CN103936493B

CN103936493B - 一种缓释长效复混肥料及其制备方法

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Publication number: CN103936493B
Application number: CN201310019566.4A
Authority: CN
Inventors: 孙志梅; 刘建涛; 王雪
Original assignee: Heibei Agricultural University
Current assignee: Liaoning Shengyuan Fertilizer Technology Co ltd
Priority date: 2013-01-21
Filing date: 2013-01-21
Publication date: 2016-05-18
Anticipated expiration: 2033-01-21
Also published as: CN103936493A

Abstract

本发明涉及一种缓释长效肥料，具体地说是通过一种复合调控剂调控矿质元素在土壤中的转化进程，进而实现肥料缓释长效和高效的一种稳定性肥料。该肥料由含酰胺态氮或铵态氮的复混肥料添加一定比例复合调控剂制备而成。该复合调控剂由三类物质按适当比例复配而成，其中硼砂或硼酸发挥脲酶抑制剂、硝化抑制剂的增效剂以及植物必需营养元素三重功能，双氰胺、3,5-二甲基吡唑、2-氯-6-(三氯甲基)吡啶等发挥硝化抑制剂的作用，腐植酸类物质作为增效剂。与传统的复混肥料相比较，添加该复合调控剂的肥料施入土壤后，可使养分在土壤中的转化得到有效调控，从而有效延长养分的肥效期，提高养分利用率，减轻环境污染。

Description

一种缓释长效复混肥料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种缓释长效肥料，具体地说是一种通过复合调控剂调控养分转化，进而实现肥料缓释长效和高效的稳定性肥料及其制备方法。

背景技术

氮磷钾是植物正常生长发育过程中必需的三大矿质营养元素，对促进农业高产发挥了巨大的作用。但由于三要素，特别是氮磷两种元素在土壤中转化的特殊性以及肥料的盲目施用现象突出，肥料利用率很低。目前我国三大粮食作物的氮、磷、钾肥利用率平均分别只有27.5％、11.6％和31.5％。在集约化程度比较高的蔬菜果树集中产区，氮磷肥的利用率甚至不足10％。较低的肥料利用率不仅意味着农业生产成本的增加和经济效益的下降，还意味着资源和能源的巨大浪费以及对环境的严重污染。因此，在低碳农业大背景之下，如何在确保农业高产优质的同时实现养分资源的高效，成为现代农业生产中亟待解决的关键问题。

实现养分资源高效管理与利用的途径不外乎农艺和工艺两个方面。针对我国农业生产的现状，从改进农业生产管理水平入手的科学的农艺技术措施的推广和普及受到了一定的限制；而从肥料工业入手，通过改进肥料性能来提高养分资源利用效率就成了切实可行的途径。因此，氮的缓释长效和磷的促释活化防固定技术就成了肥料领域关注的重点。

已有研究表明，通过加入脲酶抑制剂和硝化抑制剂调控氮素在土壤中的转化来实现氮肥的高效利用，是一项很有发展潜力的氮肥管理技术，一直受到国内外研究领域和肥料工业的广泛重视。针对我国磷肥资源有限，磷肥利用率低、污染严重的现状，开发高效的磷素活化技术也成为当务之急。因此研发可用于复混肥料生产的调控氮磷素转化的高效、低毒、环境友好的复合调控剂具有重要意义。

但到目前为止，可有效调控氮磷素转化、提高氮磷肥效的增效剂，还存在着品种有限、成本过高，调控效果受土壤环境条件、气候条件、栽培管理措施等多方面因素影响较大，适应性差等问题，严重制约了我国高效复混肥料的生产和我国低碳高效农业的发展。

发明内容

针对上述问题，积极研制、开发适合我国现代农业生产特点的高效、低毒、适应性广、成本低的环境友好型养分调控剂及其相应的缓释长效肥料势在必行。本发明目的在于提供一种含有复合调控剂的缓释长效肥料及其制备方法。本发明生产工艺简单，可在现有氮磷二元或三元复混肥的生产工艺基础上进行生产，产品性能稳定，氮素的有效期明显延长，磷素的有效性亦明显提高，增产效果显著，环境效益突出。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种缓释长效肥料，该肥料为氮磷二元或三元复混肥料，肥料中的氮素全部为酰胺态氮或铵态氮，或部分为酰胺态氮，部分为铵态氮。

