CN102531754B

CN102531754B - 一种功能型水稻专用肥及其制备方法

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Publication number: CN102531754B
Application number: CN201210039580.6A
Authority: CN
Inventors: 陈新平; 张毅; 崔振岭; 张福锁
Original assignee: China Agricultural University
Current assignee: China Agricultural University
Priority date: 2012-02-20
Filing date: 2012-02-20
Publication date: 2014-07-30
Anticipated expiration: 2032-02-20
Also published as: CN102531754A

Abstract

本发明公开了一种功能型水稻专用肥。包括湿法磷肥、氮肥、钾肥和钢渣硅肥；所述专用肥中P和K的含量分别以P₂O₅和K₂O计，N、P₂O₅和K₂O的质量份数比为(11～13)∶(9～11)∶(7～9)，N、P₂O₅和K₂O总的质量百分含量为27％～33％，钢渣硅肥的质量百分含量为8％。本发明具有以下有益效果：(1)直接使用中低品位磷矿通过与硫酸处理生成的湿法磷肥作为专用肥主要磷肥来源，不经过选矿等过程，既无磷石膏等尾矿产生，同时还可有效保留中低品位磷矿石中的中量元素；(2)通过对水稻养分需求规律和稻田土壤养分供应状况的分析，氮磷钾合理配方，同时考虑到高产水稻对Si的需求，加入适量钢渣硅肥，不但可以为水稻提供养分，还可以维持土壤中的Si养分平衡。

Description

一种功能型水稻专用肥及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种功能型水稻专用肥及其制备方法。

背景技术

水稻是我国第一大粮食作物，其播种面积约占我国粮食作物总面积的27％，稻谷产量占全国谷物总产40％以上，单产超过6t/ha，这对于保证我国粮食安全和社会和谐发展有着重要的作用。长江流域是我国重要的水稻生产区域之一，它包括云南、贵州、四川、重庆、湖南、湖北、江西、安徽、江苏和河南南部10省市。区域内单季、双季稻共存，籼、粳、糯稻均有种植。该区耕地总面积5100万公顷左右，水稻播种面积近1900万公顷，产量1.2亿吨，占全国水稻面积和总产的64％和66％左右，单产6.75t/ha左右。最近30年，特别是从上世纪90年代中业开始，水稻全国平均单产一直徘徊不前，尤其在长江流域的水稻生产大省江苏、湖南、湖北等省份。同时，由于集约化水稻生产，氮、磷、钾肥的大量投入，水稻的连年高产，土壤中的中量元素(Ca、Mg、S、Si等)每年被大量带走，土壤中养分限制因子逐渐变化为中量元素，特别在长江流域，这种情况限制了未来我国水稻的可持续生产。

最近10年是我国化肥产业发展速度最快的阶段，化肥总量迅速增长，氮、磷肥自给率超过100％，高浓度氮肥和磷肥的比重都超过50％，最显著的特征是复合肥的快速发展。2005年我国复合肥产量达到135万吨P₂O₅，占磷肥总产量的8％，占化肥总用量的27％；2007年我国复合肥产量达到196万吨P₂O₅，占磷肥总产量的14.5％。通过分析发现大型企业仍以生产养分含量大于40％的高浓度产品为主，生产这些高浓度的肥料通常选用中高品位的磷矿石，通过选矿等过程生产出高浓度的肥料，在这个过程大量的Ca、Mg、S、Si等中量元素被遗弃，同时产生大量的磷石膏等尾矿。高浓度、一次性基施通用型复合肥在发展现状已经造成了很多的问题，如会造成土壤养分大量累积、肥料价格高昂等问题。

中国目前拥有大约141亿吨的磷矿储备，居世界第二位，但在矿石质量、可选性和磷矿石的开采方面有很大的缺陷，可供开采加工利用的磷矿石的基础储量相对较低，大约40亿吨左右，其中又以中低品位磷矿储备较多，其中P₂O₅含量大于30％的富矿仅有11.08亿吨。磷矿石P₂O₅的平均含量为17％左右，绝大部分磷矿必须经选矿富集后才能满足磷酸和高浓度磷肥生产要求。按目前开采磷矿石速度，如果全部利用P₂O₅含量为30％的富矿仅能维持10年左右，经济储量仅能维持40年左右，未来将被迫开采成本更高的资源。因此，如何合理开发利用中国大量的低品位磷矿，是磷肥和磷化工行业迫切需要解决的重要问题。

我国磷矿资源中高品位矿主要分布在云南、贵州等省份，而占我国大部分磷矿的中低品位矿主要分布在湖北、四川等省份，由于湖北、四川等省份处于长江流域水稻生产集中区域，相比云南、贵州等省份离水稻生产集中区域距离更近，因而如何利用中低品位磷矿的区位优势开发出适合长江流域水稻生长的肥料产品就是未来亟待解决的问题，它对于保障我国水稻的粮食生产安全，同时更高效合理的使用我国磷矿资源具有重要的意义。

