腐植酸液肥饱和复配工艺的研究

腐植酸液肥饱和复配工艺的研究_2011年论文集

腐植酸液肥饱和复配工艺的研究

马献发 张继舟 于志民

（黑龙江省科学院自然与生态研究所 哈尔滨 150040）

摘  要：用腐植酸、尿素、磷酸氢二钾、磷酸二氢钾等原料，采用回归旋转组合设计对腐植酸液肥饱和复配进行调整，以期提高腐植酸液肥中腐植酸和营养元素含量。试验表明，饱和复配腐植酸液肥其营养元素总量(NP2O5-K2O)稳定在350.25 g/L以上的组合方案为：配制100 mL液肥，需腐植酸30.98～33.87 g、磷酸二氢钾12.17～13.51 g、尿素32.89～40.18 g、磷酸氢二钾6.75～8.04 g。

关键词：腐植酸 液肥 饱和复配

Study of Humic Acid Liquid Fertilizer Complex Process of Saturation

Ma Xianfa, Zhang Jizhou, Yu Zhimin

(Institute of Natural Resources and Ecology, Heilongjiang Academy of Science, Harbin, 150040)

Abstract: Using humic acid, urea, potassium hydrogen phosphate, potassium dihydrogen phosphate and other raw materials, the use of regression rotary combination design of humic acid compound fertilizer saturation adjustments, to improve the content of humic acid and nutrient content in humic acid liquid fertilizer. Tests showed that saturated humic acid compound fertilizer of its total amount of nutrient elements(N-P2O5-K2O) stable at 350.25 g/L or more combinations of options is as following: Configuration 100ml liquid fertilizer, humic acid required 30.98～33.87g, potassium dihydrogen phosphate 12.17～13.51g, urea 32.89～40.18g, dipotassium hydrogen phosphate 6.75～8.04g.

Key words: humic acid; liquid fertilizer; saturated compound

目前，肥料发展的主要趋势是复合化、多元化和无害化，其主要特点表现为环保性、成分和功能的多样性[1]。腐植酸液体肥料作为一种新型肥料得到了广泛应用。研究表明[2，3]，与固体肥料相比，腐植酸液肥具有作物吸收快和肥料利用率高等优点。但存在溶解性营养元素含量不高、腐植酸含量降低等问题，影响液体肥料的品质和使用。试验利用腐植酸、尿素、磷酸氢二钾、磷酸二氢钾等原料，采用回归旋转组合设计对腐植酸液肥配方进行调整，以提高液肥中营养元素和腐植酸含量。

1  材料与方法

1.1 试验材料及试验设计

尿素(N≥46.6%，大庆石化公司化肥厂生产)、磷酸氢二钾(K2HPO4·3H2O≥95%，青州市广汇化工厂生产)、磷酸二氢钾(KH2PO4≥98%，青州市广汇化工厂生产)、腐植酸(总腐植酸含量42.5%，灰分11.3%，内蒙古武川的腐植酸钠)。

本试验采用四元二次回归旋转组合设计，选用腐植酸、磷酸氢二钾、尿素、磷酸二氢钾四因素为自变量。自变量设计水平见表1。将每个处理组合加水，配制100 mL的水溶液，测定溶液中的营养元素总量(N-P2O5-K2O)。

表1 因素水平编码
Tab.1 The level of encoding factors

1.2 测定方法

肥料中腐植酸、氮磷钾的测定参照文献[4]，所有数据采用Excel 2003和DPS 7.05处理。

2  结果与分析

2.1 回归方程的建立

各处理完全溶解后，测定其溶液的营养元素含量，结果见表2。

表2 实验处理及溶液营养元素总量
Tab.2 Experimental treatment and the total nutrient solution

如表3所示，对回归方程进行方差分析：F(14，8)=10.45>F0.01，复相关系数R=0.974，说明溶液中营养元素含量与腐植酸、磷酸氢二钾、尿素、磷酸二氢钾之间回归关系极显著，即回归方程成立。

在α=0.1的显著水平上剔除不显著项后，简化回归方程得到:

表3 试验结果方差分析表
Tab.3 ANOVA table test results

2.2 因素效应分析

2.2.1 主效应分析

Y1=366.12639-18.03377X1-9.35039X12

Y2=366.12639+7.82224X2-19.19685X22

Y3=366.12639+20.38258X3-7.84778X32

Y4=366.12639+11.30189X4-9.20896X42

单因子对营养元素总量的影响见图1。可以看出，当因子水平大于0，单因子对营养元素总量的影响，依次为尿素＞磷酸二氢钾＞磷酸氢二钾＞腐植酸；而当因子水平小于0时，对营养元素总量的影响最大的是腐植酸。

