J]. 西北农业学报, 2001, 20(5): 186–190.
    Wang X L, Qiu S Y. Application of different liquid binder in the preparation of new water-retaining compound fertilizer[J]. Acta Agriculturae Boreali-Occidentalis Sinica, 2001, 20(5): 186–190.
    [20] 周家俞, 尹崇清, 王召兵, 等. 颗粒粒度均匀性分布规律的试验研究[J]. 中国农村水利水电, 2006, (9): 25–27. doi: 10.3969/j.issn.1007-2284.2006.09.009
    Zhou J Y, Yin C Q, Wang Z B, et al. Experimental study on the distribution of particle size uniformity[J]. China Rural Water Conservancy and Hydropower, 2006, (9): 25–27. doi: 10.3969/j.issn.1007-2284.2006.09.009
    [21] 吕昊. 基于离散元法的排肥数字化设计方法研究[D]. 长春: 吉林大学硕士学位论文, 2008.
    Lü H. A digital design method based on discrete element method[D]. Changchun: MS Thesis of Jilin University, 2008.
    [22] Hoffmeister G. Compatibility of raw materials in blended fertilizers: Segregation of raw materials [C]. Proceedings of the 12th Annual Meeting of the Fertilizer Round Table, 1962.
    [23] 刘勤华. 肥料颗粒流掺混与时滞排肥模型及预测控制研究[D]. 泰安: 山东农业大学硕士学位论文, 2015.
    Liu Q H. Research on the model and predictive control of fertilizer particle flow mixing and time-delay distribution[D]. Taian: MS Thesis of Shandong Agricultural University, 2015.
  • [1] 樊小林王浩喻建刚 . 粒径膜厚与控释肥料的氮素养分释放特性. 植物营养与肥料学报, 2005, 13(3): 327-333. doi: 10.11674/zwyf.2005.0307
    [2] 袁帅赵立欣孟海波沈玉君 . 生物炭主要类型、理化性质及其研究展望. 植物营养与肥料学报, 2016, 24(5): 1402-1417. doi: 10.11674/zwyf.14539
    [3] 廖照源樊小林郑祥洲 . 异粒包膜控释肥料氮素释放特性的研究. 植物营养与肥料学报, 2010, 18(1): 203-207. doi: 10.11674/zwyf.2010.0130
    [4] 张崇邦王江王美丽 . 尾矿砂堆积地五节芒自然定居对土壤微生物生物量、呼吸速率及酶活性的影响 . 植物营养与肥料学报, 2009, 17(2): 386-394. doi: 10.11674/zwyf.2009.0220
    [5] 宁东峰宋阿琳梁永超 . 钢渣硅肥硅素释放规律及其影响因素研究. 植物营养与肥料学报, 2015, 23(2): 500-508. doi: 10.11674/zwyf.2015.0226
    [6] 杨春霞赵志平杨丽萍黎小清 . 不同覆盖绿肥养分特性及其对橡胶园土壤理化性质的影响. 植物营养与肥料学报, 2012, 20(2): 467-474. doi: 10.11674/zwyf.2012.11219
