CN102295487A - 一种有机包膜控释复合肥料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种有机包膜控释复混肥料，它是由以下化肥原料组成的，尿素30-60、磷酸一铵10-30、钾盐10-36、活性有机质10，微量元素0.02-0.1。本发明的有机包膜控释复合肥具有改善土壤质量，植物更有效地利用肥料，促进各营养元素素的代谢，提高农产品品质，增加产量。具有速效，长效双重作用。能够降低农田投资成本，减轻劳动强度，能够增根壮苗，促进生长，增强抗逆性的作用。

Description

一种有机包膜控释复合肥料及其制备方法

技术领域

本发明属于农业化肥技术领域，具体的说是一种有机包膜缓控释复合肥料及其制备方法。 

背景技术

当今，提高化肥的利用率，减轻其对环境的污染，发展可持续高效农业已成为各国共同关注的热点。控释肥料为解决这些问题开辟了新路，这种肥料可以较好控制肥料养分释放速度，使氮素利用率由30％-35％提高到60％-70％，它不但具有缓释长效的作用，而且不受土壤类型等复杂因素的影响，被称为是“21世纪的肥料”，包膜型控释肥料就是其一。 

包膜肥料的研究主要考虑的是涂覆材料，它对肥料的养分释放有着至关重要的作用，按材料类型的不同，主要分为无机包膜和有机包膜两大类。 

无机物包膜肥料主要是通过黏结剂将无机材料涂覆于肥料颗粒上，这些无机材料对土壤不构成危害，同时能为植物提供多种盐基离子。用作膜材料的无机物原料主要有硫、MgNH4PO4·3H2O、硅酸盐、磷酸钙、玻璃体、金属盐等，以及石膏、滑石粉、黏土、粉煤灰等一些矿粉。用无机物作为包膜材料在一定程度上对肥料养分的释放起到了控制作用，但其包膜量一般都偏大，因此目前对无机物包膜肥料的研究开发相对较少。 

有机物包膜肥料是采用有机物作为包膜材料，用相应的烃类等溶剂溶解涂于肥料的表面，可以有效地控制膜层的厚度，制备出具有良好缓释性的包膜产品。国外的有机包膜技术开发较早，相对成熟。1964年，美国ADM公司开发了包膜尿素，包膜的主要成分为二聚环戊二烯与乙二醇酯的共聚 物，这种类型的膜层薄而均匀、韧弹性较好，也适合于机械化施肥，1967年美国在加利福尼亚生产的醇酸树脂包膜肥料，膜层是双环戊二烯和甘油酯的共聚物，养分的释放可以通过改变膜的成分或膜的厚度来控制，从而控制养分释放率和释放曲线，这种树脂膜可以用到各种颗粒肥料产品上；日本的控释肥在市场上占据主要地位，他们的基础专利是以聚烯烃为主体的包膜肥，简称POCF工艺。POCF包膜剂是由聚乙烯(PE)和乙酸乙酰乙烯的共聚物(EVA)和无机填充料滑石粉所组成。将PE与EVA按不同比例掺合便能控制氮的释放速率。除此之外，其他国家对有机包膜肥料也进行了大量的研究。我国的控释肥料研究始于20世纪70年代，取得了巨大的发展。1973年，辽宁盘锦农科所研制了沥青石蜡包膜碳铵；1986年，广州氮肥厂研制了涂层尿素，它是在尿素颗粒表面喷涂一层含有微量元素的胶状有机物，并实现了工业化生产；北京市农林科学院植物营养与资源研究所、中国农科院土肥研究所和北京化工大学利用废旧农用塑料的包膜肥料等都使肥料价格接近传统肥料，使其能够应用于大田作物，并取得较好的效果。目前研究的利用有机物作为包膜材料的研究比较多，其优点是包膜量少，而且控释效果好，但需要使用大量的有机溶剂，不仅仅是成本的问题，还需要解决肥料释放后，残留物的降解问题，否则其在土壤中的大量积累将对环境和农业产生较大的负面影响。因此，开发无毒无害无污染的环境友好型有机包膜控释肥显得及其重要，意义重大。 