图1 单因子对营养元素总量的影响
Fig.1 Single-factor on the total amount of nutrients

2.2.2 因素间互作效应的分析

因素间互作效应的分析见图2～图7。

图2 腐植酸与磷酸二氢钾的互作效应
Fig.2 The mutual effect of humic acid and potassium dihydrogen phosphate

图3 腐植酸与尿素的互作效应
Fig.3 The mutual effect of Humic acid and urea

图4 腐植酸与磷酸氢二钾的互作效应
Fig.4 The mutual effect of humic acid and potassium hydrogen phosphate

图5 磷酸二氢钾与尿素的互作效应
Fig.5 The mutual effect of Potassium dihydrogen phosphate and urea

图6 磷酸二氢钾与磷酸氢二钾的互作效应
Fig.6 The mutual effect of Potassium dihydrogen and dipotassium hydrogen phosphate

图7 尿素与磷酸氢二钾的互作效应
Fig.7 The mutual effect of Urea and potassium phosphate dibasic

可知，在一定范围内腐植酸分别与磷酸二氢钾、尿素、磷酸氢二钾，表现出一定的相互作用；尿素与磷酸二氢钾、磷酸氢二钾表现出一定的交互效应；同时，磷酸二氢钾与磷酸氢二钾之间也存在互作效应。

2.2.3 最佳配比模拟寻优

最高值的各个因素组合见表4。

通过计算机寻找模型的最佳解，即获得溶液营养元素含量最高时的最佳配比，但考虑到随机干扰和经济效益，这种最大值不一定代表实际最佳水平。为求证各因素的可靠性，采用频次分析方法做进一步解析。在-1.682＜X＜1.682约束范围内，溶液营养元素含量大于350.25 g/L的125个方案见表5、表6。

表4 最高值的各个因素组合
Tab. 4 The maximum value of the combination of various factors

表5 大于350.25 g/L的125个方案中各变量取值的频率分布表
Tab. 5 More than 350.25 g/L for 125 programs the value of the variable frequency distribution

表6 大于350.25的125个方案中各个因子频率表
Tab.6 More than 350.25 g/L for 125 program frequency of each factor

由表6可知，在保证其他条件不变时，溶液中营养元素总量(N-P2O5-K2O)稳定在350.25 g/L以上的组合方案为：配制100 mL液肥，需腐植酸30.98～33.87 g、磷酸二氢钾12.17～13.51 g、尿素32.89～40.18 g、磷酸氢二钾6.75～8.04 g。

3  小结与讨论

肥料对作物的有效性并不完全取决于各元素在土壤中的贮量，而取决于作物从土壤贮备中摄取所需营养元素的量，土壤中一些元素的利用率很低，尤其是磷，仅为10%～20%。腐植酸液肥的加入可以大大提高各元素利用率，解决因缺乏营养元素所引起的种种问题。但加入量又需考虑到配方施肥的合理性及各元素间的相拮相辅作用。液肥的主要成分腐植酸具有固氮、解磷钾的作用，可为作物从土壤吸收各种所需营养提供保证，这样既解决了植物从根部吸收大量营养的需要，又提高了肥料利用率，达到了彻底解决营养不足的问题。氮、磷、钾肥的配合（下转114页）（上接107页）施用不仅节约肥料，缓解供肥不足问题，而且肥料利用率、有效性都显著提高，增产效果更加明显，达到科学施肥的目的。经试验得出，以尿素、磷酸氢二钾、磷酸二氢钾、腐植酸为主要原料，饱和复配腐植酸液肥其营养元素总量(N-P2O5-K2O)稳定在350.25 g/L以上的组合方案为：配制100 mL液肥，需腐植酸30.98～33.87 g、磷酸二氢钾12.17～13.51 g、尿素32.89～40.18 g、磷酸氢二钾6.75～8.04 g。该组合方案虽能提高液肥中腐植酸和营养元素的含量，但还要根据不同作物进一步确定营养元素比例，同时补充微量元素。

参考文献

[ 1 ]马献发，彭亚会，袁磊.腐植酸在改善生态环境中的应用[J].腐植酸，2006，(1):21～23

[ 2 ]于志民，王立民，吕品，等.腐植酸液肥对大棚秋番茄产量品质及土壤理化性质影响的研究[J].腐植酸，2003，(2):21～23

[ 3 ]于志民，张继舟，马献发.黄腐酸水稻苗床灌溉肥的应用试验效果研究[J].腐植酸，2005，(1):27～30

[ 4 ]鲍士旦.土壤农化分析[M].北京：中国农业出版社，2002