所述肥料中含有调控肥料养分转化、有助于提高肥效的复合调控剂；该复合调控剂由三类物质按适当比例复配而成，这三类物质发挥着硝化抑制剂、脲酶抑制剂和硝化抑制剂的增效剂、植物必需营养元素以及植物必需营养元素的增效剂的功能。

所述复合调控剂中的脲酶抑制剂和硝化抑制剂的增效剂为硼砂或硼酸，硝化抑制剂为双氰胺、3,4-二甲基吡唑磷酸盐、3,5-二甲基吡唑、2-氯-6-(三氯甲基)吡啶或2-氨基-4-氯-6-甲基嘧啶，植物必需营养元素的增效剂为腐植酸类物质。

所述复合调控剂中的脲酶抑制剂和硝化抑制剂的增效剂硼砂或硼酸的用量为纯氮量的2％-10％。

所述复合调控剂中的硝化抑制剂的用量为纯氮量的1％-8％。

所述复合调控剂中的植物必需营养元素的增效剂腐植酸类物质为腐植酸的一价盐或二价盐，细度应达80目以上，用量为肥料量的2％-10％。

所述缓释长效肥料的制备方法为：将构成复合调控剂的三类物质按适当比例复配混匀后，加入到复混肥的配料中，在生产系统中加工成缓释长效肥料。

本发明的创新之处主要是将既作为脲酶抑制剂和硝化抑制剂的增效剂，又作为植物必需营养元素补充的硼砂或硼酸与硝化抑制剂双氰胺、3,4-二甲基吡唑磷酸盐、3,5-二甲基吡唑、2-氯-6-(三氯甲基)吡啶或2-氨基-4-氯-6-甲基嘧啶，以及营养元素的增效剂腐植酸类物质按肥料用量或肥料中所含养分含量的适当比例复配成复合调控剂，用于氮磷二元或三元复混肥料的制备中。

本发明具有如下优点：

1.成本低。该复合调控剂配方中所用原料价廉易得，具有多重功能，调控养分转化效果突出。

2.生产工艺简单。本发明所用复合调控剂可以作为配料之一直接加入到复混肥料的生产过程中，不需要繁杂的设备改造和投资，生产工艺简单，产品质量稳定。

3.应用效果好。本发明肥料施入土壤后，其中的氮素转化可得到有效调控，使土壤中较长时间保持较高的NH₄ ⁺-N含量和较低的NO₃ ^--N含量，减少土壤中NO₃ ^--N的累积，有效延长其肥效期，提高N肥利用率，减轻环境污染，并同时有效减少磷肥施入土壤后的固定过程，提高磷肥肥效。作物长势好，增产效果突出。

4.生产效率高。本发明肥料可作为基肥一次性施用，不用再追肥，即可满足作物整个生长期间对养分的需求，达到省工、节肥的目的。

具体实施方式：

实施例1

一种缓释长效复混肥料，以一吨计，按重量份数计，包括氮素25份，磷(P₂O₅)10份，钾(K₂O)10份，总养分含量45％。硝化抑制剂为双氰胺，用量为纯氮用量的3％，硼砂用量为纯氮用量的5％，腐植酸钾用量为肥料量的5％。

所述复混肥中的氮素由尿素和磷酸一铵提供，磷素由磷酸一铵和过磷酸钙提供，钾素由氯化钾提供。所用各原料重量如下：497.4kg尿素、176.9kg磷酸一铵、50kg过磷酸钙(含磷16％)、166.7kg氯化钾、7.5kg双氰胺、12.5kg硼砂、50kg腐植酸钾、40kg凹凸棒粉。

先将双氰胺、硼砂和腐植酸钾按所需用量充分混匀，然后作为原料之一与其他破碎后的各原料混合均匀后造粒、烘干、筛分，计量包装。

实施例2

一种缓释长效复混肥料，以一吨计，按重量份数计，包括氮素26份，磷(P₂O₅)10份，钾(K₂O)12份，总养分含量48％。硝化抑制剂为3,5-二甲基吡唑，用量为纯氮用量的2％，硼酸用量为纯氮用量的5％，腐植酸铵用量为肥料量的6％。

所述复混肥中氮素部分由尿素提供，部分由磷酸一铵提供，磷素由磷酸一铵提供，钾素由氯化钾提供。所用各原料重量如下：515.0kg尿素、192.3kg磷酸一铵、200kg氯化钾、5.2kg3,5-二甲基吡唑、13kg硼酸、60kg腐植酸铵、15kg膨润土。

