草酰胺緩釋氮肥的特性分析及建議

段付崗

（陜西潤中清潔能源有限公司，陜西 長武 713600）

草酰胺屬于一種氮含量適中的緩釋化肥，應用范圍較為廣泛，可施用于糧食作物、經濟作物、藥材作物、飼料作物、工業原料作物等，或作為配方原料用于生產緩釋復混肥料。其肥料形式分為顆粒肥、粉末肥和液態肥，可用作基肥、追肥和葉面肥。市場上常見的草酰胺多為25 kg袋裝顆粒狀或粉狀肥料，市場占有率不及氮肥總量的1%。

1 草酰胺特性分析

1.1 氮素形態

草酰胺屬于酰胺態氮肥，不同于銨態氮肥、硝態氮肥、氰氨態氮肥和有機態氮肥等。酰胺態氮是由酰基和氨基組成的化合物，也是有機物的重要組成部分，故草酰胺屬于有機化工合成氮肥，不屬于有機肥。

1.2 總氮含量

草酰胺分子式為（CONH2）2，w（N）理論值為31.79%，草酰胺肥料中w（N總）≥31%。草酰胺肥料無國家標準，生產廠家常用的產品規格見表1。

表1 常用的草酰胺肥料產品規格

參照GB/T 23348—2009《緩釋肥料》，草酰胺符合中濃度緩釋肥料的質量要求（w（總養分）≥30%）。

1.3 作物吸收原理

氮是作物體內氨基酸的重要組成元素，是構成蛋白質的主要元素，也是葉綠素合成不可缺少的元素，為作物進行光合作用創造條件，對作物生長起著非常重要的作用，可提高作物的產量和質量。

草酰胺施入土壤后，先以分子態（酰胺態氮）存在于土壤中，經過土壤中脲酶以及微生物的作用，水解成碳酸銨或碳酸氫銨，即轉化為銨態氮后進入作物體內；再經過光合作用，并與有機酸結合生成氨基酸，最終形成其他含氮有機物促進作物生長［1］。也就是說，草酰胺中酰胺態氮在土壤中轉變成銨態氮后，方可被作物吸收利用，否則難以被土壤膠體直接吸附。

1.4 食品安全性能

草酰胺中的酰胺態氮和銨態氮一樣，被作物吸收后在土壤中不殘留任何有害物質，長期施用對作物無不良影響，對食品安全不構成任何威脅。符合人體營養需求，對健康不造成任何急性、亞急性或者慢性危害，具備食品安全最基本的性能。

1.5 生態環保功能

在常溫下，草酰胺肥料的性質比較穩定，不易分解或揮發；在高溫或曝曬環境下，會分解或揮發出極微量的氨氣和二氧化碳，基本上不存在大氣污染現象。因其溶解度小（室溫下其溶解度僅為0.016 g），不易在土壤中產生淋溶和水徑流現象，不會污染河流和水源；長期施用，也不會污染土壤和作物，屬于名副其實的環保友好型綠色肥料。

1.6 遇潮板結性能

草酰胺物化性質穩定，微溶于水，即使在其產品水含量較高、塑料薄膜包裝袋破損、儲存時間較長等情況下，也不會出現吸潮和板結現象，從而保證了產品內在質量和外觀質量的持久性，故草酰胺便于運輸、使用和儲存。

1.7 肥效屬性

草酰胺深施覆土后，在脲酶及微生物作用下由酰胺態氮轉化為銨態氮，氮素養分緩慢釋放。在緩慢釋放出氮素過程中，不會因施肥過量造成作物畸形生長，也不會因施肥不及時造成作物減產，有利于作物穩產高產。草酰胺作為基肥一次施用，可節省人力和施肥時間，提高了勞動效率。

1.8 氮利用率

草酸胺在水中的溶解度小，施肥后不容易被雨淋溶解，也不易被水流帶走而造成損失，其氮利用率達到65%～80%，是尿素的2倍多。

1.9 氮元素價值

在所有肥料中（包括鉀肥、磷肥、復合肥、緩釋肥等），草酰胺中氮養分的“含金量”是最高的，因其售價高達3 000元/t，而w（N）只有31%，即草酰胺中每千克氮素養分的價值為9.68元，是尿素肥料的2.2倍。

2 研究與探討

2.1 草酰胺作為緩釋肥料的定性

根據草酰胺的溶解度大小、氮含量高低和肥效期長短等特點，可以初步確定草酰胺屬于中濃度緩釋氮肥，符合GB/T 23348—2009《緩釋肥料》的要求。并且，根據GB/T 23348—2009中規定，草酰胺粒徑1.00～4.75mm或3.35～5.60mm的顆粒應占90%以上。

在土壤中，粉末狀草酰胺（粒度＜0.25mm）中酰胺態氮轉化為銨態氮，只需要14 d，比尿素多了7 d左右，這和作物漫長的全生育期（90～200 d）相比，則顯得肥效期太短了。并且，無論是在拆袋過程中還是在倒入農具內時，粉末狀草酰胺均會隨風飄移，造成浪費和污染，從而增加農業生產成本。另外，現有大袋包裝的化肥包括氮肥、磷肥、鉀肥、復合肥、混配肥、緩釋肥等多為顆粒狀，而少有粉末狀，這是因為用戶很難接受粉末狀肥料。因此，很有必要將粉末狀草酰胺加工成顆粒狀，更有利于田間管理和提產增效。

