CN105085044A - 一种甘蔗控释肥料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种甘蔗控释肥料及其制备方法，属于肥料制备技术领域。所述甘蔗控释肥料以重量份为单位，包括以下原料：包裹材料60-140份、肥料颗粒180-1200份，所述甘蔗控释肥料是经过造粒、烘干、冷却、包裹等步骤制成的。本发明的肥料控释速率适中而稳定，营养均衡，能有效降低肥料的流失率，提高肥料的利用效率，促进甘蔗快速健康成长，提高甘蔗产量11.2％-12.8％和蔗糖含量0.28％-0.36％。

Description

一种甘蔗控释肥料及其制备方法

【技术领域】

本发明属于肥料制备技术领域，具体涉及一种甘蔗控释肥料及其制备方法。

【背景技术】

甘蔗是重要的产糖作物，在我国广西地区种植面积尤为大，年蔗糖产量占全国总产糖量的70％左右。然而甘蔗生长过程中具有肥份消耗量大的特点，而且一次性施肥量不能过多，肥则会导致“烧根”现象，因此通常采用少量多次的施肥方法进行施肥。

目前已经有人开始研究甘蔗肥料。例如，专利文献(专利号：ZL200710066326.4)公开了一种甘蔗专用复混肥，包括基肥和追肥，其中基肥中氮磷钾和锌的比例为10:10:8:0.5，而追肥中氮磷钾的比例为18:6:4，但是以上肥料施用后，尤其在南方多雨地带施用后，其中可溶性无机肥会较快速溶解，一方面降低了肥料施用的效果，造成肥料浪费，另外也污染周边水体。为此，有人通过在肥料表面增加涂层的方式来制备缓释(控释)肥料。例如，专利文献(专利号：ZL96105688.6)公开了一种涂层肥料，其中土层的组成除了0.1-50份动物胶外，主要是可溶性无机盐，如1-180份增溶剂(其主要成分是硫酸铵、硝酸铵等无机盐)和0.1-200份植物营养元素化合物(主要是铁、锌的硫酸盐)，这样造成在动物胶包裹的涂层中有大量可溶性无机盐，遇水后迅速溶解使肥料颗粒形成多孔状或崩解，实际的缓释(控释)能力非常有限。因此开发一种控释速率适中而稳定的肥料是发展趋势。

【发明内容】

本发明提供一种甘蔗控释肥料及其制备方法，以解决肥料控释效果差，肥料利用效率低等问题。本发明的肥料控释速率适中而稳定，营养均衡，能有效降低肥料的流失率，提高肥料的利用效率，促进甘蔗快速健康成长，提高甘蔗产量和蔗糖含量。

为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种甘蔗控释肥料，以重量份为单位，包括以下原料：包裹材料60-140份、肥料颗粒180-1200份；

所述包裹材料以重量份为单位，包括以下原料：缓释剂40-80份、粘结剂20-60份，所述缓释剂以重量份为单位，包括以下原料：滑石粉10-20份、石膏粉10-20份、硅藻土6-10份、膨润土6-10份、泥炭4-8份、磷酸二氢铵粉2-6份、硝酸钾粉2-6份，所述粘结剂以重量份为单位，包括以下原料：淀粉16-50份、磷酸盐3-5份、氧化剂0.5-3份、偶联剂0.5-2份；

所述肥料颗粒以重量份为单位，包括以下原料：尿素50-300份、磷酸二铵40-250份、氯化钾30-200份、二水合磷酸氢钙12-60份、硼酸镁10-58份、甘氨酸锌2-8份、甘氨酸铁2-8份、甘氨酸锰2-8份、硫酸铜2-8份、黄腐植酸30-300份。

