CN104447070B - 一种玉米复混肥及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于肥料领域,具体涉及一种玉米复混肥及其制备方法,尤其是涉及一种保水、保肥的缓释玉米复混肥及其制备方法。本发明所述玉米复混肥包括高吸水性树脂和有机无机复混肥料。其中有机无机复混肥料可有效补充玉米生产的养分,而高吸水性树脂具有保水和保肥作用,与有机无机复混肥料混合能有效提高肥料颗粒强度及成球率,降低能耗。本发明所述玉米复混肥保水、保肥效果好,可减少浇灌次数,一次性施肥,不需要追肥,省工省力,同时使玉米增产、增收,适合于简单节约化种植方式。本发明所述玉米复混肥的制备方法工艺简单,原材料来源广、成本低廉。
Description
技术领域
本发明属于肥料领域,具体涉及一种玉米复混肥及其制备方法,尤其是涉及一种保水、保肥的缓释玉米复混肥及其制备方法。
背景技术
玉米是世界上分布最广泛的粮食作物之一,种植面积仅次于小麦和水稻而居第三位。种植范围从北纬58°(加拿大和俄罗斯)至南纬40°(南美)。世界上整年每个月都有玉米成熟。玉米在中国的播种面积很大,分布也很广,是中国北方和西南山区及其它旱谷地区人民的主要粮食之一。
玉米生长离不开水、营养元素(养分)、空气和阳光,玉米对养分的吸收是通过吸收水分时同时吸收养分完成的,没有水,玉米就不能吸收养分,也不能生长。玉米对氮肥很敏感,氮肥要施足才能高产;玉米需磷较少,但不能缺,三叶期缺了磷,将导致以后的空秆秃顶。玉米又是喜锌作物,施用锌肥可使玉米增产在15%左右。一般每生产100kg玉米约需从土壤中吸收2.22-4.24kg氮,平均量为2.57kg;磷(P2O5)1-1.5kg;钾(K2O)1.52-4.00kg,平均量为2.14千克,产量愈高氮磷钾吸收就愈多。玉米常规施肥方法是底肥加追肥。但是玉米喇叭口期田间已合拢,追肥困难。并且追肥还要根据天气并配合浇水,费时费力。而且目前农村劳动力都是老人和50岁以上的中年妇女,玉米追肥、浇水实施起来比较困难,且增加种植成本。推广一次性底肥,不需要追肥的简单节约化种植方式意义重大。
公开号CN 1587211A的中国专利公开了一种保水型包膜尿素肥料的生产方法,公开号CN101792354A的中国专利公开了一种抗旱保水缓释复混肥料及其生产方法。但上述专利技术都是通过加入保水剂与胶粘剂在肥料表面包膜形成的保水或抗旱复合肥,制备工艺复杂、保水效果有限、成本偏高。并且由于大多数保水剂对盐分敏感,吸收养分后保水效果会大大降低。
发明内容
有鉴于此,针对现有技术存在的缺陷,本发明目的在于提供一种玉米复混肥及其制备方法。
为实现本发明的目的,本发明采用如下技术方案:
一种玉米复混肥,包括高吸水性树脂和有机无机复混肥料。
在一些实施方案中,本发明所述玉米复混肥中所述有机无机复混肥料与所述高吸水性树脂的质量比为96~105:4~1,优选为101:3。
在一些实施方案中,本发明所述玉米复混肥中所述高吸水性树脂为由淀粉与丙烯酸单体的接枝聚合物和环糊精组成,所述淀粉与丙烯酸单体的接枝聚合物与所述环糊精通过环糊精空洞结构内部的疏水区与丙烯酸中的羧基形成的氢键连接。
其中,所述高吸水性树脂中所述淀粉与丙烯酸单体的接枝聚合物具有式I所示结构,
其中,﹏是淀粉链;x为聚合物接枝侧链上丙烯酸盐单体的数量,y为聚合物接枝侧链上丙烯酸单体的数量。
在一些实施方案中,所述高吸水性树脂中所述淀粉与丙烯酸单体的接枝聚合物的x/(x+y)=50%~70%。
在一些实施方案中,本发明所述玉米复混肥中所述有机无机复混肥包括氮、磷、钾和复合微量元素。
