CN103951509A - 一种功能型农业用生态钾肥及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种功能型农业用生态钾肥及其制造方法。它包含营养成份钾、钙、镁，植物营养调理剂（含γ-聚谷氨酸等多种有机酸和铁、锌、锰、硼、钼等微量元素）。一种功能型农业用生态钾肥由各原料按需混合均匀造粒而成，营养全面、pH≥7，利用率高、吸收好、见效快，并能调节土壤酸碱度，有效改良土壤从而提高作物产量，改善品质，减少了肥料的投入，节约了农民的种植成本，同时保护生态环境。根据测土施肥需要采用掺混工艺所得各种专用肥料及单独使用均有显著效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种功能型农业用生态钾肥及其制备方法，具体地说涉及一种大颗粒pH≥7具有改良土壤和保护环境的多功能农业用硫酸钾和氯化钾及其制备方法。
背景技术
化肥是作物（粮食）的粮食。我国消耗了世界总产量32％的化肥，单位面积用肥量是世界平均水平的3倍多，据统计2012年化肥使用量折纯超过6000万吨，实物量1.6亿吨，我国耕地面积占全球的9%，但施肥量却占到全球总量的30%以上，堪称施肥超级大国，随之带来的是肥料利用率低，土壤肥力下降，土壤酸化，导致土壤结构状况变差，土壤中微量元素失衡，环境污染严重等后果，最终对农作物造成极大危害，导致农作物产品产量下降和农产品品质降低。
土壤酸化带来的诸多负面影响：1)土壤有机物的分解、有机质的腐殖化、氮素的矿化，都是白微生物活动控制的，而微生物活动适宜的pH值为6.0~8.0。pH值降至6以下时，微生物活性下降，有机质分解缓慢。2)土壤的酸碱性对磷酸盐的形态和磷的有效性影响很大。pH值在6.5~ 7.0时，磷与钙结合生成磷酸一钙或磷酸二钙，磷呈H2P04 -和HP04 2-形态，作物能够吸收利用；当pH<5.5时，磷酸根与铁、铝结合形成磷酸铁、磷酸铝被固定，失去肥效。3) 由于盐基交换作用，酸性土壤胶体上的K+、C a2+、Mg2+被H+取代，进入土壤溶液而流失，导致钾、钙、镁营养元素缺乏。4)与此同时，土壤酸化活化重金属元素，如：镉、汞、铅、铬、铝等，造成农产品品质下降。
牡蛎壳由矿物质和蛋白多糖等有机物组成，以生物活性钙元素为主，生物活性钙含量在38%-52%，还有钠、钡、铜、铁、镁、锰、镍、锶等多种微量元素，且pH≥9.5。牡蛎壳由角质层、棱柱层、珍珠层组成，主要部分为棱柱层，呈叶片状结构，具有天然的多孔表面，含大量2-10 um微孔，具有较强的吸附能力，是物体附着的理想载体。
山东烟台莱州市有镁矿资源，据专家调查反映，很多区域土壤缺少镁元素。莱州的轻烧镁，原料主要成分为氧化镁，呈碱性，具有改良酸性土壤的功效，为作为补充镁元素。
中国牡蛎产量居世界首位，牡蛎壳占牡蛎总重的70%以上，大量牡蛎壳作为垃圾被丢弃，废弃的壳残留的有机物在长期堆放过程中腐败发臭，危害居民生活，对环境造成严重污染。
本发明充分利用废弃的牡蛎壳，将牡蛎壳应用于生态钾肥。实践证明牡蛎壳经技术处理后能够改善土壤理化结构，使土壤形成良好的团粒结构，为作物根系的生长创造了良好的条件，使作物能很好地吸收各种养分，从而促进作物的生长发育，使用后可有效地缓解由于大量使用化肥而造成的土壤酸化、土壤板结、肥料利用率降低等问题，且对土壤没有任何污染。
