CN105461459A - 一种肥料增效剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于肥料领域,提供了一种肥料增效剂及其制备方法和应用。以所述肥料增效剂的总重为100%计,由如下重量百分含量的下列组分组成:活性炭80-90%;稀土无机盐10-20%。所述肥料增效剂的制备方法包括以下步骤:将活性炭材料进行粉碎过筛处理,得到活性炭;按照所述肥料增效剂的配方称取各组分;将所述活性炭和稀土无机盐进行混合处理。
Description
技术领域
本发明属于肥料领域,尤其涉及一种肥料增效剂及其制备方法和应用。
背景技术
目前,农业上普遍存在化肥利用率偏低、化肥使用量过大的现象。这不仅浪费了大量的资源,同时也容易造成环境污染问题和耕作条件的恶化。使用化肥增效剂能够在一定程度上提高化肥的利用率,进而降低由于化肥利用率低带来的环境问题。如,中国专利CN200910144692采用聚天冬氨酸、微量元素、膨润土、腐植酸钠、沸石、坡缕石、海绿石、硫脲和纳米碳作为化肥增效剂,该增效剂增效效果不佳。中国专利CN201210364444公开了一种液态肥料增效剂及其制备方法,该液态肥料增效剂还有纳米碳和微量稀土,其制备方法为:从稀土萃取分离过程中收集氯铵废水;电解液的制备,往收集的氯铵废水中加入分散剂配制成电解液;纳米碳的制备,采用电解法制备纳米碳,将两块石墨电极放入装有上述电解液的电解槽中,采用脉冲电源经过12-20h的电解处理,即可制备成含有纳米碳的液体肥料增效剂。中国专利CN201410054619公开了一种纳米碳稀土增效肥料,包含稀土和质量百分含量为0.01-0.9%的纳米碳。然而,现有的化肥增效剂碳源单一,多为纳米碳材料,而纳米碳的制备条件复杂,成本高;且纳米碳的添加量低,增效过程实现率低。此外,对稀土元素的要求较为严苛。
发明内容
本发明的目的在于提供一种肥料增效剂,旨在解决现有化肥增效剂增效效果不佳、制备方法复杂、且原料选择要求严苛的问题。
本发明的另一目的在于提供一种肥料增效剂的制备方法。
本发明的再一目的在于提供一种肥料,所述肥料包括上述肥料增效剂。
本发明是这样实现的,一种肥料增效剂,以所述肥料增效剂的总重为100%计,由如下重量百分含量的下列组分组成:
活性炭80-90%;
稀土无机盐10-20%。
以及,一种肥料增效剂的制备方法,包括以下步骤:
将活性炭材料进行粉碎过筛处理,得到活性炭;
按照上述肥料增效剂的配方称取各组分;
将所述活性炭和稀土无机盐进行混合处理。
以及一种肥料,包括上述肥料增效剂。
本发明提供的肥料增效剂,采用活性炭作为基体组分,所述活性炭具有高度发达的孔隙结构和巨大的内比表面积、炭表面上含有(或可以附加)多种官能团、具有催化性能、性能稳定,可以在不同温度、酸碱度中使用、可以再生。以活性炭作为基体组分,其发挥吸附剂的作用,可以加强土壤对肥料元素的吸附和保持,抑制肥料的流失,有利于作物的吸收利用,从而提高其肥料的利用率。同时,本发明采用稀土无机盐作为主要材料,其水溶性很好,在土壤中更易被吸收利用。且稀土是植物生长的生理调节剂,对农作物具有增产、改善品质和抗逆性三大特征;同时稀土属低毒物质,对人畜无害,对环境无污染,合理使用稀土,可使农作物增强抗旱、抗涝和抗倒伏能力。
本发明提供的肥料增效剂,原材料易选取,成本低廉,更重要的是,所述肥料增效剂可以促进肥料养分的吸收率,减少养分流失,使肥料的利用率提高15-30%。且所述活性炭和稀土无机盐结合,可以提高种子的出苗率,使其出苗率在10%以上。本发明提供的肥料增效剂,可施加土壤、施加环境温度不受限制,可以广泛用于南北方各种土质。
本发明提供的肥料增效剂的制备方法,制作工艺简单,设备投入低,成本低廉,易于实现产业化。
本发明提供的肥料含有上述肥料增效剂,其肥料的利用率提高15-30%。
具体实施方式
为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
一种肥料增效剂,以所述肥料增效剂的总重为100%计,由如下重量百分含量的下列组分组成:
