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绿色肥料产业体系构建及其科学问题

科学通报 2015年第36期60卷 3535-3542页

作者：侯翠红许秀成王好斌赵玉芬郑州大学化工与能源学院郑州450001 厦门大学化学化工学院厦门361005

20世纪60~70年代的第1次绿色革命是以集约化、高投入、高产出来实现粮食作物高产,它是一种视觉感上的绿色.化学肥料的大量投入,必然伴随化学农药的大量施用,大规模的集约化的农耕系统,破坏了土壤结构,是一种不可持续的农业发展模式.面... 详细信息

20世纪60~70年代的第1次绿色革命是以集约化、高投入、高产出来实现粮食作物高产,它是一种视觉感上的绿色.化学肥料的大量投入,必然伴随化学农药的大量施用,大规模的集约化的农耕系统,破坏了土壤结构,是一种不可持续的农业发展模式.面对当前粮食安全和资源环境的双重压力,我国现代农业发展必须同时实现作物高产、资源高效和环境保护,我国的肥料发展应以提高肥料利用率为核心,实施＂以质量替代数量＂的发展战略.为此,必须创新绿色肥料生态工艺,改善农业生态环境.本文回顾了第1次绿色革命的贡献与不足,论证了作为环境标识的维持生态平衡、保护环境与人类健康的＂绿色化＂意义上的绿色肥料,为使我国肥料农用总量及对环境的污染强度尽快跨过顶峰,并迅速减量,必须建立绿色肥料保障系统：不单纯要生产绿色肥料,还必须从＂绿色化肥原料＂、＂绿色生产工艺＂、＂绿色肥料的性能或特征＂等多方面构建肥料保障体系.指出绿色肥料产业体系应包括利用简单技术来为广大小农场（家庭农场）提供绿色肥料,介绍了与治污相结合的,利用工农业废弃物有限降解制备小分子碳肥的＂深绿色技术＂;低能耗、低排放、零排放生产缓释肥料的生态工艺;符合绿色化学遵循的＂原子经济学＂原则,利用中、低品位磷矿,不排出磷石膏的脲硫酸分解磷矿生产中浓度、多营养功能性复合肥料产品.指出应关注磷资源的可持续利用,低品位磷矿活化及高效利用工艺及其机理研究;以熵增最小、能耗最低、对环境排放量最少的生态肥料工艺创立我国磷肥产业新体系.

关键词：绿色革命绿色肥料产业体系科学问题生态工艺

低化学稳定性复杂组分含磷铝硅酸盐玻璃体结构——含磷铝硅酸盐玻璃体结构模型与肥料开发

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中国科学：化学 2010年第7期40卷 922-926页

作者：许秀成侯翠红王好斌汤建伟郑州大学化工与能源学院郑州450001

基于玻璃体无规则网络学说,建立了包含P2O5,K2O,CaO,MgO,SiO2,Fe2O3,FeO,Al2O3,B2O3,MnO,CuO,ZnO,NiO,MoO2,CoO和TiO2低化学稳定性复杂组分的玻璃体结构模型,推导出扩展的玻璃结构因子(Ob/Yb)ex及其计算式.对高效利用低品位磷矿、磷矿... 详细信息

基于玻璃体无规则网络学说,建立了包含P2O5,K2O,CaO,MgO,SiO2,Fe2O3,FeO,Al2O3,B2O3,MnO,CuO,ZnO,NiO,MoO2,CoO和TiO2低化学稳定性复杂组分的玻璃体结构模型,推导出扩展的玻璃结构因子(Ob/Yb)ex及其计算式.对高效利用低品位磷矿、磷矿选矿尾矿、难溶性钾矿和低品位磷钾矿制造能为农作物吸收的玻璃体肥料具有一定的理论意义和应用价值.

关键词：玻璃体结构低品位磷矿难溶性钾矿数学模型肥料

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响应面法优化焦磷酸钠螯合锌的制备工艺研究

无机盐工业 2020年第7期52卷 30-35,93页

作者：侯黎爽谷守玉侯翠红王好斌李露毅郑州大学化工学院河南郑州450001

为避免在磷肥与锌肥配合使用过程中造成的营养元素被固定、有效性降低等问题,目前普遍采用螯合的方式将中微量元素保护起来。以焦磷酸钠作螯合剂,七水硫酸锌为原料,制备焦磷酸锌,以螯合锌含量为考核指标,研究了反应比、反应温度、溶液p... 详细信息

为避免在磷肥与锌肥配合使用过程中造成的营养元素被固定、有效性降低等问题,目前普遍采用螯合的方式将中微量元素保护起来。以焦磷酸钠作螯合剂,七水硫酸锌为原料,制备焦磷酸锌,以螯合锌含量为考核指标,研究了反应比、反应温度、溶液pH、无水乙醇的用量等因素对螯合反应的影响;在单因素实验的基础上采用4因素3水平的Box-Behnken响应面分析法,对螯合工艺进行优化。在无水乙醇用量为25 mL/g、反应比为1(0.1 mol/L的七水硫酸锌溶液与焦磷酸钠的体积质量比为18.8 mL/g)、反应pH为9、反应温度为30℃的条件下,制备的焦磷酸锌锌质量分数最高,达到17.92%,与预测值相对误差仅为0.3%。响应面法分析出各因子对焦磷酸锌含量的影响从大到小依次是反应pH、无水乙醇用量、反应比、反应温度,并采用红外光谱分析验证了焦磷酸锌的生成,螯合后焦磷酸钠中的P=O、P—H都参与了Zn2+的配位。