聚γ- 谷氨酸(简称γ-PGA)是从芽胞杆菌发酵产物中提取出来的一种阴离子型高分子氨基酸聚合物，主要是由L- 谷氨酸和D- 谷氨酸单体之间通过α- 氨基和γ- 羧基之间形成肽键后形成的同聚酰胺。由于γ- P G A 分子侧链含有大量的游离羧基，使其具有很好的与金属离子螯合的特性。p H 值在6 左右的时候，γ- P G A 与钙离子螯合的钙螯合率最好。应用有效促进植物对营养元素的吸收，降低农业生产成本，提高农作物的产量和品质，减少肥药流失导致的地表水及地下水体污染。
聚谷氨酸具有一些独特的物理、化学和生物学特性，如生物可降解性、良好生物相容性、强保水性、对人体无毒害、生物可降解性等特性，决定了γ-聚谷氨酸在农业方面应用的巨大潜力。加入适量的聚谷氨酸盐可改善土壤团粒结构，从而提高土壤的保水性、透水性和透气性，缩小土壤的昼夜温差变化，达到改良劣质土壤、使农作物增产丰收的目的。
提高肥料利用率是农业和肥料工业面临的长期挑战。解决办法:科学施肥技术和科学肥料新品种。然而，在农村劳力向城市转移，施肥用工短缺的情况下，生产新型高效化肥，提高化肥本身的科技含量，是从根本上，从源头上来提高化肥利用率，达到节约资源，减少污染的目的。
发明内容
本针对当前现有技术的不足以及现代农业发展的趋势，本发明的目的是提供一种营养全面、利用率高、吸收好、见效快并能有效改良土壤和保护生态环境的一种新型碱性功能生态钾肥。
为解决上述技术问题，本发明是这样实现的：本发明采用与钾肥具有较好配伍的营养成分和植物营养调理剂与钾肥结合，形成一种营养全面、利用率高、吸收好、见效快并能有效改良土壤和保护生态环境的一种碱性多功能生态钾肥。根据测土施肥需要采用掺混工艺可以将所得肥料作为各种专用肥料的原料组分使用或单独使用。
本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种功能型农业用生态钾肥的制备方法。具体的说，将营养成分与植物营养调理剂等按比例混匀，根据需要将混匀的物料以不同剂量添加到钾肥等原料中，经转鼓辊压设备挤压造粒而成。
所说的营养成分是经处理的贝壳粉、氧化镁、硫酸镁，营养成分占生态钾肥所有原料总质量的8-25%。所说的贝壳泛指软体动物的外壳。经处理的贝壳粉是指牡蛎壳、扇贝壳等贝壳经高温焙烧活化处理并粉碎所得贝壳粉。
所说的植物营养调理剂是在一定量的有机无机混合溶液中，加入中、微量元素、有机酸调节剂等，在反应釜中加热到50～80℃制成植物营养调理剂。植物营养调理剂占生态钾肥所有原料总质量的0.3～10%。
因钾肥（如硫酸钾、氯化钾等）的理化特性不同，针对不同作物施用量不同，植物营养调理剂配比方案也不相同。植物营养调理剂用于钾肥团粒造粒工艺或颗粒钾肥表面的喷涂。
本发明中植物营养调理剂的组成质量分数表示如下：γ-聚谷氨酸0. 1～2.5份、腐植酸盐0. 2～10份、农业用尿素5～15份、硫酸锌0.2～4份、硫酸锰0～3份、硫酸亚铁0. 5～15份、硼酸0.2～l份、钼酸钠0.1～1份、有机酸调节剂2.5～3份、水91. 2～45.5份。
所说的腐植酸盐为腐植酸钾、腐植酸钠、黄腐植酸钾、黄腐植酸钠中的一种或两种以上混合物；中、微量元素为作物生长所必需的锌、锰、硼中的一种或两种以上混合物，一般常用硫酸锌、硫酸锰、硫酸亚铁、硼酸等；有机酸调节剂为黄腐酸、柠檬酸、草酸中的一种或两种以上混合物。
本发明产品生态钾肥营养全面， pH≥7，包含中量元素（钙、镁、硫）、微量元素（铁、锰、锌、硼、钼）保证作物均衡全面地吸收各种养分营养；包含的生物活性钙不存在硫酸根离子与钙不能共存产生硫酸钙沉淀的问题，提高了钙的利用率，生物活性钙的超强吸附性在改良土壤（促进土壤团粒形成，调节土壤酸碱度）和提高养分利用率（吸附各种营养成分）方面有显著作用；γ-聚谷氨酸可以起到保水作用，促进作物根系发达，有效促进植物对营养元素的吸收利用，提高肥效和农产品品质，减少施肥量，减少水肥和农药流失，保护生态环境。
