CN103224431B - 一种防止土壤板结的肥料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种防止土壤板结的肥料及其制备方法。所述防止土壤板结的肥料包括配料A和配料B按20～50∶50～80质量比混合、造粒而成，所述的配料A是高塔复合肥生产中高塔造粒的肥料颗粒经过筛分不符合粒径标准的返料部分，配料B由氮肥、磷肥、钾肥和腐植酸按5～15∶20～40∶20～30∶20～40的质量比组成；本发明还提供防止土壤板结的肥料的制备方法。本发明利用高塔复合肥生产产生的粒径小于1毫米粉末和大于4.75毫米颗粒返料作为配料，再根据土壤养分和作物需肥，配合加入不含硫酸根离子的氮、磷、钾化肥和腐植酸，节约生产成本,可降低土壤板结现象，促进作物根系生长。

Description

一种防止土壤板结的肥料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种高塔复合肥联产防止土壤板结的肥料及其制备方法，属于肥料生产技术领域。

背景技术

目前，我国农业生产中所施用的化学肥料含有大量的硫酸根离子，如硫酸铵、硫酸钾、硫酸镁等，特别是在果树、蔬菜等作物施肥中，由于长期大量施用硫酸钾，使硫酸根离子在土壤中积累。硫酸根离子易与土壤中钙离子结合形成硫酸钙沉淀，不仅使土壤中钙的有效性降低，更重要的是硫酸钙的长期积累使土壤板结，不利于作物根系生长。CN102503699A（201110363858.0）提供一种溶菌酶土壤杀菌免深耕防板结养根护根微生物肥，原料组分为：聚丙烯酰胺25～60％，钙基膨润土20～45％，生化黄腐酸8～22％，氨基酸1～3％，螯合微量元素2～5％；所述氨基酸中，巨大芽孢杆菌含量为0.5～1.5亿/克，胶状芽孢杆菌含量为0.5～1亿/克；所述生化黄腐酸中，亚目杆菌含量≥2亿/g，放线菌含量≥2亿/g，解磷珊瑚红赛氏杆菌含量≥2亿/g，胶质芽胞杆菌含量≥2亿/g。该肥料使用简便，能减少了化肥使用量，同时还能改善土壤、防板结，减少污染。

高塔复合肥是我国的主要肥料品种之一，生产技术已经相对成熟，如CN1475470A（03139601.1）公布了一种高塔造粒生产颗粒复合肥料的方法,包括如下步骤:a.将生产尿基复合肥或硝基复合肥所使用原料与填料混合加热熔融；b.熔融料浆通过高塔塔顶旋转造粒喷头喷洒进入造粒塔内；c.料浆从塔顶下降过程中在与上升的气流阻力作用下缓慢的降落到塔底,并完成造粒；CN1935748A(200610037389.2)也是涉及一种高塔造粒生产复合肥料的方法。

高塔复合肥生产过程中的一个共同特点是大约10%的颗粒粒径不符合产品标准，需返料重新熔融、造粒，浪费能源,增加肥料生产成本。若高塔复合肥返料直接用作下一个肥料产品的原料则可省去熔融过程。但是,现有的高塔复合肥（如上述专利文件）对硫酸根离子没有特别限制，直接施用于土壤易引起土壤板结,特别在果园、设施菜地施肥量大的情况下后果更为严重。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种高塔复合肥联产防止土壤板结的肥料及其制备方法。

术语说明：

土壤板结：指土壤表层在机械碾压等外因作用及土壤自身的离子组成改变条件下，土壤结构破坏、土粒分散，降雨、灌水干燥后变得坚硬的现象。土壤中的钙离子，特别是交换性钙具有“桥”的作用，能够使不同土粒连接成团聚体，让土壤更加疏松。

高塔复合肥（全称高塔造粒复合肥）：是我国复合肥生产工艺之一，它利用尿素、硝酸铵熔融后快速结晶的原理，把磷肥、钾肥预热后加入尿素、硝酸铵料浆，再通过喷头从高塔顶部喷淋而下，热的浆流在遇到上升的冷气流时迅速凝固成颗粒，从而产生颗粒状复合肥。