在一些实施方案中,本发明所述玉米复混肥中所述有机无机复混肥中N:P2O5:K2O的重量比为27:6:7。
其中,在一些实施方案中,本发明所述玉米复混肥中所述氮的存在形式为尿素、氯化铵、硫酸铵、磷酸一铵、碳酸氢铵或硝酸铵中的一种或几种;所述磷的存在形式为磷酸一铵;所述钾的存在形式为氯化钾;所述复合微量元素包括锌、硼、铜、铁或黄腐酸中的一种或几种。
在一些实施方案中,本发明所述玉米复混肥,其由如下重量份原料制成:
60%氯化钾115kg,57%磷酸一铵135kg,46.2%尿素420kg,23.5%氯化铵200kg,硫酸铵25kg、碳酸氢铵30kg,复合微量元素30kg、膨润土45kg、环糊精高吸水性树脂30kg。
在一些优选实施方案中,本发明所述玉米复混肥中所述复合微量元素由氨基酸锌、硼酸、氨基酸铜、氨基酸铁、黄腐酸组成。
进一步的,在一些优选实施方案中,本发明所述玉米复混肥中,所述复合微量元素中氨基酸锌、硼酸、氨基酸铜、氨基酸铁、黄腐酸的重量比为15:5:1:3:6。
本发明还提供了上述玉米复混肥的制备方法为高吸水性树脂与有机无机复混肥料混合造粒。
由上述技术方案可知,本发明所述玉米复混肥包括高吸水性树脂和有机无机复混肥料。其中有机无机复混肥料可有效补充玉米生产的养分,而高吸水性树脂具有保水和保肥作用,与有机无机复混肥料混合能有效提高肥料颗粒强度及成球率,降低能耗。本发明所述玉米复混肥保水、保肥效果好,可减少浇灌次数,一次性施肥,不需要追肥,省工省力,同时使玉米增产、增收,适合于简单节约化种植方式。本发明所述玉米复混肥的制备方法工艺简单,原材料来源广、成本低廉。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1示本发明实施例3不同处理田间小(大)区排列示意图,处理①为实施例2所述玉米复合肥示范区,处理②为习惯性施肥区,处理③为不施肥对照区,处理④为实施例1所述环糊精高吸水性树脂+尿素区,处理⑤为尿素区。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种玉米复混肥,包括高吸水性树脂和有机无机复混肥料。
高吸水性树脂是一种新型的功能高分子材料,具有亲水基团,它能够吸收自身重量几百乃至上千倍的水分,无毒,无害,无污染;吸保水能力强,可反复释水、吸水,对一些肥料也有一定程度的吸附结合作用。
本发明所述玉米复混肥以高吸水性树脂与有机无机复混肥料混合能有效提高肥料颗粒强度,同时具有保水和保肥作用。
在一些实施方案中,本发明所述玉米复混肥所述有机无机复混肥料与所述高吸水性树脂的质量比为96~105:4~1。
在一些优选实施方案中,本发明所述玉米复混肥所述有机无机复混肥料与所述高吸水性树脂的质量比为101:3。
目前高吸水性树脂保肥保水材料的合成均添加交联剂进行化学交联,交联度高,内部空间结构紧密,吸附保持肥料能力有限。在一些实施方案中,本发明所述玉米复混肥中所述高吸水性树脂为以环糊精为缠联剂的淀粉接枝丙烯酸的高吸水性树脂,其内部空隙大,可以吸附结合更多的肥料小分子,在保水的同时能很好的保持肥料,本发明定义其为环糊精高吸水性树脂。其中所述环糊精高吸水性树脂为由淀粉与丙烯酸单体的接枝聚合物和环糊精组成,所述淀粉与丙烯酸单体的接枝聚合物与所述环糊精通过环糊精空洞结构内部的疏水区与丙烯酸中的羧基形成的氢键连接。