具体实施方式
下面通过具体的实施方案用于说明本发明。除非特别说明，本发明中所用的技术手段均为本领域技术人员所公知的方法。另外，实施方案应理解为说明性的，而非限制本发明的范围，本发明的实质和范围仅由权利要求书所限定。对于本领域技术人员而言，在不背离本发明实质和范围的前提下，对这些实施方案中的物料成分和用量进行的各种改变或改动也属于本发明的保护范围
实施例 1 硫酸钾型生态钾肥
一种功能型农业用生态钾肥的制备方法：按质量份额取农业用硫酸钾77份，经处理的牡蛎壳粉22份，植物营养调理剂1份。将各原料混合均匀经转鼓辊压设备挤压造粒而成的产品为一种功能型农业用生态钾肥。
植物营养调理剂的制备：γ-聚谷氨酸2份、腐植酸钾5份、农业用尿素10份、硫酸锌1份、硫酸锰0.2份、硫酸亚铁3份、硼酸0.5份、钼酸钠0.1份、柠檬酸1份、黄腐酸1.5份，剩余质量用水补齐。主要设备：调温反应釜或具有加温功能及搅拌功能的反应罐、液体计量泵、管道过滤器等；生产工艺：将腐植酸钾、二分之一尿素放入已注入少量水的反应器中，逐步加热到70～80℃，并保持搅拌，待用。同时，在其他反应器中将硫酸锌、硫酸锰、硫酸亚铁等微量元素溶解，并加入剩余二分之一尿素、柠檬酸，待充分反应后，注入腐植酸钾水溶液中，并充分搅拌，待温度下降后，再加入γ-聚谷氨酸和黄腐酸等，经过滤后装入包装桶，备用。
本实施例生态钾肥具有以下理化性质：
（1）氧化钾≥40%（以干基计）；
（2）pH≥9.5
（3）氧化钙≥9%；
（4）水分≤3%；
（5）含γ-聚谷氨酸和微量元素。
实施例2 硫酸钾型生态钾肥
一种功能型农业用生态钾肥的制备方法：按质量份额取农业用硫酸钾80份，经处理的牡蛎壳粉12份，氧化镁6份，植物营养调理剂2份。将各原料混合均匀经转鼓辊压设备挤压造粒而成的产品为一种功能型农业用生态钾肥。
植物营养调理剂配方：γ-聚谷氨酸2.5份、腐植酸钠8份、农业用尿素10份、硫酸锌1份、硫酸锰0.1份、硫酸亚铁3.5份、硼酸1份、钼酸钠0.1份、柠檬酸1.5份、黄腐酸1.5份，剩余质量用水补齐。主要设备：调温反应釜或具有加温功能及搅拌功能的反应罐、液体计量泵、管道过滤器等；生产工艺：将腐植酸钾、二分之一尿素放入已注入少量水的反应器中，逐步加热到70～80℃，并保持搅拌，待用。同时，在其他反应器中将硫酸锌、硫酸锰、硫酸亚铁等微量元素溶解，并加入剩余二分之一尿素、柠檬酸，待充分反应后，注入腐植酸钾水溶液中，并充分搅拌，待温度下降后，再加入γ-聚谷氨酸和黄腐酸等，经过滤后装入包装桶，备用。
本实施例生态钾肥具有以下理化性质：
（1）氧化钾≥41.5%（以干基计）；
（2）pH≥7.5
（3）氧化钙≥5%；氧化镁≥4.5%；
（4）水分≤3%；
（5）含γ-聚谷氨酸和微量元素。
实施例3 氯化钾型生态钾肥
一种功能型农业用生态钾肥的制备方法：按质量份额取农业用硫酸钾92份，经处理的牡蛎壳粉7份，植物营养调理剂1份。将各原料混合均匀经转鼓辊压设备挤压造粒而成的产品为一种功能型农业用生态钾肥。
植物营养调理剂的制备：γ-聚谷氨酸2.5份、黄腐植酸钾3份、农业用尿素15份、硫酸锌1份、硫酸锰0.1份、硫酸亚铁3份、硼酸0.3份、钼酸钠0.1份、柠檬酸1.5份、黄腐酸1份，剩余质量用水补齐。主要设备：调温反应釜或具有加温功能及搅拌功能的反应罐、液体计量泵、管道过滤器等；生产工艺：将腐植酸钾、二分之一尿素放入已注入少量水的反应器中，逐步加热到70～80℃，并保持搅拌，待用。同时，在其他反应器中将硫酸锌、硫酸锰、硫酸亚铁等微量元素溶解，并加入剩余二分之一尿素、柠檬酸，待充分反应后，注入黄腐植酸钾水溶液中，并充分搅拌，待温度下降后，再加入γ-聚谷氨酸和黄腐酸等，经过滤后装入包装桶，备用。
