CN103896666A - 一种含碳素水溶性肥料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水溶肥料，特别是一种含碳素水溶性肥料。所述肥料由以下组分组成：水溶性碳素肥料60～85重量份；水溶性磷肥10～25重量份；水溶性钾肥0～20重量份；水溶性微量元素肥料1～3重量份；所述水溶性微量元素肥料为有机络合微量元素，含量≥20%。本发明的方法制取的碳素水溶肥料，既能达到补充作物养分、增进肥效、促进生长，同时又能提供二氧化碳气体，提高作物光合效率，提高产量及品质，特别是能够方便地根据土地和作物生长的实际需要灵活地进行调配养分配比，因而极大地方便了使用。

Description

一种含碳素水溶性肥料

技术领域

本发明涉及肥料技术领域，具体地说是涉及一种含碳素水溶性肥料。

背景技术

水溶肥是一种速效性化肥，它的基本特征是水溶性好，可以完全溶解于水中，能被作物的根系和叶面直接吸收利用。这类肥料的“新”不在于它的“水溶性好”和“全速效性”方面，而在于它的运用功能开发，包括应用途径、农业施用方法和纯度、剂型等方面。实际上，大部分常规氮磷钾化肥品种都具有水溶性、速效性的特点。科学而适度的开发和推广水溶肥是满足现代集约化农业种植生产标准化的需要；是保证农产品高产优质高效的需要；是精确化管理水资源和养分资源的需要。

从水溶肥生产和应用各环节具体分析，这类肥料具有以下特点：

1.复合水溶肥要求各种原料都是全水溶性的，所以生产成本一般要高于等养分的常规复合肥。液体水溶肥的生产环节虽然少于常规复合肥，但其储存、运输和施用的设备和装置都需要专门化的设备，成本也较高。例如，为了防止低温季节溶液冷却时可能产生结晶与沉淀，液体肥贮存和运输需要先进的、费用高的设备。所以水溶肥价格普遍要高于等养分的大化肥产品。

2.水溶肥的施用途径与大化肥不尽相同，一般都是与灌水相结合，通过不同灌溉方式将肥料和灌溉水一体化施到根周围土壤或作物叶面。根据灌水方式的不同，施肥又可分为冲施肥、喷施肥、滴灌肥等。固态水溶肥的施用，需先溶解并配成混合溶液，再进行灌施或喷施。液体水溶肥需装备管道、贮罐、施肥机等配套设备，肥料很易溶入灌溉水中，既可喷灌和滴灌，也可兑水稀释后直接作叶面肥喷施。

3.水溶肥的成分特点是大量元素与微量元素相结合。所以，种植业生产中微量元素的供应主要是通过水溶肥来实现的。

水溶肥优点：一是采用水、肥同施，以水带肥，实现了水肥一体化，施肥效率高，并可以减少施肥总量，发挥肥水协同效应，使肥和水的利用效率都明显提高。二是肥效快，可解决高产作物快速生长期的营养需求。水溶肥缺点：水溶肥料价格普遍较高，不利于普及。

在现代节水农业生产中应用水溶肥料随水施肥已成为满足农作物养分需求获得高产的重要技术措施之一，使得水溶性肥料迅速发展。目前市场上的水溶肥料产品主要为大量元素水溶肥料、微量元素水溶肥料、腐植酸水溶肥料、含氨基酸水溶肥料和有机水溶肥料几大类。据国家化肥质量监督检验中心统计数据显示：近5年以来，中国登记的水溶肥料总计4680个，其中大量元素水溶肥产品有711个，中量元素水溶肥有78个，微量元素水溶肥有1357个，含氨基酸类水溶肥有1173个，含腐殖酸类水溶肥有1001个，有机水溶肥料124个，其它236个。

