CN102267842B - 有机无机块型控释肥料及其制备方法 - Google Patents

有机无机块型控释肥料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及农业化学领域,具体涉及一种有机无机块型控释肥料及其制备方法。本发明提供的块型控释肥料,将有机物料与化学肥料合理配比,通过压缩设备制备成块体肥料,结合抑制剂控制养分释放,降低肥料养分的释放速度,提高养分利用率。本产品实现有机肥料和无机肥料联合施用,也为高效利用工农业有机废弃物,减少其环境污染提供新方法。本产品制备工艺简单,施肥方便,可广泛的用于农业种植和园艺生产。

Description

有机无机块型控释肥料及其制备方法
技术领域
本发明涉及农业化学领域,具体涉及一种有机无机块型控释肥料及其制备方法。
背景技术
农业发展是国民经济和社会发展的保障,肥料施用是农业增产增收和持续发展的必要途径。但是常规的氮肥、磷肥和钾肥以及复合肥等化学肥料利用率很低,氮肥利用率约30%,磷肥当季利用率只有16%,钾肥利用率达到50%-60%。每年由于养分流失造成的经济损失达数百亿元。并且养分流失也造成严重的环境污染,使湖泊河流等水体富营养化,威胁生态环境安全和人类健康。同时,我国是世界上农业废弃物产出量最大的国家,绝大多数农业废弃物随意丢弃或者排放到环境中,使“资源”变为“污染源”,对生态环境造成了极大的影响。根据作物和养殖规模估算,我国每年产生畜禽粪便26.0亿吨,农作物秸秆7.0亿吨,蔬菜废弃物1.0亿吨,乡镇生活垃圾和人粪便2.5亿吨,肉类加工厂和农作物加工场废弃物1.5亿吨,林业废弃物(不包括薪炭林)0.5亿吨,其他类的有机废弃物约有0.5亿吨。这些农业废弃物蕴含氮磷钾养分达到7755万吨,有机质约为35亿吨。处理相关废料已成为亟待解决的重大问题。因此,利用有机肥料改善土壤结构、增加土壤有机质等作用,将有机肥料与缓控释肥料开发有效结合,是新型肥料开发的重要途径,并将带来巨大的经济效益和环境效益。
目前,世界各国开发新型肥料以研制缓控释肥料为主,主要采用缓慢溶解、抑制剂控制和包膜控制等三种限制养分释放的方法,形成了一批具有代表性的肥料产品:脲甲醛、异丁烯叉二脲、草酰胺、硫包膜肥料、高分子材料包膜肥料、双氰胺硝化抑制剂肥料、氢醌尿酶抑制剂肥料等(解玉洪,李曰鹏.国外缓控释肥产业化研究进展与前景,磷肥与复肥,2009,24(4):87-89),主要专利包括CN00110121.8、CN02120803.4,CN03140953.9,CN200410082840.3、CN200410024049.7、CN200610010758.9、CN200610106988.5、CN01133415.0等。这些种类的缓控释肥料一定程度上提高了肥料利用率,但肥料价格较高,普通农户很难大规模应用,并且都没有采用与有机肥料结合的方式。中国专利2008100123881申请公开的一种根部施用的缓控释有机无机块肥,采用了有机物料和无机肥料结合的方式,对提高肥料利用率具有一定的效果,但是采用的脲酶抑制剂为苯基二氢基磷酸盐,在市场上很难获得。同时,使用有机物料的水分小于10%,在生产中需要长时间高温烘干,增加生产成本,并且容易破坏有机物料性质。在该专利使用的液压机压力150-200公斤的条件下,有些有机物料很难压制成块,例如椰壳、稻壳、花生壳等颗粒硬度相对较高,较分散,缺乏纤维连接的物料,难以压制成块。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题,本发明提供一种有机无机块型控释肥料,将有机物料与化学肥料合理配比后,加入一定的具有吸附养分作用的粘结物质,提高液压机压力通过压缩设备制备成块体肥料,结合硝化抑制剂控制养分释放,降低肥料养分的释放速度,提高养分利用率。同时,使用时把肥料块体放在种子或移栽苗下部,随着作物生长,块型肥料可以被根系包裹,使养分从根系内部向外部逐步扩散,有效提高根部接触养分空间,形成“根内施肥体系”,提高养分利用率,促进植物有效生长,实现有机肥料和无机肥料联合施用的目的。
