CN103113157A - 缓释保水复混肥组合物 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种干旱、半干旱和沙漠地区种植的大田农作物的复混肥，特别是一种缓释保水复混肥组合物。由下述重量份数的原料制作：尿素5～6份，磷酸二氢钾5～6份，磷二铵15～16份，黄腐酸2～3份，腐植酸13～18份，凹凸棒土8～10份，乙二胺四乙酸1～1.5份，柠檬酸1～1.5份，硫酸亚铁15～16份，碳酸钙12.5～14份，硫酸锌7～8份，硼砂4.5～6份，碘矿粉1～1.5份，钼矿粉1～1.5份。本发明具有耐盐、抗旱、节水、保水、营养、缓释、生根和改良土壤结构等功能，能提高肥料有效利用率，减少对土壤的污染，适用于干旱和半干旱地区的植树造林、沙漠治理、大田农作物、大棚蔬菜、果树林木、中药材、花卉等。

Description

缓释保水复混肥组合物

技术领域

本发明涉及一种干旱、半干旱和沙漠地区种植的大田农作物的复混肥，特别是一种缓释保水复混肥组合物。 

背景技术

农业是国民经济的基础，是社会发展的基本物质条件，而肥料和水是影响农业生产的两个重要因素。

其一、化肥在农业生产中占有重要的地位，是农业生产中最大的物资投资，约占全部生产性支出的50%。据统计，目前我国氮肥利用率仅为30%～35%，磷肥利用率为10～25%，钾肥利用率为35～50%，低于世界平均水平，仅氮肥利用率就比世界平均水平低10～15个百分点。其主要原因是，我国化肥品种单一，且以低浓度单质速溶肥料为主，氮肥中碳酸氢铵仍占48%左右，尿素约占43%左右，效果较好的复混肥只占10%左右，而且，这些肥料的养分释放速度太快，加快了土壤微生物对肥料的分解，也加速了养分的转化、挥发、淋失及物理化学固定，作物未吸收的大部分养分就损失掉了，大量的肥料随雨水淋溶而进入地下水或流入江河湖泊，造成环境污染；化肥的利用率仅有30%；这样，不仅降低了经济效益和社会效益，也给生态环境造成了负面影响。如何提高肥料利用率，减少肥料养分流失，降低肥料对生态环境造成的负面压力，是业内人员研究的课题。

其二、在农业生产中除了肥料是重要的影响因素和投入外，水也是农业生产中极为关键的因素之一。世界上存在大面积的干旱、半干旱和沙漠地区，这些地区常年缺水，雨季雨水大部分流失或蒸发掉，灌溉水也往往因蒸发或渗透等原因而损失，得不到充分利用。解决干旱、半干旱和沙漠地区水资源短缺和利用率低的问题，是业内人员研究的课题。

目前解决肥料长效、高效的主要途径有传统包膜材料，给氮肥加一层尿醛树脂外壳等方法，以减缓释放速度使其长效。也有的利用缓释剂，控制土壤生化环境，降低转化酶活性，使氮肥具有长效和高效利用的功能。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种耐盐、保水、营养、缓释、生根和改良土壤结构的缓释保水复混肥组合物，它可提高肥料有效利用率，减少对土壤的污染，促进作物健康生长。

实现本发明的技术方案如下：一种缓释保水复混肥的组合物肥料，由下述重量份数的原料制作：尿素 5～6份，磷酸二氢钾 5～6份，磷二铵 15～16份， 黄腐酸 2～3份，腐植酸 13～18份，凹凸棒土 8～10份，乙二胺四乙酸（以下称EDTA）1～1.5份，柠檬酸 1～1.5份，硫酸亚铁  15～16份，碳酸钙  12.5～14份，硫酸锌 7～8份，硼砂4.5～6份，碘矿粉1～1.5份，钼矿粉 1～1.5份；将上述重量份配比的原料制备成缓释保水剂肥料组合物的步骤包括：

