CN102557815A - 一种多功能复混肥料增效剂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及农业肥料技术领域，尤其是涉及一种适用于旱地石灰性土壤使用的多功能复混肥料增效剂及其应用。由高吸水性树酯、柠檬酸及其盐类、硝化抑制剂、聚硼酸盐和EDDHA-微量元素螯合物组成，按质量百分比计，高吸水性树酯40-70％，柠檬酸及其盐类15-25％，硝化抑制剂10-20％，聚硼酸盐4-10％，EDDHA-微量元素螯合物1-5％；本发明制备的增效剂，既可作为复混肥料添加剂使用，也可与各种普通复混肥料或配方肥料混施，起到同时阻控氮、磷、钾损失途径的作用，并可实现一次性全营养施肥，具有缓释稳肥、保水抗旱、营养改土、省工增产等多重功效。
Description
技术领域
本发明涉及农业肥料技术领域，尤其是涉及一种适用于旱地石灰性土壤使用的多功能复混肥料增效剂。
背景技术
肥料在农业生产中具有举足轻重的作用。根据联合国粮农组织(FAO)的统计结果，农业增产份额中肥料所起的作用要占40％-60％。事实上，农业生产资料投入中肥料投入通常要占到50％以上。与西方发达国家相比，我国在肥料种类、肥料质量、生产工艺与成本等方面仍存在较大的差距，在肥料施用上存在比例失调、结构不合理、肥料利用率低等诸多问题，不仅造成资源浪费严重，肥料对环境的污染加重，同时也使我国农业生产成本大大高于西方发达国家，直接导致农产品市场竞争力下降。近年来，随着平衡施肥技术的广泛推广和应用，我国复混肥料的施用面积不断扩大，在一定程度上改善了肥料施用的比例和结构，提高了施肥的增产效果和经济效益，但肥料利用率仍然偏低，特别是在干旱半干旱地区的石灰性土壤上，氮肥通过挥发、反硝化、淋移等，磷肥、钾肥通过土壤物理-化学固定等途径损失十分严重，加上干旱缺水以及微量元素有效性偏低等因素，肥料利用率更为低下。
为了提高肥料利用率，国内外已进行了大量的研究工作。目前肥料生产上应用较多的技术是采用包膜技术制作包膜控释肥料，或添加肥料增效剂生产长效缓释肥料。包膜控释肥料的研究主要集中在包膜材料的选择上。目前，无机物作为包膜材料主要有硫磺、钙镁磷肥、沸石、石膏等，而有机高分子聚合物类包膜材料主要有聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯醇、羟乙基甲丙烯酯和一些淀粉、纤维素、木质素及其改性物质等。包膜控释肥料存在的主要问题是包膜材料或制作工艺比较复杂，导致包膜肥料价格昂贵，同时也很难做到养分释放模式与作物需肥规律相一致，其应用范围仅限于草坪、花卉、温室栽培以及其它一些价值较高的经济作物。长效缓释肥料主要是添加氮肥增效剂，如硝化抑制剂2-氯-6-三氯甲基吡啶(CP)、2-氨基4-氯-6-甲基嘧啶(AM)、双氰胺(DCD)、3，4-二甲基吡唑磷酸盐(DMPP)、2-磺胺噻唑(ST)、硫脲(SU)、脒基硫脲(ASU)等，脲酶抑制剂氢醌(HQ)、O-苯基磷酰二胺(PPD)、N-丁基硫代酰三胺(NBPT)等，以控制氮肥在土壤中的转化过程，进而提高肥料利用率。长效缓释肥料以中国科学院沈阳生态研究所研究较多，主要以腐植酸、沸石粉等为载体，加入SU、DCD、DMPP或(和)HQ、PPD、NBPT等，并形成了一些专利(如ZL 99113382.X，ZL 200610046053.2)。