本发明提供的有机无机块型控释肥料,包括如下组分,各组分含量按如下重量百分比计,各组分总含量为100%:
Figure BSA00000523834900021
Figure BSA00000523834900031
其中:
所述有机物料选自泥炭、沼渣、竹渣、畜禽粪便、秸杆、椰糠、废弃食用菌栽培基料、酒糟、糠醛渣、茶渣、米糠、木屑的一种或多种;
所述硝化抑制剂选自双氰氨(DCD)、3,4-二甲基吡唑磷酸盐(DMPP)、2-氯-6-三氯甲基吡啶的一种;所述硝化抑制剂与尿素混合物中,硝化抑制剂含量为尿素重量的0.5%-10%;
所述的粘结剂选自硅藻土、膨润土、高岭土的一种或多种;
所述微肥选自硫酸铜、硫酸镁、硫酸锌、硫酸亚铁、硼酸、硼砂、硫酸锰中的一种或多种(粉剂);其中每一种微肥含量占微肥与珍珠岩粉混合物总重量的1%。
所述的块型可以是方块形、圆柱形、球形或圆饼形。方块型肥料块径尺寸长为2-4cm,厚度2-4cm;圆柱形肥料块径尺寸直径为2-4cm,厚度为2-4cm;球型肥料块径尺寸为2-4cm;圆饼型肥料块径尺寸为直径2-4cm,高为2-4cm;
上述有机无机块型控释肥料可根据作物种植特点,选择不同块型的肥料放于种子和种苗根系3-15cm深度,覆盖土壤后移栽种苗或播种。
本发明进一步提供了上述有机无机块型控释肥料的制备方法,包括如下步骤:
(1)有机物料的准备:
1)将有机物料砌剁堆高,自然风干降低水分至40%-50%(W/W),然后堆置腐熟;
2)用粉碎机将腐熟的有机物料粉碎,过孔径5mm的细筛,然后烘干或阳光暴晒将含水量降至15%-25%(W/W),备用;
(2)将以下组分按如下重量百分比配比混合,各组分总含量为100%:
Figure BSA00000523834900041
其中:
所述有机物料选自泥炭、沼渣、竹渣、畜禽粪便、秸杆、椰糠、废弃食用菌栽培基料、酒糟、糠醛渣、茶渣、米糠、木屑的一种或多种;
所述硝化抑制剂选自双氰氨(DCD)、3,4-二甲基吡唑磷酸盐(DMPP)、2-氯-6-三氯甲基吡啶的一种;所述硝化抑制剂与尿素混合物中,硝化抑制剂含量为尿素重量的0.5%-10%;
所述的粘结剂选自硅藻土、膨润土、高岭土的一种或多种;
所述微肥选自硫酸铜、硫酸镁、硫酸锌、硫酸亚铁、硼酸、硼砂、硫酸锰中的一种或多种的粉剂;每一种微肥含量占微肥与珍珠岩粉混合物总重量的1%。
除腐熟的有机物料外,其它组分在与有机物料混合前均过20目筛。
(3)将步骤(2)最终制备的混合物,经过搅拌机搅拌均匀后,以每份20-40克的重量投入到不同形状的模具中,在液压机(上以150-300公斤/平方厘米的压力压制物料,制成不同形状的块体肥料。
本发明具有如下优点:
(1)、采用抑制剂控制释放,大块体缓慢释放和强力压缩限制释放等养分释放方法结合,提高肥料养分释放期,满足作物全生育期生长,不用追肥,节省劳动成本;
(2)、建立“根内施肥体系”,使根系内部包裹肥料块体,养分由根系内部向外部的释放途径,提高根系与养分的基础面积,减少肥料养分流失,有效提高肥料利用率;
(3)、形成有机物料和无机养分结合施肥的新方式和方法;
(4)、建立农用废弃物的利用和开发提供全新的途径,有效的提高农用废弃物使用量,并通过农业施肥环节实现农用废弃物快速回归土壤,实现有机物质的循环利用,并降低农用废弃物对环境的污染。
实施方式
实施例1.