腐植酸：又称褐腐酸，是一种大分子有机羧酸，溶于碱，分子结构中有芳香环、杂环等，具有胶体特性，能够吸附阳离子和胶结土粒，对土壤结构的形成和保肥起着重要作用。

本发明的技术方案如下：

一种防止土壤板结的肥料，包括配料A和配料B。

所述的配料A是高塔复合肥生产中高塔造粒的肥料颗粒经过筛分不符合产品粒径标准的返料部分，主要是粒径小于1毫米的粉末和/或粒径大于4.75毫米的颗粒。

所述的配料B，由氮肥、磷肥、钾肥和腐植酸组成，氮肥、磷肥、钾肥、腐植酸按5～15∶20～40∶20～30∶20～40的质量比组成，其中，氮肥选用尿素、硝酸铵、氯化铵之一或其组合，磷肥为磷酸二氢钾、磷酸二铵、磷酸一铵之一或其组合，钾肥为硝酸钾、氯化钾之一或其组合；

所述的配料A∶配料B=20～50∶50～80质量比。

根据本发明优选的，配料A和配料B中硫酸根离子总量占配料A和配料B总质量百分比小于等于4wt%。

所述的高塔复合肥按现有技术即可。本发明优选提供，所述的高塔复合肥原料由氮肥、磷肥、钾肥、微量元素肥料、填充料按250～300∶20～80∶120～160∶0～6∶30～60比例组成，其中，氮肥选用尿素、硝酸铵之一或其组合，或以尿素、硝酸铵为主的基础上配合硫酸铵、氯化铵之一或其组合；磷肥选用磷酸二氢钾、磷酸二铵、磷酸一铵之一或其组合；钾肥为硝酸钾、硫酸钾或氯化钾之一或其组合；微量元素肥选自硫酸锌、硼酸、钼酸铵、硫酸铜、硫酸锰之一或其组合；填充料选用沸石粉、膨润土之一或其组合。

根据本发明，进一步优选的，所述的高塔复合肥原料氮肥、磷肥、钾肥中硫酸根离子总量占配料A的质量比小于等于8wt%。

本发明中所述的“配料A和配料B中硫酸根离子总量”不包括配料B中可能有的微量元素肥料中的硫酸根离子，下同。

根据本发明，一种防止土壤板结的肥料制备方法，步骤如下：

（1）按现有技术生产高塔复合肥，包括将复合肥原料与填充料混合加热熔融，熔融料浆从造粒高塔塔顶旋喷进入造粒塔内，塔底进风，料浆从塔顶下降过程中在与上升的气流阻力作用下缓慢的降落到塔底,完成造粒;复合肥原料氮肥、磷肥、钾肥、微量元素肥料、填充料按250～300∶20～80∶120～160∶0～6∶30～60比例组成。

（2）将造粒后的物料筛分，粒径符合标准1～4.75mm的作为高塔复合肥产品；粒径大于4.75mm的大颗粒和小于1mm的细粉，通过传送带输送至粉碎机料斗中，作为防止土壤板结的肥料的配料A。

（3）按5～15∶20～40∶20～30∶20～40的质量比，另取氮肥、磷肥、钾肥和腐植酸混合，作为防止土壤板结的肥料的配料B，加入至步骤（2）所述的粉碎机料斗中，配料A与配料B的质量比为20～50∶50～80。

（4）将上述配料A与配料B一起粉碎、造粒，即得。

根据本发明，优选的，配料A与配料B的质量比为28～32∶68～72。

根据本发明，步骤（1）中优选的，所用原料的质量份配方为以下a组、b组之一：

a、硝酸铵280份，磷酸二氢钾30份，硫酸钾40份，硝酸钾100份，硼酸2份，膨润土48份。

b：尿素200份，硫酸铵50份，磷酸二铵60份，硝酸钾150份，钼酸铵2份，沸石粉38份。

根据本发明，步骤（3）所述的配料B中，优选的原料质量份配方为以下c组、d组之一：

c：尿素10份，磷酸一铵40份，氯化钾30份，腐植酸40份。

d：硝酸铵15份，磷酸二氢钾30份，氯化钾20份，腐植酸30份。

根据本发明进一步优选的，上述a组配方与c组配方组合，b组配方与d组配方组合。也即：

配料A的成分质量比例为:硝酸铵：磷酸二氢钾：硫酸钾：硝酸钾：硼酸：膨润土=280∶30∶40∶100∶2∶48；配料B的成分质量比例为：尿素∶磷酸一铵∶氯化钾∶腐植酸=10∶40∶30∶40。或者，