2.2 提高草酰胺的緩釋性能

土壤中的脲酶含量、草酰胺的粒度和強度等均是影響草酰胺水解速度的因素，其中土壤中脲酶含量越高，草酰胺溶解速度越快；草酰胺粒度越大，顆粒強度越高，其溶解速度越慢。

通過控制草酰胺肥料在水中和土壤中的溶解速度，可以減慢草酰胺的無機化進程，從而起到延緩草酰胺的肥效釋放作用。增大顆粒直徑，提高顆粒強度，是控制草酰胺向水中和土壤中溶出的最佳途徑。例如，將草酰胺加工成顆粒狀（粒徑2.00～3.00mm）施用于土壤中，其酰胺態氮轉化為銨態氮時間則可延長至70 d以上，肥效期可達3～6個月，一次性作為基肥施用可滿足大多數作物全生育期氮素養分的需求。

也可在將粉末狀草酰胺加工成顆粒狀的過程中，借鑒穩定性肥料的加工經驗，在草酰胺中適量添加脲酶抑制劑，阻止草酰胺與脲酶接觸，則可收到更好的緩釋效果。

2.3 提高草酰胺的性價比

草酰胺作為緩釋肥料早已被農業專家所認知，但其昂貴的價格和緩釋性能要被用戶接受，還需要一個漫長的過程。要讓用戶接受，就得先和尿素對標施用，看哪種肥料的增產效果好。

小麥、玉米、水稻這三大糧食作物的大田試驗表明，與尿素相比，一次性施用同等氮量的草酰胺可明顯提高糧食產量；若施用減少30%氮量的草酰胺，則這三大糧食作物可不減產甚至還略有增產［2］。這主要得益于草酰胺肥料中氮素利用率高。大量資料顯示，尿素中氮素利用率僅為35%，而草酰胺中氮素利用率高達65%～80%，基本上是尿素的2倍多。對大田試驗進行成本核算，尿素、草酰胺的市場價格分別以2 000元/t和3 000元/t計，若一次性施用尿素量為100 t需要20萬元，折氮量為46 t，減少30%后的氮量為32.2 t，則換算成草酰胺的實物量為103.9 t，共需31.2萬元。也就是說，施用草酰胺較尿素少消耗氮量13.8 t，多花費11.2萬元，即施用草酰胺肥料的成本較尿素高56%。盡管草酰胺氮素利用率較高，使氮量消耗減少，但用戶的生產成本提高了。

現有田間施肥經驗可知，尿素和草酰胺的摻配比例為0∶1，即不用尿素而全用草酰胺是作物增產的最佳比例；而從成本考慮，m（尿素）∶m（草酰胺）=1∶1則是最經濟實惠的作物增產比例。若以一次性施用尿素量為100 t為參照需要20萬元；最經濟實惠的作物增產比例以1∶1計，即施用尿素和草酰胺各50 t，二者分別需要10萬元和15萬元，共計25萬元，二者對半施用與單獨施用尿素比較，肥料成本增加了25%，這就是所謂的“最經濟實惠”的施肥效果。

因此，無論采取任何施肥方式，包括減氮施用和摻配施用，只要施用草酰胺，作物用肥成本均會增加，增產帶來的收益必須大于25%～56%，才可能被用戶接受；還有一種辦法可緩解農業生產成本和收益之間矛盾，那就是降低草酰胺售價，降至2 000元/t，即其氮素的單價為64.5元/g，較尿素還要高21.0元，這樣農民才有可能接受草酰胺這種肥料。由減氮施用和摻配施用這2個例子也可證明，只有將尿素和草酰胺的售價調整一致，才能達到增產不增加成本的效果，這也是未來草酰胺市場的正常利潤點。

3 結論與建議

（1）草酰胺微溶于水，不易板結，在土壤中養分釋放慢，肥效期長，不易隨水流失，不會污染環境，氮素利用率高，在土壤中不會殘留任何有害物質，長期施用對作物無不良影響，對人體健康不會造成任何危害。

（2）粉末狀草酰胺中酰胺態氮在土壤中轉化為可被作物吸收利用的銨態氮僅需14 d；而將其加工成顆粒狀（尤其是大顆粒）肥料施用于土壤中，酰胺態氮轉化為銨態氮所需時間可延長至70 d以上，肥效期可達90～180 d，一次性作為基肥施用可滿足大多數作物全生育期的氮素養分需求。建議在草酰胺項目設計時，將其產品定位為粉末狀和顆粒狀2種規格，以便于滿足市場需求，贏得最大的利潤空間。

（3）在農業生產中，大量田間試驗證明，施用草酰胺可提高氮素利用率，實現增產增收的目標；或減氮30%施用，起到不減產甚至稍有增產的作用；或與尿素對半摻配施用，達到最經濟實惠的效果。但根據現有尿素和草酰胺的市價測算，只要施用草酰胺，就會增加作物用肥成本，而無法得到用戶的認可。筆者預測，未來草酰胺售價降至2 000元/t時，用戶方可實現增產增收而不增加成本的預期。在此前提下，草酰胺的“含金量”依然處于高位，每千克氮素養分價格尚在6.45元左右，照樣穩居肥料之首，這正是投資者的期望值和關注點。

（4）草酰胺是一種新型環境友好型緩釋肥料，優勢多多，但因其生產工藝復雜、價格昂貴，世界上尚無大型工業化、規模化生產的先例，目前只有某公司1 000 t/a草酰胺裝置正在試生產。故建議國家加大草酰胺的研發和制造力度，大力推廣和建設年產百萬噸級以上的草酰胺項目，以提高其規模產能，滿足市場需求。

（5）草酰胺盡管具備明顯的緩釋性能，但因其養分單一、市場價位偏高，尚無任何競爭優勢，無法吸引用戶眼球。建議打造優質、高端的緩釋肥料，尤其是包含氮、磷、鉀3種主要養分、適應作物不同配方的復合型緩釋肥料，才更有利于打開市場銷路，更好地服務于農業生產。