将泥炭、沼渣、竹渣、畜禽粪便、秸杆、椰糠、废弃食用菌栽培基料混合,砌剁堆高,自然风干降低水分至40%-50%(W/W),然后堆置腐熟。用粉碎机将腐熟的有机物料粉碎,过孔径5mm的细筛,然后烘干或阳光暴晒将含水量降至15%-25%(W/W),备用
取腐熟的有机物料400kg,双氰氨与尿素混合物250kg(双氰氨的重量含量为尿素重量10%),磷酸二铵100kg,硫酸钾190kg,硅藻土和膨润土混合物50kg,微肥与珍珠岩粉混合物10kg。其中微肥为硫酸铜、硫酸镁、硫酸锌、硫酸亚铁、硼酸、硫酸锰,其与珍珠岩重量比例为1∶1∶1∶1∶1∶1∶94。
将各组分均匀混合,按每份20 g重量,将物料加入液压机的方块型模具中,在150公斤/平方厘米的压力下压制物料,退模得到块体肥料产品。
方块型肥料尺寸为长为2-4cm,厚度2-4cm。
实施例2
将秸杆、椰糠、废弃食用菌栽培基料、酒糟混合,砌剁堆高,自然风干降低水分至40%-50%(W/W),然后堆置腐熟。用粉碎机将腐熟的有机物料粉碎,过孔径5mm的细筛,然后烘干或阳光暴晒将含水量降至15%-25%(W/W),备用
取腐熟的有机物料350kg,双氰氨与尿素混合物250kg(双氰氨的重量含量为尿素重量的5%),磷酸一铵150kg,氯化钾190kg,膨润土50kg,微肥与珍珠岩粉混合物10kg。其中微肥为硫酸铜、硫酸镁、硫酸锌、硫酸亚铁、硼酸,其与珍珠岩重量比例为1∶1∶1∶1∶1∶95。
将各组分均匀混合,按每份30 g重量,将物料加入液压机的圆柱型模具中,在200公斤/平方厘米的压力下压制物料,退模得到块体肥料产品。
圆柱形肥料块径尺寸直径为2-4cm,厚度为2-4cm。
实施例3.
将废弃食用菌栽培基料、酒糟、糠醛渣、茶渣、米糠、木屑混合,砌剁堆高,自然风干降低水分至40%-50%(W/W),然后堆置腐熟。用粉碎机将腐熟的有机物料粉碎,过孔径5mm的细筛,然后烘干或阳光暴晒将含水量降至15%-25%(W/W),备用
取腐熟的有机物料300kg,3,4-二甲基吡唑磷酸盐与尿素混合物250kg(3,4-二甲基吡唑磷酸盐的重量含量为尿素重量的0.5%),磷酸一铵100kg,氯化钾190kg,膨润土50kg,微肥与珍珠岩粉混合物10kg。其中微肥为硫酸镁、硫酸锌、硫酸亚铁、硼酸,其与珍珠岩重量比例为1∶1∶1∶1∶96。
将各组分均匀混合,按每份40 g重量,将物料加入液压机的圆柱型模具中,在250公斤/平方厘米的压力下压制物料,退模得到块体肥料产品。
圆柱形肥料块径尺寸直径为2-4cm,厚度为2-4cm。
实施例4.
将泥炭、沼渣混合,砌剁堆高,自然风干降低水分至40%-50%(W/W),然后堆置腐熟。用粉碎机将腐熟的有机物料粉碎,过孔径5mm的细筛,然后烘干或阳光暴晒将含水量降至1 5%-25%(W/W),备用
取腐熟的有机物料300kg,3,4-二甲基吡唑磷酸盐与尿素混合物250kg 3,4-二甲基吡唑磷酸盐的重量含量为5%),磷酸二铵100kg,氯化钾290kg,高岭土50kg,微肥与珍珠岩粉混合物10kg。其中微肥为硫酸亚铁、硼酸,其与珍珠岩重量比例为1∶1∶98。
将各组分均匀混合,按每份30g重量,将物料加入液压机的圆饼型模具中,在250公斤/平方厘米的压力下压制物料,退模得到块体肥料产品。
圆饼型肥料块径尺寸为直径2-4cm,高为2-4cm。
实施例5.
将米糠、木屑混合,砌剁堆高,自然风干降低水分至40%-50%(W/W),然后堆置腐熟。用粉碎机将腐熟的有机物料粉碎,过孔径5mm的细筛,然后烘干或阳光暴晒将含水量降至15%-25%(W/W),备用
取腐熟的有机物料350kg,2-氯-6-三氯甲基吡啶与尿素混合物250kg(2-氯-6-三氯甲基吡啶的重量含量为尿素重量的10%),磷酸一铵100kg,氯化钾240kg,膨润土与高岭土的混合物50kg,微肥与珍珠岩粉混合物10kg。其中微肥为硫酸镁、硫酸亚铁、硼酸,其与珍珠岩重量比例为1∶1∶1∶97。
将各组分均匀混合,按每份40g重量,将物料加入液压机的圆柱型模具中,在250公斤/平方厘米的压力下压制物料,退模得到块体肥料产品。
圆柱形肥料块径尺寸直径为2-4cm,厚度为2-4cm。
实施例6.
