可控生物基高塔造粒功能肥生產工藝的創新發展

黃 杰，蔣 羽，劉 琪

（湖北茂盛生物有限公司，湖北 隨州 441300）

0 引言

高塔造粒復合肥是最近幾十年來我國發展迅猛的肥料新品類，它是一種不僅含有硝態氮也含有銨態氮的雙氮高效肥料。其中，硝態氮較易溶于土壤之中，可在短時間內被農作物根系吸收利用，迅速促進作物生長發育；銨態氮則可被土壤吸收儲存，保持穩定緩慢釋放狀態，是均衡、持久供給作物營養，延長供肥期的有力保障；通過雙氮的有機配合，將為作物提供高產優質的強大支撐[1]。我國是一個農業大國，中國的農業要發展，不但要調整農產品結構，發展高產、高效益的農業，而且用肥還要科學、合理。可控生物基高塔功能肥是在總結國內外同類產品生產工藝的基礎上不斷完善和改進的生產技術，目前在國內正處于大力推廣階段。

1 可控生物基高塔造粒功能肥發展的背景及必要性

1.1 發展背景

近年來農用多功能性肥料促進劑及微生物菌劑促進了高塔復合肥生產技術的迭代升級與創新發展，改進后的可控生物基高塔功能肥產品穩定可靠、使用便捷、環保高效、養分極高，不僅保留了原本基肥的常規特性，同時又含有氮磷鉀等作物生長所需的營養元素，養分均衡，有效成分含量高，具備生物菌的高效活性，與傳統復合肥相比，肥效快、吸收率高，還具有抗土壤板結特點。與傳統尿素相比，養分流失少，酰態氮要先變成硝態氮后才能被農作物吸收[2]，在變換過程中，一部分酰態氮流失，既造成損失，又對環境造成污染。而許多基肥不需經過二次轉換就可直接被作物根部吸收。充分滿足現有肥料市場的需求，可用于各種經濟作物、油料作物、旱地作物的基肥和追肥，廣泛適用于各種類型的土壤[3]，是一種具備顯著增產效應，具有優良經濟效益、社會效益和生態效益的高效肥料。

2020 年以后，功能性肥料促進劑及微生物菌劑，促進了高塔功能肥生產技術的迭代升級，多功能型高塔復合肥開始在國內發展應用。功能性肥料促進劑及微生物菌劑在高塔復合肥生產上的推廣應用，改變了我國復合肥結構單一、新品類少的尷尬局面，延長高塔工藝產業鏈，實現肥化并舉，形成多元型、功能型、生物化的產業新格局。從目前的市場行情來看，同等含量的可控生物基高塔功能肥與尿基復合肥相比，其利潤空間高200～300 元/t。相比其他品種的復合肥具有一定的價格優勢和盈利空間，經濟效益比較明顯，能夠生產功能性肥料促進劑及微生物菌劑高塔功能肥的肥料企業還將在今后很長一段時間內保持住行業領先優勢地位。

1.2 發展必要性

可控生物基高塔功能肥也是當前在發達國家廣泛應用的優質高效肥料，由于功能性可控生物基高塔造粒功能肥肥效高，性能優異，國外大力提倡推廣。當前在我國整體肥料分布中，復合肥僅占16%～22%，而世界目前平均水平為55%，發達國家高達86%以上。因此，肥料的生物化、可控化、功能化仍是我國高塔復合肥生產的發展方向及趨勢。特別是在2023 年中央一號文件發布以后，鄉村振興工作成為一項系統性浩大民生工程。大力推動鄉村振興工作邁入攻堅戰、決勝戰。農業提質增效的緊迫性更加凸顯。在國家通過持續性的政策輸出大力解決“三農”問題的大背景下，農產品結構調整、經濟作物的大面積種植等，都增加了對當下可控生物基高塔功能肥的市場需求，布局發展此類肥料符合國家當前加快推進化肥產業結構調整的產業政策。從我國的用肥結構來看，可控生物基高塔功能肥用量嚴重偏低。隨著現代農業的發展及需求，可控生物基高塔功能肥市場潛力較大。一套設施可同時生產多種品類復合肥，解決了產品單薄、功能片面的風險，還具有調節市場需求的功能。隨著廣大農民現代用肥技巧意識的逐步提高及農村經濟作物種植面積的不斷增加，作為可控生物基高塔造粒功能肥的需求量也將呈逐年猛增的態勢，這對于肥料企業調整主導產品結構也將起到積極的促進作用[4]。