活性炭80-90%;
稀土无机盐10-20%。
具体的,本发明实施例中,采用所述活性炭作为基体组分,所述活性炭具有高度发达的孔隙结构和巨大的内比表面积,其吸附性能好,可以加强土壤对肥料元素的吸附和保持,抑制肥料的流失,有利于作物的吸收利用,从而提高其肥料的利用率。作为优选实施例,所述活性炭的碘吸附值大于800mg/g;或所述活性炭的比表面积大于1000m2/g。
同时,本发明实施例所述活性炭的碳表面上含有(或可以附加)多种官能团,具体的,所述活性炭表面富有含氧官能团,所述含氧官能团包括羧基、酚羟基、醚基等,这些不同种类的含氧基团作为所述活性炭上的主要活性部位,能使所述活性炭表面呈现微弱的酸性、碱性、氧化还原性等,这些性能影响所述活性炭与活性组分或有机物的结合能力,赋予所述化肥增效剂良好的催化性能,进而影响其吸附性能,对肥料养分的流失起到了抑制作用。此外,所述活性炭性能稳定,可以在不同温度、酸碱度中使用、可以再生,使得所述化肥增效剂能够适合各种气候、各种土壤,可以广泛推广使用。
本发明实施例中,所述活性炭的粒径大小直接作为活性炭吸附能力强弱的指标,具体的,目数越低,粒径越大,活性炭的吸附性就降低,无法起到提高肥料养分利用;目数越高,粒径越小,虽然活性炭的吸附性提升,但是工艺操作难度极高,制备条件苛刻。作为优选实施例,所述活性炭的粒径为150-300目,具体都可为150目、180目、200目、220目、250目、280目、300目。
本发明实施例所述活性炭的来源广泛,且成本低廉。作为具体优选实施例,所述活性炭为生物炭、煤炭、泥炭中的至少一种。其中,所述生物炭是富含碳的生物有机材料(生物质)通过高温裂解的方法,在无氧或少氧的条件下制备而成的一种孔隙结构发达、含碳量高的碳化物质。制备生物质炭大多数原料来源于农业废弃物。本发明实施例所述生物炭包括木炭、竹炭、稻壳炭及秸秆炭等。所述煤炭是将煤经炭化活化后的产物。该优选的活性炭来源广泛,且成本低廉,更重要的是,可以合理地将废弃资源被废为宝,复符合绿色环保理念。
本发明实施例所述活性炭的添加量为所述肥料增效剂的总重的80-90%。用于肥料中时,占肥料总重的1-3%。所述活性炭的添加量过少,吸附能力不足,肥料养分易流失;若添加量过多,形成的水不溶物也增多,不利于设施施肥,并且,活性炭的添加成本也过于高昂,不具有实用性。
本发明实施例采用稀土无机盐作为主要材料,其水溶性很好,在土壤中更易被吸收利用。且稀土是植物生长的生理调节剂,对农作物具有增产、改善品质和抗逆性三大特征;同时稀土属低毒物质,对人畜无害,对环境无污染,合理使用稀土,可使农作物增强抗旱、抗涝和抗倒伏能力。作为优选实施例,所述稀土无机盐包括稀土硝酸盐、稀土硫酸盐、稀土氯化物中的至少一种。
本发明实施例中,所述活性炭和所述稀土无机盐的重量比优选为(4-9):1,使得其能够在保证优异的增效作用前提下,能够较好地控制成本。
本发明实施例提供的肥料增效剂,采用活性炭作为基体组分,所述活性炭具有高度发达的孔隙结构和巨大的内比表面积、炭表面上含有(或可以附加)多种官能团、具有催化性能、性能稳定,可以在不同温度、酸碱度中使用、可以再生。以活性炭作为基体组分,其发挥吸附剂的作用,可以加强土壤对肥料元素的吸附和保持,抑制肥料的流失,有利于作物的吸收利用,从而提高其肥料的利用率。同时,本发明实施例采用稀土无机盐作为主要材料,其水溶性很好,在土壤中更易被吸收利用。且稀土是植物生长的生理调节剂,对农作物具有增产、改善品质和抗逆性三大特征;同时稀土属低毒物质,对人畜无害,对环境无污染,合理使用稀土,可使农作物增强抗旱、抗涝和抗倒伏能力。
本发明实施例提供的肥料增效剂,原材料易选取,成本低廉,更重要的是,所述肥料增效剂可以促进肥料养分的吸收率,减少养分流失,使肥料的利用率提高15-30%。且所述活性炭和稀土无机盐结合,可以提高种子的出苗率,使其出苗率在10%以上。本发明实施例提供的肥料增效剂,可施加土壤、施加环境温度不受限制,可以广泛用于南北方各种土质。
