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众所周知，水肥一体化是当前我国现代农业发展的战略方向，大力发展水溶肥料和推广水肥一体化技术成为农业和肥料产业发展的必然趋势。而水溶肥的关键原料——聚磷酸铵（简称APP），也是水溶肥发展历程中不可忽视的元素之一。  国内外应用存在较大差距 聚磷酸铵具有溶解性好、兼容性强、结晶温度低、螯合性好的优点，是配方肥的关键原料。早在1965年，美国科学家将其研究推出，现在已大规模生产，逐渐进入液体肥料的生产领域，特别在欧洲等地区得到广泛应用。而我国研究起步于20世纪80年代，目前国内专业生产聚磷酸铵肥料的企业尚少，其性状、组成及生产方法尚存在争议，在产品质量、数量和应用范围与国外相比，都存在较大的差距。 聚磷酸铵是一个庞大的家族，按其聚合度可分为低聚、中聚以及高聚 3 种类型，聚合度小于20g/mol的一般称为低聚；聚合度大于1000g/mol的被称为高聚，聚合度越高，水溶性越小，反之则水溶性越大。高聚APP可用作新型无毒无机阻燃剂的原料，低聚APP实际上是国外液体肥的主要原料，国外普遍采用热法酸生产，过磷酸直接同氨中和，而我国多采用磷铵和尿素缩合法，此工艺成本相对较低。低聚聚磷酸铵的聚合度控制跟它的反应温度、反应时间和物料配比紧密相关。 据王辛龙介绍，四川大学研究聚磷酸铵经历了三个阶段：第一是1995年开始研究APP，用肥料酸铵直接聚合；第二是本世纪初用磷酸脲聚合，研究低聚水溶APP；第三是用工业磷酸或磷铵直接做原料，研究高聚阻燃APP。通过实验表明，聚磷酸铵低聚，如两聚、三聚、六聚，对钙和镁螯合能力非常强，对铁的螯合能力较弱。 长效缓释 易被作物吸收 聚磷酸铵是长效缓释高浓度的液体肥料，APP不易与钙镁铁铝等离子反应而失效，在土壤中逐步水解为正磷酸才被作物吸收；是基肥中的无机螯合剂，可以螯合金属离子，可以提高磷的移动性和微量元素的活性，成为均匀一致的多元溶液肥料；也能配制高浓度复合肥，肥效高易吸收，添加氮肥和钾肥（UAN+KCl）、杀虫剂、微量元素，实现肥料多功能化；同时还可制成叶面肥，不会烧伤作物叶片，可在叶片上维持几天不蒸干晶析（盐析温度小于0℃）。聚磷酸铵的生产工艺采用聚磷酸氨化法，将磷酸和尿素混合并加热搅拌后，得到澄清透明的液体，再将该液体加热，经发泡、聚合和固化后即得到白色固体，冷却后得到成品。 影响聚磷酸铵水解的因素有四方面：一是酶，土壤中的磷酸酶是焦磷酸盐水解的关键酶，磷酸酶能迅速地催化聚磷酸铵的水解，水解速率比无酶催化快106倍；二是pH值，pH值越低，聚磷酸盐水解的越快；三是温度，其是影响聚磷酸铵水解的重要因素，温度越高，水解越快；四是金属离子，金属离子可催化聚磷酸铵水解，水解速率随金属离子的活性强度降低而减小，金属离子活性强度依次为：K+＜Na+＜Ca2+＜Mg2+ ＜Fe2+。 聚磷酸铵的肥料影响因素分为三大类：特性因素、土壤因素、其他因素。其中特性因素包含聚合度，作物前期用低聚APP，作物生长期长可用高聚APP，与其生长期吻合，螯合能力效果好。土壤因素包含土壤本底磷值及有机质高低，pH值为中性时，APP的效果与磷酸二氢铵（MAP）和磷酸氢二铵（DAP）的效果相当；pH<7时，APP效果应好于DAP；pH>7时APP效果应好于MAP。其他因素就要从施用用法、施肥位置和灌溉设施条件等多方面考虑，APP可作为种肥施用，可一次多施，而MAP只能少量多次；灌溉条件上APP更优，因为其移动性更好。 （四川大学教育部磷资源综合利用与清洁加工工程研究中心 王辛龙） |
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