馬培根，陶紹程，謝 娟，龍慶蘭，何 薇，劉 旭，2

（1.甕福（集團）有限責任公司，貴州 貴陽 550002；2.鄭州大學 化工學院，河南 鄭州 450001）

0 引言

聚合度為3～20 的低聚合度聚磷酸銨（APP）相比于普通磷肥，具有養分含量高、水溶性好、螯合性強和磷緩釋等特點［1］，符合目前水肥一體化和綠色農業的發展理念［2］。低聚合度聚磷酸銨作為新型肥料逐步走向市場，廣泛應用于糧油作物、棉花和蔬菜等農作物的種植上［3-5］。由于其僅含有氮、磷養分，且聚磷酸鹽要水解為正磷酸鹽后才能被植物吸收［6］，因此，單獨向農作物施用聚磷酸銨容易造成前期養分供給不足的問題。因此，國內外專家學者就聚磷酸銨進行了大量的配伍施用研究［7-9］，以實現肥料利用最大化。

固體低聚合度聚磷酸銨存在吸濕性強和易結塊的問題［10］，影響其配伍產品的生產和施用。磷酸一銨是目前常使用的速效磷肥之一，常作為水溶復合肥的原料。有文章報道酸性環境能加快聚磷酸銨的水解［11］。因此，將磷酸一銨、肥料級磷酸脲、尿素和硫酸鉀等與低聚合度聚磷酸銨進行配伍，研究其配伍后水溶肥pH 和水溶性的變化情況，重點考察配伍后肥料的吸濕和結塊情況，為低聚合度聚磷酸銨配伍產品的生產和施用提供指導。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

農用低聚合度聚磷酸銨產自甕福達州化工有限責任公司，其主要成分如表1所示；磷酸脲為肥料級，產自甘肅甕?；び邢挢熑喂荆饕煞秩绫? 所示；磷酸一銨為工業級磷酸一銨（w（P2O5＋N）≥72%）；尿素為農用級尿素（w（N）≥46.4%）；硫酸鉀為農用級硫酸鉀（w（K2O）≥50.5%）；實驗用水為自來水（pH 6.9，w（Ca＋Mg）≥0.000 2%）。

表1 農用低聚合度聚磷酸銨指標

表2 肥料級磷酸脲指標

1.2 實驗設計

將磷酸一銨、磷酸脲、尿素和硫酸鉀粉碎，與農用低聚合度聚磷酸銨按表3比例進行混合，混合后過1.7 mm（10目）標準篩得到7種不同組成的水溶肥，檢測配伍后肥料的pH、水溶性、吸濕率和結塊率。

表3 農用低聚合度聚磷酸銨配伍方案 %

1.3 分析方法

1.3.1 pH和水溶性檢測

將配伍得到的肥料用自來水按照固液質量比1 ∶250 和1 ∶1 000 配制成溶液，分別使 用pH 計（雷磁，PHB-5）和濁度儀（雷磁，WZB-172）檢測其pH和濁度。

1.3.2 吸濕性檢測

分別稱取配伍后肥料（2.00±0.01） g置于5 cm玻璃表面皿上，放置在實驗室（溫度15～20 ℃，相對濕度50%～60%），在計劃時間稱量，增加質量與樣品質量的比值即為其吸濕率［12］。

1.3.3 結塊性檢測

將200 g 配伍后的肥料裝入自封袋，將其置于50 kg 重物下進行重壓處理。按計劃的時間取出自封袋，使其從1 m高處正反面各自由墜落一次，袋內樣品以同樣的強度和頻率過1.7 mm（10目）篩，稱量篩上物質量，篩上物與肥料總質量的比值即為結塊率［13］。

2 結果與分析

2.1 配伍肥料pH和水溶性

分析不同配伍水溶肥的pH 和濁度，其結果如表4所示。聚磷酸銨與磷酸一銨復配時，由于磷酸一銨為弱酸性，復配后水溶肥pH 較聚磷酸銨低，但pH 隨兩者的配比變化相差不大。磷酸脲和聚磷酸銨配伍時，隨著聚磷酸銨的比例提高，水溶肥pH（1 ∶250）由4.05 升至5.40，在提高了磷酸脲pH 的同時，弱酸性有利于聚磷酸銨的水解［14］，配伍的產品更適合在鹽堿地施用。聚磷酸銨配伍的水溶肥明顯提高了酸性肥料的pH，pH均在4～7，符合市場對水溶肥酸堿度的要求。配伍后的水溶肥均表現為全水溶性，但濁度增加，這是由于復配后，隨pH 升高正磷酸鹽與自來水和磷酸脲中金屬離子結合，以及聚磷酸銨對金屬離子螯合相互作用的結果［15］。因此，在配伍過程中須注意正磷酸鹽和游離態高價金屬離子的添加量，避免產品溶于水后濁度過高，在施用過程中也應避免使用水質較差的水源進行配施［16］，以防出現堵管。

表4 水溶肥pH和水溶性

2.2 配伍肥料吸濕性

由配伍后肥料的吸濕率（見圖1）來看，吸濕率均隨著聚磷酸銨添加比例的增加而提高。聚磷酸銨與磷酸一銨復配時其吸濕率在7 h 后趨于平衡，聚磷酸銨添加量為80.0%時配伍后肥料的吸濕率較高，達到了13.43%以上。相同條件下，聚磷酸銨與磷酸脲配伍時肥料吸濕率較與磷酸一銨配伍的高，這是由于磷酸脲本身具有一定的吸濕性，NP-6的吸濕率最大，高達13.89%。從形貌來看，當吸濕率大于8%時，水溶肥表面開始溶化。因此，聚磷酸銨配伍比例過高時，需要在干燥條件下生產和儲存，在施用時應避免長時間將肥料暴露于潮濕的空氣中，從而避免肥料吸濕后發生水解［17］。

圖1 配伍肥料吸濕率

2.3 配伍肥料結塊性

復配肥料經重壓后，從外觀來看相對松散，無明顯板結和結塊現象。由配伍肥料結塊率（見表5）來看，聚磷酸銨和磷酸一銨配伍后結塊率優于與磷酸脲和氮磷鉀水溶肥配伍組別，這可能是由于磷酸脲和氮磷鉀水溶肥中的尿素在擠壓中均會表現出一定的結塊性［18-19］。從15 d到60 d，聚磷酸銨復配肥料結塊率無明顯變化，均小于4%，表明低聚合度聚磷酸銨與磷酸一銨、磷酸脲、硫酸鉀和尿素等肥料在復配時結塊情況不明顯，幾乎不影響儲存和施用。

表5 配伍肥料結塊率 %

3 結論

聚磷酸銨可以明顯提高磷酸脲的pH，配伍肥料酸堿度適中，按固液質量比1 ∶250 配制的溶液pH 為4～7。配伍肥料的水溶性良好，均表現為全水溶，按固液質量比1∶250 配制的溶液濁度均小于10 NTU。在進行配伍時應注意正磷酸鹽和高價金屬離子的添加比例，施用過程中應避免使用水質較差的水。聚磷酸銨占比較高時，配伍肥料吸濕率明顯提高，最高達到13.89%；在聚磷酸銨占比較低的NPK-1組，吸濕性較低，僅為4.16%；建議低聚合度聚磷酸銨配伍的水溶肥應避免在空氣中長時間暴露。低聚合度聚磷酸銨配伍的水溶肥60 d內結塊率均低于4%，無明顯結塊現象。整體看來，低聚合度聚磷酸銨配伍肥料生產和施用過程中應主要關注其吸濕性，避免因吸濕而導致產品質量不合格的問題。