具体地说,所述环糊精高吸水性树脂高吸水性树脂,以淀粉链为主链,聚丙烯酸(钠)为接枝侧链形成淀粉与丙烯酸单体的接枝聚合物,然后接枝聚合物与环糊精物理交联形成高吸水性树脂。由于β-环糊精其分子具有略呈锥形的中空圆筒立体环状结构,在其环状结构中,环外亲水,环内疏水,在环内侧含有可以和氮、氢原子相互作用的基团,通过氢键、范德华力等弱作用力,可以包结、吸附有机物、肥料小分子、聚合物分子链等,各种有机化合物,形成包接复合物。在交联反应中,丙烯酸分子可以穿过环糊精的立体环状结构,环状结构内侧的疏水基团与丙烯酸中羧基形成氢键等弱作用力而结合,未发生化学反应,使得接枝产物链与链之间连接更为牢固紧密。聚丙烯酸(钠)接枝侧链、环糊精,一同与玉米淀粉链形成了空间交叉网络结构。
从化学结构看,所述环糊精高吸水性树脂主链(淀粉链)和接枝侧链(聚丙烯酸(钠))上含有羧基和羟基等亲水性官能团,而环糊精也含有羟基等亲水性官能团。这些基团不仅对水具有亲和作用,对肥料也具有高度的亲合作用,使所述环糊精高吸水性树脂在具有保水作用的同时具有很好的保肥作用。从物理结构看,所述环糊精高吸水性树脂具有低交联度的三维空间网络结构,可以将肥料和水分包裹固定起来。
本发明所述复合肥包含环糊精高吸水性树脂和有机无机复混肥料。本发明所述复合肥施入土壤后,遇水形成全方位立体的微纳网络,通过氢键、范德华力和粘滞力的共同作用,网捕肥料有效养分,并团聚于土壤耕作层中,即水肥耦合成胶粘团粒群,增大肥料养分空间尺度,降低水分养分迁移速率,减少水分养分流失总量,从而为植物生长持续提供充足的养分。既可大幅提高肥料利用率,又可大幅减少养分损失(径流、渗漏和挥发三种途径),降低农业面源污染和温室气体排放。本发明所述环糊精高吸水性树脂随着淀粉的降解和环糊精物理交联的解开,吸附结合的肥料小分子会缓慢释放出来,能达到保持、缓释肥料养分的效果,因此无需再向本发明所述复合肥中添加其他化学缓释、控释剂,且该缓释过程为纯物理过程,中间并无化学反应发生,对环境绿色友好,不会产生一些有毒有害物质。
在一些实施方案中,所述环糊精高吸水性树脂中,所述淀粉与丙烯酸单体的接枝聚合物具有式I所示结构,
其中,﹏是淀粉链;x为聚合物接枝侧链上丙烯酸盐(丙烯酸被碱部分中和的产物)单体的数量,y为聚合物接枝侧链上丙烯酸单体的数量。
在一些实施方案中,所述环糊精高吸水性树脂中所述淀粉与丙烯酸单体的接枝聚合物的x/(x+y)=50%~70%。
在一些实施方案中,所述环糊精高吸水性树脂中,所述淀粉为玉米淀粉、马铃薯淀粉、甘薯淀粉、小麦淀粉或大豆淀粉。
在一些实施方案中,所述环糊精高吸水性树脂中,所述环糊精高吸水性树脂中,所述环糊精为α-环糊精、β-环糊精或γ-环糊精。
其中,本发明所述环糊精高吸水性树脂的制备方法,包括如下步骤:
a、将淀粉与环糊精加水混合均匀,在惰性气体保护下,加碱液进行糊化;
b、向丙烯酸中滴加碱液中和得到丙烯酸/丙烯酸盐混合溶液;
c、在惰性气体保护下,将步骤a得到糊化的淀粉、步骤b得到丙烯酸/丙烯酸盐混合溶液与引发剂混合均匀,升温至50-55℃并保持2小时,加入无水乙醇收集白色粘性沉淀;
其中步骤a和步骤b不分先后顺序。
本发明所述环糊精高吸水性树脂通过淀粉与丙烯酸(钠)单体接枝共聚反应而来。即通过引发剂,使淀粉分子叔碳上的氢被夺走而产生自由基,然后引发接枝单体丙烯酸(钠)接枝共聚反应,形成淀粉-丙烯酸自由基,继续与丙烯酸单体进行链增长聚合反应,最后链终止,获得淀粉与丙烯酸单体的接枝聚合物。然后接枝聚合物与环糊精进行物理交联,丙烯酸分子穿过环糊精的立体环状结构,环糊精环状结构内侧的疏水基团与丙烯酸中羧基形成氢键等弱作用力而结合形成环糊精高吸水性树脂。反应式如下:
淀粉在进行接枝反应前必须进行糊化。淀粉粒在适当温度下,在水中溶胀,分裂,形成均匀的糊状溶液的过程被称为糊化。淀粉糊化后分子链伸展,成为比较均匀的糊状胶体,对于水溶性的单体和引发剂,淀粉糊化后可提高单体、引发剂之间的相容性,使单体分子更容易扩散到淀粉大分子周围,有助于反应体系均匀性,从而有利于接枝共聚反应。淀粉糊化可以通过加热(物理作用)和加碱(化学作用)使淀粉糊化。
本发明所述环糊精高吸水性树脂的制备方法中步骤a中淀粉使用加碱糊化,并以糊化后的淀粉为原料合成高吸水树脂,克服了热糊化的缺点,无需加热,常温下即可进行;糊化速度快,耗能耗时少生产周期短;糊化温度易控制,避免局部温度过高引起的淀粉迅速老化以及局部温度过低淀粉糊化不完全导致接枝产物性能不佳的问题。以加碱糊化后的淀粉为原料合成的高吸水树脂吸水率稳定,重复性好。
在一些实施方案中,本发明所述环糊精高吸水性树脂的制备方法中步骤a所述碱液为氢氧化钠或氢氧化钾。
在一些实施方案中,本发明所述环糊精高吸水性树脂的制备方法中步骤a所述碱液浓度为0.5mol/L。
在一些实施方案中,本发明所述环糊精高吸水性树脂的制备方法中步骤a所述在惰性气体保护下为通氮气保护。
由于环糊精在水中溶解度较小,若将环糊精与丙烯酸一起加入,环糊精不能与丙烯酸充分混合均匀,不利于后续接枝聚合反应。但环糊精在碱中稳定,且受热200℃以上才会分解,而强酸可使其裂解。因此,本发明所述环糊精高吸水性树脂的制备方法在淀粉糊化前加入环糊精。碱糊化淀粉时,环糊精在其中不会发生化学变化。而在淀粉糊化过程中,淀粉链断裂,舒展,并且通过对溶液不断机械搅拌,使环糊精广泛均匀分散于溶液中,便于后续反应进行物理交联。
由于丙烯酸单体(C2H2COOH)中羧基含量高,完全采用丙烯酸单体作为接枝侧链,丙烯酸单体之间容易接枝形成链间的氢键同时发生自交联反应,导致合成产物空间网络结构出现过度交联,网格结构过于密集,内部空间有限,造成吸附肥料小分子和水分时很难扩张,吸附量有限。
本发明所述环糊精高吸水性树脂的制备方法中步骤b向丙烯酸中滴加碱液进行中和得到丙烯酸/丙烯酸盐混合溶液,避免交联度过高影响肥料小分子和水分的吸附。
在一些实施方案中,本发明所述环糊精高吸水性树脂的制备方法中步骤b所述碱液为氢氧化钠或氢氧化钾。
在一些实施方案中,本发明所述环糊精高吸水性树脂的制备方法中步骤b所述碱液浓度约为3mol/L。
在一些实施方案中,本发明所述环糊精高吸水性树脂的制备方法中步骤b所述中和的中和度为50%-70%。即丙烯酸中的50%-70%被中和为丙烯酸盐,所述丙烯酸与丙烯酸盐的摩尔比为1:1-3:7。
在一些优选实施方案中,本发明所述环糊精高吸水性树脂的制备方法中步骤b所述中和的中和度为60%。
在一些实施方案中,本发明所述环糊精高吸水性树脂的制备方法中步骤b滴加碱液进行中和过程中,需要控制碱液加入速度,避免碱液放出大量热导致丙烯酸自聚合。
本发明所述环糊精高吸水性树脂的制备方法步骤c采用引发剂引发糊化淀粉与丙烯酸/丙烯酸盐接枝聚合。
在一些实施方案中,本发明所述环糊精高吸水性树脂的制备方法中步骤c所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵或硝酸铵中的一种与亚硫酸氢钠组成的混合物。
在一些具体实施例中,本发明所述环糊精高吸水性树脂的制备方法中步骤c所述引发剂为过硫酸钾和亚硫酸氢钠,属于氧化还原引发体系。氧化还原引发体系一般是需要氧化剂和还原剂组合,在低温时就能产生自由基从而引发聚合。在本发明中,过硫酸钾是氧化剂,而亚硫酸氢钠是还原剂,它们构成了一组氧化还原引发剂。过硫酸钾和亚硫酸氢钠可以发生氧化还原反应而产生能引发聚合的自由基,从而引发丙烯酸(钠)与淀粉进行接枝聚合。