优选地，所述甘蔗控释肥料，以重量份为单位，包括以下原料：包裹材料80-120份、肥料颗粒300-900份。

优选地，所述磷酸盐包括三聚磷酸钾、焦磷酸钾、偏磷酸钾和磷酸氢二钾中的一种或它们的组合物。

优选地，所述氧化剂包括次氯酸钙、次氯酸钠、次氯酸钾和高氯酸钠中的一种或它们的组合物。

优选地，所述偶联剂包括糠醛、乙二醛、戊二醛和水溶性硅烷中的一种或它们的组合物。

本发明还提供一种甘蔗控释肥料的制备方法，包括以下步骤：

S1：将尿素、磷酸二铵、氯化钾、二水合磷酸氢钙、硼酸镁、甘氨酸锌、甘氨酸铁、甘氨酸锰、硫酸铜、黄腐植酸混合并加入水搅拌均匀得均匀混合物，所述均匀混合物造粒、烘干、冷却即制得肥料颗粒；

S2：用20-60份水将淀粉调成浆状，升温使体系在45-55℃，调节淀粉浆的pH为9-10，然后加入磷酸盐、氧化剂，在200-400r/min下反应15-25min，接着加入偶联剂，保持转速不变下继续反应20-50min，得到淀粉乳液；将制得的淀粉乳液和滑石粉、石膏粉、硅藻土、膨润土、泥炭、磷酸二氢铵粉、硝酸钾粉以及150-750份水混合均匀后在40-60℃下烘干至含水量为15％-20％，即制得包裹材料；

S3：用步骤S2制得的包裹材料将步骤S1制得的肥料颗粒用包裹材料均匀包裹后在温度为50-60℃下烘干至含水量≤6％，即制得甘蔗控释肥料。

优选地，步骤S1中加入的水量为550-4000份。

优选地，步骤S1中的均匀混合物烘干至含水量≤6％，冷却至25-30℃。

优选地，步骤S1中肥料颗粒的粒径为1.5-2.5mm。

更优选地，均匀混合物是在60-80℃下烘干的。

本发明具有以下有益效果：

(1)本发明的肥料控释速率适中而稳定，肥料颗粒营养均衡，能有效降低肥料的流失率，提高肥料的利用效率，促进甘蔗快速健康成长，提高甘蔗产量11.2％-12.8％和蔗糖含量0.28％-0.36％；

(2)包裹材料增加甘蔗生长所需的氮、磷、钾、钙等元素，可避免控释前期肥料不足，影响甘蔗生长的缺点；

(3)本发明使用黄腐植酸，不但可以增加肥分，而且能够有效提高包封率，降低包裹材料的用量，减少生产成本；

(4)本发明的肥料绿色环保，对环境无污染；

(5)本发明的肥料制备方法操作简单，有利于推广应用。

【具体实施方式】

下面结合具体实施例进行具体说明。

实施例1

一种甘蔗控释肥料，以重量份为单位，包括以下原料：包裹材料60份、肥料颗粒1200份；

所述包裹材料以重量份为单位，包括以下原料：缓释剂40份、粘结剂20份，所述缓释剂以重量份为单位，包括以下原料：滑石粉10份、石膏粉10份、硅藻土6份、膨润土6份、泥炭4份、磷酸二氢铵粉2份、硝酸钾粉2份，所述粘结剂以重量份为单位，包括以下原料：淀粉16份、三聚磷酸钾3份、次氯酸钙0.5份、糠醛0.5份；

所述肥料颗粒以重量份为单位，包括以下原料：尿素300份、磷酸二铵250份、氯化钾200份、二水合磷酸氢钙60份、硼酸镁58份、甘氨酸锌8份、甘氨酸铁8份、甘氨酸锰8份、硫酸铜8份、黄腐植酸300份。

所述甘蔗控释肥料的制备方法，包括以下步骤：

S1：将尿素、磷酸二铵、氯化钾、二水合磷酸氢钙、硼酸镁、甘氨酸锌、甘氨酸铁、甘氨酸锰、硫酸铜、黄腐植酸混合并加入4000份水搅拌均匀得均匀混合物，所述均匀混合物造成粒径为1.5-2.5mm颗粒后在60-80℃下烘干，冷却至25-30℃即制得肥料颗粒；