在农业发达国家，CO₂施肥已在设施农业中广泛应用，常用的CO₂施肥浓度在800～1200ppm，增产幅度在30%～40%。由于设施农业是一个相对封闭的空间，给CO₂施用带来可操作性和可控制性，各种CO₂气体肥料生产及施用方法已趋于完善。大田农业是一个开放的空间，CO₂如何在大田中施用还存在很多问题需要解决，如何均匀分布、释放等。已有公开的申报发明“一种利用农田微灌系统施用二氧化碳的方法”中通过在大田施用二氧化碳气体，达到增加植物冠层CO₂浓度、促进植物光合作用、提高产量和品质的目的，此发明也存在二氧化碳气体成本高、与灌水冲突施用不便的问题。设施农业补充二氧化碳气体的肥料主要为碳酸氢铵与酸性物质的混合物，施用时加入水即反应产生二氧化碳气体，但无法在大田中应用，将二氧化碳与水溶性肥料结合，通过水肥一体化施用可有效解决这些问题。因此开发新型含碳素水溶性肥料成为当务之急。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水溶性碳素肥料，以解决大田滴灌种植生产过程中通过水肥一体化技术满足作物对养分的需求，同时结合施肥补充CO₂气体，进而提高作物光合效率及产量。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：

一种含碳素水溶性肥料，所述肥料由以下组分组成：

所述水溶性微量元素肥料中微量元素含量≥20重量%。

优选的，如上所述的含碳素水溶性肥料，所述水溶性碳素肥料选自碳酸氢铵（N≥17.2%，CO₂≥54%）或碳酸氢钾(K₂O≥46%，CO₂≥43%)含量中的一种或两种。

优选的，如上所述的含碳素水溶性肥料，所述水溶性磷肥为磷酸氢二铵（N≥19%，P₂O₅≥51%）或磷酸氢二钾(P₂O₅≥30%，K₂O≥40%)中的一种或两种。

优选的，如上所述的含碳素水溶性肥料，所述水溶性钾肥为氯化钾(K₂O≥62%)或硫酸钾(K₂O≥50%)中的一种或两种。

优选的，如上所述的含碳素水溶性肥料，所述水溶性微量元素肥料用选自可溶性Zn盐、硼酸或聚合硼、可溶性Mn盐、可溶性Fe盐、可溶性Cu盐、可溶性Mo盐的任一种或几种进行络合反应制得。所述可溶性Zn盐为硫酸锌、所述可溶性Mn盐为硫酸锰、所述可溶性Fe盐为硫酸亚铁、所述可溶性Cu盐为硫酸铜或硝酸铜、所述可溶性Mo盐为钼酸铵；微量元素含量≥20%。

本发明的一种含碳素水溶性肥料制备方法为：根据所需肥料总重量，按照重量份计算各组分质量。然后将称量好的水溶性碳素肥料、水溶性磷肥、水溶性钾肥和水溶性微量元素肥料混合均匀即可得到含碳素水溶性肥料。

根据本发明所提供的方法生产的碳素水溶肥料产品的技术指标：CO₂含量33～46%，N+P₂O₅+K₂O≥25%，微量元素≥0.2%，pH值8，水不溶物≤0.5%，水分≤2%。

本发明含碳素水溶性肥料的使用方法：

可以根据土壤供肥能力、作物需肥规律和目标产量，确定各生育期的肥料养分配比和施用数量。要肥水同进，少量多次，以满足作物的生长需要。

（1）将该肥料加入肥料容器中溶解。

（2）在一次滴灌延续时间的中间时段注入肥料溶液，开启阀门先小后大，注入量尽量少，保持均匀。杜绝快速注入，施肥不匀。

（3）可根据作物的长势，适当对滴灌肥的用量进行调整。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明的方法制取的碳素水溶肥料，既能达到补充作物养分、增进肥效、促进生长，同时又能提供二氧化碳气体，提高作物光合效率，提高产量及品质，特别是能够方便地根据土地和作物生长的实际需要灵活地进行调配养分配比，因而极大地方便了使用。