关键词：焦磷酸钠螯合硫酸锌响应面分析法

木质素基控释材料及其在药物输送和肥料控释中的应用

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化工进展 2023年第7期42卷 3695-3707页

作者：关红玲杨辉井红权刘玉琼谷守玉王好斌侯翠红郑州大学化工学院国家钙镁磷复合肥技术研究推广中心教育部先进功能材料制造工程研究中心河南郑州450001

木质素作为储量仅次于纤维素的第二大生物质资源和重要的芳香族可再生资源,目前主要作为纤维素利用的副产物大量废弃,引发严重的资源浪费和环境污染。木质素资源开发和高值利用不仅可以减少直接燃烧造成的环境污染,而且对于实现生物质... 详细信息

木质素作为储量仅次于纤维素的第二大生物质资源和重要的芳香族可再生资源,目前主要作为纤维素利用的副产物大量废弃,引发严重的资源浪费和环境污染。木质素资源开发和高值利用不仅可以减少直接燃烧造成的环境污染,而且对于实现生物质资源的全链条应用、提升生物质资源开发应用的可行性、可持续性和经济性具有重要意义。木质素结构中丰富的官能团和化学反应活性位点,及其作为生物质材料固有的可降解性和生物相容性,使其在生物医药和绿色可持续农业领域受到了广泛的关注和研究,也使其成为药物和绿色肥料提质增效和可控释放的理想载体。本文从木质素的结构特点出发,介绍了木质素及其改性材料在生物医药和绿色农业肥料中的应用基础,阐述了木质素在药物智能给送和肥料缓控释放领域的研究和应用进展,并分析了这些应用中存在的挑战以及未来值得关注的研究方向,以期为木质素资源化利用和缓控释材料的设计开发提供有益参考。

关键词：木质素生物质智能控释药物输送绿色肥料

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国外含镁大量元素肥料产品现状分析

现代化工 2021年第3期41卷 1-5页

作者：鲁振亚籍婷婷王好斌侯翠红中国农业大学资源与环境学院北京100193 中国农业大学国家农业绿色发展研究院北京100193 郑州大学化工学院河南郑州450001

对14家世界知名大型肥料企业的869组大量元素肥料产品信息数据分析表明,国外重视镁在大量元素肥料产品中的添加,含镁大量元素肥料产品占比为54.7%。在养分含量方面,国外大量元素肥料中镁养分平均含量为2.4%MgO,且在不同肥料类型、不同... 详细信息

对14家世界知名大型肥料企业的869组大量元素肥料产品信息数据分析表明,国外重视镁在大量元素肥料产品中的添加,含镁大量元素肥料产品占比为54.7%。在养分含量方面,国外大量元素肥料中镁养分平均含量为2.4%MgO,且在不同肥料类型、不同适宜作物肥料产品之间,镁养分含量没有明显差异;在养分形态方面,在复混肥、水溶肥和叶面肥中,镁形态以硫酸镁为主,在掺混肥料中,镁形态以硫酸镁+氧化镁共存形式为主;在养分配比方面,氮镁比、钾镁比主要在5~8之间,占比分别为35.8%和29.3%,磷镁比主要在2~5之间,占比为53.9%。分析结果可为我国含镁肥料研发提供参考。

关键词：大量元素肥料镁复合肥水溶肥掺混肥

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我国发展掺混肥料技术的探讨

磷肥与复肥 1999年第2期14卷 54-56+80页

作者：王好斌郑州工业大学磷肥与复肥研究所

介绍掺混肥料的特点，探讨我国发展掺混肥料中存在的问题及解决思路。提出了采用缓释包裹尿素作为氮肥来源及以包裹型复混肥作为基础原料的掺混方案。

关键词：掺混肥料农化服务基础原料缓释包裹尿素包裹型复混肥

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小麦专用肥在河南省典型地区的应用效果研究

麦类作物学报 2021年第1期41卷 111-117页

作者：王好斌范钧翔谷守玉侯翠红刘祖锋叶优良郑州大学化工学院河南郑州450001 湖北宜施壮农业科技有限公司湖北宜昌443100 河南农业大学河南郑州450002

河南省小麦单产和总产均居全国首位,然而当地农户施肥量大,且偏施氮肥、忽视磷钾肥现象严重,导致肥料利用率和经济效益较低。为解决这些施肥问题,依据河南省土壤养分供应状况和小麦营养需求规律,并考虑大、中、微量元素养分形态配伍和... 详细信息