    [7] 杨剑虹车福才王定勇谢德体魏朝富张林 . 粉煤灰的理化性质与农业化学行为的研究. 植物营养与肥料学报, 1997, 5(4): 341-348. doi: 10.11674/zwyf.1997.0409
    [8] 王学霞陈延华王甲辰左强肖强 . 设施菜地种植年限对土壤理化性质和生物学特征的影响. 植物营养与肥料学报, 2018, 24(6): 1619-1629. doi: 10.11674/zwyf.18253
    [9] 王改玲郝明德许继光洪坚平 . 保护性耕作对黄土高原南部地区小麦产量及土壤理化性质影响. 植物营养与肥料学报, 2011, 19(3): 539-544. doi: 10.11674/zwyf.2011.0388
    [10] 刘玉学王耀锋吕豪豪陈庆飞陈义钟哲科杨生茂 , . 不同稻秆炭和竹炭施用水平对小青菜产量、品质以及土壤理化性质的影响. 植物营养与肥料学报, 2013, 21(6): 1438-1444. doi: 10.11674/zwyf.2013.0618
    [11] 武际郭熙盛鲁剑巍王允青许征宇张晓玲 . 水旱轮作制下连续秸秆覆盖对土壤理化性质和作物产量的影响. 植物营养与肥料学报, 2012, 20(3): 587-594. doi: 10.11674/zwyf.2012.11304
    [12] 张济世于波涛张金凤刘玉明蒋曦龙崔振岭 . 不同改良剂对滨海盐渍土土壤理化性质和小麦生长的影响. 植物营养与肥料学报, 2017, 25(3): 704-711. doi: 10.11674/zwyf.16415
    [13] 付威樊军胡雨彤赵晶郝明德 . 施肥和地膜覆盖对黄土旱塬土壤理化性质和冬小麦产量的影响. 植物营养与肥料学报, 2017, 25(5): 1158-1167. doi: 10.11674/zwyf.16486
    [14] 郭星亮谷洁高华秦清军孙薇陈智学张卫娟李海龙 . 重金属Zn对农业废弃物静态高温堆腐过程中理化性质和水解酶活性的影响. 植物营养与肥料学报, 2011, 19(3): 638-645. doi: 10.11674/zwyf.2011.0342
    [15] 孙本华杨学云古巧珍马路军赵秉强张夫道 . 黄土施肥效应与肥力演变的长期定位监测研究 Ⅱ.长期施肥对土壤理化性质的影响. 植物营养与肥料学报, 2002, 10(增刊): 71-74.
    [16] 马昕杨艳明刘智蕾孙彦坤于彩莲彭显龙 . 机械侧深施控释掺混肥提高寒地水稻的产量和效益. 植物营养与肥料学报, 2017, 25(4): 1095-1103. doi: 10.11674/zwyf.16316
    [17] 郭金金张富仓闫世程郑静强生才陈东峰李志军 . 缓释氮肥与尿素掺混对玉米生理特性和氮素吸收的影响. 植物营养与肥料学报, 2018, 24(5): 1194-1204. doi: 10.11674/zwyf.17376
    [18] 蔡岸冬张文菊申小冉肖婧韩天富徐明岗 . 长期施肥土壤不同粒径颗粒的固碳效率. 植物营养与肥料学报, 2015, 23(6): 1431-1438. doi: 10.11674/zwyf.2015.0607
    [19] 杜伟赵秉强林治安袁亮李燕婷 . 有机无机复混肥优化化肥养分利用的效应与机理研究Ⅰ. 有机物料与尿素复混对玉米产量及肥料养分吸收利用的影响. 植物营养与肥料学报, 2012, 20(3): 579-586. doi: 10.11674/zwyf.2012.11333
    [20] 杜伟赵秉强林治安袁亮李燕婷 . 有机无机复混肥优化化肥养分利用的效应与机理研究? II 有机物料与磷肥复混对玉米产量及肥料养分吸收利用的影响. 植物营养与肥料学报, 2012, 20(4): 825-831. doi: 10.11674/zwyf.2012.11334
  • 加载中
表(5)
计量
  • 文章访问数:  285
  • HTML全文浏览量:  158
  • PDF下载量:  12
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2018-04-04
  • 网络出版日期:  2019-04-25
  • 刊出日期:  2019-04-01