據業內人士分析，根據我國的土壤結構和土壤特性，我國幾乎所有耕地均適合使用可控生物基高塔功能肥，若這些土地全部使用可控生物基高塔功能肥，年需求量在9 000 萬t 以上，特別是我國的西部地區，有著可控生物基高塔功能肥的巨大潛在市場，同時對于內蒙、新疆、青海等干旱、半干旱、鹽堿地的堿性土壤以及江南地區的酸性土壤來說也是非常好的調理酸堿的優質平衡肥料，相比其它品種的復合肥料具有一定的價格優勢和盈利空間，因此，可控生物基高塔功能肥市場發展空間廣闊。

可控生物基高塔功能肥產品在具備尿基、硝基復合肥的優點之外更兼備如下的特點與優勢：

1）具有良好多元性的應用效果，可以明顯提升農作物產量及品質，對土壤生態溫和友好，具備一定的修復和再造功效；

2）具有良好的抗逆性，能夠有效抵抗自然環境與病蟲害對作物生長的影響；

3）具備良好的營養結構，能夠滿足作物全生命周期內的營養需求；

4）具有良好的可控性，能夠根據不同的作物需求進行生產智能調節；

5）具有良好的環保性，能夠有效減少對環境的影響。

2 可控生物基高塔功能肥主要工藝及技術規格

2.1 主要工藝

可控生物基高塔功能肥造粒生產工藝的技術原理就是在已有高塔造粒工藝上的進一步技術革新，即尿素（改性硝銨磷）熔融分別進入后續1#混合槽、2#混合槽液在加入適當的磷肥或鉀肥的同時添加（可溶性）多功能劑，攪拌均勻，然后進行造粒，再經過一系列的冷卻、在防結塊的包裹的同時添加（可溶性）生物活性劑（也包含微生物活性菌劑）處理，最后形成成品。

工藝流程簡述：

1）尿素（改性硝銨磷）溶液。尿素（改性硝銨磷）在熔融槽中熔融，裝置布置在造粒塔頂，將制得尿素（改性硝銨磷）熔融液經過自重（在槽體中出料口）滿流至后續1#、2#混合槽中，然后可以依靠重力灌注入造粒系統。

2）固體物料運輸及配料計量。粉體系統由磷酸一銨、鉀肥、多功能性添加劑、活性生物菌劑及填充料組成。依據生產工藝，磷酸一銨按配方要求進行計量、篩分，由鋼絲皮帶斗提機輸送至造粒塔頂料倉，經過計量與來自一級混合槽的料漿在二級混合槽混合。本裝置所采用的顆粒原料由人工（部分自動）拆包分別倒入固體物料貯斗，經皮帶送到振動篩，篩除掉雜質和大塊顆粒的合格物料經科學計量和配比后，進入到提升機，送至塔頂原料貯斗，進入混合槽處理。

3）熔融料漿制備。自熔融槽的＞99%尿素（改性硝銨磷）熔液先在1#、2#混合槽與功能性菌劑或添加劑及填充料、磷酸一銨混合，再流入二級混合槽與鉀肥摻混（根據產品不同，添加劑投入順序有所差異），制備出熔融態料漿，從一定高度依靠重力流入造粒噴頭。

4）造粒。熔融料漿經由混合槽進到本工藝專用造粒噴頭，噴頭從塔頂將熔融料漿噴淋成液滴狀，在造粒塔中與螺旋式上升的空氣進行熱交換后凝結冷卻成為1～4 mm 的肥料顆粒，落至塔底收料斗，由塔底皮帶送至冷卻包裹系統。

5）活性微生物菌劑及填充料添加。成球后的固體顆粒先進入滾筒冷卻篩分系統進行冷卻、篩分，然后進入包裹機，在包裹機中進行防結塊油粉表面處理和活性微生物菌劑及填充料等物質的科學添加，然后輸出包裹機，由皮帶輸送至包裝工序。

6）包裝及倉儲。粒狀成品經冷卻及包裹處理后，由棧橋送至包裝工序。成品經自動包裝機包裝成袋后送至成品庫房儲存。

生產工藝流程如圖1 所示。

圖1 可控生物基高塔功能肥工藝流程圖

2.2 可控生物基高塔功能肥技術規格

出造粒塔產品顆粒粒度（1.00～4.75 mm）≥85%，出塔溫度＜65 ℃。最終產品平均粒度≥2.5 mm，返料率＜5%，產品溫度＜40 ℃。有效活菌數≥20 億CFU/kg，養分釋放周期≥9 個月，其中硝酸銨鈣產品質量指標符合標準HG/T 3790—2005，高中低濃度N-P-K 復肥產品質量指標符合標準GB/T 15063—2020。