将3,5-二甲基吡唑、硼酸以及腐植酸铵按所需用量混配均匀，然后作为原料之一加入到配料系统，混匀后造粒、烘干、筛分，计量包装。

实施例3

一种缓释长效复混肥，以一吨计，按重量份数计，包括氮素28份，磷(P₂O₅)10份，钾(K₂O)10份，总养分含量48％。硝化抑制剂为3,4-二甲基吡唑磷酸盐，用量为纯氮用量的1.5％，硼砂用量为纯氮用量的3％，腐植酸钙用量为肥料量的3％。

所述复混肥中氮素由尿素和磷酸一铵提供，磷素由磷酸一铵提供，钾素由硫酸钾提供。所用各原料重量如下：558.5kg尿素、192.3kg磷酸一铵、166.7kg氯化钾、4.2kg3,4-二甲基吡唑磷酸盐、8.4kg硼砂、30kg腐植酸钙、40kg膨润土。

将3,4-二甲基吡唑磷酸盐、硼砂以及腐植酸钙按所需用量混配均匀后，作为原料之一加入到配料系统，混匀后造粒、烘干、筛分，计量包装。

实施例4

一种缓释长效复混肥料，以一吨计，按重量份数计，包括氮素18份，磷(P₂O₅)18份，钾(K₂O)4份，总养分含量40％。硝化抑制剂为双氰胺，用量为纯氮用量的4％，硼酸用量为纯氮用量的7.5％，腐植酸钙用量为肥料量的10％。

所述复混肥中氮素由尿素和磷酸一铵提供，磷素由磷酸一铵和过磷酸钙(含量16％)提供，钾素由氯化钾提供。所用各原料重量如下：307.4kg尿素、321.5kg磷酸一铵、80kg过磷酸钙、66.7kg氯化钾、7.2kg双氰胺、13.5kg硼酸、100kg腐植酸钙、105kg硅藻土。

将双氰胺、硼酸以及腐植酸钙按所需用量混配均匀后，作为原料之一加入到配料系统，混匀后造粒、烘干、筛分，计量包装。

实施例5

一种缓释长效复混肥料，以一吨计，按重量份数计，包括氮素15份，磷(P₂O₅)15份，钾(K₂O)15份，总养分含量为45％。硝化抑制剂为3,5-二甲基吡唑，用量为纯氮用量的1.5％，硼砂用量为纯氮用量的6％，腐植酸铵用量为肥料量的3％。

所述复混肥中的氮素来源于尿素和磷酸一铵，磷素由磷酸一铵和过磷酸钙(含量16％)提供，钾素由硫酸钾提供。所用各原料重量如下：258.9kg尿素、257.7kg磷酸一铵、100kg过磷酸钙、300kg硫酸钾、2.3kg3,5-二甲基吡唑、9kg硼砂、30kg腐植酸铵、42kg凹凸棒粉。

将3,5-二甲基吡唑、硼砂以及腐植酸铵按所需用量混配均匀后，作为原料之一加入到配料系统，混匀后造粒、烘干、筛分，计量包装。

实施例6

一种缓释长效复混肥料，以一吨计，按重量份数计，包括氮素14份，磷(P₂O₅)16份，钾(K₂O)15份，总养分含量为45％。硝化抑制剂为3,4-二甲基吡唑磷酸盐，用量为纯氮用量的1％，硼酸用量为纯氮用量的4％，腐植酸钾用量为肥料量的2％。

所述复混肥中的氮素来源于尿素和磷酸一铵，磷素由磷酸一铵和过磷酸钙提供，钾素由硫酸钾提供。所用各原料重量如下：232.1kg尿素、276.9kg磷酸一铵、100kg过磷酸钙、300kg硫酸钾、1.4kg3,4-二甲基吡唑磷酸盐、5.6kg硼酸、20kg腐植酸钾、65kg硅藻土。

将3,4-二甲基吡唑磷酸盐、硼酸以及腐植酸钾按所需用量混配均匀后，作为原料之一加入到配料系统，混匀后造粒、烘干、筛分，计量包装。

实施例7

一种缓释长效复混肥料，以一吨计，按重量份数计，包括氮素16份，磷(P₂O₅)8份，钾(K₂O)18份，总养分含量为42％。硝化抑制剂为双氰胺，用量为纯氮用量的8％，硼酸用量为纯氮用量的6％，腐植酸铵用量为肥料量的5％。