掺混肥常用基础肥料的物理性状及其适配性

    作者简介:曹书境 E-mail:csjing1992@163.com
    通讯作者: 高强, gyt199962@163.com
    作者简介:高强 E-mail:gyt199962@163.com
  • 1. 吉林农业大学资源与环境学院,长春 130118
  • 2. 吉林农业大学工程技术学院,长春 130118

摘要: 目的分析评价了不同产地、厂家生产的基础原料肥的理化性质,根据影响掺混肥养分分布的主要物理指标对原料肥进行分类掺混,验证我国主要原料肥的混合性,并确定影响养分分离的主要因素。方法收集市场上常用的单质氮磷钾肥,测试了肥料颗粒粒径、平均主导粒径 (SGN)、均匀度指数 (UI)、硬度、休止角、密度、酸碱度、盐指数。根据密度、SGN和休止角对基础肥料进行分类,依据指标相近和不相近原则,选择基础肥料组合,每个组合配置N∶P5O2∶K2O比为1∶1∶1和2∶1∶1两个掺混肥样品。利用外槽轮排肥机,模拟了上述13种掺混肥样品在排肥速度为6、8、10、12 km/h下的养分分布情况。结果供试基础氮、磷、钾肥的平均主导粒径分别为305~469、264~345、281~348;均匀度指数分别为41.68~69.94、46.03~60.08、40.27~47.27;密度分别在0.71~0.87、0.84~1.05和1.03~1.19 g/cm3之间,整体呈现钾肥优于磷肥,磷肥优于氮肥的趋势。供试基础肥料中氮肥硬度普遍偏低,除江苏产氯化铵 (N6) 外,其余肥料硬度均在0.20~13.27 N之间;磷、钾肥硬度相对较高,分别为27.47~41.38 N和23.55~48.47 N。尿素和磷肥多为圆形或椭圆形,休止角较小,6个供试钾肥和硫酸铵均为不规则多边形,休止角偏大,不太适宜掺混。按照密度、SGN、休止角从小到大划分,将22种基础原料肥分为三个等级,并根据上述三个指标相近和不相近原则进行掺混,共配制出13个掺混肥样品,其氮磷钾养分比例为1∶1∶1或2∶1∶1,对这些样品进行的模拟施肥结果表明,在排肥机前进速度为6 km/h、掺混比为2∶1∶1时,SGN、休止角指标相近的掺混肥施用后的养分分离度小、可利用性高。其中,施用后养分分布最均匀的为N1P1K5 (按SGN相近原则掺混),掺混后养分比为1.64∶0.98∶1.40;最不均匀的为N7P7K5 (按SGN不相近原则掺混),施肥后养分比为2.22∶0.79∶0.78。休止角越小,摩擦力越小,流动性越好。选用休止角较小的原料肥,并减小原料肥间休止角差异,可降低掺混肥养分分离状况。本研究供试原料肥密度在0.71~1.19 g/cm3之间,且对掺混后养分均匀性无显著影响。结论80%试验肥可作为掺混原料,基础肥料颗粒的平均主导粒径SGN和休止角是影响掺混肥养分分离的主要因素。原料肥SGN值在340~348之间较适宜掺混,休止角越小掺混后养分分布越均匀。实际生产过程中,应选用颗粒相似、休止角间差异小的原料肥进行掺混,可有效提高产品施用的精准度。

English Abstract

  • 掺混肥料是指氮、磷、钾三种养分中至少有两种养分标明用量、使用干混方法制成的颗粒状肥料[1]。掺混肥料生产模式灵活[2],生产工艺简单,投资少,能耗低,可根据土壤、作物、气候、耕作技术等条件确定肥料养分比例,方便就地生产和销售[3]。因此,掺混肥料在化肥市场中占据了重要地位 [4]

    由于掺混肥料中各基础肥料氮、磷、钾养分含量以及性能表征各不相同,因此在生产、运输和施用过程中容易产生分层现象导致养分分离[5-8],影响施用效果。国外对掺混肥产品质量的评价主要以基础肥的粒径及分布、密度、外形和破碎强度等为指标,其中,粒径的影响最为显著[9]。粒径差异能够影响产品施用的精准度,造成养分的不均匀性[10-12]

    肥料施用分布格局受到很多因素影响,大体可分为四种类型:1) 肥料颗粒的性质;2) 施肥机具;3) 施肥机工作宽度;4) 外部因素[5]。Miserque等[13]总结出原料物理性状差异与化肥分离的相关系数,指出颗粒粒径和密度对养分分离的影响最大;Hofstee等[14]研究得出颗粒粒径和粒径分布、摩擦系数、恢复系数、气动阻力和颗粒强度是影响颗粒掺混后养分均匀性的主要参数。Hall等[5]采用离散元法模拟评价了撒播颗粒肥料分布的均匀性。一般物料粒径的控制指标通常采用平均主导粒径 (SGN) 与均匀度指数 (UI)[6]。也有研究表明,掺混肥料的均匀性取决于颗粒的物理性质,例如粒度分布、堆积密度、颗粒形状、断裂强度等[15]