S2：用20份水将淀粉调成浆状，升温使体系在45℃，调节淀粉浆的pH为9，然后加入三聚磷酸钾、次氯酸钙，在400r/min下反应15min，接着加入糠醛，保持转速不变下继续反应20min，得到淀粉乳液；将制得的淀粉乳液和滑石粉、石膏粉、硅藻土、膨润土、泥炭、磷酸二氢铵粉、硝酸钾粉以及150份水混合均匀后在40℃下烘干至含水量为15％，即制得包裹材料；

S3：用步骤S2制得的包裹材料将步骤S1制得的肥料颗粒均匀包裹后在温度为50℃下烘干至含水量为6％，即制得甘蔗控释肥料。

实施例2

一种甘蔗控释肥料，以重量份为单位，包括以下原料：包裹材料140份、肥料颗粒180份；

所述包裹材料以重量份为单位，包括以下原料：缓释剂80份、粘结剂60份，所述缓释剂以重量份为单位，包括以下原料：滑石粉20份、石膏粉20份、硅藻土10份、膨润土10份、泥炭8份、磷酸二氢铵粉6份、硝酸钾粉6份，所述粘结剂以重量份为单位，包括以下原料：淀粉50份、焦磷酸钾5份、次氯酸钠3份、乙二醛2份；

所述肥料颗粒以重量份为单位，包括以下原料：尿素50份、磷酸二铵40份、氯化钾30份、二水合磷酸氢钙12份、硼酸镁10份、甘氨酸锌2份、甘氨酸铁2份、甘氨酸锰2份、硫酸铜2份、黄腐植酸30份。

所述甘蔗控释肥料的制备方法，包括以下步骤：

S1：将尿素、磷酸二铵、氯化钾、二水合磷酸氢钙、硼酸镁、甘氨酸锌、甘氨酸铁、甘氨酸锰、硫酸铜、黄腐植酸混合并加入550份水搅拌均匀得均匀混合物，所述均匀混合物造成粒径为1.5-2.5mm颗粒后在60-80℃下烘干，冷却至25-30℃即制得肥料颗粒；

S2：用60份水将淀粉调成浆状，升温使体系在55℃，调节淀粉浆的pH为10，然后加入焦磷酸钾、次氯酸钠，在200r/min下反应25min，接着加入乙二醛，保持转速不变下继续反应50min，得到淀粉乳液；将制得的淀粉乳液和滑石粉、石膏粉、硅藻土、膨润土、泥炭、磷酸二氢铵粉、硝酸钾粉以及750份水混合均匀后在60℃下烘干至含水量为20％，即制得包裹材料；

S3：用步骤S2制得的包裹材料将步骤S1制得的肥料颗粒均匀包裹后在温度为60℃下烘干至含水量为4％，即制得甘蔗控释肥料。

实施例3

一种甘蔗控释肥料，以重量份为单位，包括以下原料：包裹材料100份、肥料颗粒700份；

所述包裹材料以重量份为单位，包括以下原料：缓释剂60份、粘结剂40份，所述缓释剂以重量份为单位，包括以下原料：滑石粉15份、石膏粉15份、硅藻土8份、膨润土8份、泥炭6份、磷酸二氢铵粉4份、硝酸钾粉4份，所述粘结剂以重量份为单位，包括以下原料：淀粉33份、偏磷酸钾2份、磷酸氢二钾2份、次氯酸钾1份、高氯酸钠1份、戊二醛0.5份、水溶性硅烷0.5份；

所述肥料颗粒以重量份为单位，包括以下原料：尿素175份、磷酸二铵150份、氯化钾115份、二水合磷酸氢钙36份、硼酸镁34份、甘氨酸锌5份、甘氨酸铁5份、甘氨酸锰5份、硫酸铜5份、黄腐植酸170份。