a、将EDTA和柠檬酸，加入混合釜，加自来水配制成质量百分比浓度为8～10%的络合水溶液，加热至60～70℃；在60～70℃、搅拌条件下向络合水溶液依次加入硫酸亚铁、碳酸钙、硫酸锌、硼砂、碘矿粉和钼矿粉； 在60～70℃、在搅拌下反应50～60分钟，得pH4.5络合混合溶液；加入络合混合溶液质量的0.9～1%的氢氧化钠将络合混合溶液的pH调至7.0～8.0；再经真空干燥55～60分钟，干燥温度60～70℃，得络合干燥物料；在络合干燥物料的温度≤35℃时将其粉碎过80目筛，制得第一粉末；

b、将尿素、磷酸二氢钾、磷二铵、腐植酸、黄腐酸及凹凸棒土加入混合釜，搅拌30分钟混合均匀后，粉碎过40目筛，制得第二粉末；

c、将第一粉末和第二粉末搅拌30分钟，混合均匀后，再经过传统的复混肥造粒工艺，制得缓释保水复混肥产品。

步骤a中，选择在60～70℃温度下，是由于低于60℃，不能使物料充分溶解混合均匀；高于70℃则浪费能源。

本发明缓释保水复混肥组合物，其外观为黑灰色粉末状，粒度直径为40～80目，水分≤6%，堆积比重为1.05～1.18g/cm³，每亩地施用量为50公斤，施用方法与普通复混肥一样。

使用同等重量本发明和尿素，经大田和塑料大棚对比试验结果表明：使用本发明产品比使用尿素生产的农作物、经济作物增产10～25%、蔬菜增产30%、苹果和梨桃等增产20～25%，并且甜度和色度好；对干旱和半干旱地区植树造林的树木成活率提高了80%以上。

与现有技术相比，本发明肥料中减少氮用量，添加了EDTA和柠檬酸对铁、钙、锌、硼、碘、钼中量元素的络合，经过络合的中、微量元素容易被农作物吸收，并能达到长效作用，并且肥效优于同重量含氮46%的尿素，也提供农作物生长必须的化学营养元素，具有吸水保水抗旱功能。能大大缓解土壤旱情、保水保墒。

主要技术指标：总氮磷钾（N＋P₂O₅＋K₂O）≥15%，总钙（Ca）≥5.0%，总铁（Fe）≥3.0%，总锌（Zn）≥1.5%，硼（B）≥0.5%，碘矿粉≥1.0%，钼矿粉≥1%。

本发明提供了对作物生长必须和作物生长有利的化学营养元素；含氮只有5～6%，但本发明产品的肥效优于同质量含氮46%的尿素，低氮长效高效；对氮肥可起到缓释溶解作用，可使氮肥肥效长达120天以上，比尿素长达30天；具有吸水保水抗旱功能，能大大缓解土壤旱情，特别是在西北缺水地区保水保墒具有重要意义。

本发明以低剂量的三元复混肥配方为基础，依照不同粮食和经济作物等对氮、磷、钾的需要量进行科学配比，其中磷基本不变，钾适当少加，尿素添加量可大大降低，其含氮总量不高于三元复混肥浓度的指标。本发明产品大量降低氮肥添加量，使低浓度复混肥肥效超过了高浓度肥效的作用，进一步发挥给养保养保水的功能，降低复混肥的成本。本发明产品含有碘镁质非金属混合粘土等，饱和吸水量提高300～350%，是很好的抗旱保水材料。

本发明采用常规氮、磷、钾为主料，并混合微量元素、腐植酸、含碘镁质非金属混合粘土等成分，进行反应、混合、干燥、粉碎而得。微量元素经过络合技术处理，将无机盐转化为络合型有机盐，易于作物吸收。

如果土壤中微量元素供应不足，作物就会出现不同的缺素症状，如产量减少，品质下降，严重时甚至颗粒无收。实践证明，施用微量元素肥料，是提高作物产量的重要途径之一。根据文献报道，我国土地缺硼面积达40%以上，缺锌面积达20%以上，缺锰、铁、铜分别为10%、5%、1%。腐植酸经过高活性处理后，腐植酸含量可达20%左右，能促使作物根系发达，增强作物体内酶的活性，提高对肥料的利用率，能刺激叶片气孔的开张角度，起到抗旱抗寒抗涝等作用，增强作物的抗逆能力，提高果品的糖度和色度，改善和提高作物品质，腐植酸作为活性基团，能增强土壤的团粒结构，提高土壤的透气保水性，增加土壤容量，起到培肥地力的作用，解决作物的重茬问题，能有效抑制和减少重金属、硝酸盐等有害物质的残留，达到绿色环保的效果。