发明内容

本发明的目的是为了解决化肥生产使用过程中存在的问题，使肥料的养分释放符合农作物的需肥规律，提高养分利用率，改良土壤，提高农产品品质，推动农业的可持续发展。 

本发明的一种有机包膜控释复合肥料，其特征在于：它是由以下重量份的化肥原料制成的，尿素30-60、磷酸一铵10-30、钾盐10-36、活性有机质10，微量元素0.02-0.1。 

所述的钾盐为硫酸钾。 

所述的活性有机质为活性腐殖酸、活性氨基酸；活性腐殖酸为5、活性氨基酸5。 

所述的微量元素为铁、锰、锌、铜；铁、锰、锌、铜分别为0.004-0.05、0.005-0.04、0.006-0.01、0.005-0.01。 

所述的油包膜剂由石蜡18、烷基胺5、S-80 3、矿物油65组成。 

所用油包膜剂的重量份为2 

本发明的各肥料的作用如下： 

所述的尿素为含氮46％的，氮素主要生理作用：它在作物体内是蛋白质和核酸的主要的组成元素，氮素也是多种酶的组成元素。氮素还是叶绿素的组成元素，此外，某些维生素如维生素B1、维生素B2、维生素B6和生物碱(烟碱，茶碱等)的组成也需要氮素。氮素充足不仅能显著提高作物产量，对作物品质的改善也很有利。 

氮素缺乏症状：最明显的是叶色淡绿甚至发黄，作物出现早衰，其次是叶片薄而小，作物穗小，子粒不饱满，植株矮小。叶片柔软多汁、易感病、茎秆细弱、秕粒多、贪青晚熟、易倒伏； 

磷酸一铵含氮素11％，含磷素44％的。磷它对作物的生长、产量的提高、品质的优劣起着显著的作用。磷素能促进作物体内的物质合成和代谢。增施磷肥可防止植株因磷肥不足造成碳水化合物转移受阻。磷素充足，种子中的植物素含量高、质量好，出芽生根的速度就快。 

磷素不足，薯类作物的产品耐储藏性差，薯类作物的薯块变小。玉米穗秃顶增长；油菜脱荚；果树花果脱落；禾谷类作物缺磷时植株分蘖、抽穗、开花和成熟延缓，水稻叶片直立，叶色浓绿，下部叶尖枯萎呈黄褐色。 

硫酸钾为含钾素50％的，钾能促进淀粉和糖分的合成，有利于作物的光合作用，增加对氮的吸收。可以使薯类、纤维类、糖料等作物的淀粉和糖分含量提高。增加油脂和蛋白质的含量。增加作物的抗逆性。 

作物缺钾症状一般在生长中后期才逐渐表现出来，首先叶开始向上扩展，如果新叶也表现缺钾症状，表明缺钾的程度已相当严重。 

果树类缺钾，叶片呈蓝绿色，中部叶缘焦枯，叶片皱卷，甚至全叶焦枯而不脱落，果实小、着色差。 

小麦缺钾，初期全部叶片呈绿色或蓝绿色，叶质柔弱，逐渐呈棕色而枯萎。 

水稻缺钾常发生褐斑病或赤枯病，抽穗不齐。 

棉花缺钾易发生红叶茎枯病和凋枯病。 

活性腐殖酸、氨基酸本身可以直接被植物吸收，刺激植物生长，在无需光合作用情况下被植物直接利用；与微量元素同时使用时，又可保护金属离子不与其他物质发生副反应，在保护金属离子达到植物所需部位后本身也被农作物吸收利用。 