在一些实施方案中,本发明所述环糊精高吸水性树脂的制备方法中步骤c所述在惰性气体保护下为通氮气保护。
在一些实施方案中,本发明所述环糊精高吸水性树脂的制备方法中步骤c所述反应温度为50℃-55℃。
在一些实施方案中,本发明所述环糊精高吸水性树脂的制备方法中步骤c所述反应先将温度设定在50℃,待温度升至50℃时再将温度调至55℃,可避免因缓冲温度过高而引起的聚合速度过快。
本发明所述环糊精高吸水性树脂的制备方法在反应完成后用无水乙醇提取共聚物,剪碎后于60℃干燥至恒重,粉碎即得高吸水性树脂。
用于制备玉米复混肥时,聚合反应后溶液无需使用有机溶剂提纯,可直接与复混肥料混合造肥。因为高吸水树脂溶液具有一定粘度,故可以提高复混肥料成球率。同时节约了生产成本,简化了生产工艺。在制作缓释复混肥料方面有很强的应用价值。
本发明所述环糊精高吸水性树脂的制备方法操作简单,成本低廉,绿色环保,具有很高的应用价值和市场前景。
本发明所述玉米复合肥还包括有机无机复混肥料。
在一些实施方案中,本发明所述玉米复合肥中所述有机无机复混肥包括氮、磷、钾和复合微量元素。
其中,在一些实施方案中,本发明所述玉米复混肥中所述有机无机复混肥中N:P2O5:K2O的重量比为27:6:7。
本发明所述有机无机复混肥中所述氮以酰胺态氮或铵态氮形态存在。如其中以尿素形式存在的酰胺态氮;以氯化铵、硫酸铵、磷酸一铵、碳酸氢铵或硝酸铵形态存在铵态氮。
在一些实施方案中,本发明所述有机无机复混肥中所述氮的为尿素、氯化铵、硫酸铵、磷酸一铵、碳酸氢铵或硝酸铵中的一种或几种。
在一些实施方案中,本发明所述有机无机复混肥中所述磷的存在形式为磷酸一铵。
在一些实施方案中,本发明所述有机无机复混肥中所述钾的存在形式为氯化钾。
在一些实施方案中,本发明所述有机无机复混肥中所述复合微量元素包括锌、硼、铜、铁或黄腐酸中的一种或几种。
在一些实施方案中,本发明所述有机无机复混肥中所述微量元素以氨基酸络合微量元素,不仅可提高农作物对微量元素的吸收利用,同时氨基酸本身也可以被农作物吸收,无污染。
在一些优选实施方案中,本发明所述有机无机复混肥中所述锌、铜、铁以氨基酸盐形式存在。
在一些优选实施方案中,本发明所述有机无机复混肥中所述硼以硼酸形式存在。
在某些实施方案中,本发明所述有机无机复混肥由氯化钾、磷酸一铵、尿素、氯化铵、碳酸氢铵、复合微量元素和高吸水性树脂组成。
在某些优选实施方案中,所述复合微量元素由氨基酸锌、硼酸、氨基酸铜、氨基酸铁、黄腐酸组成。
在某些实施方案中,本发明所述玉米复合肥由如下重量份原料制成:
60%氯化钾115kg,57%磷酸一铵135kg,46.2%尿素420kg,23.5%氯化铵200kg,硫酸铵25kg、碳酸氢铵30kg,复合微量元素30kg、膨润土45kg、环糊精高吸水性树脂30kg。
其中所述复合微量元素由氨基酸锌15kg,硼酸5kg,氨基酸铜1kg,氨基酸铁3kg,黄腐酸6kg组成。
在某些实施方案中,本发明所述玉米复合肥中所述复合微量元素由氨基酸锌、硼酸、氨基酸铜、氨基酸铁、黄腐酸组成。
进一步的,在某些实施方案中,本发明所述玉米复混肥中所述复合微量元素中氨基酸锌、硼酸、氨基酸铜、氨基酸铁、黄腐酸的重量比为15:5:1:3:6。
本发明还提供了本发明所述玉米复混肥的制备方法为高吸水性树脂与有机无机复混肥料混合造粒。
在一些实施方案中,本发明所述玉米复混肥的制备方法为高吸水性树脂加热至85℃保温,雾化喷洒到所述有机无机复混肥上,造粒。