    掺混肥基础原料的性能及其适配性,是保证掺混及精准施用的关键。本文针对掺混肥在生产、运输和施用过程中易产生分层导致养分分离的问题,以常见的22种基础原料肥作为研究对象,分析评价其理化性质,根据影响掺混肥养分分布的主要物理指标对原料肥进行分类掺混,利用排肥机进行模拟施肥试验,评价其施用后的养分分布状况。

    • 试验选用市面上最常用的7种氮肥、9种磷肥 (磷酸一铵、磷酸二铵)、6种钾肥作为研究对象。肥料名称、形状、原产地及养分含量如表1所示。

      编号
      Number
      肥料名称
      Fertilizer name
      形状
      Appearance
      原产地
      Place of origin
      养分含量 (%)
      Nutrient content
      N1 尿素Urea 圆粒Round 内蒙古Inner Mongolia N ≥ 46.4
      N2 硫包衣尿素Sulphur coated urea 圆粒Round 山西省Shanxi N ≥ 37
      N3 缓释肥Slow release fertilizer 圆粒Round 山东省Shandong N ≥ 45
      N4 氯化铵NH4Cl 不规则形状Irregular 江苏省Jiangsu N ≥ 25
      N5 氯化铵NH4Cl 不规则形状Irregular 辽宁省Liaoning N ≥ 25.4
      N6 氯化铵 (湿铵) NH4Cl (wet) 不规则形状Irregular 江苏省Jiangsu N ≥ 24
      N7 硫酸铵 (NH4)2SO4 不规则形状Irregular 黑龙江省Heilongjiang N ≥ 20.5
      P1 磷酸二铵DAP 圆粒Round 贵州省Guizhou 总养分 Total ≥ 55
      P2 磷酸二铵DAP 圆粒Round 湖北省Hubei 总养分 Total ≥ 60
      P3 磷酸二铵DAP 圆粒Round 贵州省Guizhou 总养分 Total ≥ 57
      P4 磷酸二铵DAP 圆粒Round 贵州省Guizhou 总养分 Total ≥ 64
      P5 磷酸二铵DAP 圆粒Round 北京市Beijing 总养分 Total ≥ 64
      P6 磷酸二铵DAP 圆粒Round 河北省Hebei 总养分 Total ≥ 64
      P7 磷酸二铵 (锌腐酸) DAP (Zn fulvic acid) 圆粒Round 北京市Beijing 总养分 Total ≥ 64
      P8 磷酸一铵MAP 圆粒Round 重庆市Chongqing 总养分 Total ≥ 64
      P9 磷酸一铵MAP 圆粒Round 云南省Yunnan 总养分 Total ≥ 64
      K1 氯化钾KCl 不规则形状Irregular 加拿大Canada K2O ≥ 60
      K2 氯化钾KCl 不规则形状Irregular 德国Germany K2O ≥ 60
      K3 氯化钾KCl 不规则形状Irregular 青海省Qinghai K2O ≥ 59
      K4 氯化钾KCl 不规则形状Irregular 吉林省Jilin K2O ≥ 60
      K5 硫酸钾K2SO4 不规则形状Irregular 俄罗斯Russia K2O ≥ 50
      K6 硫酸钾K2SO4 圆粒Round 吉林省Jilin K2O ≥ 50

      表 1  供试氮磷钾原料肥

      Table 1.  Appearance, place of origin and nutrient content of the tested fertilizers

    • 1) 粒度,筛分法测定[16]。2) SGN[17],根据测定的粒度值计算,计算公式详见GB 21633-2008附B。3) UI[17],根据肥料颗粒粒度结果计算,计算公式详见GB 21633-2008附B。4) 颗粒硬度测定,随机抽取样品颗粒30粒,用颗粒强度测定仪测定颗粒硬度,测定三次取平均值作为最终数据。5) 堆密度的测定,取一固定容积 (30 mL),装满并去除多余肥料,取出称重,测量三次计算肥料的堆密度。6) 休止角的测定,采用固定漏斗法。7) 酸碱度的测定[18],采用静水溶出法,取滤液用pH计测定肥料溶液的pH值。8) 盐指数的测定[19],采用静水溶出法,取滤液用电导率仪测定肥料溶液的电导率。以硝酸铵的电导率为100,计算化肥的相对值作为盐指数。9) 临界相对湿度,称取3 g样品 (精确到0.001 g),置于恒温恒湿箱内,每隔1小时取出称量1次,并计算对应吸湿率。每个湿度水平进行3次称量 (3小时),如果不增重或增重 < 0.5%,将箱体湿度提高2.5%RH,重新更换样品,重复上述过程,直至样品的临界相对湿度点为止。10) 养分分离度,用养分分离度作为确定养分分离的指标,是氮磷钾三种肥料养分含量的比值。试验中将装满肥料的铝盒去皮称重,分类挑拣,分别称重计数。将实际氮、磷、钾肥重量数值进行记录,根据铝盒内肥料总重计算出样品中养分分离度与理论值进行正交设计分析。对13种掺混肥进行养分均匀度排序,挑选出最适宜掺混的比例、施肥速度、影响养分均匀度的主要掺混分类指标。