将氨基酸与作物生长中所必需的铁、锰、锌、铜等微量元素一起添加到复合肥料的制造过程中，制成一种新型复合肥。氨酸螯合肥中螯合剂能与优质的氮、磷、钾等原料充分融合，形成作物易吸收、全水溶、螯合态的功能团，具有营养全面、绿色环保、增产增收效果显著的特点有效预防 单纯添加的中微量元素之间发生结抗；营养吸收利用率可提高30％以上；功能营养团极其稳定，在土壤中不易发生流失。 

综上所述，本发明的有机包膜控释复合肥具有改善土壤质量，植物更有效地利用肥料，促进各营养元素素的代谢，提高农产品品质，增加产量。具有速效，长效双重作用。能够降低农田投资成本，减轻劳动强度，能够增根壮苗，促进生长，增强抗逆性的作用。 

本发明的一种有机包膜控释复合肥料的制备方法如下： 

1、人工将固体尿素30-60送入物料斗由计算机控制配料秤进行自动配料后进入溶解槽，溶解槽由数控系统控制加入适量的水和用内部的蒸汽盘管进行加热，溶解槽的温度控制在95～110℃，固体尿素被溶解槽溶解为尿浆，尿浆浓度为85％～95％，尿浆由溶解槽数个喷头喷入转鼓造粒机；同时，人工将磷酸一铵10-30、钾盐10-36送入自动投料斗后进入粉碎机进行粉碎并搅拌使之充分混合均匀后经粉碎机将粉碎的物料自动送入转鼓造粒机与由溶解槽喷头喷入的尿浆混合，配料比为1∶3，同时喷入一定量的蒸汽补充水分和热量，使物料达到合适的液固比，在转鼓造粒机的转动下团聚成粒，然后由陈化皮带送至干燥窑内；此造粒工艺利用了尿浆的液相、低水分、高粘性特点使物料成粒，造粒机出口物料水分由6％降到4％，大大降低了干燥负荷；复合肥在造粒过程中是通过设置在造粒机内的数个喷头将尿浆均匀喷涂在固体物料表面，随着物料的转动团聚成粒；因物料颗粒是随着喷浆涂布不断长大，形成合适的肥料颗粒，所以产品的抗压强度大(大于18N)，缓释性能好。 

2、自造粒机出来的粒化物料送入1#干燥窑干燥后再送入2#干燥窑进行二次干燥。1#干燥窑进气温度为120～135℃，出气温度＜70℃，物料停 留时间为19min，出口物料水分＜2％；2#干燥窑进气温度为50～90℃，出口物料水分＜1.5％；干燥所需的热气由高效节能炉提供，每吨复合肥干燥煤耗仅8kg，而普通燃烧炉为20kg，提高能效60％。 

3、从2#干燥窑出来的物料已达到产品水分＜1.5％的要求，进入冷却窑冷却。 

4、冷却后的物料经筛分送入预先放有活性有机质10、微量元素0.02-0.1的包膜机内进行扑粉包膜后再由放有油包膜剂2的油槽进行油包膜，油槽温度控制在90℃±5℃。包膜后的成品送至自动包装机进行包装。 

说明书附图：附图为高浓度尿基复合肥工艺框图 

附图为有机包膜控释复合肥料工艺流程图 

本有机包膜控释复合肥的特点： 

1、有机质包膜，达到了控释效果，提高了氮素利用率，使氮素利用率由30％-35％提高到60％-70％。 

2、活性腐殖酸、氨基酸作为有机包膜物质进行包膜，可以为作物提供更加充足的营养，增加了作物产量，提高了产品品质。 

3、添加了活性氨基酸和微量元素，当活性氨基酸与微量元素螯合时，可保护金属离子不与其他物质发生副反应，在保护金属离子达到植物所需部位后本身也被农作物吸收利用，可有效解决平衡配肥与农作物平衡吸收的矛盾。 

4、价格便宜，能被微生物降解，对土壤和水源没有污染，既能达到控释目的，又不在土壤中残留包膜物质，而且还可以改良土壤。对农业可持续发展有着极其重要的意义，是一种新型环境友好型控释肥料。 