因此，本发明具有耐盐、抗旱、节水、保水、营养、缓释、生根和改良土壤结构等功能，能提高肥料有效利用率，减少对土壤的污染，促进作物健康生长。可广泛应用于各种农作物、经济作物、沙漠防治、防护林、公路护坡、草坪、园艺、土壤改良等方面；适用于干旱和半干旱地区的植树造林、沙漠治理、大田农作物、大棚蔬菜、果树林木、中药材、花卉和绿化草坪等；是一种高效、环境友好型的肥料。

与常规肥料相比，本发明具有以下优点：能够减少因淋溶或地表径流从土壤中损失的养分；能够削弱土壤中进行的化学和生物固定反应，以免有效养分的供应短缺；能够减少氮肥因氨挥发或硝化后脱硝过程引起的氮损失及对大气的污染；能够降低作物由于普通肥料快速溶解和高离子浓度所引起的“烧苗”现象；可一次施肥，整个生育期均发挥肥效，较常规肥料减少用量，节肥、节约劳动力；提高作物的产量和品质。

本发明的组方理由、作用和机理如下：

1、尿素

尿素是一种有机态高浓度氮肥，属中性速效肥料，也可用于生产多种复混肥料。尿素中的含氮量是46%，而氮是蛋白质构成的主要元素，蛋白质是细胞原生质组成中的基本物质。氮肥增施能促进蛋白质和叶绿素的形成，使叶色深绿，叶面积增大，促进碳的同化，有利于产量增加，品质改善。经过土壤中的脲酶作用，水解成碳酸铵或碳酸氢铵后，才能被作物吸收利用。尿素在土壤中不残留任何有害物质，长期施用没有不良影响。 

2、磷酸二氢钾

磷酸二氢钾是磷钾高效复混肥，具有促进农作物光和作用，迅速补充土壤有效磷、钾营养元素，提高土壤肥力，促进茎、杆和粒的生长，使作物苗旺杆壮、根粗叶茂、籽粒饱满、早熟增收、增加千粒重并提高结实率，增强作物抗倒伏、抗寒、抗病虫害能力并具有改善作物品质等功能，适用于任何类型土壤及各种粮食作物，经济作物。磷是形成细胞核蛋白、卵磷脂等不可缺少的元素。磷元素能加速细胞分裂，促使根系和地上部分加快生长，还可促进花芽分化，提早成熟，提高果实品质。钾元素能提高光合作用的强度，促进作物体内形成淀粉和糖，增强作物的抗逆性和抗病能力，还能提高作物对氮的吸收利用。

3、磷酸二铵

磷酸二铵是一种高浓度的速效肥料，适用于各种作物和土壤，特别适用于喜铵需磷的作物，作基肥或追肥均可，宜深施。

4、EDTA和柠檬酸

EDTA和柠檬酸属有机弱酸，也是很好的络合剂，能和硫酸亚铁、硫酸锌、碳酸钙和硼砂络合，生成含金属离子的有机络合物。能将无机盐的离子化合物络合成有机酸盐络合物，这些被络合生成的有机络合物中的金属离子，具有易溶解于水的特性，易被农作物吸收，可显著提高肥效。并且EDTA和柠檬酸能使凹凸棒土微孔表面有扩孔作用，可大大提高其表面粗糙度，使氮肥和微量元素能很好地吸附在凹凸棒土的微孔中，以达到氮肥中氮和微量元素缓慢释放的功效。

5、黄腐酸和腐植酸

黄腐酸和腐植酸是高分子非均一的芳香族羟基羧酸，外观为褐黑粉状，呈弱酸性，含有羟基和酚羟基等活性基团。使用黄腐酸和腐植酸能够促进土壤团粒结构的形成，提高土壤的保水性能和供肥性能，减少铝离子的毒害和盐分浓度过高的危害；黄腐酸和腐植酸本身含有一定的速效氮、磷、钾及部分微量元素，并且能促使磷有效化。减少磷的固定，提高磷肥的利用率；黄腐酸和腐植酸能加强多种酶的活性，加强植物中的氧化还原过程，所以能促进种子萌发，根系生长，提高根系吸水吸肥能力，增加分蘖或分枝，提早成熟。