配料A的成分质量比例为：尿素：硫酸铵：磷酸二铵：硝酸钾：钼酸铵：沸石粉=200∶50∶60∶150∶2∶38；配料B的成分质量比例为：硝酸铵∶磷酸二氢钾∶氯化钾∶腐植酸=15∶30∶20∶30。

本发明的技术特点：

本发明将高塔复合肥生产与防止土壤板结的肥料生产相结合，首先通过调整高塔复合肥的原料配方，使其产品肥料减少硫酸根的量，利用高塔复合肥生产过程产生的、粒径小于1毫米粉末和大于4.75毫米颗粒返料作为本发明肥料的配料，再根据土壤养分和作物需肥，配合加入不含硫酸根离子的氮、磷、钾化肥和具有促进土壤团聚结构形成、增加土壤疏松的原料腐植酸，经过粉碎、混合、造粒、计量、包装得防止土壤板结的肥料。本发明肥料制备方法简便，节约生产成本，明显降低土壤板结现象，促进作物根系生长，提高作物产量。

本发明的优良效果：

1.防止土壤板结

本发明肥料不仅从营养平衡方面考虑肥料的组成，也减少了肥料中引起土壤板结的硫酸根离子数量，同时添加了促进土壤团粒结构形成的成分腐植酸，施用后使土壤更加疏松、多孔，减少土壤板结的发生。

2.降低肥料生产成本

高塔复合肥在生产过程中大约有10%的产品颗粒粒径不符合产品标准，需返料重新造粒。浪费人力、物力，增加高塔复合肥的生产成本。本发明将高塔复合肥生产过程中产生的返料直接用于防止土壤板结的肥料生产，不仅节省了高塔复合肥生产成本，也使本发明肥料前期的原料拆包、上料等过程减少，降低了两种肥料的生产成本。

3．促进作物根系生长,增产显著

本发明肥料由于具有防止土壤板结的作用，促进了土壤结构的改善，协调了土壤水、肥、气的关系，有利于作物根系的良好生长，吸收养分能力增强，增产效果明显。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明，但不限于此。实施例中的原料用量份数均为质量份，所有的百分比均为质量百分比。其中，尿素、硝酸铵、硫酸铵、氯化铵、磷酸二铵、磷酸一铵、磷酸二氢钾、硫酸钾、氯化钾、硝酸钾、硫酸锌、硼酸、腐植酸、膨润土、沸石粉均为市售产品。其中，腐植酸，聊城天宇物资有限公司生产，细度为过60目筛。