与包膜控释肥料相比，长效缓释肥料在生产成本上具有一定的优势，因而近年来发展较快，并且已开始用于小规模工业化生产，在某些地区也得到了较大面积的推广应用，但由于其组分功能性相对比较单一，而且单纯使用硝化抑制剂的话易增加某些土壤尤其是干旱半干旱地区石灰性土壤氮肥的氨挥发损失，其增产效果还不够稳定，应用范围受到一定的限制。国内也有开发多功能肥料增效剂的，如中国专利ZL02157926.1提出了一种肥料增效剂及其制备方法，主要由吸水树脂、微量元素、膨润土、腐植酸钠、沸石、坡缕石、海绿石按一定比例配制而成，其制备方法主要是将吸水树脂和膨润土按预定比例进行预混合，将沸石粉、坡缕石按预定比例混合，然后向沸石与坡缕石的混合物中加入腐殖酸钠，再进行辐照处理，最后将吸水树脂和膨润土的混合物与前述辐照处理后的混合物进行二次混合。这类肥料增效剂主要以矿石粉为主，并且使用了带碱性的钠盐(腐殖酸钠)，因而在保水、节肥、增产等方面作用有限，长期大量施用还可能对土壤质量产生不利影响。同时，微量元素以无机态或EDTA螯合态形式存在，在多数情况下尤其是在石灰性土壤上施用的稳定性和对作物的有效性较差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能有效保蓄土壤水分和肥料养分，减少氮磷钾肥料损失，并且含有高稳态微量元素养分的多功能复混肥料增效剂。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种多功能复混肥料增效剂，它是由高吸水性树酯、柠檬酸及其盐类、硝化抑制剂、聚硼酸盐和EDDHA-微量元素螯合物组成，按质量百分比计，：高吸水性树酯40-70％，柠檬酸及其盐类15-25％，硝化抑制剂10-20％，聚硼酸盐4-10％，EDDHA-微量元素螯合物1-5％；
所述高吸水性树脂为聚丙烯酰胺、聚丙烯酸铵、聚丙烯酸钾、淀粉接枝聚丙烯酰胺、纤维素接枝聚丙烯酰胺中一种或几种；几种物质混合式可按任意比例混合。
所述柠檬酸及其盐类为柠檬酸、柠檬酸铵、柠檬酸钾、柠檬酸铁、柠檬酸铁铵中的一种或几种；几种物质混合式可按任意比例混合。
所述硝化抑制剂为2-氯-6-三氯甲基吡啶(CP)、2-氨基4-氯-6-甲基嘧啶(AM)、双氰胺(DCD)、3，4-二甲基吡唑磷酸盐(DMPP)、2-磺胺噻唑(ST)、硫脲(SU)、脒基硫脲(ASU)中的一种或几种；几种物质混合式可按任意比例混合。
所述聚硼酸盐为聚硼酸铵和/或聚硼酸钾；
所述EDDHA-微量元素螯合物由EDDHA-Fe、EDDHA-Zn、EDDHA-Mn、EDDHA-Cu组成，按质量百分比计，EDDHA-Fe 10-90％、EDDHA-Zn 10-50％、EDDHA-Mn 0-20％、EDDHA-Cu 0-20％，其中EDDHA指乙二胺-N，N’-二-(2-羟基)苯乙酸，又名酚基亚乙基二胺聚羧酸。
所述多功能复混肥料增效剂的制备方法，是将各组分原料分别经过粉碎或研磨，使其粒径达到100-200目，然后按照所述的质量百分比混合，并充分搅拌均匀即可。