    • 分析选用农户常用的两种比例1∶1∶1 (多数为15∶15∶15) 和2∶1∶1 (多数为20∶10∶10),按照密度、SGN、休止角相近、不相近的原则选择掺混原料肥进行掺混,制备供试样肥。利用自主研发的排肥机在室内进行小批量掺混原料肥离析度实验[20]。详细实验步骤:使用机械将原料肥掺混,按照所需比例在混合机中运行240 s,每次12.5 kg。把掺混后的肥料放入模拟施肥机内,在施肥机对应频率下,将样肥放入对应试验的肥箱中,运行30 s,在第10 s和第20 s时将取样铝盒放入到施肥机的排肥口,接满将两次取样进行掺混后用盒盖刮下最上面的肥料,盖上盒盖,贴上标签。贴签保存,分拣,称重,计数,测评养分分离状况[21]

    • 模拟施肥试验结果用DPS软件中正交设计表L13 (33) 进行数据处理分析,设计3水平 (氮、磷、钾三种原料肥) 和3因素 (施肥机速度、掺混比例、掺混分类指标),确定掺混后的13种处理养分均匀度顺序。

    • 本研究对市场上7种不同种类的氮肥、9种不同产地的磷肥、6种不同产地钾肥的SGN、UI、硬度、密度、休止角、酸碱度、盐指数等指标进行了测试,每个样品重复测量3次,取平均值(表2)。

      肥料
      Fertilizer
      平均主导粒径
      SGN
      匀度指数
      UI
      硬度 (N)
      Hardness
      密度 (g/cm3)
      Density
      休止角 (°)
      Repose angle
      酸碱度
      pH
      盐指数
      Salt index
      N1 340 42.98 11.65 0.73 38.46 8.14 6.65
      N2 342 49.96 2.06 0.73 37.81 7.27 12.80
      N3 305 47.07 13.27 0.75 39.16 7.13 5.62
      N4 377 49.94 0.20 0.73 39.81 5.53 97.23
      N5 365 46.54 12.35 0.77 38.95 6.13 96.67
      N6 351 41.68 47.53 0.71 42.27 6.36 97.59
      N7 469 0.00 0.20 0.87 40.03 3.43 95.55
      P1 345 60.80 39.10 0.95 36.41 7.72 106.98
      P2 300 47.16 39.63 0.95 34.90 7.77 106.37
      P3 326 47.67 41.38 0.95 34.69 7.97 107.96
      P4 343 60.49 40.21 1.05 34.69 7.67 105.37
      P5 340 46.91 39.54 1.02 37.77 7.89 105.39
      P6 264 47.24 27.47 0.94 36.21 7.71 107.45
      P7 298 48.64 40.02 0.96 40.36 8.05 105.61
      P8 291 46.03 41.13 0.84 39.57 4.63 103.00
      P9 296 46.21 16.90 1.01 39.90 4.24 112.32
      K1 281 47.27 23.55 1.04 42.58 8.85 94.28
      K2 281 42.47 48.47 1.03 42.27 9.82 94.38
      K3 281 43.06 37.65 1.07 42.25 8.70 98.52
      K4 346 36.65 28.54 1.04 41.19 8.68 98.05
      K5 348 40.27 27.05 1.19 42.72 5.83 100.54
      K6 347 42.59 38.46 1.13 42.30 2.68 106.58
      注(Note):SGN—Average primary particle size; UI—Uniformity index.