实施例1：防止土壤板结的肥料，配料A∶配料B=40∶60。

制备方法：

（1）取尿素250公斤，磷酸一铵50公斤，硫酸钾50公斤，氯化钾100公斤，硫酸锌5公斤，膨润土45公斤，按现有技术加热熔融，高塔造粒。

（2）将造粒后的物料筛分，粒径1～4.75mm的作为高塔复合肥产品，颗粒粒径小于1mm的细粉和大于4.75mm的颗粒作为防止土壤板结肥料的配料A。

（3）另取硝酸铵10公斤，磷酸二铵30公斤，硝酸钾20公斤，腐植酸20公斤，混合均匀，作为防止土壤板结肥料的配料B。

（4）取配料A40公斤，配料B60公斤，放入粉碎机料斗中，粉碎，按现有技术造粒、筛分。再进行计量、包装，即得防止土壤板结肥料成品。

本实施例中高塔复合肥原料氮肥、磷肥、钾肥中硫酸根离子总量占配料A的质量比为5.52wt%；

配料A和配料B中硫酸根离子总量占配料A和配料B质量之和的百分比为2.21wt%。

实施例2：防止土壤板结的肥料，配料A∶配料B=30∶70。

制备方法：

（1）取硝酸铵280公斤，磷酸二氢钾30公斤，硫酸钾40公斤，硝酸钾100公斤，硼酸2公斤，膨润土48公斤，按现有技术加热熔融，高塔造粒。

（2）将造粒后的物料筛分，粒径1～4.75mm的作为高塔复合肥产品，颗粒粒径小于1mm的细粉和大于4.75mm的颗粒作为防止土壤板结肥料的配料A。

（3）另取尿素10公斤，磷酸一铵40公斤，氯化钾30公斤，腐植酸40公斤，混合均匀，作为防止土壤板结肥料的配料B。

（4）取配料A30公斤，配料B70公斤，放入粉碎机料斗中，粉碎，按现有技术造粒、筛分。再进行计量、包装，即得防止土壤板结肥料成品。

本实施例中高塔复合肥原料氮肥、磷肥、钾肥中硫酸根离子总量占配料A的质量比为4.42wt%；配料A和配料B硫酸根离子总量占配料A和配料B质量之和的百分比为1.33wt%。

实施例3：防止土壤板结的肥料，配料A∶配料B=20∶80。

制备方法：

（1）取尿素200公斤，硫酸铵50公斤，磷酸二铵60公斤，硝酸钾150公斤，钼酸铵2公斤，沸石粉38公斤，按现有技术加热熔融，高塔造粒。

（2）将造粒后的物料筛分，粒径1～4.75mm的作为高塔复合肥产品，颗粒粒径小于1mm的细粉和大于4.75mm的颗粒作为本发明肥料的配料A。

（3）另取硝酸铵15公斤，磷酸二氢钾30公斤，氯化钾20公斤，腐植酸30公斤，混合均匀，作为配料B。

（4）取配料A20公斤，配料B80公斤，放入粉碎机料斗中，粉碎，按现有技术造粒、筛分、计量、包装即得。

本实施例中高塔复合肥原料氮肥、磷肥、钾肥中硫酸根离子总量占配料A的质量比为7.28wt%；配料A和配料B硫酸根离子总量占占配料A和配料B质量之和的百分比为1.46wt%。

实施例4：防止土壤板结的肥料，配料A∶配料B=50∶50。

制备方法：

（1）取硝酸铵200公斤，尿素50公斤，磷酸一铵60公斤，氯化钾130公斤，硫酸锌4公斤，硼酸2公斤，沸石粉54公斤，按现有技术加热熔融，高塔造粒。

（2）将造粒后的物料筛分，粒径1～4.75mm的作为高塔复合肥产品，颗粒粒径小于1mm的细粉和大于4.75mm的颗粒作为配料A。

（3）另取尿素5公斤，磷酸二铵20公斤，硝酸钾25公斤，腐植酸25公斤，混合均匀，作为配料B。

（4）取配料A50公斤，配料B50公斤，放入粉碎机料斗中，粉碎，按现有技术造粒、筛分、计量、包装即得防止土壤板结肥料。

对比例：

普通高塔复合肥，氮、五氧化二磷、氧化钾的质量含量分别为15wt%、5wt%、20wt%，菏泽金正大生态工程有限公司生产，硫酸根离子总量占该肥料的质量比是18.09wt%。

以上实施例1～4和对比例的应用效果如下：

试验地点：山东省菏泽市，菏泽金正大生态工程有限公司试验农场。

试验时间：2011年10月至2012年10月。

供试作物：小麦，品种，济麦22。

采用盆栽，土壤是取自胶东半岛的棕壤。2011年10月至2012年5月种小麦；2012年6月至2012年10月休闲，但定期浇水以保持土壤湿润（水分含量为田间持水量的60%）。设实施例1～4和对比例共5个处理，每个处理6盆。小麦种植前和休闲前分两次施用同一种肥料，施肥方法是肥料与全部土壤混合均匀。实施例1～4和对比例肥料用量相同，折合成纯氮、五氧化二磷、氧化钾三者总量为每次每公斤土5克,小麦收获后计算增产效果和肥料利用率,休闲结束测定土壤容重。其它管理措施相同。应用效果见表1。

表1与对比例相比实施例1～4的应用试验结果

Claims (7)

