腐植酸尿素在农业生产和面源污染防控中的研究与应用
发布时间：2021-06-25 00:09
近年来,随着《到2020年化肥使用量零增长行动方案》的发布与实施,减肥增效已成为我国农业绿色高质量发展的一个重要途径。腐植酸尿素因其在减肥增效方面独特的优势,为我国农业转型升级注入新的活力,尽管如此,腐植酸尿素的生产工艺及其在农业生产和面源污染防控方面的应用推广仍存在许多问题。在农业减肥增效与绿色发展的大背景下,文中系统综述了腐植酸的活化方法、腐植酸与尿素的作用机理、腐植酸尿素的生产工艺、田间应用效果及在面源污染防控中的研究进展,提出了目前腐植酸尿素生产中存在的问题和下一步研究重点及应用推广建议,为化肥使用零增长行动方案和农业面源污染防控提供参考。
【文章来源】：中国土壤与肥料. 2020,(04)北大核心CSCD
【文章页数】：12 页
【部分图文】：
碱溶酸析法工艺流程
第二种工艺方法是以水为溶剂制备腐植酸尿素，该工艺由中国科学院山西煤炭化学研究所和江苏省通州市合作开发，特点是工艺条件温和，用水和少量添加剂作介质，常压、反应温度为90～100℃，该工艺降低了缩二脲的生成、减少了环境污染，同时还应用于实际生产，建立了年产6 000 t的中试生产装置[57-58]，具体工艺流程见图2。在该工艺的基础上，程亮等[59]研究了低温条件下腐植酸尿素的制备工艺，获得了最佳工艺参数：以水为溶剂，以纳米腐植酸和尿素为原料，反应温度47.6℃，反应时间1.81 h，活化剂为质量浓度是50%的十二烷基硫酸钠，固液体摩尔比9∶1，络合剂浓度0.14 mol/L，腐植酸尿素产率达到90.6%。该工艺条件下腐植酸尿素粒度大小均匀且分散性良好，粒径为70～90 nm，比表面积189.85 m2/g，平均孔径10.2 nm，孔容0.86 cm3/g，具有较高热稳定性。3.2 热熔法
针对上述问题，林海涛等[6]优化了工艺，有效避免了氮损失和缩二脲的形成，具体工艺为：将风化煤（0.30 mm）与尿素（0.15 mm）以1∶1的比例在混合机内充分混合均匀，之后投入反应器内，在额定时间内经额定温度加热完成反应，反应结束物料温度为80～85℃，物料自然冷却后粉碎造粒得到腐植酸尿素（图4）。该工艺特点是腐植酸与尿素经在反应器中以干法形式直接进行络合反应，摒弃了传统釜式反应器的缺点，做到了腐植酸尿素的连续投料、出料，解决了造粒和烘干的难题，腐植酸尿素络合率高（络合态氮含量大于20%），整套工艺设计简捷，设备造价低。图4 改进型热熔法腐植酸尿素生产工艺流程
【参考文献】：
期刊论文
[1]增值尿素的氨挥发特征及其对土壤微生物量碳和脲酶活性的影响[J]. 李伟,袁亮,赵秉强,孙凯宁,林治安. 腐植酸. 2013(06)
[2]腐植酸尿素对土壤氨挥发和玉米生长的影响[J]. 许俊香,邹国元,孙钦平,高利娟,刘本生,李吉进. 土壤通报. 2013(04)
[3]脲基活化与超声波活化对腐植酸的影响[J]. 丁方军,付乃峰,吴钦泉,陈士更,谷端银,陈卫民. 腐植酸. 2012(03)
[4]催化氧解褐煤生产黄腐植酸的实验研究[J]. 张水花,林化娥,杨芬,汪帆. 曲靖师范学院学报. 2012(03)
[5]Preparation of nitric humic acid by catalytic oxidation from Guizhou coal with catalysts[J]. Yang Zhiyuan , Gong Liang, Ran Pan School of Chemistry and Chemical Engineering, Xi’an University of Science and Technology, Xi’an 710054, China. International Journal of Mining Science and Technology. 2012(01)
[6]微生物对神府光氧化煤基腐殖酸的转化[J]. 张亚婷,孟庆宇,周安宁. 化学与生物工程. 2009(07)
[7]硝酸处理对褐煤中可提取性腐殖酸含量及其吸附特性的影响[J]. 邢尚军,刘方春,杜振宇,段春华,乔艳辉,刘春生. 土壤学报. 2009(03)
[8]风化煤硝酸氧解复合催化剂的研制[J]. 凌强,崔平,王广海. 腐植酸. 2009(02)
[9]腐植酸尿素的中试工艺研究与应用[J]. 姜剑平,孙明强,郭玉荣,周骏. 腐植酸. 2009(01)
[10]腐植酸尿素对生姜产量及氮素吸收、同化和品质的影响[J]. 梁太波,王振林,刘兰兰,王汝娟,陈晓光,张晓冬,史春余. 植物营养与肥料学报. 2007(05)
硕士论文
[1]新型尿素在冬小麦—夏玉米轮作体系中的氮素去向研究[D]. 张艺磊.河北农业大学 2018
[2]腐植酸对氮肥转化、损失及油菜生长的影响[D]. 王平.山东农业大学 2018
[3]煤质腐植酸的制备及其结构研究[D]. 冯凡.安徽工业大学 2017
[4]利用放线菌降解风化煤生产腐植酸肥的研究[D]. 崔洪飞.内蒙古农业大学 2014