河南省小麦单产和总产均居全国首位,然而当地农户施肥量大,且偏施氮肥、忽视磷钾肥现象严重,导致肥料利用率和经济效益较低。为解决这些施肥问题,依据河南省土壤养分供应状况和小麦营养需求规律,并考虑大、中、微量元素养分形态配伍和协同增效,优化肥料配方和生产工艺,开发小麦专用复合肥料,于2017-2018年在河南禹州进行小区试验,测试小麦茎蘖数量、植被归一化指数、干物质积累量和籽粒产量等指标,以验证专用肥应用效果;于2018-2019年在河南禹州、临颍、杞县和温县四个典型地区进行百亩示范田试验。结果表明,与农户习惯施肥相比,专用肥处理养分投入减少,但提高了小麦群体数量和植被归一化指数,从而促进了干物质的积累;且使籽粒产量平均提高9.9%,使经济效益平均提高14.5%,肥料利用效率也有明显提升;此外,专用肥减施20%时,其产量和效益与农户习惯施肥处理基本一致。该小麦专用肥产品节肥增效,适于在河南省各地推广应用。

关键词：小麦专用肥产量经济效益养分利用效率

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高剪切均质乳化法制备纳米氧化镁

化工矿物与加工 2013年第5期42卷 15-19页

作者：侯翠红刘文静张保林程亮王好斌李菂萍郑州大学化工与能源学院

以硫酸镁和碳酸铵为原料,A1为活化剂,采用液相沉淀法配加高剪切均质乳化机制备了平均粒径为80nm的氧化镁。通过单因素和正交实验得到制备纳米氧化镁的最佳工艺条件为:碳酸铵溶液浓度0.75mol/L,硫酸镁溶液浓度0.75mol/L,碳酸铵与硫酸镁... 详细信息

以硫酸镁和碳酸铵为原料,A1为活化剂,采用液相沉淀法配加高剪切均质乳化机制备了平均粒径为80nm的氧化镁。通过单因素和正交实验得到制备纳米氧化镁的最佳工艺条件为:碳酸铵溶液浓度0.75mol/L,硫酸镁溶液浓度0.75mol/L,碳酸铵与硫酸镁体积比0.8∶1,反应温度45℃,反应时间30min,乳化机转速10kr/min。干燥温度105℃,干燥时间1.5h,煅烧温度550℃,煅烧时间1h。用粒度分析仪、X-射线衍射仪(XRD)等手段对产物纳米氧化镁粒度分布和晶型结构进行了表征,结果表明:产品纯度较高,分散性良好,平均粒径为80nm,同时也可得到纳米级的前驱体碱式碳酸镁。此工艺流程简单,产品质量稳定,易于工业化生产。

关键词：纳米氧化镁液相沉淀法高剪切均质乳化

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以钙镁磷肥产品创新促进产业发展

植物营养与肥料学报 2019年第12期25卷 2162-2169页

作者：侯翠红苗俊艳谷守玉王好斌王艳语许秀成郑州大学化工学院河南郑州450001 郑州富谊联科技有限公司河南郑州450002

钙镁磷肥是一种富含磷、钙、镁、硅等营养元素的碱性矿质肥料,可补充植物所需的微量元素,改良酸性土壤、有效减轻重金属污染和提升作物营养与品质。一直以来,钙镁磷肥仅被认为是低含量的磷肥,产销量从高峰时期的近千万吨,下降到近年来... 详细信息

钙镁磷肥是一种富含磷、钙、镁、硅等营养元素的碱性矿质肥料,可补充植物所需的微量元素,改良酸性土壤、有效减轻重金属污染和提升作物营养与品质。一直以来,钙镁磷肥仅被认为是低含量的磷肥,产销量从高峰时期的近千万吨,下降到近年来的百万吨左右,市场占有率仅为磷肥总量的1%左右,且售价不高,导致企业经营困难。本文从植物营养角度,分析了钙镁磷肥中养分的有效性,肯定了钙镁磷肥作为肥料的必要性;从钙镁磷肥的产业现状入手,用详实的数据分析了钙镁磷肥近年来的产量和市场情况;从产品技术改造方面提出了助推钙镁磷肥提质增效的思路。钙镁磷肥中除含有12%~20%的枸溶性磷外,所含的钙、镁、硅的有效性高于绝大多数工业炉渣。钙镁磷肥施入土壤后,开始时有效磷量较低,但随着时间的延长,有效磷量明显提高,在酸性土壤中肥效优于过磷酸钙。发展钙镁磷肥产业,不仅可充分利用我国的中低品位磷矿资源,还可以补充我国大面积酸性土壤中的盐基离子,提供水稻、甘蔗等需硅量大的作物的硅营养,是不可多得的兼具多元素营养与土壤改良功能的肥料产品。钙镁磷肥提质增效的思路包括:1)在钙镁磷肥中添加植物所需的微量元素,使得钙镁磷肥从单一的肥料产品定位升级为具有调理土壤和调理植物的功能化产品;2)产品外观由粉状改为颗粒状,以适应机械化施肥和掺混肥需求;3)制定产品新标准,体现出钙镁磷肥产品优势;4)加强钙镁磷肥多产品性状的施用方法研究。今后应基于技术创新、产品创新,并结合营销创新,助力钙镁磷肥产业转型升级,绿色健康发展。

关键词：钙镁磷肥产品创新技术创新健康发展