CN102491815A - 高浓度纳米碳棉花专用肥及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高浓度纳米碳棉花专用肥及其制备方法，属于肥料技术领域。其遵循棉花吸收养分规律，将尿素、磷酸二氢钾、氯化钾、钙镁磷肥、磷酸一铵、硫酸亚铁、硫酸锌、EDTA螯合锰、硼砂、钼酸铵、纳米碳按规定配比配料，经尿素高温熔融、加压、与其余原料混合均匀、破碎筛分、加热、制糊、震动过滤、喷洒成形、冷却、筛分、防结块处理、包装即得。该专用肥具有养分全面、肥料均衡、肥料利用率高、提高棉花产量和品质的优点。

Description

高浓度纳米碳棉花专用肥及其制备方法

技术领域

本发明涉及肥料技术领域，特别是涉及一种用于棉花的高浓度纳米碳专用肥及其制备方法。

背景技术

棉花原产于热带、亚热带地区，是一种多年生的短日照作物。经长期人工选择和培育，逐渐北移到温带，演变为一年生作物，生育期分为播种期、苗期、蕾期、花铃期和吐絮期5个阶段。棉花是人民生活的必需品，也是重要的工业原料和军用物资，在国民经济发展中起着重要的作用。

研究表明，每生产100公斤皮棉，需要吸收氮10～18.5公斤，磷（P₂O₅）3.5～6公斤，钾（K₂O）13～16.5公斤，吸收氮、磷、钾三要素的比例大致为3∶1∶3；需要吸收镁1.29公斤，硫1.86公斤；每生产100公斤籽棉，需要吸收钙36克；棉花每形成1吨干物质，需要吸收106克铁、15克硼、14克锰、16克锌、0.77克钼。棉花是根深作物，生育期长，需肥量大，而且苗期、蕾期、花铃期和吐絮期各阶段需要养分的特点不一样，因此，如何正确选择肥料及合理施肥是保证棉花丰产和提高棉花品质的关键。目前，市场上用于棉花的各类复合（混）肥主要存在的问题是肥料养分不均匀、含量偏低、溶解差、肥料利用率低等，而且一般不含有提高作物产量和品质的中微量元素。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种添加适量的纳米碳及棉花生长必需的中微量元素，适合贫水植棉区使用的高浓度纳米碳棉花专用肥及其制备方法。

本发明的技术方案如下：

本发明高浓度纳米碳棉花专用肥，原料组分重量份如下：

尿素                        450-550份，

磷酸二氢钾                   50-150份，

氯化钾                      200-320份，

磷酸一铵                      1-150份，

钙镁磷肥                       1-80份，

硫酸亚铁                       1-40份，

硫酸锌                         1-20份，

EDTA螯合锰                   1-15份，

硼砂                           1-15份，

钼酸铵                         0.1-1份，

纳米碳                          1-5份；

所述尿素为小颗粒尿素，其中氮含量≥46%，为质量百分比，粒径为0.85mm-2.80mm；

所述磷酸二氢钾为白色细微晶体，总含量≥87%，其中P₂O₅含量为52%，K₂O含量为34%，为质量百分比；

所述氯化钾呈白色粉末状，其中K₂O含量为60%-62%，为质量百分比；

所述磷酸一铵为普通粉状磷酸一铵，总含量为60%，其中氮含量为12%，五氧化二磷含量为48%，为质量百分比；

所述钙镁磷肥呈粉状；

所述硫酸亚铁、硫酸锌、EDTA螯合锰、硼砂、钼酸铵均为粉末状或细微结晶；

所述纳米碳呈粉末状；

以上原料均为市售产品。

本发明高浓度纳米碳棉花专用肥，所述原料中除尿素外其余原料的粒径优选均为0-5mm。

本发明高浓度纳米碳棉花专用肥，进一步优选原料组分重量份如下：

尿素                        500-540份，

磷酸二氢钾                   60-140份，

氯化钾                      210-300份，

磷酸一铵                      1-100份，

钙镁磷肥                      1-50份， 

硫酸亚铁                     1-26.5份， 

硫酸锌                         1-10份，

EDTA螯合锰                   1-10份，

硼砂                          1-10份，

钼酸铵                       0.1-0.5份，

纳米碳                         1-3份。

本发明高浓度纳米碳棉花专用肥，最优选原料组分重量份如下：

尿素                        500份，

磷酸二氢钾                  140份，

氯化钾                      250份，

磷酸一铵                    100份，

钙镁磷肥                     50份， 

硫酸亚铁                   26.5份， 

硫酸锌                       10份，

EDTA螯合锰                 10份，

硼砂                         10份，

钼酸铵                       0.5份，

纳米碳                        3份。

本发明高浓度纳米碳棉花专用肥的制备方法，包括如下工艺步骤：

（1）将尿素经过高温熔融至130-145℃，进入缓冲槽内，再经输送泵加压，经计量后送至塔顶混合槽内；

（2）将磷酸二氢钾、氯化钾、磷酸一铵、钙镁磷肥、硫酸亚铁、硫酸锌、EDTA螯合锰、硼砂、钼酸铵、纳米碳分别计量后，按照一定的配比送入搅拌器中充分混合，混合原料经破碎、筛分后送入混料加热器中，加热至80-105℃，由斗式提升机提升到塔顶料仓；