所述复混肥中的氮素来源于尿素，磷素由重钙提供，钾素由硫酸钾提供。所用各原料重量如下：344.0kg尿素、190.5kg重钙(含量42％)、360kg硫酸钾、12.8kg双氰胺、9.6kg硼酸、50kg腐植酸铵、35kg膨润土。

将双氰胺、硼酸以及腐植酸铵按所需用量混配均匀后，作为原料之一加入到配料系统，混匀后造粒、烘干、筛分，计量包装。

实施例8

一种缓释长效复混肥料，以一吨计，按重量份数计，包括氮素18份，磷(P₂O₅)25份，有效钾(K₂O)5份，总养分含量为48％。硝化抑制剂为双氰胺，用量为纯氮用量的3％，硼砂用量为纯氮用量的5％，腐植酸钙用量为肥料量的8％。

所述复混肥中的氮素来源于尿素和磷酸一铵，磷素由磷酸一铵和过磷酸钙提供，钾素由氯化钾提供。所用各原料重量如下：273.9kg尿素、450.0kg磷酸一铵、100kg过磷酸钙、83.3kg氯化钾、5.4kg双氰胺、9kg硼砂、80kg腐植酸钙。

将双氰胺、硼砂以及腐植酸钙按所需用量混配均匀，作为原料之一加入到配料系统，混匀后造粒、烘干、筛分，计量包装。

实施例9

一种缓释长效复混肥料，以一吨计，按重量份数计，包括氮素20份，磷(P₂O₅)18份，钾(K₂O)7份，总养分含量为45％。硝化抑制剂为双氰胺，用量为纯氮用量的4％，硼砂用量为纯氮用量的10％，腐植酸钙用量为肥料量的8.5％

所述复混肥中的氮素来源于尿素和磷酸一铵，磷素由磷酸一铵和重钙(含量42％)提供，钾素由氯化钾提供。所用各原料重量如下：386.5kg尿素、184.6kg磷酸一铵、200kg重钙、116.7kg氯化钾、8kg双氰胺、20kg硼砂、85kg腐植酸钙。

应用例1

采用室内培养的方法，设置如下4个处理，三次重复：(1)U(单施尿素)；(2)U+UI；(3)U+NI；(4)U+UI+NI。其中U为尿素，UI为硼酸，NI为双氰胺。将尿素、硼酸或双氰胺按适宜用量与土壤混匀后装入自封袋中，恒温恒湿培养，定期取土，检测土壤的铵态氮和硝态氮含量。

试验结果表明(图1)，单施尿素、尿素配施UI和尿素配施NI三处理均在处理后的第5天铵态氮含量达到高峰，而尿素与UI和NI同时配施的处理，铵态氮峰值延迟到了施肥后的第7天，且前3天的铵态氮含量明显低于U；7天以后U+UI+NI和U+NI处理的铵氮含量始终显著高于U和U+UI处理，且U+UI+NI处理的铵氮含量又显著高于U+NI处理。说明硼酸和双氰胺适量配合施用，既可以在肥料施入土壤后的前3天有效减缓尿素的水解，还可以增强双氰胺的硝化抑制效果，有效抑制肥料氮的硝化作用，使土壤中较长时间保持较高的铵态氮含量，从而可有效减少硝态氮的淋溶损失和反硝化损失，延长氮肥肥效。

应用例2

采用室内培养的研究方法，设置如下4个处理，三次重复：(1)U(单施尿素)；(2)U+NI+HA(NI为3,5二甲基吡唑，HA为腐植酸钾)；(3)U+UI+HA(UI为硼砂)；(4)U+UI+NI+HA，同时各处理均施入等量的磷酸二氢钾作为磷源。将尿素、磷酸二氢钾、硼砂、硝化抑制剂和HA按适宜用量与土壤混匀后装入自封袋中，恒温恒湿培养，定期取土，检测土壤的铵态氮含量，同时在培养后的第7天和第32天检测土壤速效磷含量。