本发明提供了玉米复混肥包括高吸水性树脂和有机无机复混肥料。其中有机无机复混肥料可有效补充玉米生产的养分,而高吸水性树脂具有保水和保肥作用,与有机无机复混肥料混合能有效提高肥料颗粒强度及成球率,降低能耗。本发明所述玉米复混肥保水、保肥效果好,可减少浇灌次数,一次性施肥,不需要追肥,省工省力,同时使玉米增产、增收,适合于简单节约化种植方式。本发明所述玉米复混肥的制备方法工艺简单,原材料来源广、成本低廉。
为了进一步理解本发明,下面结合实施例对本发明进行详细说明。如无特殊说明制备环糊精高吸水性树脂的各原料及制备玉米复混肥的各原料均为市售产品,可通过商业渠道购买得到。
实施例1、本发明所述环糊精高吸水性树脂的制备
1、将10.0g玉米淀粉,0.1gβ-环糊精加入到100ml四口烧瓶中,然后加入40ml蒸馏水,同时开动电动搅拌;
2、取20ml蒸馏水,放置于50ml烧杯中,称取0.5g氢氧化钠放入该烧杯中,轻摇烧杯让氢氧化钠完全溶解,配置成浓度为0.5mol/L的氢氧化钠溶液。将该溶液放置于通风橱中进行冷却;将冷却至室温的氢氧化钠溶液再搅拌下缓慢加入到四口烧瓶中,进行淀粉的糊化;该过程中一直通氮气保护;
3、量取22ml蒸馏水,放置于50ml烧杯中,称取2.6g氢氧化钠放入该烧杯中,轻摇烧杯让氢氧化钠完全溶解,配置成3.1mol/L的氢氧化钠溶液。将该溶液放置于通风橱中进行冷却;
4、用量杯量取10ml丙烯酸,放置于100ml烧杯中,将3.3中冷却后的氢氧化钠溶液在搅拌下缓慢滴加到丙烯酸中,制得中和度为60%的丙烯酸/钠溶液;控制加入速度不要放出大量热导致丙烯酸自聚合,加入完毕后将该混合物冷却至室温待用;
5、量取8ml蒸馏水,放置于50ml烧杯中,称取0.1g过硫酸钾放入该烧杯中,用玻璃棒搅拌让其完全溶解;
6、量取8ml蒸馏水,放置于50ml烧杯中,称取0.08g亚硫酸氢钠放入该烧杯中,轻摇烧杯让其完全溶解;
7、依次将丙烯酸/钠混合液、过硫酸钾溶液、亚硫酸氢钠溶液缓慢倒入冷却至室温的反应体系中,继续搅拌30min至混合均匀,整个过程中通氮气保护;升温至55℃并保持2小时。升温时可先将温度设定在50℃,待温度升至50℃时必有缓冲,此时再将温度调至55℃,可避免因缓冲温度过高而引起的聚合速度过快;
实施例2、玉米复混肥的制备(N:P2O5:K2O=27:6:7)
60%氯化钾115kg,57%磷酸一铵135kg,46.2%尿素420kg,23.5%氯化铵200kg,硫酸铵25kg、碳酸氢铵30kg,复合微量元素30kg、膨润土(购自河南)45kg、实施例1制得的环糊精高吸水性树脂30kg,其中复合微量元素由氨基酸锌15kg,硼酸5kg,氨基酸铜1kg,氨基酸铁3kg,黄腐酸6kg组成。
制备方法:将除环糊精高吸水性树脂外的各成分混合均匀的有机无机复混肥料;环糊精高吸水性树脂在储槽中加热至85℃保温,用计量泵打到造粒机中,用压缩空气雾化喷洒到有机无机复混肥料上,转动造粒,造粒成球率为88.5%,造粒好的玉米复混肥料经两段干燥后冷却、筛分、防结块处理、计量、包装。
造粒成球率的测定方法:随机取造粒机出口复混肥1000g左右,中85℃电热鼓风干燥箱中烘干,冷却后经分样器缩分,再称取100g样品按GB15063-2009附录A进行。
成品颗粒强度在24牛顿以上,强度高。
实施例3、肥效试验
1、材料与方法
1.1示范安排在固镇县园艺二场。供试地:前茬小麦,土壤类型为砂姜黑土,土壤肥力中等。有机质1.7g/kg、全氮1.2g/kg、有效磷16mg/kg、速效钾152mg/kg、pH8.3。
1.2试验处理:
对比示范试验共设五个处理,分别为