6、凹凸棒粘土

凹凸棒粘土是一种含水富镁的硅酸盐晶体矿物，它能有效地改良土壤和提高氮肥的利用率。凹凸棒粘土经过活化和改性，对氮肥电离氮元素具有很好的缓释作用，是利用有机偶联剂处理凹凸棒土，偶联剂以化学键结合，使本发明缓释保水复混肥组合物化学吸附在凹凸棒表面以覆盖等方式与凹凸棒土表面相结合，并在凹凸棒土表面形成低聚物，达到表面和改善界面的物理及化学性能的目的。

7、中量元素和微量元素

硫酸亚铁、硫酸锌、碳酸钙、硼砂、钼矿粉和碘矿粉，是为肥料中提供植物生长必须的金属离子和非金属硼离子，它们是植物的维生素，可以有效地促进农作物对大量元素的吸收，从而提高农作物的产量和品质。

7.1钙能稳定细胞膜，促进细胞壁的形成和分裂，减轻植物的盐害，提高植物的抵抗能力。还参与植物的信号传递，调节酶活性和渗透作用，延缓衰老，改善果实品质。

7.2铁是形成叶绿素所必需的元素，对呼吸作用和代谢过程有重要作用。在植物体中的流动性根小，不能被再度利用。

7.3锌是某些酶的组成成分，是促进一些代谢反应、生成叶绿素和形成碳水化合物必不可少的元素之一。

7.4硼能促进生长素的运转和生殖器官的正常发育，对碳水化合物运输、蛋白质合成和豆科作物固氮有重要作用。

7.5碘可增加蔬菜中游离氨基酸的含量和维生素的含量，有助于植物叶绿素的形成提高光合作用，促进作物的生长，并能使油料作物含油量显著增加。

7.6钼是生物催化剂的组成成分，对作物的氮素代谢有重要意义，能促近光合作用的强度以及消除酸性土壤中活性铝在植物体内累积而产生的毒害作用。

本发明的性能和作用是：

1、营养元素全，肥效持久，能够达到增产增收的目的

　　缓释保水复混肥组合物为全营养元素肥料，不仅含有大量有机质和氮、磷、钾三大要素，而且含有植物生长所必须的多种中量、微量元素和多种有机化合物。是一种既有速效，又有长效，既能全面满足农作物的营养需要，又兼有保水、保肥、缓释、改良土壤、生物活化和生物防治等作用的生物复混专用肥，具有化学肥料不可比拟的优越性。

2、改善作物品质，降低硝酸盐及重金属含量

本发明产品施用于长年使用化肥的农田，对消除土壤板结，恢复地力等效果尤佳。经多年田间肥效对比试验证明，与同基质化肥相比，可使大田作增产幅度10%～25%；蔬菜、水果增产30%。施用此肥，可明显改善农产品品质，各种水果可提高含糖量2～5度，提高果实的着色指数，果皮薄、口感好，对蔬菜品质也有明显的改善效果。生菜实验硝酸盐含量，土壤给养保水剂组合物处理的为342.6mg/kg,比化肥降低80mg/kg。施用土壤给养保水剂组合物还可提高蔬菜体内Vc、还原糖含量，降低重金属的含量。

3、提高化肥利用率，减少环境污染

长期施用化肥，使化肥的利用率仅有30%，大量的肥料随雨水淋溶而进入地下水或流入江河湖泊，造成环境污染。缓释保水复混肥组合物不仅减少化肥的施用量，而且进入土壤的少量化肥在微生物的作用下处于稳定状态，有利于作物的吸收利用，提高了肥料的利用率。

4、改良土壤结构，有利于中低产田改造

缓释保水复混肥组合物中富含的有机质，可以改善土壤物理性状，增加土壤团粒结构，从而使土壤疏松，减少土壤板结，有利于保水、保肥、通气和促进根系发育，为农作物提供舒适的生长环境。

5、抗旱保水

缓释保水复混肥组合物富含有机质和腐殖质，可调节作物气孔的开放度，这些物质与有益微生物的代谢产物（酶）协同作用，能够提高作物的综合抗御能力，从而提高作物的抗旱能力。土壤团粒结构的增强，促使毛细管的通透性，保证了土壤水分的运转，提高了土壤水分的利用率。