本实施例生态钾肥具有以下理化性质：
（1）氧化钾≥55%（以干基计）；
（2）pH≥7
（3）氧化钙≥3%；
（4）水分≤6%；
（5）含γ-聚谷氨酸和微量元素。
实施例4 氯化钾型生态钾肥
一种功能型农业用生态钾肥的制备方法：按质量份额取农业用硫酸钾92份，经处理的牡蛎壳粉5份，氧化镁2.5份，植物营养调理剂0.5份。将各原料混合均匀经转鼓辊压设备挤压造粒而成的产品为一种功能型农业用生态钾肥。
植物营养调理剂的制备：γ-聚谷氨酸2.5份、黄腐植酸钠10份、农业用尿素18份、硫酸锌2份、硫酸锰0.1份、硫酸亚铁10份、硼酸0.5份、钼酸钠0.4份、柠檬酸1.5份、黄腐酸1份，剩余质量用水补齐。主要设备：调温反应釜或具有加温功能及搅拌功能的反应罐、液体计量泵、管道过滤器等；生产工艺：将腐植酸钾、二分之一尿素放入已注入少量水的反应器中，逐步加热到70～80℃，并保持搅拌，待用。同时，在其他反应器中将硫酸锌、硫酸锰、硫酸亚铁等微量元素溶解，并加入剩余二分之一尿素、柠檬酸，待充分反应后，注入黄腐植酸钾水溶液中，并充分搅拌，待温度下降后，再加入γ-聚谷氨酸和黄腐酸等，经过滤后装入包装桶，备用。
γ-聚谷氨酸0. 1～2.5份、腐植酸盐0. 2～10份、农业用尿素5～15份、硫酸锌0.2～4份、硫酸锰0～3份、硫酸亚铁0. 5～15份、硼酸0.2～l份、钼酸钠0.1～1份、有机酸调节剂2.5～3份、水91. 2～45.5份。
本实施例生态钾肥具有以下理化性质：
（1）氧化钾≥55%（以干基计）；
（2）pH≥7
（3））氧化钙≥2%；氧化镁≥1.8%；
（4）水分≤6%；
（5）含γ-聚谷氨酸和微量元素。
大量的田间试验表明，使用本发明的钾肥，吸收好，见效快，肥效长，氮磷钾的当季利用显著提高，作物长势旺盛，果实品质好，作物产量高。作物增产在20%以上，减少了肥料的投入，节约了农民的种植成本。
Claims (7)
1.一种功能型农业用生态钾肥由钾肥、营养成分（钙、镁等）、植物营养调理剂组成，其制备方法是将各原料按需调配并经挤压设备造粒而成。
2.根据权利要求1所述的一种功能型农业用生态钾肥其特征在于营养成分占生态钾肥质量的8～25%，植物营养调理剂占生态钾肥质量的0.3～10%，其余为钾肥原料。
3.根据权利要求1所述的一种功能型农业用生态钾肥其特征在于钾肥是农业用硫酸钾、氯化钾、硝酸钾。
4.根据权利要求1所述的一种功能型农业用生态钾肥其特征在于营养成分（钙、镁等）是经高温焙烧等手段处理活化的牡蛎壳粉、扇贝壳粉等各类贝壳粉、氧化镁、硫酸镁。
5.根据权利要求1所述的一种功能型农业用生态钾肥其特征在于植物营养调理剂含γ-聚谷氨酸等多种有机酸和铁、锌、锰、硼、钼等微量元素。
6.其组成质量分数表示：γ-聚谷氨酸0. 1～2.5份、腐植酸盐0. 2～10份、农业用尿素5～15份、硫酸锌0.2～4份、硫酸锰0～3份、硫酸亚铁0. 5～15份、硼酸0.2～l份、钼酸钠0.1～1份、有机酸调节剂2.5～3份、水91. 2～45.5份。
7.根据权利要求1所述的一种功能型农业用生态钾肥其特征在于腐植酸盐为腐植酸钾、腐植酸钠、黄腐植酸钾、黄腐植酸钠中的一种或两种以上混合物。
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