（3）将塔顶料仓中加热后的混料经螺旋计量称均匀计量后送入（1）中所述塔顶混合槽中，经高速剪切搅拌机混合制成稀糊状物料，温度控制在103-125℃，经震动过滤器过滤掉颗粒杂质后溢流至造粒喷头，在喷头旋转剪切离心力作用下，将混合物均匀喷洒成小球状的小液滴；从喷头喷淋落下的小液滴在直径10-18米、高100-121米的塔内慢慢下落，经与塔内的上升气流换热后冷却至45-65℃，即成为复合肥小颗粒；再经冷却、筛分及防结块处理后计量包装即可。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、养分全面，肥料均衡，肥料利用率高，提高棉花产量和品质

本发明制备的棉花专用肥是在微观分子水平上，将尿素、氯化钾、磷酸一铵、磷酸二氢钾、钙镁磷肥、纳米碳、硫酸亚铁、硫酸锌、EDTA螯合锰、钼酸铵、硼砂等原料，融合成一个有机养分整体，通过各种养分之间的相互协同作用，形成均衡的稳定养分单元，保证了肥料营养成分的均衡与稳定。

2、混合料浆制备工艺独特，节能降耗

本发明采用熔融料浆喷淋造粒时，无需添加水分和蒸汽，防止因水分超标而结块，不用烘干，无“三废”排放，节能降耗。

3、选用水溶原料，适合贫水植棉区使用

本发明采用了水溶率高的原料，几乎在冷水中全溶，能有效防止喷淋或滴灌时堵塞喷孔，适合节水农业滴灌施肥用，特别适合新疆等贫水植棉区使用。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作详细说明，但不仅限如此。

实施例1：

将540份尿素，经过135℃左右高温熔融，进入缓冲槽内，再经输送泵加压，用泵送入塔顶混合器中；

将140份磷酸二氢钾、210份氯化钾、100份磷酸一铵、50份钙镁磷肥、26.5份硫酸亚铁、10份硫酸锌、10份EDTA螯合锰、10份硼砂、0.5份钼酸铵、 3份纳米碳，经计量后送入搅拌器中充分混合均匀；混合原料经破碎筛分后，送入混料加热器加热至90℃左右；用斗式提机送至塔顶料仓。

将塔顶料仓的热混料经螺旋计量称均匀计量后送入上述混合器中，经高速剪切搅拌机混合制成稀糊状物料，温度控制在110℃左右，经震动过滤器过滤掉颗粒杂质后溢流至造粒喷头，在喷头旋转剪切离心力作用下，将混合物均匀喷洒成小球状的小液滴；从喷头喷淋落下的小液滴在直径18m高110m的塔内慢慢下落，经与塔内的上升气流换热后冷却至50℃左右，即成为复合肥小颗粒。再经冷却、筛分及防结块处理后计量包装即可。

得到的高浓度纳米碳棉花专用肥氮磷钾配比为25-8-18，含纳米碳和中微量元素。

实施例2：

取尿素500份、磷酸二氢钾140份、磷酸一铵100份、氯化钾250份、钙镁磷肥50份、硫酸亚铁26.5份、硫酸锌10份、EDTA螯合锰10份、硼砂10份、钼酸铵0.5份、纳米碳3份；

具体生产工艺同实施例1。

得到的高浓度纳米碳棉花专用肥氮磷钾配比为23-8-20，含纳米碳和中微量元素。

实施例3：

取尿素540份，氯化钾300份，磷酸二氢钾60份，磷酸一铵100份；具体生产工艺同实施例1。

得到的产品氮磷钾配比为26-8-20，不含纳米碳和中微量元素。

对比例：54%普通氯化钾复合肥，氮磷钾配比为18-18-18，为史丹利化肥股份有限公司生产的三安复合肥。

新疆是我国最大的优质棉生产基地，“国家棉花工程技术研究中心” 于1998年经科技部批准在新疆组建，申请人于2008年与国家棉花工程技术研究中心签订了战略合作协议，因此，公司将试验设在新疆主要棉区和田，土壤养分含量为：

有机质1.32%，碱解氮70mg/kg，速效磷14 mg/kg，速效钾160mg/kg。

棉花品种为新陆中4号。

试验小区面积为20平方米，设3个处理，1个对照，每个处理3次重复，随机区组排列。试验小区为长方形，四周设保护行，施肥量为750kg/hm²,小区施肥量为1.5kg，2/3基施，1/3于追施。