具体实施方式

实施例1    称取下述原料：尿素 5公斤，磷酸二氢钾 6公斤，磷二铵 16公斤， EDTA  1公斤，柠檬酸1.5公斤，黄腐酸 2.5公斤，腐植酸 16公斤，凹凸棒土 10公斤，硫酸亚铁 15公斤，碳酸钙 13公斤，硫酸锌 7公斤，硼砂5公斤，碘矿粉1公斤，钼矿粉 1.5公斤；按下述步骤将上述原料制备成缓释保水剂肥料组合物：

a、将EDTA和柠檬酸，加入混合釜，加自来水配制成质量百分比浓度为8%的络合水溶液31.3公斤，加热至65℃；在63～65℃、搅拌条件下向络合水溶液依次加入硫酸亚铁、碳酸钙、硫酸锌、硼砂、碘矿粉和钼矿粉； 在68～70℃、在搅拌下反应55分钟，得pH4.5络合混合溶液73.8公斤；加入0.7公斤的氢氧化钠将络合混合溶液的pH调至7.0；再经真空干燥55分钟，干燥温度70℃，得络合干燥物料；在络合干燥物料的温度≤35℃时将其粉碎过80目筛，制得第一粉末；

b、将尿素、磷酸二氢钾、磷二铵、腐植酸、黄腐酸及凹凸棒土加入混合釜，搅拌30分钟混合均匀后，粉碎过40目筛，制得第二粉末；

c、将第一粉末和第二粉末搅拌30分钟，混合均匀后，再经过传统的复混肥造粒工艺，制得缓释保水复混肥产品。

实施例2    称取下述原料：尿素 6公斤，磷酸二氢钾 5公斤，磷二铵 15公斤， EDTA 1.5公斤，柠檬酸1公斤，黄腐酸 3公斤，腐植酸 13公斤，凹凸棒土 9公斤，硫酸亚铁 16公斤，碳酸钙 12.5公斤，硫酸锌 8公斤，硼砂5公斤，碘矿粉1.5公斤，钼矿粉 1公斤；按下述步骤将上述原料制备成缓释保水剂肥料组合物：

a、将EDTA和柠檬酸，加入混合釜，加自来水配制成质量百分比浓度为9%的络合水溶液27.8公斤，加热至65℃；在60～63℃、搅拌条件下向络合水溶液依次加入硫酸亚铁、碳酸钙、硫酸锌、硼砂、碘矿粉和钼矿粉； 在66～68℃、在搅拌下反应50分钟，得pH4.5络合混合溶液71.8公斤；加入0.7公斤的氢氧化钠将络合混合溶液的pH调至7.7；再经真空干燥60分钟，干燥温度60℃，得络合干燥物料；在络合干燥物料的温度≤35℃时将其粉碎过80目筛，制得第一粉末；

b、同实施例1；

c、同实施例1。

实施例3    称取下述原料：尿素 6公斤，磷酸二氢钾6公斤，磷二铵 15.5公斤， EDTA 1公斤，柠檬酸1.5公斤，黄腐酸 2公斤，腐植酸 15公斤，凹凸棒土 8公斤，硫酸亚铁 16公斤，碳酸钙 14公斤，硫酸锌 7公斤，硼砂6公斤，碘矿粉1公斤，钼矿粉 1.5公斤；按下述步骤将上述原料制备成缓释保水剂肥料组合物：

a、将EDTA和柠檬酸，加入混合釜，加自来水配制成质量百分比浓度为10%的络合水溶液25公斤，加热至65℃；在65～68℃、搅拌条件下向络合水溶液依次加入硫酸亚铁、碳酸钙、硫酸锌、硼砂、碘矿粉和钼矿粉； 在66～68℃、在搅拌下反应56分钟，得pH4.5络合混合溶液70.5公斤；加入0.7公斤的氢氧化钠将络合混合溶液的pH调至8；再经真空干燥55分钟，干燥温度70℃，得络合干燥物料；在络合干燥物料的温度≤35℃时将其粉碎过80目筛，制得第一粉末；