以及,本发明实施例提供了一种肥料增效剂的制备方法,包括以下步骤:
S01.将活性炭材料进行粉碎过筛处理,得到活性炭;
S02.按照上述肥料增效剂的配方称取各组分;
S03.将所述活性炭和稀土无机盐进行混合处理。
具体的,上述步骤S01中,所述活性炭材料可能为颗粒较大的活性炭材料,因此,需要对其进行粉碎过筛处理。所述粉碎过筛处理将颗粒状的活性炭材料由粉碎机进行粉碎,优选粉碎细度在150-300目的活性炭作为增效剂组分。
上述步骤S02中,所述肥料增效剂的配方及其优选组分在上文中已做陈述,为了节约篇幅,此处不再赘述。
上述步骤S03中,只需将粉碎后的活性炭材料同稀土无机盐混合均匀即可,所述混合可以采用搅拌方式实现,混合物即为碳稀肥料增效剂。
本发明实施例提供的肥料增效剂的制备方法,制作工艺简单,设备投入低,成本低廉,易于实现产业化。
以及,本发明实施例还提供了一种肥料,包括上述肥料增效剂。
作为优选实施例,以所述肥料总重为100%计,所述肥料增效剂的重量百分含量为1-3%。所述活性炭的添加量过少,吸附能力不足,肥料养分易流失;若添加量过多,形成的水不溶物也增多,不利于设施施肥,并且,活性炭的添加成本也过于高昂,不具有实用性。
本发明实施例提供的肥料含有上述肥料增效剂,其肥料的利用率提高15-30%。
下面结合具体实施例进行说明。
实施例1
一种肥料增效剂,以所述肥料增效剂的总重为100%计,由如下重量百分含量的下列组分组成:
活性炭80%;
稀土无机盐20%。
一种肥料增效剂的制备方法,包括以下步骤:
S11.将活性炭材料进行粉碎过筛处理,得到粒径为150-300目的活性炭;
S12.按照上述肥料增效剂的配方称取各组分;
S13.将所述活性炭和稀土无机盐进行混合处理。
实施例2
一种肥料增效剂,以所述肥料增效剂的总重为100%计,由如下重量百分含量的下列组分组成:
活性炭85%;
稀土无机盐15%。
一种肥料增效剂的制备方法,包括以下步骤:
S21.将活性炭材料进行粉碎过筛处理,得到粒径为150-300目的活性炭;
S22.按照上述肥料增效剂的配方称取各组分;
S23.将所述活性炭和稀土无机盐进行混合处理。
实施例3
一种肥料增效剂,以所述肥料增效剂的总重为100%计,由如下重量百分含量的下列组分组成:
活性炭90%;
稀土无机盐10%。
一种肥料增效剂的制备方法,包括以下步骤:
S31.将活性炭材料进行粉碎过筛处理,得到粒径为150-300目的活性炭;
S32.按照上述肥料增效剂的配方称取各组分;
S33.将所述活性炭和稀土无机盐进行混合处理。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种肥料增效剂,其特征在于,以所述肥料增效剂的总重为100%计,由如下重量百分含量的下列组分组成:
活性炭80-90%;
稀土无机盐10-20%。
2.如权利要求1所述的肥料增效剂,其特征在于,所述活性炭的碘吸附值大于800mg/g;或所述活性炭的比表面积大于1000m2/g。
3.如权利要求1所述的肥料增效剂,其特征在于,所述活性炭的粒径为150-300目。
4.如权利要求1-3任一所述的肥料增效剂,其特征在于,所述活性炭为生物炭、煤炭、泥炭中的至少一种。
5.如权利要求1-3任一所述的肥料增效剂,其特征在于,所述稀土无机盐包括稀土硝酸盐、稀土硫酸盐、稀土氯化物中的至少一种。
6.如权利要求1-3任一所述的肥料增效剂,其特征在于,所述活性炭和所述稀土无机盐的重量比为(4-9):1。
7.一种肥料增效剂的制备方法,包括以下步骤:
将活性炭材料进行粉碎过筛处理,得到活性炭;
按照权利要求1-6任一所述肥料增效剂的配方称取各组分;
将所述活性炭和稀土无机盐进行混合处理。
8.一种肥料,其特征在于,包括如权利要求1-6任一所述肥料增效剂。
9.如权利要求8所述的肥料,其特征在于,以所述肥料总重为100%计,所述肥料增效剂的重量百分含量为1-3%。
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