1、懸浮液體肥料的產生
肥料只有到達根系表面才能被吸收。通常養分到達根系表面主要通過質流和擴散兩個過程實現。這兩個過程都離不開水作為媒介。
通俗而言,就是肥料必須溶解于水中才能被根系吸收。因此在施肥的時候必須考慮土壤水分狀況或灌溉條件,否則再好的肥料也不能發揮效果。水肥一體化技術就是水肥結合施用的一項綜合技術。
在農業發達國家,尤其是園林園藝產業,大部分肥料都是通過灌溉系統施用。
水肥一體化技術的發展離不開兩方面的條件,一是灌溉設備,一是水溶性肥料。在農業發達國家,除固體水溶肥外,液體肥占有較高的比重。
水肥一體化技術為普及的以色列,田間溫室應用的基本是液體肥。液體肥生產簡單,配方易于調整,溶解快速、使用便捷,養分利用率高,是灌溉系統用肥的理想選擇。
為了大幅度提高液體肥料的養分含量,充分利用各種肥料原料,減少運輸成本,增加運輸距離,美國在上世紀60年代研發了懸浮液體肥料并迅速產業化。
懸浮肥料作為一種高濃縮的液體肥料,它是液體肥料的后期產物,它與清液肥料構成了液體肥料的兩大種類。外觀清澈透明或是半透明的叫清液肥料。
清液肥料具備了液體肥料的眾多優點,但清液肥料也存在養分含量較低的缺點。低養分含量限制了清液肥料的運輸距離。一般清液肥料都就近配送施用。
為了解決清液肥料養分含量低的問題,擴大液體肥料的運輸距離,于是便產生了懸浮液體肥料。
懸浮液體肥料是一種高濃縮的液體肥,與清液肥料相比,它的養分含量大大提高。總養分含量可以達到35~45%,甚至更高,可以和一般的顆粒復合肥養分含量相近。
這樣就大大降低了等量養分的液體肥的運輸成本,使液體肥料長距離運輸成為可能。懸浮肥料的產生大大促進了液體肥料產業的發展。
2、懸浮肥的原理
懸浮肥料的養分含量(N+P2O5+K2O)可以大于40%(具體比例依作物土壤而定),其它營養元素按實際情況添加(主要為中量元素、微量元素、其它活性物質),一般總含量不超過5%。
通常懸浮液調整到微酸性,粘度范圍在700~900厘泊,粒子平均粒徑小于5微米。-5℃以上不結晶,放置10天不分層,3個月內分層不超過4厘米。分層后攪動即可恢復均勻懸浮狀態。與任一比例的水混合成均勻狀態。
懸浮肥料是借助懸浮劑的作用,在肥料的飽和溶液內懸浮各種營養元素的微小顆粒。養分或其它活性成分的粒子并不處于溶解狀態。各種成分在凝膠體內均勻分布,不產生沉降和分層。
梳子形聚合物分散劑具有超長的疏水主鏈和眾多的親水支鏈,親水基吸附在養分晶體表面,而疏水基則在晶體表面形成疏水膜,形成穩定的晶體團,晶體團之間因為疏水基的因素而產生相互阻力作用,對于養分晶體的靠近產生空間位阻作用。懸浮肥采用空間作用懸浮技術,了懸浮顆粒的穩定、均一和不崩解。
懸浮肥料的核心原料是懸浮劑。常用的懸浮劑為粘土類物質,在懸浮肥液中經過剪切攪拌,使不溶解的微小顆粒在懸浮液相中保持懸浮狀態,懸浮劑使懸浮液處于凝膠狀態,具有較高粘度。
粘土類的懸浮劑是不溶于水的。應用粘土類的懸浮劑生產的懸浮肥可以做基肥或沖施澆施噴灌用,但不能用于滴灌。
如要在滴灌中應用懸浮肥料,必須用水溶性懸浮劑。常用一些高分子多聚物(如樹膠、明膠、多糖等)。
國外商業化應用的懸浮劑主要有硅鎂土、海泡石、凹凸棒土、多糖類物質。生成穩定的懸浮液與懸浮劑的種類、被剪切的數量、凝膠特性、肥料原料、原料中的雜質等因素有關。
通常先將懸浮劑加水制成預凝膠,在物料混合過程中再加入預凝膠。
3、懸浮液體肥料的研發和生產
由于管道灌溉技術的推廣,液體肥料在許多農業發達國家得到了廣泛的應用。近幾年,我國液體肥料產業順應發展潮流,在專家、技術人員以及政府企業的大力推動下,快速發展。
在華南地區的果園和菜地,許多種植戶都在應用水肥一體化技術。菜地和果園的追肥基本上是淋水肥。
在果園,他們建造一個漚肥池,將雞糞、花生麩等有機肥及尿素、顆粒復合肥等倒入肥池漚腐溶解,然后通過潛水泵吸入軟管,由人工拖管對每株樹進行淋水肥。
菜地是將尿素或復合肥(主要是溶解性好的顆粒復合肥)放入塑料桶內浸泡溶解,然后人工挑擔淋施或拖管淋施。
用這種簡易的辦法,種植戶已能嘗到水肥一體化技術帶來的好處。如肥效反應快,用肥量少。但他們的煩惱是需要花很多精力溶解肥料。
如果市場上有水溶性的液體或固體水溶肥供應,這將是農民喜愛的肥料種類。另外,我國的設施灌溉面積也越來越大,對水溶性肥料有巨大的需求。
目前市場懸浮肥主要有兩大系列:有機無機復合型及純無機型。兩種類型的肥料在溫度5℃以上均能做到不分層,不結塊,全水溶,易流動。
可以根據作物生長需要配制高氮、高磷、高鉀等配方。有機無機復合型目前大量養分為33-35%,微量元素0.5%,有機質(主要為氨基酸、黃腐酸等)10%;無機型氮磷鉀養分含量41~43%,微量元素0.5%。
經在蔬菜、馬鈴薯等作物上的滴灌系統試用表明,懸浮液體肥肥效高,溶解快速,不堵塞過濾器。當然,懸浮液體肥料也可以作為沖施肥施用,目前建議的稀釋倍數為250~300倍。
4、懸浮肥的應用與發展
懸浮肥料在美國已得到規模化應用,年消費懸浮肥200多萬噸,技術和設備都比較成熟,特別是有配套的運輸和施用設備。
相當部分的懸浮肥做基肥施用。施用石灰改良土壤酸性是非常有效的措施。但撒施石灰的過程非常辛苦,粉塵飄飛。
美國在上世紀80年代研發了懸浮液體石灰,在整地時機械施入土壤,克服了撒施的不足。
我國市場上有國外的一些懸浮產品銷售,如懸浮鎂、懸浮鋅等。國內也有廠家在生產高濃度的有機無機復合型懸浮肥料。
田間應用表明,以氮磷鉀為主的懸浮液體肥料完全可以代替固體肥做追肥。特別在小型菜場果園,配合灌溉施用,懸浮肥料是個不錯的選擇。