本发明的肥料增效剂，作为对复混肥料增效的应用，可以在商品复混肥料制造过程中按肥料总质量的1-5％的比例添加，制成多功能长效缓释肥，再按常规施肥方式施用于干旱半干旱地区石灰性土壤中；也可以在普通商品复混肥料施用时，先按肥料总质量的1-5％添加并混拌均匀，再按常规施肥方式施用于干旱半干旱地区石灰性土壤中；还可以在普通单质肥料或与复合(混)肥料混配施用时，先按肥料总质量的1-5％添加并混拌均匀，再按常规施肥方式施用于干旱半干旱地区石灰性土壤中。
本发明的优点是：
1.本发明增效剂将高吸水树脂与柠檬酸及其盐类混合，其协同作用能在复混肥料施入土壤后迅速集聚水分，在施肥点形成微团聚体并降低微域土壤的pH，从而达到减少土壤特别是干旱半干旱地区土壤上施用复混肥料后氨挥发和磷素固定损失的目的；
2.本发明增效剂采用了硝化抑制剂与聚硼酸盐类联合作用，不但能减缓铵态氮向硝态氮转化的速率，而且可以抑制可能存在的酰胺态氮向铵态氮、硝态氮转化的速率，从而有效延长氮素肥料对作物的供给时期，同时根据铵钾土壤粘粒竞争固定机理，还可以减少钾素肥料被土壤固定损失的几率；
3.本发明增效剂采用在石灰性土壤高pH环境下稳定性极高的EDDHA-微量元素螯合物和聚硼酸盐类共同作用，为作物有效提供这类土壤普遍缺乏的Fe、Zn、Mn、B、Cu等微量元素养分，消除作物高产和超高产的营养障碍，充分发挥氮磷钾复混肥料的增产作用，从而提高了肥料的利用效率；
4.本发明增效剂原料中不使用对作物无用或对土壤有害的钠盐(如聚丙烯酸钠、柠檬酸钠、聚硼酸钠)，不使用激素类物质，大量长期施用不会对土壤质量造成负面影响；
5.本发明增效剂可以同时阻控氮、磷、钾肥料的损失途径，并且可以实现一次性全营养施肥，具有缓释稳肥、保水抗旱、营养改土、省工增产等多重功效；
6.本发明增效剂配方科学，工艺简单，使用方便，增产效果显著，易于工业化规模生产和大面积推广应用。
具体实施方式
实施例1
增效剂组成：聚丙烯酰胺55.0kg，柠檬酸20.0kg，2-氯-6-三氯甲基吡啶(CP)15.0kg，聚硼酸铵6.0kg，EDDHA-Fe 3.0kg，EDDHA-Zn 1.0kg。
制备方法：取聚丙烯酰胺55.0kg，柠檬酸20.0kg，2-氯-6-三氯甲基吡啶(CP)15.0kg，聚硼酸铵6.0kg，EDDHA-Fe 3.0kg，EDDHA-Zn 1.0kg，分别经过粉碎或研磨，使其粒径达到100-200目，混合后充分搅拌均匀，即得所述多功能复混肥料增效剂。
应用方法：在复混肥料制造过程中，将该增效剂按肥料总质量的2％添加到原料中并充分搅拌均匀，所得复混肥料即为多功能长效缓释型复混肥料，再按常规施肥方式施用于干旱半干旱地区石灰性土壤中。
实施例2
增效剂组成：聚丙烯酰胺30.0kg聚丙烯酸钾15.0kg，柠檬酸15.0kg，柠檬酸铵10.0kg，2-氨基4-氯-6-甲基嘧啶(AM)20.0kg，聚硼酸铵5.0kg，EDDHA-Fe 2.5kg，EDDHA-Zn 2.5kg。
制备方法：取聚丙烯酰胺30.0kg聚丙烯酸钾15.0kg，柠檬酸15.0kg，柠檬酸铵10.0kg，2-氨基4-氯-6-甲基嘧啶(AM)20.0kg，聚硼酸铵5.0kg，EDDHA-Fe 2.5kg，EDDHA-Zn 2.5kg，分别经过粉碎或研磨，使其粒径达到100-200目，混合后充分搅拌均匀，即得所述多功能复混肥料增效剂。
应用方法：在复混肥料制造过程中，将该增效剂按肥料总质量的2.5％添加到原料中并充分搅拌均匀，所得复混肥料即为多功能长效缓释型复混肥料，再按常规施肥方式施用于干旱半干旱地区石灰性土壤中。