根据本发明所提供的方法生产的含碳素水溶肥料为结晶粉末状，有利于肥料快速溶解而不易结块。

根据本发明所提供的方法生产的碳素水溶肥料的各个组分配比，应考虑具体的土壤条件和作物种类以及不同生育期的需肥规律，进行适当的调整，以满足作物生长的需要。

根据本发明所提供的方法生产的含碳素水溶肥料达到无公害肥料标准，具有以下特点：

（1）二氧化碳含量高达30%以上；

（2）养分含量高N+P₂O₅+K₂O≥25%；

（3）营养全：含有氮、磷、钾和多种微量元素，可使作物营养均衡协调生长；

（4）水溶性好≥99.5%，杂质少水不溶物≤0.5%；

（5）肥料利用率高，产品随水施用，针对性强，氮的利用率可达70%、磷的利用率可达35%，钾的利用率可达70%。比常规施肥利用率提高10%以上。

与现有技术相比，根据本发明所提供的方法生产的含碳素水溶肥料克服了现有肥料的不足。首先，本发明生产的固体肥料易储藏、耐运输且成本低；其次，水溶性肥料水溶性好≥99.5%，杂质少，水不溶物≤0.5%，能够迅速溶解于水中，随水均匀分布到植物根部土壤中，在作物吸收养分的同时分解转化后释放出CO₂气体，利于作物吸收提高光合效率。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。

以下实施例中所用的水溶性微量元素肥料按下列方法步骤生产制备：在反应釜中加入500～600公斤的水，加热到70～90℃，加入有机络合剂EDTA28公斤和柠檬酸55公斤到反应釜中搅拌至溶解，按重量分别称取硫酸亚铁80公斤、硫酸铜50公斤、硫酸锌180公斤、硼酸50公斤、硫酸锰120公斤、钼酸铵20公斤，并按硫酸亚铁、硫酸铜、硫酸锌、硼酸、硫酸锰、钼酸铵的先后顺序逐一加入溶解，络合反应30分钟，过0.5mm筛取透过液，喷雾干燥至水含量≤2%，制得水溶性微量元素肥料。上述工艺步骤中是否需要添加某成分以及肥料用量根据土地养分丰缺情况和作物需肥规律选择，使微量元素Zn、B、Mn、Fe、Cu、Mo满足作物生长需求。

实施例1

水溶性碳素肥料：碳酸氢铵78公斤；

水溶性磷肥：磷酸氢二铵15公斤；

水溶性钾肥：氯化钾5公斤；

水溶性微量元素肥料2公斤；

将以上组分水溶性碳素肥料、水溶性磷肥、水溶性钾肥、水溶性微量元素肥料按比例混合均匀即得到含碳素水溶性固体肥料。其养分含量：CO₂含量42%，N+P₂O₅+K₂O≥26.9%（16.2-7.6-3.1），微量元素≥0.4%。

实施例2

水溶性碳素肥料：碳酸氢铵73公斤；

水溶性磷肥：磷酸氢二铵20公斤；

水溶性钾肥：氯化钾5公斤；

水溶性微量元素肥料2公斤；

将以上组分水溶性碳素肥料、水溶性磷肥、水溶性钾肥、水溶性微量元素肥料按比例混合均匀即得到含碳素水溶性固体肥料。其养分含量：CO₂含量40%，N+P₂O₅+K₂O≥29.6%（16.3-10.2-3.1），微量元素≥0.4%。

实施例3

水溶性碳素肥料：碳酸氢铵60公斤；

水溶性磷肥：磷酸氢二铵18公斤；

水溶性钾肥：硫酸钾20公斤；

水溶性微量元素肥料2公斤；

将以上组分水溶性碳素肥料、水溶性磷肥、水溶性钾肥、水溶性微量元素肥料按比例混合均匀即得到含碳素水溶性固体肥料。其养分含量：CO₂含量33%，N+P₂O₅+K₂O≥32.8%（13.7-9.1-10.0），微量元素≥0.4%。

实施例4

水溶性碳素肥料：碳酸氢铵73公斤；碳酸氢钾10公斤

水溶性磷肥：磷酸氢二铵10公斤；

水溶性钾肥：氯化钾5公斤；

水溶性微量元素肥料2公斤；

将以上组分水溶性碳素肥料、水溶性磷肥、水溶性钾肥、水溶性微量元素肥料按比例混合均匀即得到含碳素水溶性固体肥料。其养分含量：CO₂含量44%，N+P₂O₅+K₂O≥27.4%（14.4-5.3-7.7），微量元素≥0.4%。