b、同实施例1；

c、同实施例1。

实施例4    称取下述原料：尿素 5公斤，磷酸二氢钾5公斤，磷二铵 16公斤， EDTA 1公斤，柠檬酸1公斤，黄腐酸 3公斤，腐植酸 17公斤，凹凸棒土 10公斤，硫酸亚铁 15公斤，碳酸钙 13公斤，硫酸锌8公斤，硼砂5公斤，碘矿粉1.5公斤，钼矿粉 1.5公斤；按下述步骤将上述原料制备成缓释保水剂肥料组合物：

a、将EDTA和柠檬酸，加入混合釜，加自来水配制成质量百分比浓度为9.6%的络合水溶液20.8公斤，加热至70℃；在66～70℃、搅拌条件下向络合水溶液依次加入硫酸亚铁、碳酸钙、硫酸锌、硼砂、碘矿粉和钼矿粉； 在66～68℃、在搅拌下反应50分钟，得pH4.5络合混合溶液64.8公斤；加入0.65公斤的氢氧化钠将络合混合溶液的pH调至7.5；再经真空干燥55分钟，干燥温度70℃，得络合干燥物料；在络合干燥物料的温度≤35℃时将其粉碎过80目筛，制得第一粉末；

b、同实施例1；

c、同实施例1。

实施例5    称取下述原料：尿素 6公斤，磷酸二氢钾5公斤，磷二铵 16公斤， EDTA 1.5公斤，柠檬酸1公斤，黄腐酸 2公斤，腐植酸15.5公斤，凹凸棒土 9公斤，硫酸亚铁 15公斤，碳酸钙 13公斤，硫酸锌8公斤，硼砂5公斤，碘矿粉1.5公斤，钼矿粉 1.5公斤；按下述步骤将上述原料制备成缓释保水剂肥料组合物：

a、将EDTA和柠檬酸，加入混合釜，加自来水配制成质量百分比浓度为8.8%的络合水溶液28.4公斤，加热至62℃；在62～64℃、搅拌条件下向络合水溶液依次加入硫酸亚铁、碳酸钙、硫酸锌、硼砂、碘矿粉和钼矿粉； 在64～66℃、在搅拌下反应60分钟，得pH4.5络合混合溶液72.4公斤；加入0.7公斤的氢氧化钠将络合混合溶液的pH调至7.5；再经真空干燥58分钟，干燥温度68℃，得络合干燥物料；在络合干燥物料的温度≤35℃时将其粉碎过80目筛，制得第一粉末；

b、同实施例1；

c、同实施例1。 

Claims (2)

1.一种缓释保水复混肥的组合物肥料，其特征在于：由下述重量份数的原料制作：尿素 5～6份，磷酸二氢钾 5～6份，磷二铵 15～16份， 黄腐酸 2～3份，腐植酸 13～18份，凹凸棒土 8～10份，乙二胺四乙酸1～1.5份，柠檬酸 1～1.5份，硫酸亚铁  15～16份，碳酸钙  12.5～14份，硫酸锌 7～8份，硼砂4.5～6份，碘矿粉1～1.5份，钼矿粉 1～1.5份。

2.制备权利要求1所述的一种缓释保水复混肥的组合物肥料的方法，包括下述步骤：a、将乙二胺四乙酸和柠檬酸，加入混合釜，加自来水配制成质量百分比浓度为8～10%的络合水溶液，加热至60～70℃；在60～70℃、搅拌条件下向络合水溶液依次加入硫酸亚铁、碳酸钙、硫酸锌、硼砂、碘矿粉和钼矿粉； 在60～70℃、在搅拌下反应50～60分钟，得pH4.5络合混合溶液；加入络合混合溶液质量的0.9～1%的氢氧化钠将络合混合溶液的pH调至7.0～8.0；再经真空干燥55～60分钟，干燥温度60～70℃，得络合干燥物料；在络合干燥物料的温度≤35℃时将其粉碎过80目筛，制得第一粉末；

b、将尿素、磷酸二氢钾、磷二铵、腐植酸、黄腐酸及凹凸棒土加入混合釜，搅拌30分钟混合均匀后，粉碎过40目筛，制得第二粉末；

c、将第一粉末和第二粉末搅拌30分钟，混合均匀后，再经过传统的复混肥造粒工艺，制得缓释保水复混肥产品。