[5]机械化学法对褐煤活化效果及其包裹尿素缓释效果的研究[D]. 刘鑫.内蒙古农业大学 2013
[6]不同风化煤腐植酸活化剂及其活化条件对活化率的影响[D]. 曲海滨.山东农业大学 2013
[7]三株放线菌降解风化煤的工艺条件研究[D]. 王春颖.内蒙古农业大学 2011
本文编号：3248090
【文章来源】：中国土壤与肥料. 2020,(04)北大核心CSCD
【文章页数】：12 页
【部分图文】：
碱溶酸析法工艺流程
第二种工艺方法是以水为溶剂制备腐植酸尿素，该工艺由中国科学院山西煤炭化学研究所和江苏省通州市合作开发，特点是工艺条件温和，用水和少量添加剂作介质，常压、反应温度为90～100℃，该工艺降低了缩二脲的生成、减少了环境污染，同时还应用于实际生产，建立了年产6 000 t的中试生产装置[57-58]，具体工艺流程见图2。在该工艺的基础上，程亮等[59]研究了低温条件下腐植酸尿素的制备工艺，获得了最佳工艺参数：以水为溶剂，以纳米腐植酸和尿素为原料，反应温度47.6℃，反应时间1.81 h，活化剂为质量浓度是50%的十二烷基硫酸钠，固液体摩尔比9∶1，络合剂浓度0.14 mol/L，腐植酸尿素产率达到90.6%。该工艺条件下腐植酸尿素粒度大小均匀且分散性良好，粒径为70～90 nm，比表面积189.85 m2/g，平均孔径10.2 nm，孔容0.86 cm3/g，具有较高热稳定性。3.2 热熔法
针对上述问题，林海涛等[6]优化了工艺，有效避免了氮损失和缩二脲的形成，具体工艺为：将风化煤（0.30 mm）与尿素（0.15 mm）以1∶1的比例在混合机内充分混合均匀，之后投入反应器内，在额定时间内经额定温度加热完成反应，反应结束物料温度为80～85℃，物料自然冷却后粉碎造粒得到腐植酸尿素（图4）。该工艺特点是腐植酸与尿素经在反应器中以干法形式直接进行络合反应，摒弃了传统釜式反应器的缺点，做到了腐植酸尿素的连续投料、出料，解决了造粒和烘干的难题，腐植酸尿素络合率高（络合态氮含量大于20%），整套工艺设计简捷，设备造价低。图4 改进型热熔法腐植酸尿素生产工艺流程
【参考文献】：
期刊论文
[1]增值尿素的氨挥发特征及其对土壤微生物量碳和脲酶活性的影响[J]. 李伟,袁亮,赵秉强,孙凯宁,林治安. 腐植酸. 2013(06)
[2]腐植酸尿素对土壤氨挥发和玉米生长的影响[J]. 许俊香,邹国元,孙钦平,高利娟,刘本生,李吉进. 土壤通报. 2013(04)
[3]脲基活化与超声波活化对腐植酸的影响[J]. 丁方军,付乃峰,吴钦泉,陈士更,谷端银,陈卫民. 腐植酸. 2012(03)
[4]催化氧解褐煤生产黄腐植酸的实验研究[J]. 张水花,林化娥,杨芬,汪帆. 曲靖师范学院学报. 2012(03)
[5]Preparation of nitric humic acid by catalytic oxidation from Guizhou coal with catalysts[J]. Yang Zhiyuan , Gong Liang, Ran Pan School of Chemistry and Chemical Engineering, Xi’an University of Science and Technology, Xi’an 710054, China. International Journal of Mining Science and Technology. 2012(01)
[6]微生物对神府光氧化煤基腐殖酸的转化[J]. 张亚婷,孟庆宇,周安宁. 化学与生物工程. 2009(07)
[7]硝酸处理对褐煤中可提取性腐殖酸含量及其吸附特性的影响[J]. 邢尚军,刘方春,杜振宇,段春华,乔艳辉,刘春生. 土壤学报. 2009(03)
[8]风化煤硝酸氧解复合催化剂的研制[J]. 凌强,崔平,王广海. 腐植酸. 2009(02)
[9]腐植酸尿素的中试工艺研究与应用[J]. 姜剑平,孙明强,郭玉荣,周骏. 腐植酸. 2009(01)
[10]腐植酸尿素对生姜产量及氮素吸收、同化和品质的影响[J]. 梁太波,王振林,刘兰兰,王汝娟,陈晓光,张晓冬,史春余. 植物营养与肥料学报. 2007(05)
硕士论文
[1]新型尿素在冬小麦—夏玉米轮作体系中的氮素去向研究[D]. 张艺磊.河北农业大学 2018
[2]腐植酸对氮肥转化、损失及油菜生长的影响[D]. 王平.山东农业大学 2018
[3]煤质腐植酸的制备及其结构研究[D]. 冯凡.安徽工业大学 2017
[4]利用放线菌降解风化煤生产腐植酸肥的研究[D]. 崔洪飞.内蒙古农业大学 2014
[5]机械化学法对褐煤活化效果及其包裹尿素缓释效果的研究[D]. 刘鑫.内蒙古农业大学 2013
[6]不同风化煤腐植酸活化剂及其活化条件对活化率的影响[D]. 曲海滨.山东农业大学 2013
[7]三株放线菌降解风化煤的工艺条件研究[D]. 王春颖.内蒙古农业大学 2011
本文编号：3248090
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