1.一种防止土壤板结的肥料的制备方法，包括配料A和配料B： 

     所述的配料A是高塔复合肥生产中高塔造粒的肥料颗粒经过筛分不符合产品粒径标准的返料部分，主要是粒径小于1毫米的粉末和/或粒径大于4.75毫米的颗粒；

所述的配料B，由氮肥、磷肥、钾肥和腐植酸组成，氮肥、磷肥、钾肥、腐植酸按5～15∶20～40∶20～30∶20～40的质量比组成，其中，氮肥选用尿素、硝酸铵、氯化铵之一或其组合，磷肥为磷酸二氢钾、磷酸二铵、磷酸一铵之一或其组合，钾肥为硝酸钾、氯化钾之一或其组合；

所述的配料A∶配料B=20～50∶50～80质量比；

所述配料A和配料B中硫酸根离子总量占配料A和配料B总质量百分比小于等于4wt%；

步骤如下：

（1）按现有技术生产高塔复合肥，包括将复合肥原料与填充料混合加热熔融，熔融料浆从造粒高塔塔顶旋喷进入造粒塔内，塔底进风，料浆从塔顶下降过程中在与上升的气流阻力作用下缓慢的降落到塔底,完成造粒; 复合肥原料氮肥、磷肥、钾肥、微量元素肥料、填充料按250～300∶20～80∶120～160∶0～6∶30～60比例组成；

（2）将造粒后的物料筛分，粒径符合标准1～4.75mm的作为高塔复合肥产品；粒径大于4.75mm的大颗粒和小于1mm的细粉，通过传送带输送至粉碎机料斗中，作为防止土壤板结的肥料的配料A；

（3）按5～15∶20～40∶20～30∶20～40的质量比，另取氮肥、磷肥、钾肥和腐植酸混合，作为防止土壤板结的肥料的配料B，加入至步骤（2）所述的粉碎机料斗中，配料A与 配料B的质量比为20～50∶50～80；

（4）将上述配料A与 配料B一起粉碎、造粒，即得。

2.如权利要求1所述的防止土壤板结的肥料的制备方法，其特征在于，所述的高塔复合肥原料为氮肥、磷肥、钾肥、微量元素肥料、填充料按250～300∶20～80∶120～160∶0～6∶30～60比例组成，其中，氮肥选用尿素、硝酸铵之一或其组合，或以尿素、硝酸铵为主的基础上配合硫酸铵、氯化铵之一或其组合；磷肥选用磷酸二氢钾、磷酸二铵、磷酸一铵之一或其组合；钾肥为硝酸钾、硫酸钾或氯化钾之一或其组合；微量元素肥选自硫酸锌、硼酸、钼酸铵、硫酸铜、硫酸锰之一或其组合；填充料选用沸石粉、膨润土之一或其组合。

3.如权利要求1所述的防止土壤板结的肥料制备方法，其特征在于配料A与 配料B的质量比为28～32∶68～72。

4.如权利要求1所述的防止土壤板结的肥料制备方法，其特征在于步骤（1）中所用原料的质量份配方为下列之一：

a、硝酸铵280份，磷酸二氢钾30份，硫酸钾40份，硝酸钾100份，硼酸2份，膨润土48份；或者，

b、尿素200份，硫酸铵50份，磷酸二铵60份,硝酸钾150份,钼酸铵2份，沸石粉38份。

5.如权利要求1所述的防止土壤板结的肥料制备方法，其特征在于步骤（3）所述的配料B中，原料配方为以下c组、d组之一： 

c：尿素10份，磷酸一铵40份，氯化钾30份，腐植酸40份；

d：硝酸铵15份，磷酸二氢钾30份，氯化钾20份，腐植酸30份。

6.如权利要求1所述的防止土壤板结的肥料制备方法，其特征在于，配料A的成分质量比例为: 硝酸铵：磷酸二氢钾：硫酸钾：硝酸钾：硼酸：膨润土=280∶30∶40∶100∶ 2∶48； 配料B的成分质量比例为：尿素∶磷酸一铵∶氯化钾∶腐植酸=10∶40∶ 30∶ 40。

7.如权利要求1所述的防止土壤板结的肥料制备方法，其特征在于，配料A的成分质量比例为：尿素∶硫酸铵∶磷酸二铵∶硝酸钾∶钼酸铵∶沸石粉=200∶50∶60∶150∶2∶38份;配料B的成分质量比例为：硝酸铵∶磷酸二氢钾∶氯化钾∶腐植酸=15∶30∶20∶30。