烟草专用肥的配方设计及生产技术

烟草专用肥的配方设计及生产技术

作者:李天福

烟草专用肥主要指烟草专用肥，烟草专用肥是复合肥料和混合肥料的总称。生产和施用烟草专用肥能减少施肥次数，节省施肥成本，而且可根据农艺的要求，生产各种配方的烟草专用肥，提高肥效，是平衡施肥技术的物化产品。

一、烟草专用肥概况

（一）烟草专用肥的发展

20世纪80年代以前，我国烟草肥料以农家肥和饼肥为主，化学肥料施用较少。由于农家肥和饼肥中各种营养较为齐全，烟株吸收的养分较为平衡，烟草生理病害很少发生。缺点是农家肥和饼肥中养分含量和释放不好调控，往往还会出现贪青晚熟或过早落黄的现象，造成烟叶产质量不稳定，生产出来的卷烟产品质量上不了档次，“两烟”效益较低。

20世纪80年代以来，随着我国经济的高速增长和化肥生产能力的不断扩大，烟草肥料结构和施肥技术发生了根本性变化，化学肥料特别是烟草专用肥在烟草上得到了广泛应用。正是由于化学肥料的含量稳定和释放较有规律性，烟叶产质量就较为稳定，施肥效益得到了显著提高。

从中国农业生产的实际出发，以有机无机农业相结合的方针为指导，改善复合化肥的配方结构，辅之以有机和微生物活性物质，并使之合二为一，以兴利除弊，达到烟草优质适产和低耗、低害的目的。相关研究表明，在施用化学肥料的同时，适量施用有机肥可以保持土壤肥力，维持土壤养分的平衡，防止适宜种烟的土壤环境遭到破坏，而且对提高烟叶品质也是有益的。另外，据王革等人的研究，施用生物活性剂可提高20～35%的土壤养分利用率，提高肥料利用率10%左右。

（二）烟草专用肥的种类和性质

烟草专用肥按其生产和混配的工艺，大致可分为料浆法团粒型复混肥、干粉法团料型复混肥和散装掺混型复混肥三大类。

1、料浆法团粒型（粒状）复混肥

生产复合肥的工艺路线主要有磷酸铵和硝酸磷肥：磷酸是制取高浓度复合肥的主要原料。磷酸与氨化合生成磷酸铵，因中和时溶液的PH不同，可生成三种不同磷酸盐，即磷酸一铵NH4H2PO4，磷酸二铵（NH4）2HPO4和磷酸三铵（NH4）3PO4。磷酸一铵（在科技资料中常用其英文缩写名MAP）在酸性溶液中稳定存在，磷酸二铵（缩写名DAP）在碱性溶液中稳定，而磷酸三铵须存在于强碱性溶液中，在常温、常压下易分解。故只有MAP和DAP用作肥料。用杂质含量中等的湿法磷酸制成DAP 的养分含量为18:46:0，MAP的养分含量为11:55:0。而作为肥料用的商品磷酸铵往往

是DAP和MAP的混合物，因而其含氮量和含磷量往往介于两者之间，但总养分一般在60%以上。根据我国的实际情况，磷酸铵的国家标准（GB10205－88，GB10206－88）：DAP含N：13～18%，含有效P2O5：38～48%；MAP含N：10～11%，含有效P2O5：46～52%。而料浆法生产的MAP含N：10～11%，含P2O5：40～44%。产品级别详见以上两国标。这两种复合肥料都溶于水，但MAP的饱和水溶液为酸性（PH＝3.47），而DAP的饱和水溶液为微碱性（PH＝7.98）。因此，在石灰性土壤上MAP可降低磷的固定和氨的挥发，往往有较好的肥效。

在磷酸与铵中和时，也可加入其他的酸，如硫酸、硝酸等，生产出硫磷酸铵或硝磷酸铵等产品。硝酸磷肥是用硝酸分解磷矿粉制得磷酸和硝酸钙溶液，然后通入氨中和磷酸，并分离硝酸钙而制成。生产硝酸磷肥不用硫酸，常在硫资源缺乏的国家采用。同时，硝酸具有双重作用：一是把磷矿转化成可为植物利用的形式，二是在肥料中提供氮素营养。硝酸磷肥的生产工艺中因除钙方法的不同，工艺和产品有所差别。但其产品成分都比较复杂，有硝酸铵、硝酸钙、磷酸一铵、磷酸二铵、磷酸一钙和磷酸二钙，即其中既有硝态氮，又有铵态氮，既有水溶磷，又有枸溶磷。产品的氮磷（P2O5）比有1:1（20:20）的和2:1（26:13）两大类。因氮素中有一半左右是硝态氮，适用于生长期短的喜硝态氮的作物，如蔬菜、烤烟等，但一般认为在水稻上不太适宜。而磷的水溶率高低也很重要。根据试验，粒状的硝酸磷肥要求有效磷中水溶磷占50%以上，否则在缺磷土壤上会影响作物生长。不论是磷酸铵或硝酸磷肥，都是氮、磷两元的复合肥料。在其生产过程中加入钾肥（一般为氯化钾或硫酸钾），即成为三元烟草专用肥。这类烟草专用肥，一般养分含量比较均匀，颗粒的抗压强度较大，在运输过程中不易破碎，在贮存中也不易结块。