所述甘蔗控释肥料的制备方法，包括以下步骤：

S1：将尿素、磷酸二铵、氯化钾、二水合磷酸氢钙、硼酸镁、甘氨酸锌、甘氨酸铁、甘氨酸锰、硫酸铜、黄腐植酸混合并加入2300份水搅拌均匀得均匀混合物，所述均匀混合物造成粒径为1.5-2.5mm颗粒后在60-80℃下烘干，冷却至25-30℃即制得肥料颗粒；

S2：用40份水将淀粉调成浆状，升温使体系在50℃，调节淀粉浆的pH为9，然后加入偏磷酸钾、磷酸氢二钾、次氯酸钾、高氯酸钠，在300r/min下反应20min，接着加入戊二醛、水溶性硅烷，保持转速不变下继续反应35min，得到淀粉乳液；将制得的淀粉乳液和滑石粉、石膏粉、硅藻土、膨润土、泥炭、磷酸二氢铵粉、硝酸钾粉以及450份水混合均匀后在50℃下烘干至含水量为18％，即制得包裹材料；

S3：用步骤S2制得的包裹材料将步骤S1制得的肥料颗粒均匀包裹后在温度为55℃下烘干至含水量为5％，即制得甘蔗控释肥料。

实施例4

一种甘蔗控释肥料，以重量份为单位，包括以下原料：包裹材料80份、肥料颗粒900份；

所述包裹材料以重量份为单位，包括以下原料：缓释剂50份、粘结剂30份，所述缓释剂以重量份为单位，包括以下原料：滑石粉12份、石膏粉12份、硅藻土8份、膨润土7份、泥炭5份、磷酸二氢铵粉3份、硝酸钾粉3份，所述粘结剂以重量份为单位，包括以下原料：淀粉24份、三聚磷酸钾2份、焦磷酸钾1份、偏磷酸钾1份、次氯酸钙0.5份、次氯酸钠0.5份、糠醛0.5份、乙二醛0.5份；

所述肥料颗粒以重量份为单位，包括以下原料：尿素240份、磷酸二铵180份、氯化钾130份、二水合磷酸氢钙46份、硼酸镁40份、甘氨酸锌6份、甘氨酸铁6份、甘氨酸锰6份、硫酸铜6份、黄腐植酸240份。

所述甘蔗控释肥料的制备方法，包括以下步骤：

S1：将尿素、磷酸二铵、氯化钾、二水合磷酸氢钙、硼酸镁、甘氨酸锌、甘氨酸铁、甘氨酸锰、硫酸铜、黄腐植酸混合并加入3000份水搅拌均匀得均匀混合物，所述均匀混合物造成粒径为1.5-2.5mm颗粒后在60-80℃下烘干，冷却至25-30℃即制得肥料颗粒；

S2：用30份水将淀粉调成浆状，升温使体系在55℃，调节淀粉浆的pH为10，然后加入三聚磷酸钾、焦磷酸钾、偏磷酸钾、次氯酸钙、次氯酸钠，在400r/min下反应15min，接着加入糠醛、乙二醛，保持转速不变下继续反应40min，得到淀粉乳液；将制得的淀粉乳液和滑石粉、石膏粉、硅藻土、膨润土、泥炭、磷酸二氢铵粉、硝酸钾粉以及250份水混合均匀后在45℃下烘干至含水量为17％，即制得包裹材料；

S3：用步骤S2制得的包裹材料将步骤S1制得的肥料颗粒均匀包裹后在温度为50℃下烘干至含水量为6％，即制得甘蔗控释肥料。

实施例5

一种甘蔗控释肥料，以重量份为单位，包括以下原料：包裹材料120份、肥料颗粒300份；

所述包裹材料以重量份为单位，包括以下原料：缓释剂70份、粘结剂50份，所述缓释剂以重量份为单位，包括以下原料：滑石粉18份、石膏粉18份、硅藻土9份、膨润土8份、泥炭7份、磷酸二氢铵粉5份、硝酸钾粉5份，所述粘结剂以重量份为单位，包括以下原料：淀粉40份、三聚磷酸钾2份、焦磷酸钾1份、偏磷酸钾1份、磷酸氢二钾1份、次氯酸钙1份、次氯酸钠1份、次氯酸钾0.5份、高氯酸钠0.5份、糠醛0.5份、乙二醛0.5份、戊二醛0.5份、水溶性硅烷0.5份；