具体实施方式

为表明本发明的效果，举例说明 

实施例：取尿素30-60、磷酸一铵10-30、钾盐10-36、活性有机质10，微量元素0.02-0.1。 

本发明的一种有机包膜控释复合肥料的制备方法如下： 

1、人工将固体尿素30-60送入物料斗由计算机控制配料秤进行自动配料后进入溶解槽，溶解槽由数控系统控制加入适量的水和用内部的蒸汽盘管进行加热，溶解槽的温度控制在95～110℃，固体尿素被溶解槽溶解为尿浆，尿浆浓度为85％～95％，尿浆由溶解槽数个喷头喷入转鼓造粒机；同时，人工将磷酸一铵10-30、钾盐10-36送入自动投料斗后进入粉碎机进行粉碎并搅拌使之充分混合均匀后经粉碎机将粉碎的物料自动送入转鼓造粒机与由溶解槽喷头喷入的尿浆混合，配料比为1∶3，同时喷入一定量的蒸汽补充水分和热量，使物料达到合适的液固比，在转鼓造粒机的转动下团聚成粒，然后由陈化皮带送至干燥窑内；此造粒工艺利用了尿浆的液相、低水分、高粘性特点使物料成粒，造粒机出口物料水分由6％降到4％，大大降低了干燥负荷；复合肥在造粒过程中是通过设置在造粒机内的数个喷头将尿浆均匀喷涂在固体物料表面，随着物料的转动团聚成粒；因物料颗粒是随着喷浆涂布不断长大，形成合适的肥料颗粒，所以产品的抗压强度大(大于18N)，缓释性能好。 

2、自造粒机出来的粒化物料送入1#干燥窑干燥后再送入2#干燥窑进行二次干燥。1#干燥窑进气温度为120～135℃，出气温度＜70℃，物料停留时间为19min，出口物料水分＜2％；2#干燥窑进气温度为50～90℃，出口物料水分＜1.5％；干燥所需的热气由高效节能炉提供，每吨复合肥干燥煤耗 仅8kg，而普通燃烧炉为20kg，提高能效60％。 

3、从2#干燥窑出来的物料已达到产品水分＜1.5％的要求，进入冷却窑冷却。 

4、冷却后的物料经筛分送入预先放有活性有机质10、微量元素0.02-0.1的包膜机内进行扑粉包膜后再由放有油包膜剂2的油槽进行油包膜，油槽温度控制在90℃±5℃。包膜后的成品送至自动包装机进行包装。 

试验效果： 

1、控释效果试验 

(1)24小时内肥料中的养分释放率为12％。 

(2)在28天内肥料中的养分释放率小于65％。 

(3)在达到肥效期时，肥料中有93％的养分释放。 

2、有机包膜控释肥田间试验 

1.1试验地基本情况 

试验地点设在禹城市市中街道办事处南北庄村，试验地土壤为高肥力轻壤质潮土，耕层(0-20cm)土壤有机质18.27g/kg，有效氮52.3mg/kg，速效磷(P₂O₅)43.4mg/kg，速效钾(K₂O)124mg/kg。 

1.2试验设计 

按照当地的种植、施肥习惯，各种管理条件完全相同的情况下，分别设置3个处理，重复3次，顺序区组排列，小区面积667m²。试验处理的设置如下： 

①有机包膜控释复合肥料(20-10-15)：施用量75kg/亩，基施； 

②普通复合肥料(20-10-15)：施用量75kg/亩，基施； 

③对照(不施复合肥料肥)。 

根据试验设计，各处理有机包膜控释复合肥料、普通复合肥料均做基肥，在玉米幼苗时坑施。 

1.3栽培管理 

玉米品种为鲁南1号；2009年4月底点播，2009年10月10日成熟，定植密度为每亩3000株；收获称量各小区玉米总产量。 

2.结果与分析 

2.1不同处理玉米生长性状调查 

根据试验各处理田间观察，有机包膜控释复合肥料处理玉米植株明显表现出生长旺盛、叶色浓绿，后期生长明显由于普通复合肥无效花和腐败果减少，抗病虫害能力强、果形整齐、色泽鲜亮等特点。调查结果显示，与普通复合肥料处理②和对照处理①相比，有机包膜控释复合肥料处理植株株高相对要高，茎秆更加粗壮，根系更加发达。 