2、干粉法团粒型（粒状）复混肥

由于我国的复合肥工业尚在发展中，以磷酸铵和硝酸磷肥为基础发展的复混肥比重不大。粉状混合肥料虽然加工工艺简单，但容易吸潮、结块，施用不便，更不宜贮存，难以发展。因而广泛发展粒状烟草专用肥。粒状烟草专用肥可采用已有的单元化肥或复合肥（如磷酸铵），经破碎、过筛、称重、混合、造粒、干燥、冷却、筛分等工序，生产出粒状成品。造粒机的种类较多，有圆盘造粒机、转鼓造粒机和挤压造粒机等。其优点是配方较灵活，可以较小批量生产；缺点是因原料等原因，养分含量较难保证一致。而且存在二次加工、二次包装、二次税收等问题，提高了肥料的生产成本。同时肥料在混配中有相配性问题。相配性不好的原因往往是两种肥料混合产生部分化学反应，产生复盐具有很大溶解度，并释放出水，使物料变湿，难以成粒。而且两种肥料混合后从空气中吸水的临界相对湿度比其混合前的单一肥料要低。

按照烟草专用肥的国家标准（GB15063－94）对养分含量也有规定，要求氮、磷、钾养分之和，高浓度≥40.0%，中浓度≥30.0%，三元低浓度≥25.0%，二元低浓度≥20.0%。

3、散装掺混型复混肥

也称掺和肥，它是由粒状肥料按要求的养分配比，在搅拌机中干混而成。产品大部以散装进入市场，通称B.B.肥。究其发展的原因，由于氮、磷、钾等单元肥料的生产厂为降低产品成本，大多设在原料产地。生产成产品后，由销售商按农户的要求，

在小型的掺合肥料厂（仓库）中掺合并供应给农户，配方灵活，将肥料的生产、销售和农化服务联系在一起，很受各方欢迎。生产掺和肥料的基础是要有颗粒粒径和颗粒比重相近的原料肥。否则掺混后稍有震动，肥料容易分层，在田间用机器撒施时，养分分布不均。在我国，粒状磷酸铵和大颗粒尿的生产量增加很快，发展B.B.肥的物质条件趋于成熟。国外有些肥料公司已在我国设厂生产B.B.肥，这是一种在发展中的烟草专用肥。

二、烟草专用肥配方的基本原理

各种营养元素之间必须处于或接近平衡，如果要烟农自己掌握平衡施肥，对于目前农村的实际情况而言，应该说是不太现实的。因此，最好的办法就是在科研院所和烟草公司技术人员的指导下，由复合肥厂家根据各地的土壤与环境条件，生产出适合不同烟区的烟草专用复合肥，然后由烟农一次性施用。

1、不同作物对养分的不同需求

不同的作物由于基因型和生理代谢上的差异，它们对氮磷钾和其它中微量元素的需求是不同的，由于不同作物的养分需求差异往往较大，因此，在配方中必须首先加以考虑。就烟草而言，养分吸收量与其它作物相比有较大差别（表1）。

表1不同作物每100kg生物学产量所需要的氮磷钾养分及其比例

2、不同品种对养分的不同需求

不仅不同作物对氮磷钾的需求比例不同，即使是同一种作物，它在不同的生长时期对氮磷钾养分比例的需求也是不同的。相对于氮而言，烟草对磷的需求较少，而且在全生育期中，所消耗的氮磷比例变化也不大。因此，如果希望得到效果最好的肥料，烟草的基肥和追肥在氮磷钾配比上应该有所差异。