将秸杆、酒糟混合,砌剁堆高,自然风干降低水分至40%-50%(W/W),然后堆置腐熟。用粉碎机将腐熟的有机物料粉碎,过孔径5mm的细筛,然后烘干或阳光暴晒将含水量降至15%-25%(W/W),备用
取腐熟的有机物料300kg,2-氯-6-三氯甲基吡啶与尿素混合物350kg(2-氯-6-三氯甲基吡啶的重量含量为尿素重量的0.5%),磷酸一铵100kg,氯化钾190kg,膨润土50kg,微肥与珍珠岩粉混合物10kg。其中微肥为硫酸亚铁,其与珍珠岩重量比例为1∶99。
将各组分均匀混合,按每份30g重量,将物料加入液压机的圆柱型模具中,在200公斤/平方厘米的压力下压制物料,退模得到块体肥料产品。
圆柱形肥料块径尺寸直径为2-4cm,厚度为2-4cm。
实施例7
将实施例6制备的块型肥料用于黄瓜种植。在农户的塑料大棚中,挖10cm深孔穴,放入1块块肥,覆盖3cm厚的土壤,然后移栽黄瓜幼苗。以常规黄瓜种植方法和施肥方法为对照,并采用相同的施肥量,常规对照的施肥量分3次施入。设三次重复,每重复为30株。株距30cm,垄间距50cm,品种为山东密刺。试验结果见下表
Figure BSA00000523834900091
实施例8
将实施例2制备的块型肥料用于玉米种植。块型肥料的使用方法:人工刨坑播种,挖10cm深穴,放入1块块肥,覆盖3cm厚的土壤,然后按常规方式播种,栽培和管理。对照:以常规方式人工播种和施肥,采用相同的施肥量,施肥量分3次施入,一次底肥,一次追肥。其他按常规方式栽培和管理。
每处理设三次重复,每重复为300m2。玉米品种为沈单10号。
试验结果见下表

Claims (3)

1.一种有机无机块型控释肥料,其特征在于制备方法包括如下步骤:
(1)有机物料的准备:
1)将有机物料砌剁堆高,自然风干降低水分至40%-50%(W/W),然后堆置腐熟;
2)将腐熟的有机物料粉碎,过孔径5mm的细筛,然后烘干或阳光暴晒将含水量降至15%-25%(W/W),备用;
所述有机物料选自泥炭、沼渣、竹渣、畜禽粪便、秸杆、椰糠、废弃食用菌栽培基料、酒糟、糠醛渣、茶渣、米糠、木屑的一种或多种;
(2)将以下组分按如下重量百分比配比混合,各组分总含量为100%:
Figure FSB0000117618820000011
其中:
所述硝化抑制剂选自双氰氨(DCD)、3,4-二甲基吡唑磷酸盐(DMPP)、2-氯-6-三氯甲基吡啶的一种;所述硝化抑制剂与尿素混合物中,硝化抑制剂含量为尿素重量的0.5%-10%;
所述的粘结剂选自硅藻土、膨润土、高岭土的一种或多种;
所述微肥选自硫酸铜、硫酸镁、硫酸锌、硫酸亚铁、硼酸、硼砂、硫酸锰中的一种或多种;每一种微肥含量占微肥与珍珠岩粉混合物总重量的1%;
除腐熟的有机物料外,其它组分在与有机物料混合前均过20目筛;
(3)将步骤(2)最终制备的混合物,经过搅拌均匀后,以每份20-40克的重量投入到不同形状的模具中,在液压机上以150-300公斤/平方厘米的压力压制物料,制成不同形状的块体肥料。
2.如权利要求1所述的有机无机块型控释肥料,其特征在于所述的块型是方块形、圆柱形、球形或圆饼形。
3.如权利要求1所述有机无机块型控释肥料,其特征在于肥料施用方法是将有机无机块型控释肥料放于种子和种苗根系3-15cm深度,覆盖土壤后移栽种苗或播种。
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