实施例3
增效剂组成：聚丙烯酸钾40.0kg，淀粉接枝聚丙烯酰胺25.0kg，柠檬酸10.0kg，柠檬酸铁铵5.0kg，3，4-二甲基吡唑磷酸盐(DMPP)10.0kg，聚硼酸铵4.0kg，聚硼酸钾2.0kg，EDDHA-Fe 2.5kg，EDDHA-Zn 1.0kg，EDDHA-Mn 0.5kg。
制备方法：取聚丙烯酸钾40.0kg，淀粉接枝聚丙烯酰胺25.0kg，柠檬酸10.0kg，柠檬酸铁铵5.0kg，3，4-二甲基吡唑磷酸盐(DMPP)10.0kg，聚硼酸铵4.0kg，聚硼酸钾2.0kg，EDDHA-Fe 2.5kg，EDDHA-Zn 1.0kg，EDDHA-Mn 0.5kg，分别经过粉碎或研磨，使其粒径达到100-200目，混合后充分搅拌均匀，即得所述多功能复混肥料增效剂。
应用方法：在复混肥料制造过程中，将该增效剂按肥料总质量的1.5％添加到原料中并充分搅拌均匀，所得复混肥料即为多功能长效缓释型复混肥料，再按常规施肥方式施用于干旱半干旱地区石灰性土壤中。
实施例4
增效剂组成：聚丙烯酰胺55.0kg，柠檬酸15.0kg，脒基硫脲(ASU)20kg，聚硼酸铵6.0kg，EDDHA-Fe 2.5kg，EDDHA-Zn 1.5kg。
制备方法：取聚丙烯酰胺55.0kg，柠檬酸15.0kg，脒基硫脲(ASU)20kg，聚硼酸铵6.0kg，EDDHA-Fe 2.5kg，EDDHA-Zn 1.5kg，分别经过粉碎或研磨，使其粒径达到100-200目，混合后充分搅拌均匀，即得所述多功能复混肥料增效剂。
应用方法：在施用氮磷钾复合肥(15-15-15)时，将该增效剂按肥料总质量的3％添加到混合肥料中并充分搅拌均匀，再按常规施肥方式施用于干旱半干旱地区石灰性土壤中。
实施例5
增效剂组成：聚丙烯酰胺40.0kg，淀粉接枝聚丙烯酰胺15.0kg，柠檬酸12.0kg，柠檬酸铁铵4.0kg，双氰胺(DCD)12.0kg，2-磺胺噻唑(ST)8.0kg，聚硼酸铵6.0kg，EDDHA-Fe 1.0kg，EDDHA-Zn 1.0kg，EDDHA-Mn 0.5kg，EDDHA-Cu 0.5kg。
制备方法：取聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺40.0kg，淀粉接枝聚丙烯酰胺15.0kg，柠檬酸12.0kg，柠檬酸铁铵4.0kg，双氰胺(DCD)12.0kg，2-磺胺噻唑(ST)8.0kg，聚硼酸铵6.0kg，EDDHA-Fe 1.0kg，EDDHA-Zn 1.0kg，EDDHA-Mn 0.5kg，EDDHA-Cu 0.5kg，分别经过粉碎或研磨，使其粒径达到100-200目，混合后充分搅拌均匀，即得所述多功能复混肥料增效剂。
应用方法：在施用尿素、二铵、硫酸钾时，将该增效剂按肥料总质量的4％添加到混合肥料中并充分搅拌均匀，再按常规施肥方式施用于干旱半干旱地区石灰性土壤中。
应用效果试验
试验1
试验地点：陕西省合阳县甘井镇万年村，海拔820m，年均降水量572mm。
试验时间：2009年-2010年。
试验作物：苹果，品种为“富士”，树龄16年，株行距3m×4m。