实施例5

水溶性碳素肥料：碳酸氢铵78公斤；

水溶性磷肥：磷酸氢二铵15公斤；

水溶性钾肥：氯化钾5公斤；

水溶性微量元素肥料2公斤；

将以上组分水溶性碳素肥料、水溶性磷肥、水溶性钾肥、水溶性微量元素肥料按比例混合均匀即得到含碳素水溶性固体肥料。其养分含量：CO₂含量42%，N+P₂O₅+K₂O≥26.9%（16.2-7.6-3.1），微量元素≥0.4%。

实施例6

水溶性碳素肥料：碳酸氢铵40公斤；碳酸氢钾35公斤；

水溶性磷肥：磷酸氢二铵23公斤；

水溶性微量元素肥料2公斤；

将以上组分A、B、D按比例混合均匀即得到含碳素水溶性固体肥料。其养分含量：CO₂含量37%，N+P₂O₅+K₂O≥39%（11.2-11.7-16.1），微量元素≥0.4%。

实施例7

水溶性碳素肥料：碳酸氢铵50公斤；碳酸氢钾25公斤；

水溶性磷肥：磷酸氢二铵23公斤；

水溶性微量元素肥料2公斤；

将以上组分水溶性碳素肥料、水溶性磷肥、水溶性微量元素肥料按比例混合均匀即得到含碳素水溶性固体肥料。其养分含量：CO₂含量38%，N+P₂O₅+K₂O≥36%（13.0-11.7-11.5），微量元素≥0.4%。

实施例8

水溶性碳素肥料：碳酸氢铵65公斤；碳酸氢钾15公斤；

水溶性磷肥：磷酸氢二铵18公斤；

水溶性微量元素肥料2公斤；

将以上组分水溶性碳素肥料、水溶性磷肥、水溶性微量元素肥料按比例混合均匀即得到含碳素水溶性固体肥料。其养分含量：CO₂含量42%，N+P₂O₅+K₂O≥30.6%（14.6-9.1-6.9），微量元素≥0.4%。

实施例9

水溶性碳素肥料：碳酸氢铵78公斤；碳酸氢钾10公斤；

水溶性磷肥：磷酸氢二铵10公斤；

水溶性微量元素肥料2公斤；

将以上组分水溶性碳素肥料、水溶性磷肥、水溶性微量元素肥料按比例混合均匀即得到含碳素水溶性固体肥料。其养分含量：CO₂含量47%，N+P₂O₅+K₂O≥25%（15.3-5.1-4.6），微量元素≥0.4%。

以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种含碳素水溶性肥料，所述肥料由以下组分组成：

所述水溶性微量元素肥料中微量元素含量≥20%重量。

2.根据权利要求1所述的含碳素水溶性肥料，其特征在于，所述水溶性碳素肥料选自碳酸氢铵或碳酸氢钾中的一种或两种。

3.根据权利要求1所述的含碳素水溶性肥料，其特征在于，所述水溶性磷肥为磷酸氢二铵或磷酸氢二钾中的一种或两种。

4.根据权利要求1所述的含碳素水溶性肥料，其特征在于，所述水溶性钾肥为氯化钾或硫酸钾中的一种或两种。

5.根据权利要求1所述的含碳素水溶性肥料，其特征在于，所述水溶性微量元素肥料用选自可溶性Zn盐、硼酸或聚合硼、可溶性Mn盐、可溶性Fe盐、可溶性Cu盐、可溶性Mo盐，根据当地土壤养分状况选择缺少的几种进行络合反应制得。

6.根据权利要求5所述的含碳素水溶性肥料，其特征在于，所生产的产品为含述可溶性Zn盐为硫酸锌、所述可溶性Mn盐为硫酸锰、所述可溶性Fe盐为硫酸亚铁、所述可溶性Cu盐为硫酸铜或硝酸铜、所述可溶性Mo盐为钼酸铵。

7.根据权利要求1所述的含碳素水溶性肥料，其特征在于，碳素水溶肥料产品的技术指标：CO₂含量33～46%，N+P₂O₅+K₂O≥25%，微量元素≥0.2%，pH值8，水不溶物≤0.5%，水分≤2%。