2.2不同处理玉米产量比较 

各处理玉米产量结果列于表1，从表中可以看出3个处理之间均达极显著差异，普通复合肥料和有机包膜控释复合肥料处理分别比对照增产31.75％和49.59％，进一步验证了在无肥情况下严重影响作特产量的事实；同时试验结果也明确显示，相同氮磷钾复合肥料用量条件下，有机包膜复合肥料处理玉米产量极显著地高于普通复合肥料处理，增产幅度达到28.86％，说明有机包膜复合肥料作为最新研制开发的高科技新产品，在农业生产中具有重要的推广价值。 

表1.不同处理玉米产量统计表 

表2.玉米产量多重比较表 

有机包膜控释复合肥料在玉米上表现出良好的效果，在同等氮磷钾用量条件下，有机包膜控释复合肥料玉米产量较普通复合肥料提高18.86％，同时玉米成熟期可提早一个星期左右，效益显著，值得在农业生产中大面积推广应用。 

Claims (7)

1.一种有机包膜控释复合肥料，其特征在于：它是由以下重量份的化肥原料制成的，尿素30-60、磷酸一铵10-30、钾盐10-36、活性有机质10，微量元素0.02-0.1。

2.根据权利要求1所述的一种有机包膜控释复合肥料，其特征在于：有机包膜为活性有机质、微量元素；钾盐为硫酸钾；活性有机质为活性腐殖酸、活性氨基酸；微量元素为铁、锰、锌、铜。

3.根据权利要求1或2所述的一种有机包膜控释复合肥料，其特征在于：所用各原料的重量份为，活性腐殖酸5、活性氨基酸5；铁、锰、锌、铜分别为0.004-0.05、0.005-0.04、0.006-0.01、0.005-0.01。

4.根据权利要求1所述的一种有机包膜控释复合肥料，其特征在于：它的制备方法是，人工将计量的固体尿素送入物料斗由计算机控制配料秤进行自动配料后进入溶解槽，溶解槽由数控系统控制加入一定比例的水和用内部的蒸汽盘管进行加热，固体尿素被溶解为尿浆，尿浆由溶解槽数个喷头喷入转鼓造粒机；司时，人工将计量的磷酸一铵、钾盐送入自动投料斗后进入粉碎机进行粉碎并搅拌后经粉碎机将粉碎的磷酸一铵、钾盐自动送入转鼓造粒机与由溶解槽喷头喷入的尿浆混合在转鼓造粒机的转动下团聚成粒，然后由陈化皮带送至1#干燥窑干燥后再送入2#干燥窑进行二次干燥；从2#干燥窑出来的物料进入冷却窑冷却，冷却后物料经筛分送入包膜机进行包膜，包膜后的成品送至自动包装机进行包装。

5.根据权利要求4所述的一种有机包膜控释复合肥料，其特征在于：溶解槽的温度控制在95～110℃；1#干燥窑进气温度为120～135℃；出气温度＜70℃，；2#干燥窑进气温度为50～90℃。

6.根据权利要求4所述的一种有机包膜控释复合肥料制备方法，其特征在于：包膜为活性有机质包膜和油包膜，活性有机质包膜采用扑粉机进行扑粉包膜，同时采用油包膜，油槽温度控制在90℃±5℃。

7.根据权利要求6所述的一种有机包膜控释复合肥料，其特征在于：油包膜剂为由石蜡18、烷基胺5、S-80 3、矿物油65组成的油包膜剂，所用油包膜剂的重量份为2。