所述肥料颗粒以重量份为单位，包括以下原料：尿素70份、磷酸二铵60份、氯化钾50份、二水合磷酸氢钙34份、硼酸镁20份、甘氨酸锌4份、甘氨酸铁4份、甘氨酸锰4份、硫酸铜4份、黄腐植酸50份。

所述甘蔗控释肥料的制备方法，包括以下步骤：

S1：将尿素、磷酸二铵、氯化钾、二水合磷酸氢钙、硼酸镁、甘氨酸锌、甘氨酸铁、甘氨酸锰、硫酸铜、黄腐植酸混合并加入1000份水搅拌均匀得均匀混合物，所述均匀混合物造成粒径为1.5-2.5mm颗粒后在60-80℃下烘干，冷却至25-30℃即制得肥料颗粒；

S2：用50份水将淀粉调成浆状，升温使体系在50℃，调节淀粉浆的pH为10，然后加入三聚磷酸钾、焦磷酸钾、偏磷酸钾、磷酸氢二钾、次氯酸钙、次氯酸钠、次氯酸钾、高氯酸钠，在400r/min下反应15min，接着加入糠醛、乙二醛、戊二醛、水溶性硅烷，保持转速不变下继续反应30min，得到淀粉乳液；将制得的淀粉乳液和滑石粉、石膏粉、硅藻土、膨润土、泥炭、磷酸二氢铵粉、硝酸钾粉以及650份水混合均匀后在60℃下烘干至含水量为15％，即制得包裹材料；

S3：用步骤S2制得的包裹材料将步骤S1制得的肥料颗粒均匀包裹后在温度为60℃下烘干至含水量为4％，即制得甘蔗控释肥料。

为验证本发明甘蔗控释肥料的效果，通过以下实验验证。

(一)包裹肥料的溶出效果实验

取实施例1、2、3制备的甘蔗控释肥料，并取实施例1制备的无包裹肥料和用聚乙烯包裹的肥料作为对照，浸没在清水中，在不同时间取水样检测其中的肥料溶出率，结果如下表所示。

由上表可知，无包裹肥料几乎立刻全部溶解，表明不具有缓释作用；用聚乙烯包裹的肥料除了没有包裹密封(包封)的肥料颗粒在最初溶解，其后几乎不再释出肥料；实施例1、2、3制备的甘蔗控释肥料的包封率较高，大部分包封的肥料在后面持续释出。

(二)甘蔗施肥效果实验

实验一：本发明人委托广西南宁市某种植甘蔗公司，用实施例1制备的甘蔗控释肥料对甘蔗进行施肥试验，每年只作为基肥施用一次，同时以实施例1制备的无包裹肥料颗粒为对照，其他种植条件相同，实验组比对照组的甘蔗平均产量增产11.2％，蔗糖含量增产0.28％。

实验二：本发明人委托广西崇左市某种植甘蔗公司，用实施例2制备的甘蔗控释肥料对甘蔗进行施肥试验，每年只作为基肥施用一次，同时以实施例2制备的无包裹肥料颗粒为对照，其他种植条件相同，实验组比对照组的甘蔗平均产量增产12.8％，蔗糖含量增产0.36％。

实验三：本发明人委托广西玉林市某种植甘蔗公司，用实施例3制备的甘蔗控释肥料对甘蔗进行施肥试验，每年只作为基肥施用一次，同时以实施例3制备的无包裹肥料颗粒为对照，其他种植条件相同，实验组比对照组的甘蔗平均产量增产11.9％，蔗糖含量增产0.33％。