处理1采用实施例1中的高浓度纳米碳棉花专用肥，氮磷钾配比为25-8-18，含纳米碳和中微量元素；

处理2采用实施例2中的高浓度纳米碳棉花专用肥，氮磷钾配比为23-8-20，含纳米碳和中微量元素；

处理3采用实施例3中的高浓度纳米碳棉花专用肥，氮磷钾配比为26-8-20，不含纳米碳和中微量元素；

对比例采用总含量为54%的普通氯化钾复合肥，氮磷钾配比为18-18-18，为史丹利化肥股份有限公司生产的三安复合肥。

表1、棉花产量构成与产量结果表

注：子棉产量栏中小写字母为Ducan新复极差法多重比较结果，显著水平为0.05。

从表1的产量构成因素来看，肥料养分对铃重和衣分的影响并不大，重点是通过影响单株成铃数来影响到棉花的产量。单株成铃数、子棉产量和皮棉产量趋势一致，随着肥效的增加而增加，处理1、处理2中含有纳米碳和中微量元素的施肥处理在铃重和衣分上无差异性区别，但在单株铃数、子棉产量和皮棉产量上有极显著性差异，说明本发明的棉花专用肥中富含纳米碳和中微量元素能显著提高棉花的营养生长和生殖生长，并能提高产量。施肥处理增产效果明显，处理3中不含有纳米碳和中微量元素的复合肥其单株铃数、子棉产量和皮棉产量明显低于处理1、处理2中含有纳米碳和中微量元素的施肥处理，但是高于对比例中的普通氯化钾复合肥（54%）处理。

因此，本发明的棉花专用肥的养分配比更加合理，不仅提高了棉花的抗逆能力，而且还能提高棉花的产量和品质，尤其是实施例1、2中的含纳米碳和中微量元素肥料配方最值得推广。

Claims (5)

1. 一种高浓度纳米碳棉花专用肥，其特征在于原料组分重量份如下：

尿素                        450-550份，

磷酸二氢钾                   50-150份，

氯化钾                      200-320份，

磷酸一铵                      1-150份，

钙镁磷肥                       1-80份，

硫酸亚铁                       1-40份，

硫酸锌                         1-20份，

EDTA螯合锰                   1-15份，

硼砂                           1-15份，

钼酸铵                         0.1-1份，

纳米碳                          1-5份；

所述尿素为小颗粒尿素，其中氮含量≥46%，为质量百分比，粒径为0.85mm-2.80mm；

所述磷酸二氢钾为白色细微晶体，总含量≥87%，其中P₂O₅含量为52%，K₂O含量为34%，为质量百分比；

所述氯化钾呈白色粉末状，其中K₂O含量为60%-62%，为质量百分比；

所述磷酸一铵为普通粉状磷酸一铵，总含量为60%，其中氮含量为12%，五氧化二磷含量为48%，为质量百分比；

所述钙镁磷肥呈粉状；

所述硫酸亚铁、硫酸锌、EDTA螯合锰、硼砂、钼酸铵均为粉末状或细微结晶；

所述纳米碳呈粉末状；

以上原料均为市售产品。

2.根据权利要求1所述的高浓度纳米碳棉花专用肥，其特征在于：所述原料中除尿素外其余原料的粒径均为0-5mm。

3.根据权利要求1或2所述的高浓度纳米碳棉花专用肥，其特征在于原料组分重量份如下：

尿素                        500-540份，

磷酸二氢钾                   60-140份，

氯化钾                      210-300份，

磷酸一铵                      1-100份，

钙镁磷肥                      1-50份， 

硫酸亚铁                     1-26.5份， 

硫酸锌                         1-10份，

EDTA螯合锰                   1-10份，

硼砂                          1-10份，

钼酸铵                       0.1-0.5份，

纳米碳                         1-3份。

4.根据权利要求1或2所述的高浓度纳米碳棉花专用肥，其特征在于原料组分重量份如下：

尿素                        500份，

磷酸二氢钾                  140份，

氯化钾                      250份，

磷酸一铵                    100份，

钙镁磷肥                     50份， 

硫酸亚铁                   26.5份， 

硫酸锌                       10份，

EDTA螯合锰                 10份，

硼砂                         10份，

钼酸铵                       0.5份，

纳米碳                        3份。

5.根据权利要求4所述的高浓度纳米碳棉花专用肥的制备方法，其特征在于包括如下工艺步骤：

（1）将尿素经过高温熔融至130-145℃，进入缓冲槽内，再经输送泵加压，经计量后送至塔顶混合槽内；

（2）将磷酸二氢钾、氯化钾、磷酸一铵、钙镁磷肥、硫酸亚铁、硫酸锌、EDTA螯合锰、硼砂、钼酸铵、纳米碳分别计量后，按照一定的配比送入搅拌器中充分混合，混合原料经破碎、筛分后送入混料加热器中，加热至80-105℃，由斗式提升机提升到塔顶料仓；

（3）将塔顶料仓中加热后的混料经螺旋计量称均匀计量后送入（1）中所述塔顶混合槽中，经高速剪切搅拌机混合制成稀糊状物料，温度控制在103-125℃，经震动过滤器过滤掉颗粒杂质后溢流至造粒喷头，在喷头旋转剪切离心力作用下，将混合物均匀喷洒成小球状的小液滴；从喷头喷淋落下的小液滴在直径10-18米、高100-121米的塔内慢慢下落，经与塔内的上升气流换热后冷却至45-65℃，即成为复合肥小颗粒；再经冷却、筛分及防结块处理后计量包装即可。