3 可控生物基高塔功能肥產品發展趨勢及價格需求走勢

3.1 可控生物基高塔功能肥產品發展趨勢

就當前行業現狀來看，在競爭中產品同質化現象非常嚴重，目前企業可控生物基高塔功能肥技術領先，質量優勢及成本優勢明顯，與這些主要競爭者的競爭主要在市場份額的搶占方面，公司通過持續的產品創新，進行工藝改進，提高產品結構，提檔產品質量，通過創新占有市場以及提供優質產品，就能在競爭中占據優勢領先地位。

當前國家對可控生物基高塔功能肥的扶植政策總體而言呈現出功能化、復合化、高效化的發展方向，肥料功能化、復合化率則是衡量一個國家化肥工業發展水平和現代綠色農業發展水平的重要標志。中國頒布實施的《化肥工業產業政策》、《化肥工業“十二五”發展規劃》、《產業結構調整指導目錄（2019 年本）》等相關政策文件先后明確，要大力支持、鼓勵高濃度緩釋復合肥和專用肥生產，推動均衡施肥、提高肥料利用率。過去十多年，中國化肥功能化、生物化率一直穩步提高，目前已達到30%左右，但與發達國家高達80%水平相比，仍明顯偏低，與農業農村部要求的2025 年達到60%也有距離。按照功能化、生物化率60%計算，2021 年中國復混（合）肥施用量達到2323.39 萬t（折純），但實際上預計施用量為1788 萬t（折純），復合率僅為32.5%，因此，可控生物基高塔功能肥發展前景廣闊，具備投產示范的良好經濟效益及社會生態效益。

目前我國高端的多功能復合肥主要依靠進口肥料彌補，但進口肥由于受原料、匯率、運輸，以及生產國的政治因素等影響，供給始終不穩定，給經銷商的銷售帶來很多不確定性因素。隨著國產高塔多功能肥生產工藝的提升、生產質量的提高以及品牌效應的開拓，國產高塔多功能肥完全有能力擠占部分進口高塔復合肥市場。

此外，隨著中國農村土地流轉進程推進，大型的農業合作社、種植大戶為主導的高端農業將進入高速發展期，對高端可控生物基高塔功能肥的需求將逐漸增多。由于該產品價格較高，立足隨州本地，扎根鄂北區域，合理輻射全國，綜合生產成本相對較低，因此具有較強的市場競爭力。

3.2 可控生物基高塔功能肥產品價格需求走勢

可控生物基高塔功能肥與進口復合肥相比，由于品質、資源、勞動成本、運輸等優勢市場競爭能力強，而且進口產品品種單一，則可以根據土壤理化性狀及作物營養需求來調節養份配比，靈活性較強。

高塔功能肥產品在世界范圍內得到了極大的推廣和使用，高塔造粒功能肥在國外已處于成熟生產和使用階段。近年來由于原料、能源以及產品價格的持續暴漲，我國的高塔功能肥和生物肥料價格走勢一直在跟漲，歷經這幾年的漲價潮，目前正逐步趨于穩定，根據現在市場供需平衡情況來看，預計近期我國的功能肥價格不會出現太大的波動，平穩情況下略有下降。

高塔功能肥未來預計國內新增產能500 萬t，占現有產能比重為2.34%，受益于農作物價格上漲以及國家對農業的大力扶持和資源傾斜，農民種田積極性普遍提高，隨著原材料價格逐漸企穩，回歸理性，預計2023—2025 年功能性高塔功能肥需求量缺口仍創歷史新高。

4 結語

可控生物基高塔功能肥可以滿足農業生產的多種需求，展現良好市場前景。具有豐富均衡的營養成分，可以提高作物的產量和品質，改善土壤肥力，修復土壤生態結構，優化農田微生物菌群，減少農藥的使用，預防土壤鹽堿化、貧瘠化和板結化。從而節約成本，提高農業生產效率，是一種值得大力推廣的新型化工技術。

近幾年來，在市場巨大需求的引領下，國內功能性可控高塔復合肥逐步興起，并迅速進行技術迭代升級，目前國內同行業存在同質化傾向，且技術單一、同質化現象日趨嚴重。未來，業內技術引領者的可控生物基高塔造粒功能肥產業化將進一步發展，逐步放大到全國推廣示范，因其可靠性、穩定性以及技術領先性，贏得市場發展先機。