      表 2  供试原料肥理化性质

      Table 2.  Physical and chemical properties of the tested fertilizers

      掺混肥原料性能评价结果显示,河北省磷酸二铵、吉林省氯化钾和硫酸钾、产自俄罗斯的硫酸钾肥平均主导粒径 (SGN) 超出280~340的适宜掺混范围[17];原料中黑龙江省硫酸铵肥和吉林省氯化钾均匀度指数 (UI) 低于最小要求40,不适宜作为掺混肥原料[17];供试肥料中氮肥硬度普遍偏低,除江苏产氯化铵 (N6) 外,其余肥料硬度均在0.20~13.27 N之间,达到掺混肥硬度要求;氮、磷、钾原料肥密度分别在0.71~0.87、0.84~1.05和1.03~1.19 g/cm3之间,均在可掺混范围内[9];休止角与肥料颗粒形状、摩擦系数等因素有关。由于钾肥和硫酸铵为不规则多边形,所以休止角偏大,尿素和磷肥多为圆形或椭圆形,休止角较小。

    • 根据影响掺混肥养分分离的主要指标,按照测定结果,将密度、SGN、休止角从小到大划分为三个等级 (表3),并根据上述三个指标相近和不相近原则进行掺混,共得到13种掺混肥,如表4所示。利用外槽轮排肥机对13种掺混肥进行实验室模拟排肥研究,评价其施用后的养分分离状况。

      密度 (g/cm3)
      Density
      肥料编号
      Fertilizer number
      平均主导粒径
      SGN
      肥料编号
      Fertilizer number
      休止角 (°)
      Repose angle
      肥料编号
      Fertilizer number
      0.71~0.77 N1、N6、N2、N4、N3、N5 264~305 P6、K1、K2、K3、P8、P9、P7、P2、N3 34.69~38.95 P4、P3、P2、P6、P1、P5、N2、N1、N5
      0.84~0.97 P8、N7、P6、P1、P2、P3、P7 326~351 P3、P5、N2、P4、P1、K4、K6、K5、N1、N6 39.16~40.36 N3、P8、N4、P9、N7、P7
      1.01~1.20 P9、P5、K2、K4、K1、K3、K6、K5 365~469 N5、N4、N6 41.19~42.72 K4、K3、N6、K2、K6、K1、K5

      表 3  按供试原料肥密度、平均主导粒径、休止角进行的等级划分

      Table 3.  Classification of prepared lend fertilizers according to density, average primary particle size (SGN) and repose angle

      指标
      Index
      相似度
      Similarity
      代码
      Code
      氮肥
      N fertilizer
      磷肥
      P fertilizer
      钾肥
      K fertilizer
      密度
      Density
      相近
      Similar
      F1 N1 P8 K2
      F2 N1 P9 K1
      不相近
      Dissimilar
      F3 N3 P1 K2
      F4 N1 P1 K1
      平均主导粒径
      SGN
      相近
      Similar
      F5 N1 P1 K5
      F6 N1 P2 K1
      F7 N3 P9 K1
      不相近
      Dissimilar
      F8 N1 P9 K2
      F9 N7 P7 K5
      休止角
      Repose angle
      相近
      Similar
      F10 N1 P1 K2
      F11 N3 P2 K1
      不相近
      Dissimilar
      F12 N2 P9 K2
      F13 N1 P5 K1
      注(Note):SGN—Average primary particle size.