处理①、实施例2所述玉米复混肥示范区:面积相对集连片50亩,基肥,每亩40%(N-P2O5-K2O:27-6-7)实施例2所述玉米复混肥45公斤,不追肥。
处理②、习惯性施肥示范区:面积10亩,按当地习惯施肥(45%(15-15-15)复合肥40公斤加尿素10公斤做底肥,大喇叭口期追尿素10公斤。
处理③、不施肥对照区:面积0.5亩左右。不施肥料。
处理④、实施例1所述环糊精高吸水性树脂+尿素区:两个区,每个区的面积10亩,磷肥用量每亩6公斤相当于普钙50公斤全做基肥;钾肥8公斤,其中4公斤基施,4公斤追施;保持性尿素25公斤。
处理⑤、尿素区:两个区每个区面积2亩,磷肥用量每亩6公斤相当于普钙50公斤全做基肥;钾肥8公斤,其中4公斤做基施,4公斤做追施;尿素30公斤,其中:20公斤做基肥,10公斤做追肥。
1.3田间管理
1.3.1、耕整:6月5日机旋耙,6月6日机播。
1.3.2、播种:播种期:6月6日;播种品种:郑单958;播种量:2.5公斤/亩;行株距:30cm×60cm;苗数/穴,玉米:1苗/穴。
1.3.3、除草:6月7日播后,用50%乙草胺土壤封闭;7月14日用克芜踪化学除草一次。
1.3.4、施肥:6月5日施基肥;7月15日追肥。基肥和追肥情况各示范区根据试验处理安排。
1.3.5、病虫防治:6月22日用40%氧化乐果+2.5%的敌杀死兑水喷雾,防治蚜虫、蓟马、粘虫危害;7月15日,使用40%毒死蜱50ML每亩兑水喷雾,防治玉米螟和粘虫,同时混加25%粉锈宁喷雾,防治玉米粗缩病、褐斑病。
1.3.6、特殊情况记载:出苗期,遇旱,造墒促苗,抗旱保苗;拨节期:7月7日至7月19日遇高温干旱,习惯施肥区有黄苗、枯苗现象,追肥时浇水一次;实施例2所述玉米复混肥区没有浇水,没有出现黄苗、枯苗现象。1.4、田间小(大)区排列图示
如图1所示,处理①为实施例2所述玉米复混肥示范区,处理②为习惯性施肥区,处理③为不施肥对照区,处理④为实施例1所述环糊精高吸水性树脂+尿素区,处理⑤为尿素区。
2结果与分析
2.1生育时期
表1 保持性化肥对比示范试验生育时期记载表
由表1结果可见,五个处理区,除不施肥区略迟外,其余四个处理区的郑单958玉米各个生育时期基本相同。这说明本发明所述玉米复混肥对玉米的各个生育时期没有改变。
2.2产量结构
表2 实施例2所述玉米复混肥对比示范试验产量结构表
处理 | 单穗量(kg) | 穗长(cm) | 行数(行) | 粒/行(粒) | 穗粒数(粒) | 亩产(kg) | 株高(cm) |
处理① | 0.221 | 22.25 | 13.4 | 35.5 | 480.8 | 587.1 | 235 |
处理② | 0.192 | 16.45 | 14.1 | 31.4 | 440.8 | 524.7 | 233 |
处理③ | 0.110 | 16.35 | 12.5 | 22.4 | 283.5 | 346.2 | 220 |
处理④ | 0.198 | 18.45 | 14.2 | 32.9 | 468.6 | 572.2 | 234 |
处理⑤ | 0.178 | 16.25 | 14.1 | 30.1 | 423.2 | 516.8 | 234 |
由表3结果可见,处理③不施肥对照区与其余四个施肥区各项产量结构指标都要低;单穗重、穗长、行粒数、穗粒数四项指标在所有处理中以处理①实施例2所述玉米复混肥示范区都最高,处理④实施例1所述环糊精高吸水性树脂+尿素区次之,处理⑤尿素区和处理②习惯性施肥区各项指标相差不大。从产量上看:实施例2所述玉米复混肥示范区亩产最高达到587.1公斤/亩,实施例1所述环糊精高吸水性树脂+尿素区次之为572.2公斤/亩,不施肥对照区产量最低为346.2公斤/亩,习惯性施肥区和尿素区产量比较接近分别为524.7公斤/亩和516.8公斤/亩。而实施例2所述玉米复混肥示范区的产量比习惯性施肥区增产在11.9%,比不施肥增产达到70%。