试验地土壤基本性状：0-20cm土壤有机质13.3g/kg，全N 1.06g/kg，NO3 --N 28.2mg/kg，有效P 18.8mg/kg，有效K 194mg/kg，pH 8.22。
试验方案：设NPK(CK)和NPK+增效剂两个处理，9株小区，重复三次，随机区组排列，NPK为尿素、磷酸二铵和硫酸钾，施肥量为1.52kgN+0.76kg P2O5+1.72kg K2O/株，增效剂按施肥量(实物)的2％添加，均为春季萌芽前一次性施肥。
试验结果：见表1。
表1多功能复混肥料增效剂对渭北旱塬苹果的增产效果
本试验结果表明，添加增效剂处理的苹果产量比对照增加19.13-27.16％，差异达到统计上的显著水平。
试验2
试验地点：陕西省合阳县甘井镇甘井村，海拔880m，年均降水量572mm。
试验时间：2009年-2010年
试验作物：春玉米，品种为“沈玉17”(2009年)和潞鑫1号(2010年)，密度45000株/ha左右
试验地土壤基本性状：0-20cm土壤有机质12.5g/kg，全N 0.82g/kg，NO3 --N 21.5mg/kg，有效P 16.2mg/kg，有效K 116mg/kg，pH 8.28。
试验方案：设NPK(CK)和NPK+增效剂两个处理，小区面积20m2，重复四次，随机区组排列，NPK为尿素+氮磷钾复合肥(15-15-15)，施肥量为195.0kg N+82.5kg P2O5+82.5kg K2O/ha，增效剂按施肥量(实物)的2％添加，均为播种时一次性施肥。
试验结果：见表2。
表2多功能复混肥料增效剂对渭北旱塬春玉米的增产效果
本试验结果表明，添加增效剂处理的春玉米产量比对照增加11.71-12.90％，差异达到统计上的显著水平。
Claims (2)
1.一种多功能复混肥料增效剂，其特征在于：由高吸水性树酯、柠檬酸及其盐类、硝化抑制剂、聚硼酸盐和EDDHA-微量元素螯合物组成，按质量百分比计，高吸水性树酯40-70％，柠檬酸及其盐类15-25％，硝化抑制剂10-20％，聚硼酸盐4-10％，EDDHA-微量元素螯合物1-5％；
所述高吸水性树脂为聚丙烯酰胺、聚丙烯酸铵、聚丙烯酸钾、淀粉接枝聚丙烯酰胺、纤维素接枝聚丙烯酰胺中的一种或几种；
所述柠檬酸及其盐类为柠檬酸、柠檬酸铵、柠檬酸钾、柠檬酸铁、柠檬酸铁铵中的一种或几种；
所述硝化抑制剂为2-氯-6-三氯甲基吡啶(CP)、2-氨基4-氯-6-甲基嘧啶(AM)、双氰胺(DCD)、3，4-二甲基吡唑磷酸盐(DMPP)、2-磺胺噻唑(ST)、硫脲(SU)、脒基硫脲(ASU)中的的一种或几种；
所述聚硼酸盐为聚硼酸铵和/或聚硼酸钾中的至少一种；
所述EDDHA-微量元素螯合物由EDDHA-Fe、EDDHA-Zn、EDDHA-Mn、EDDHA-Cu组成。
2.按权利要求1所述多功能复混肥料增效剂，其特征在于：所述EDDHA-微量元素螯合物由EDDHA-Fe、EDDHA-Zn、EDDHA-Mn、EDDHA-Cu组成，按质量百分比计，EDDHA-Fe 10-90％、EDDHA-Zn 10-50％、EDDHA-Mn 0-20％、EDDHA-Cu 0-20％，其中EDDHA指乙二胺-N，N’-二-(2-羟基)苯乙酸，又名酚基亚乙基二胺聚羧酸。
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