3、不同土壤类型中养分含量的差异

土壤所处的地带以及由此引起的成土过程的差异往往会导致土壤养分含量的巨大差异。例如从20世纪80年代初开始，云南开始大量施用磷肥，由于施用的磷肥比作物带走的磷多许多，磷又不易淋失，且具有很大的残效，使得土壤速效磷的含量与土壤第二次全国土壤普查时相比已有很大的提高。从总体来看，云南耕作土壤P素含量已较为丰富，无论全量还是有效量均远远高出全国平均水平，全量平均为

15g/Kg，有效量平均为33.8mg/Kg，有的超过100mg/Kg。所以，可降低烟草专用肥中的磷含量，提高氮、钾含量。

4、单质肥料的物理化学兼容性

单质肥料混合后，肥料之间会发生各种物理化学反应，其中某些反应对造粒过程有良好的影响，而某些反应会导致吸湿和结块的加剧，甚至养分的无效化和损失。例如，当硫酸盐肥料与钙质肥料混合时，生成的硫酸钙有利于肥料颗粒的稳定。铰态氮肥与钙镁磷肥混合时，会发生氮的挥发损失，硝态氮肥与过磷酸钙混合造粒时，会发生部分硝态氮的损失等。

三、烟草专用肥配方改革

改进肥料配方是提高肥料利用率的一条重要途径。从中国烤烟生产的实际出发，针对不同土壤条件，在养分配比与肥料结构上作适当改进，这对提高肥料利用率是较为有效的。

1、原料选择

对于一个氮磷钾比例和单质原料的选择已经基本固定的配方，如果是在不同的生态环境和不同的土壤中施用，其肥效还会受肥料制造工艺选择的影响，特别是是否使用粘结剂和使用什么做粘结剂。在降雨较多的酸性土壤，尤其是风化程度高、粘土矿物以铁铝氧化物和高岭石为主的土壤，由于其所带的电荷少，对肥料的吸附弱，肥料流失是影响肥效发挥的主要因素。如果不使用粘结剂，而采用喷浆造粒或蒸汽高温溶解单质肥料粉料，依靠肥料融熔产生粘结作用而将各种肥料粘结成粒，由于这些单质粉料都极易溶解，溶解速度远高于植物的吸收速度，致使来不及吸收的养分大部分随水分流失，所以肥效相对较差；此时，如果选用简单的圆盘造粒，依靠加人适量的对养分具有一定吸附能力的粘结剂使各种单质粉料粘结成粒，或在转鼓蒸汽造粒时加人适量的粘结剂，一方面粘结剂使肥料不易散开，肥料溶解相对比较缓慢，溶解的速度基本上与作物的吸收速度接近，随水分流失的养分减少，另一方面这些粘结剂本身具有一定的保肥能力，所以肥效相对较高。反之，如果是在干旱的缺水地区，由于土壤水分不足，肥料溶解缓慢而导致肥效发挥较慢，如果造粒时再加人粘结剂，肥料颗粒更难散开发挥肥效，因此完全依靠使用粘结剂造粒的圆盘工艺所得到的肥料肥效较差，而料降法或转鼓蒸汽造粒时，由于不加或少加粘结剂，少量的水即可使肥料散开而发挥肥效。

因此，在专用复混肥的制造中，除了考虑配方原料外，对造粒工艺也必须加以适当的考虑，才能得到更加有效的肥料。

2、硝态氮与氨态氮的比例

在红壤和紫色土上，不同硝态N比例对肥料利用率的影响不大，但以硝态N比例在40～60%为较高；在水稻土上，当硝态N比例超过40%，肥料利用率就会降低（图1）。所以，水稻土上烤烟肥料配方中的硝态N比例一般不宜超过40%，而红壤和紫色土以40～60%较为适宜。

图1不同土壤上硝态氮比例对氮肥利用率的影响

3、肥料粒径

据云南的试验结果表明，肥料粒径在2～8mm之间，随着肥料粒径的增加，肥料利用率显著提高N肥可提高23.4%，P肥可提高6.9%，钾肥可提高21.2%（图2）。说明提高肥料粒径可有效地提高肥料利用率。但从烟叶产质量方面考虑，田烟的肥料粒径在4～6mm，地烟在2～4mm较为适宜。

图2不同肥料粒径对肥料利用率的影响

4、中、微量元素的添加

根据云南的试验结果，在肥料中添加硼、氯，对提高N和K肥利用率是有作用的。在缺B的土壤上，烤烟肥料配方中加入0.5%的硼砂，可提高钾肥利用率8～15%；缺Cl的土壤上，加入3%的氯离子，可提高N肥利用率4～9%（表2）。

表2添加硼、氯对烤烟肥料利用率（%）的影响