试验结果表明(图2)，在培养后的第1天和第3天，(3)和(4)处理的铵态氮均低于(1)处理，而(2)处理的铵态氮则高于(1)处理，说明施用UI+HA和UI+NI+HA时，均对尿素的水解起到了一定的延缓作用，尤以UI+NI+HA延缓尿素水解的作用更为明显，与(1)处理相比，(4)处理铵态氮含量在第1天和第3天分别比(1)处理下降了11.3％和27.9％。对铵态氮出现的峰值进行比较，可以看出，(1)、(2)、(3)处理出现在培养后第5天，而(4)处理延迟到培养后的第7-10天。之后铵态氮含量逐渐下降，但(3)和(4)处理的铵态氮含量始终显著高于(1)和(2)处理，且(4)处理明显高于(3)处理。此试验结果说明硼砂、硝化抑制剂3,5-二甲基吡唑与腐植酸盐复配成的调控剂可以有效调控尿素的水解以及水解产物铵的硝化，从而使土壤中较长时间保持较高的铵态氮含量。

对培养后7天和32天的土壤速效磷含量进行检测，结果表明(表1)，与(1)处理相比，其余三处理的土壤速效磷含量均有一定程度的提高，尤以(3)、(4)处理速效磷含量增幅最为明显，说明硼砂、硝化抑制剂3,5-二甲基吡唑与腐植酸盐复合而成的调控剂对活化土壤磷素，减少磷素的固定起到了明显作用。

表1调控剂的施用对土壤速效磷含量(mg/kg)的影响

应用例3

采用田间试验方法，供试玉米品种为冀单33。设置如下几个处理：(1)农民常规施肥，折合每亩施入纯养分N14.4kg，P₂O₅8.3kg，K₂O4.0kg；(2)农民常规施肥+UI+HA；(3)农民常规施肥+NI+HA；(4)农民常规施肥+UI+NI+HA。UI、NI和HA分别为硼砂、双氰胺和腐植酸钾，每个处理2亩地，收获时随机布置3个点，每个点30m²，将玉米穗全部掰下后现场称重。同时每个点随机取回10穗玉米，自然风干后，考种，并折算水分含量14％的玉米产量。

试验结果表明(见表2)，在农民常规施肥的基础上配合施用硼砂+HA或DCD+HA，二者玉米产量基本相当，且与农民常规施肥相比较，增产达10％以上。而在农民常规施肥的基础上同时配施硼砂、DCD和HA，玉米产量显著提高，增产率达22.89％。对产量构成因素进行分析，可以看出，产量的提高主要是由于该复合调控剂的施用显著提高了玉米穗粗，进而提高了穗行数，同时显著提高了百粒重的结果。

表2肥料增效剂的施用对玉米产量及产量构成因素的影响

附图说明：

图1是调控剂的施用对肥料氮转化的影响

图2是调控剂的施用对土壤铵态氮含量的影响。

Claims

1.一种缓释长效肥料，其特征在于：该肥料为氮磷二元或氮磷钾三元复混肥料，肥料中含有调控肥料养分转化、有助于提高肥效的复合调控剂，该复合调控剂由3种组分按一定比例复合而成，分别是：(1)同时具有脲酶抑制剂、硝化抑制剂的增效剂以及植物必需营养元素三重功能的硼砂或者硼酸，用量为纯氮量的2％-10％；(2)具有硝化抑制功能的硝化抑制剂双氰胺、3,4-二甲基吡唑磷酸盐、3,5-二甲基吡唑、2-氯-6-(三氯甲基)吡啶或2-氨基-4-氯-6-甲基嘧啶，用量为纯氮量的1％-8％；(3)具有植物必需营养元素增效剂功能的腐植酸类物质，该物质为腐植酸的一价盐或二价盐，细度应达80目以上，用量为肥料总量的2％-10％。

2.根据权利要求1所述的缓释长效肥料，其特征在于肥料中的氮素全部为酰胺态氮或铵态氮，或者部分为酰胺态氮，部分为铵态氮；氮源全部为酰胺态氮时，以尿素为原料；氮源为铵态氮或部分为铵态氮时，铵态氮源则选用磷酸一铵。

3.按照权利要求1所述的缓释长效肥料，其特征在于：所述复混肥中的磷素原料选自磷酸一铵，或磷酸一铵与过磷酸钙或重钙的组合。

4.按照权利要求1所述的缓释长效肥料，其特征在于：所述复混肥中的钾素原料选自硫酸钾或氯化钾。

5.一种权利要求1所述的缓释长效肥料的制备方法，其特征在于：将构成复合调控剂的三种物质按所需用量复配混匀后，加入到复混肥料的配料中，在生产系统中加工成缓释长效肥料。