1、脲甲醛緩釋肥料作用機理
脲甲醛緩釋肥料不同于其他肥料,其生物有效性取決于土壤微生物作用,在土壤微生物的作用下逐步分解并釋放氮。在整個生長季節脲甲醛可以為土壤微生物提供碳源(能量)和氮源(營養),持續平穩地向土壤釋放氮營養。脲甲醛碳氮摩爾比接近l:1,可為微生物活動提供理想的平衡營養物質和能量來源,并有效增強微生物活性,增加微生物數量,促進有機質腐殖化,甚至在一些微生物數量較少的地區,如沙地,微生物的大量繁殖將有機物質分解變為腐殖質,以改善土壤的整體情況和提高土壤持水率;微生物也能通過形成聚合物來改善土壤的物理性質,調節水氣,并活化其他養分。
微生物主要由細菌、真菌、故線菌組成,促進植物生長的溫度和水分條件也有利于微生物活動,這樣使得脲甲醛中有效氮釋放與植物需要很接近,當植物需要時就會釋放適量的氮,只有小部分氮流失到空氣和水中。微生物本身可以將尿素氮轉化為硝態氮,這與植物的需求是一致的。每種植物,無論是棕櫚樹還是黑麥草都有適宜的生長溫度。溫度過高或過低,植物的新陳代謝都會減弱,這時候植物的養分需求就會下降,如果氮肥釋放時植物不利用,那氮肥就浪費了。脲甲醛如果沒有被微生物轉化成硝酸鹽,只能留在土壤表面;但脲甲醛不溶于水,所以也不易淋失,隨著時間的推移會形成貯備氮,當條件有利于植物生長時就能被植物再次利用。
2、脲甲醛緩釋肥料質量評價
國際上采用一種標準的化學分析方法,通過評價脲甲醛在冷水、熱水中的溶解度來表征它的釋放時間。具體以總氮(TotalNitrogen)、未反應的尿素(ureafreeorunreactedurea)、冷水溶解氮(CWSN)、冷水不溶氮(CWIN)、熱水溶解氮(HWSN)、熱水不溶氮(HWIN)和冷水不溶而熱水能溶性氮(僅熱水溶解氮,WIN-HWIN)并以AI表示其活性指數。
冷水溶解氮(CWSN)和冷水不溶氮(CWIN)是在25℃溶解或不溶解的氮數量。熱水溶解氮(HWSN)和熱水不溶氮(HWIN)是在100℃溶解或不溶解氮的數量。脲甲醛可分成4部分組成:尿素沒有反應的尿素,在幾天內礦化;冷水溶解氮在冷水中溶解的氮,在幾周內礦化;熱水溶解氨在熱水中溶解的氮,在幾個月內礦化;熱水不溶氮在熱水不溶解氮,礦化時間從幾個月甚至到幾年。
活性指數(ActlvityIndex,AI)是表征脲甲醛氨素有效性的一個指標。
當AI>60%,N釋放時間2~4個月;30%<AI<60%,釋放時間6~8個月;AI<30%,釋放時間12個月以上。一般AI以50%~60%或40%~70%較適宜,氮素既有一定的緩釋性能,又在條件(如溫度)改變時能有較多的氮溶出。
3、各國關于脲甲醛產品標準的規定
歐洲肥料法律規定:
(固體肥料)脲甲醛總氮>36%(質量分數,下同);熱水溶解氮(HWSN)≥總氮×3/5;脲甲醛氮≥31%;尿素氮≤5%;必須標明總氮、尿素氮、冷水溶解氮、僅熱水溶解氮的含量。(固體肥料)含有脲甲醛的氮肥總氮>18%;硝態和/或銨志和/或尿素態氮≥3%;脲甲醛氮≥總氮×1/3;熱水溶解氮≥脲甲醛氮×3/5;縮二脲≤(尿素氮+MU氮)×0.026;必須標明氮的形態及總氮、MU(MenyleneUrea,亞甲基脲)氮、冷水溶解氮、僅熱水溶解氮的含量。(固體肥料)含有脲甲醛的NP、NK、NPK脲甲醛氮≥總氮×1/3;熱水溶解氮≥脲甲醛氮×3/5;必須標明氮的形態及總氮、MU氮、冷水溶解氮、僅熱水溶解氮的含量。
美國植物營養檢驗官協會AAPFCO規定:總氮(TN)>34%;冷水不溶性氮(CWIN)/總氮(TN)大于60%;活性指數(AI)大于40%。
脲醛緩釋肥料由于其良好的緩釋性和物理性,制成顆粒狀(0.833~1.651mm)和粉狀(0.147~0.246mm)產品,加工配置成摻混肥、團粒肥和液體肥供施用,可延長養分釋放期,增強土壤微生物活性,改善肥料物理性狀,是非常有潛力的緩釋肥料品種,對于促進我國氨肥產業升級,緩解能源、環境壓力具有深遠的現實意義。
行業標準制定實施,對規范該產品的生產、銷售和質量監督,引導行業健康發展將起到十分重要的作用,在不增加大量投資的情況下,將現有的肥料利用率明顯提高,經濟效益、生態效益都比較顯著,市場前景廣闊。