中国专利申请(申请号为03148870.6)公开了一种水稻硅肥及生产工艺，所述水稻硅肥利用粉煤灰、凹凸煤土、钙镁磷肥、过磷酸钙、氯化钾等经过搅拌混合而成。中国专利(申请号为94105471.3)公开了一种水稻专用化肥，所述水稻专化用肥包括发苗肥和穗肥两种肥料，利用尿素、碳酸氢铵、普通过磷酸钙、硫酸钾、硅酸盐矿粉等掺混而成。以上所述两种肥料没有完全考虑当前水稻实际产量水平中氮、磷、钾等养分需求规律，部分考虑了中量元素如Si的需求，但生产流程相对复杂，尽管肥料原料来源多样化，但无法适应大规模标准化生产，不能为未来我国水稻的高产提高有力的肥料产品支持。

发明内容

本发明的目的在于针对我国中低品位磷矿资源利用不足等问题，同时稻田土壤中量元素诸如Si等逐渐成为限制未来水稻高产的重要因子之一，利用对水稻养分需求规律和稻田养分土壤供应状况的分析，提供一种适合我国水稻生产的功能型水稻专用肥。

本发明所提供的一种功能型水稻专用肥，包括湿法磷肥、氮肥、钾肥和钢渣硅肥；所述专用肥中P和K的含量分别以P₂O₅和K₂O计，N、P₂O₅和K₂O的质量份数比为(11～13)∶(9～11)∶(7～9)，N、P₂O₅和K₂O总的质量百分含量为27％～33％，所述钢渣硅肥的质量百分含量为8％。

上述的功能型水稻专用肥中，所述专用肥中P和K的含量分别以P₂O₅和K₂O计，N、P₂O₅和K₂O的质量份数比具体可为12∶10∶8或12∶11∶9，N、P₂O₅和K₂O总的质量百分含量具体可为30％或32％。

上述的功能型水稻专用肥中，所述钢渣硅肥中有效硅的含量可为28％～35％，具体可为29.58％或30.4％

上述的功能型水稻专用肥中，所述湿法磷肥可由中低品位磷矿石与硫酸反应得到。

上述的功能型水稻专用肥中，所述中低品位磷矿石中P的含量以P₂O₅计可为17％～24％，具体可为20％或21.27％。

上述的功能型水稻专用肥中，所述专用肥还可包括磷铵，所述磷铵为磷酸一铵或磷酸二铵，具体可根据所述湿法磷肥中磷的含量加入适量的磷铵。

上述的功能型水稻专用肥中，所述氮肥具体可为尿素、氯化铵或硫酸铵；所述钾肥具体可为氯化钾或硫酸钾。

上述的功能型水稻专用肥中，所述专用肥为颗粒状，其粒径可为1mm～4.75mm。

本发明还进一步提供了上述功能型水稻专用肥的制备方法，包括如下步骤：将所述湿法磷肥、钢渣硅肥、氮肥与钾肥进行混合，或将所述湿法磷肥、钢渣硅肥、氮肥、钾肥和磷铵进行混合，然后经混合造粒、干燥、冷却和筛分即得产品。

上述的制备方法中，所述湿法磷肥、钢渣硅肥、氮肥、钾肥和磷铵均可为粉末状。

本发明具有以下有益效果：

(1)直接使用中低品位磷矿通过与硫酸处理生成的湿法磷肥作为专用肥主要磷肥来源，不经过选矿等过程，既无磷石膏等尾矿产生，同时还可有效保留中低品位磷矿石中的中量元素；

(2)通过对水稻养分需求规律和稻田土壤养分供应状况的分析，氮磷钾合理配方，同时考虑到高产水稻对Si的需求，加入适量钢渣硅肥，不但可以为水稻提供养分，还可以维持土壤中的Si养分平衡；

(3)本发明提供的功能型水稻专用肥肥料中氮磷钾养分合理配方，以中低品位磷矿制备的湿法磷肥作为主要磷源，同时加入钢渣硅肥，不但可以为水稻的高产提供各种营养元素，同时以Si为代表的中量元素可以有效的提高水稻的各种抗性，而且还可以维持稻田土壤的中量元素养分平衡。

具体实施方式

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。

下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

实施例1、功能型水稻专用肥的制备

将中低品位磷矿石(其中P的含量以P₂O₅计为21.27％)经过湿法球磨后与硫酸在混合机内连续地进行混合反应，反应生成的料浆经过在化成室固化，再经过切削和熟化过程，得到粉末状的湿法磷肥；然后将上述湿法磷肥、粉末状的钢渣硅肥(有效硅含量为29.58％)、粉末状的尿素、粉末状的氯化钾和粉末状的磷酸一铵、氯化铵、硫酸铵进行混合得到混合物料；该混合物料经转鼓机加入蒸汽造粒、干燥、筛分(温度为烘干机进口约200℃，烘干机出口为55℃左右，时间为30分钟)、冷却(温度为空气环境温度，时间为30分钟左右)和筛分得到颗粒状功能型水稻专用肥，其粒径为1mm～4.75mm。