综上以上三个实验可知，甘蔗平均产量增产11.2％-12.8％，蔗糖含量增产0.28％-0.36％，可见本发明的甘蔗控释肥料，能有效降低肥料的流失率，提高肥料的利用效率，同时营养均衡，能促进甘蔗快速健康成长，提高甘蔗产量和蔗糖含量。

以上内容不能认定本发明具体实施只局限于这些说明，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种甘蔗控释肥料，其特征在于，以重量份为单位，包括以下原料：包裹材料60-140份、肥料颗粒180-1200份；

所述包裹材料以重量份为单位，包括以下原料：缓释剂40-80份、粘结剂20-60份，所述缓释剂以重量份为单位，包括以下原料：滑石粉10-20份、石膏粉10-20份、硅藻土6-10份、膨润土6-10份、泥炭4-8份、磷酸二氢铵粉2-6份、硝酸钾粉2-6份，所述粘结剂以重量份为单位，包括以下原料：淀粉16-50份、磷酸盐3-5份、氧化剂0.5-3份、偶联剂0.5-2份；

所述肥料颗粒以重量份为单位，包括以下原料：尿素50-300份、磷酸二铵40-250份、氯化钾30-200份、二水合磷酸氢钙12-60份、硼酸镁10-58份、甘氨酸锌2-8份、甘氨酸铁2-8份、甘氨酸锰2-8份、硫酸铜2-8份、黄腐植酸30-300份。

2.根据权利要求1所述的甘蔗控释肥料，其特征在于，以重量份为单位，包括以下原料：包裹材料80-120份、肥料颗粒300-900份。

3.根据权利要求1所述的甘蔗控释肥料，其特征在于，所述磷酸盐包括三聚磷酸钾、焦磷酸钾、偏磷酸钾和磷酸氢二钾中的一种或它们的组合物。

4.根据权利要求1所述的甘蔗控释肥料，其特征在于，所述氧化剂包括次氯酸钙、次氯酸钠、次氯酸钾和高氯酸钠中的一种或它们的组合物。

5.根据权利要求1所述的甘蔗控释肥料，其特征在于，所述偶联剂包括糠醛、乙二醛、戊二醛和水溶性硅烷中的一种或它们的组合物。

6.一种根据权利要求1-5任一项所述的甘蔗控释肥料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将尿素、磷酸二铵、氯化钾、二水合磷酸氢钙、硼酸镁、甘氨酸锌、甘氨酸铁、甘氨酸锰、硫酸铜、黄腐植酸混合并加入水搅拌均匀得均匀混合物，所述均匀混合物造粒、烘干、冷却即制得肥料颗粒；

S2：用20-60份水将淀粉调成浆状，升温使体系在45-55℃，调节淀粉浆的pH为9-10，然后加入磷酸盐、氧化剂，在200-400r/min下反应15-25min，接着加入偶联剂，保持转速不变下继续反应20-50min，得到淀粉乳液；将制得的淀粉乳液和滑石粉、石膏粉、硅藻土、膨润土、泥炭、磷酸二氢铵粉、硝酸钾粉以及150-750份水混合均匀后在40-60℃下烘干至含水量为15％-20％，即制得包裹材料；

S3：用步骤S2制得的包裹材料将步骤S1制得的肥料颗粒用包裹材料均匀包裹后在温度为50-60℃下烘干至含水量≤6％，即制得甘蔗控释肥料。

7.根据权利要求6所述的甘蔗控释肥料的制备方法，其特征在于，步骤S1中加入的水量为550-4000份。

8.根据权利要求6所述的甘蔗控释肥料的制备方法，其特征在于，步骤S1中的均匀混合物烘干至含水量≤6％，冷却至25-30℃。

9.根据权利要求6所述的甘蔗控释肥料的制备方法，其特征在于，步骤S1中肥料颗粒的粒径为1.5-2.5mm。

10.根据权利要求8所述的甘蔗控释肥料的制备方法，其特征在于，均匀混合物是在60-80℃下烘干的。