2.3单个养分对玉米产量贡献
不考虑各个处理区的土壤本身肥力水平误差(同一块误差应该很小),设定各个区土壤肥力产出玉米产量是相同的,那么各个处理区产量去除不施肥对照区产量,就是各个小区施入养分的所发生的产量。从表3结果可得出实施例2所述玉米复混肥示范区所施入处界养分所产生产量最大240.9公斤/亩,实施例1所述环糊精高吸水性树脂+尿素区次之为226公斤/亩,尿素区和习惯性施肥区相差不大分别为178.5公斤/亩和170.6公斤/亩。
假设施入养分氮磷钾每一个单位的养分的作用是相同,从表3结果可得出在一亩地的面积上,每投入一公斤单位纯养分习惯性施肥区和尿素区生产的玉米比较低,分别为6.56公斤和7.65公斤,而实施例2所述玉米复混肥示范区产出玉米为12.68公斤为最高,实施例1所述环糊精高吸水性树脂+尿素区次之产出的玉米为11.02公斤。
有上述结果可知,本发明所述玉米复混肥可提高肥料利用率,可以起到增产效果。本发明所述玉米复混肥作为基肥不用追肥,减少劳动强度,且一次施用能起到节本增效的作用。本发明所述玉米复混肥保水功能,比普通施肥区少浇水一次,玉米长势没有受到高温干旱影响。
Claims (10)
1.一种玉米复混肥,由高吸水性树脂和有机无机复混肥料组成,所述高吸水性树脂为环糊精高吸水性树脂,由淀粉与丙烯酸单体的接枝聚合物和环糊精组成,所述淀粉与丙烯酸单体的接枝聚合物与所述环糊精通过环糊精空洞结构内部的疏水区与丙烯酸中的羧基形成的氢键连接。
2.根据权利要求1所述玉米复混肥,所述有机无机复混肥料与所述高吸水性树脂的质量比为96~105:4~1。
3.根据权利要求2所述玉米复混肥,所述有机无机复混肥料与所述高吸水性树脂的质量比为101:3。
4.根据权利要求1所述玉米复混肥,所述淀粉与丙烯酸单体的接枝聚合物具有式I所示结构,
其中,﹏是淀粉链;x为聚合物接枝侧链上丙烯酸钠单体的数量,y为聚合物接枝侧链上丙烯酸单体的数量。
5.根据权利要求1-4任意一项所述玉米复混肥,所述有机无机复混肥包括氮、磷、钾和复合微量元素。
6.根据权利要求5所述玉米复混肥,所述有机无机复混肥中N:P2O5:K2O的重量比为27:6:7。
7.根据权利要求5所述玉米复混肥,所述氮的存在形式为尿素、氯化铵、硫酸铵、磷酸一铵、碳酸氢铵或硝酸铵中的一种或几种;所述磷的存在形式为磷酸一铵;所述钾的存在形式为氯化钾;所述复合微量元素包括锌、硼、铜、铁或黄腐酸中的一种或几种。
8.根据权利要求1-7任意一项所述玉米复混肥,其由如下重量份原料制成:
60%氯化钾115kg,57%磷酸一铵135kg,46.2%尿素420kg,23.5%氯化铵200kg,硫酸铵25kg、碳酸氢铵30kg,复合微量元素30kg、膨润土45kg、环糊精高吸水性树脂30kg。
9.根据权利要求7所述玉米复混肥,所述复合微量元素由氨基酸锌、硼酸、氨基酸铜、氨基酸铁、黄腐酸组成;所述复合微量元素中氨基酸锌、硼酸、氨基酸铜、氨基酸铁、黄腐酸的重量比为15:5:1:3:6。
10.一种权利要求1所述玉米复混肥的制备方法,高吸水性树脂与有机无机复混肥料混合造粒。
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