本实施例制备的水稻专用肥中，P和K的含量分别以P₂O₅和K₂O计，N、P₂O₅和K₂O的质量份数比为12∶11∶9，N、P₂O₅和K₂O总的质量百分含量为32％，钢渣硅肥的质量百分含量为8％。

实施例2、功能型水稻专用肥的制备

将中低品位磷矿石(其中P的含量以P₂O₅计为20％)经过湿法球磨后与硫酸在混合机内连续地进行混合反应，反应生成的料浆经过在化成室固化，再经过切削和熟化过程，得到粉末状的湿法磷肥(其中P的含量以P₂O₅计为10％)；然后将上述湿法磷肥(250kg)、粉末状的钢渣硅肥(80kg，有效硅含量为30.40％)、粉末状的尿素(70kg)、粉末状的氯化钾(135kg)和粉末状的磷酸一铵(180kg)、氯化铵(250kg)、硫酸铵(80kg)进行混合得到混合物料；该混合物料经转鼓机加入蒸汽造粒、干燥、筛分(温度为烘干机进口约150℃，烘干机出口为55℃左右，时间为30分钟)、冷却(温度为空气环境温度，时间为30分钟左右)和筛分得到1000kg颗粒状功能型水稻专用肥，其粒径为1mm～4.75mm。

本实施例制备的水稻专用肥中，P和K的含量分别以P₂O₅和K₂O计，N、P₂O₅和K₂O的质量比为12∶10∶8，N、P₂O₅和K₂O的总的质量百分含量为30％，钢渣硅肥的质量百分含量为8％。

实施例3、实施例2制备的功能型水稻专用肥的田间试验

长江流域水稻种植大省市，包括四川省、重庆市、湖北省、湖南省、江西省、安徽省、江苏省，利用实施例2制备的水稻专用肥分别在以上7省市的早、中和晚稻上进行肥料田间效果验证试验，总共进行20个专用肥田间效果验证试验。

各省市均以不施肥处理为对照组。

具体试验方法：以实施例2制备的功能型水稻专用肥作基肥施用，分蘖期和抽穗期分别追施氮肥和钾肥，试验水稻品种选用试验当地水稻主载高产品种；肥料用量根据当时实际产量水平与高产栽培措施来确定，功能型水稻专用肥用量为600～750kg/ha；栽培管理措施同当地水稻高产栽培措施。

各个省市的试验小区面积均为20m²，每处理设三次重复。

试验结果表明，实施例2所制备的功能型水稻专用肥可以有效提高水稻生育前期群体生物量与分蘖数；平均最终收获时期的每穴穗数、每穗粒数、单位面积(667m²)收获穗数分别为15.87、74.07、3.43×10⁵，较不施肥处理分别平均提高84.50％、9.29％、86.41％；产量结果表明，实施例2所制备的功能型水稻专用肥处理平均产量为7.98t/ha，比不施肥处理平均增加48.51％。

以上结果证明本发明的功能型水稻专用肥可显著提高水稻产量，可以有效利用中低品位磷矿，具有较高的经济、社会和生态效益。

Claims

1.一种功能型水稻专用肥，包括湿法磷肥、氮肥、钾肥和钢渣硅肥；所述专用肥中P和K的含量分别以P₂O₅和K₂O计，N、P₂O₅和K₂O的质量份数比为（11～13）：（9～11）：（7～9），N、P₂O₅和K₂O总的质量百分含量为27%～33%，钢渣硅肥的质量百分含量为8%；

所述钢渣硅肥中有效硅的含量为28%～35%；

所述湿法磷肥是由中低品位磷矿石与硫酸反应得到的；

所述中低品位磷矿石中P的含量以P₂O₅计为17%～24%；

所述专用肥还包括磷铵，所述磷铵为磷酸一铵或磷酸二铵。

2.根据权利要求1所述的水稻专用肥，其特征在于：所述氮肥为尿素、氯化铵或硫酸铵；所述钾肥为氯化钾或硫酸钾。

3.根据权利要求1或2所述的水稻专用肥，其特征在于：所述专用肥为颗粒状，其粒径为1mm～4.75mm。

4.权利要求1-3中任一所述专用肥的制备方法，包括如下步骤：将所述湿法磷肥、钢渣硅肥、氮肥、钾肥和磷铵进行混合，然后经混合造粒、干燥、冷却和筛分即得产品。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述湿法磷肥、钢渣硅肥、氮肥、钾肥和磷铵均为粉末状。