      表 4  掺混样肥代码及所用的原料肥

      Table 4.  Code of bulk blended fertilizer samples and the raw fertilizers used

    • 表4中所列的13个掺混样肥,均配备了两个养分比例 (1∶1∶1和2∶1∶1) 在四种排肥速度 (6、8、10、12 km/h) 下,其养分比例测试结果见表5

      配合比例
      Blending ratio
      编号
      Number
      施肥速度Fertilization speed (km/h)
      6 8 10 12
      1∶1∶1 F1 0.85∶1.11∶1.05 0.81∶1.12∶1.06 0.85∶1.09∶1.06 0.95∶0.97∶1.11
      F2 0.83∶1.01∶1.16 0.84∶1.07∶1.07 0.98∶0.99∶1.02 0.91∶1.05∶1.01
      F3 0.80∶0.94∶1.24 0.88∶0.95∶1.15 0.81∶1.02∶1.13 0.94∶1.01∶1.03
      F4 0.84∶0.99∶1.14 0.82∶0.97∶1.17 0.89∶1.05∶1.01 0.84∶0.96∶1.17
      F5 0.69∶0.92∶1.33 0.75∶0.89∶1.33 0.84∶0.95∶1.19 0.89∶0.98∶1.11
      F6 1.06∶0.96∶0.96 0.94∶1.03∶1.02 0.97∶1.04∶0.96 1.03∶0.97∶1.01
      F7 0.82∶1.01∶1.18 0.83∶1.07∶1.10 0.80∶1.08∶1.12 0.89∶0.98∶1.21
      F8 0.84∶1.04∶1.10 0.76∶1.04∶1.19 0.84∶1.07∶1.08 0.93∶1.02∶1.03
      F9 0.62∶1.20∶1.35 0.73∶1.08∶1.28 0.89∶0.99∶1.16 1.08∶0.93∶0.96
      F10 0.96∶1.00∶1.01 0.94∶1.00∶1.03 0.91∶0.98∶1.06 0.85∶1.03∶1.06
      F11 0.77∶1.01∶1.20 0.98∶0.98∶1.03 1.13∶1.03∶0.92 1.09∶0.93∶0.94
      F12 0.80∶1.12∶1.17 0.82∶1.07∶1.15 0.92∶1.06∶1.09 0.83∶0.99∶1.13
      F13 0.80∶0.87∶1.32 0.77∶0.88∶1.31 0.94∶0.77∶1.28 1.04∶0.84∶1.20
      2∶1∶1 F1 1.69∶0.78∶1.74 1.36∶1.16∶1.68 1.60∶0.91∶1.70 1.69∶0.98∶1.48
      F2 1.71∶1.14∶1.16 1.80∶1.14∶1.05 1.88∶1.05∶1.09 2.04∶0.98∶0.97
      F3 1.99∶1.00∶1.01 1.87∶1.00∶1.08 2.12∶1.03∶1.22 1.95∶0.67∶1.15
      F4 1.75∶1.01∶1.27 1.74∶0.99∶1.31 1.81∶1.03∶1.17 1.90∶1.07∶1.01
      F5 1.64∶0.98∶1.40 1.63∶0.95∶1.46 1.83∶1.08∶1.11 1.97∶1.05∶0.98
      F6 1.83∶1.04∶1.13 1.51∶1.12∶1.36 1.99∶1.01∶0.98 2.07∶1.01∶0.89
      F7 1.73∶1.13∶1.18 1.77∶1.06∶1.22 1.82∶1.09∶1.10 1.68∶1.17∶1.13
      F8 1.75∶1.15∶1.10 1.88∶1.05∶1.07 1.90∶1.04∶1.06 1.79∶1.09∶1.09
      F9 2.22∶0.79∶0.78 2.25∶0.81∶0.69 2.10∶0.98∶0.82 1.82∶1.13∶1.18
      F10 1.81∶1.03∶1.15 1.85∶0.98∶1.15 1.94∶1.03∶0.94 1.91∶1.00∶1.09
      F11 1.67∶1.14∶1.27 1.99∶1.03∶0.97 1.72∶1.08∶1.04 1.81∶1.02∶0.95
      F12 1.80∶1.10∶1.18 1.94∶1.03∶1.04 1.83∶0.91∶0.89 1.92∶1.01∶0.97
      F13 1.82∶1.04∶1.05 1.94∶1.09∶0.94 1.73∶1.22∶0.85 1.85∶0.71∶1.68

      表 5  不同模拟施肥速度下掺混样肥的实测N∶P2O5∶K2O比例

      Table 5.  Measured N, P2O5, K2O ratio of the bulk blending fertilizer samples under different simulated fertilization speeds

      试验结果通过DPS软件进行数据处理,通过实测的氮磷钾养分比与理论氮磷钾比值分析比较得出,在排肥机前进速度为6 km/h、掺混比为2∶1∶1时,实测结果与理论值最接近。其中,施用后养分分布最均匀的为F5 (N1P1K5),最不均匀的为F9 (N7P7K5)。由表4可知,F5是根据原料肥SGN值相近进行掺混,各单质肥料SGN值差异最小,掺混后肥料较均匀;而F9按SGN不相近进行掺混,单质原料肥间SGN相差较大,掺混肥施用过程中养分分离情况严重,影响掺混肥的施用效果。此外,按密度掺混结果中,两种养分配比 (1∶1∶1和2∶1∶1) 下,掺混肥施用后养分均匀度高低次序为:F3 > F2 > F1 > F4和F2 > F3 > F4 > F1。结果显示,密度并不是影响掺混肥养分分离的主要因素,对掺混后养分均匀性无显著影响[22]。在两种养分配比下,按原料肥SGN相近掺混的三种肥料 (F5、F6、F7) 施用后养分均匀度均高于SGN不相近掺混肥料 (F8、F9),说明原料肥颗粒的SGN对掺混肥施用后养分分离状况影响较大。按休止角掺混结果显示,在养分配比为1∶1∶1和2∶1∶1条件下,掺混肥施用后养分均匀度高低顺序均为F10 > F11 > F13 > F12。可见,原料肥颗粒休止角是影响掺混肥施用后养分分离的另一个重要因素。综上所述,通过对13种掺混肥室内模拟施肥试验得出,原料肥SGN、休止角是掺混肥养分分离状况的主要影响因素。

    • 肥料的物理性质主要取决于肥料的加工过程和添加剂对其的影响。本研究利用外槽轮式排肥机对13种掺混肥进行室内模拟施肥试验,试验结果显示,在排肥机前进速度为6 km/h、掺混比为2∶1∶1时,实测结果与理论值最接近。原料肥的SGN值一般在280~340之间比较适合掺混[17],且SGN越接近越能更好地匹配。按SGN分类掺混的情况下,施用后养分分布最均匀的掺混肥为F5 (N1P1K5),其氮、磷、钾原料肥SGN差值为340~348,大于前人报道的适宜掺混范围[17],可能是由于肥料颗粒间SGN差异较小,UI较高,降低了肥料的养分分离。该结果与Reumers等[12]试验结果一致,SGN是影响掺混肥养分分离状况的主要物理特性。此外,掺混肥F5、F6、F7施用后养分均匀度均大于F8、F9(表5),进一步分析可知,F5、F6和F7原料肥间SGN值相差较小,F5、F6和F7的SGN差值分别为8、59、24,F8、F9处理中SGN差值范围分别为59、171。由此得出,掺混肥中原料肥SGN间差值应控制在小于59范围内,可降低养分分离状况。前人研究表明,密度是影响掺混肥养分分离的重要因素[23]。Hoffmeister等[9]试验得出基本原料肥颗粒密度在0.72~1.20 g/cm3范围时较适合掺混。而在本研究中,密度对掺混后肥料养分分离状况并无明显影响,这可能是由于本研究所选用的22种供试肥料密度 (0.71~1.19 g/cm3) 均在适合掺混范围之内。休止角与肥料颗粒形状、摩擦系数等因素有关,颗粒近似圆形的肥料休止角较小,颗粒为不规则形状的肥料 (如钾肥) 休止角较大。试验结果显示,F10、F11施用后养分分布均比F12、F13均匀,这可能是由于F10、F11中三种原料肥都为圆形颗粒,肥料休止角小,导致掺混肥产品掺混后肥料均匀分布。说明原料肥休止角也是影响掺混肥养分分布的重要因素。在选用掺混肥的原料肥时应当选用颗粒性状相近的原料,尽量不选用颗粒形状不规则的肥料进行掺混,否则会严重影响掺混肥的养分均匀性,进而影响掺混肥的施用效果。本研究结果表明,选用休止角差值小的原料肥进行掺混,能够有效降低掺混后的肥料养分分离度。

    • 本试验选用原材料中有80%可作为掺混肥原料肥。原料肥平均主导粒径、休止角是影响掺混肥施用过程中养分分离状况的主要因素。原料肥平均主导粒径在340~348 mm之间时较适宜掺混,且平均主导粒径间差值越小,养分分布越均匀。选用休止角较小的原料肥,并减小休止角间差异,可降低掺混肥养分分离度。

参考文献 (23)

目录

    /

    返回文章
    返回