CN106397070A

CN106397070A - 一种复合型保水缓释肥料及其生产方法

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Publication number: CN106397070A
Application number: CN201611050596.1A
Authority: CN
Inventors: 周岩
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-11-24
Filing date: 2016-11-24
Publication date: 2017-02-15

Abstract

本发明属于肥料技术领域，具体公开了一种有机无机复合型的保水缓释肥料，还公开了一种生产方法。该复合型保水缓释肥料由以下原料制成：尿素17％～22％、磷酸一铵20％～30％、硫酸钾14％～19％、保水剂6％、脲酶抑制剂0.5％、有机肥原料25％～35％、有益活性菌0.5％、膨润土2％。本发明复合型保水缓释肥料采用保水剂作为肥料养分的载体进行复合一体化造粒，使其将肥料的养分进行有机吸附与结合，可以有效延缓肥料养分的释放，降低肥料养分的损失。同时，由于保水剂本身具有的吸水作用，还具有保水节水效果。本发明提供的复合型保水缓释肥料可以保证植物在整个生长过程中水肥、养分所需，提高肥料利用率、节水增效。

Description

一种复合型保水缓释肥料及其生产方法

技术领域

本发明涉及肥料技术领域，特别是涉及一种有机无机复合型的保水缓释肥料，同时还涉及其生产方法。

背景技术

目前我国土壤退化问题日益突出，主要表现为土壤紧实与硬化、侵蚀、盐碱化、酸化、元素失衡、化学污染、有机质流失和动植物区系的退化等，严重限制了土地生产力的发展。我国作为一个农业大国，农业是国民经济的基础，在这种现状的压力下，必须加快发展以低投入、高产出、高效率和可持续发展为特征的现代农业。其中化肥工业和水资源利用是现代农业生产和发展的重要物质基础。

化肥在农业生产中占重要地位，每年我国的化肥施用量非常惊人。在达到增产效果的同时，还出现了一些问题需要解决。其中最突出的问题就是由于化肥的挥发、流失、渗透等因素，导致我国化肥的利用率远低于发达国家水平，化肥损失严重。低的肥料利用率不仅造成巨大的经济损失，而且还会造成土壤退化、水体污染等，已成为制约农业生产效率及影响环境的重大问题。缓/控释肥料是解决肥料利用率低这一问题的有效途径。此外，我国水资源的紧缺使得农业节水的紧迫性日益增强，必须走保水节水的发展途径。

基于以上分析，有必要研究开发既能缓释/控释又能吸水保水的功能多元化肥料。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种复合型保水缓释肥料，以有效提高肥料利用率，节水增效，达到提高水肥利用率的目的。

本发明解决的技术问题还在于提供一种复合型保水缓释肥料的生产方法，制得的复合型保水缓释肥料外观好，分散性佳。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下所述。

一种复合型保水缓释肥料，由以下质量百分含量的原料制成：

尿素17％～22％、磷酸一铵20％～30％、硫酸钾14％～19％、保水剂6％、脲酶抑制剂0.5％、有机肥原料25％～35％、有益活性菌0.5％、膨润土2％。

作为本发明一种优选的实施方式，复合型保水缓释肥料由以下质量百分含量的原料制成：

尿素17％、磷酸一铵30％、硫酸钾19％、保水剂6％、脲酶抑制剂0.5％、有机肥原料25％、有益活性菌0.5％、膨润土2％。

其中，保水剂优选为丙烯酸盐-丙烯酰胺交联型共聚物。

脲酶抑制剂优选为正丁基硫代磷酰三胺。

有益活性菌优选自侧短芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、酵母菌中的一种或几种。

优选的，尿素为小颗粒尿素，粒径范围为0.85mm～2.80mm，总含氮(N)量(以干基计)的质量分数≥46.4％。

磷酸一铵为普通粉状磷酸一铵，总养分(N+P₂O₅)的质量分数≥55％，含N量的质量分数≥11％，有效磷(以P₂O₅计)的质量分数≥44％。

硫酸钾为粉末状硫酸钾或细微结晶硫酸钾，其中含K₂O的质量分数≥50％。

本发明提供的一种复合型保水缓释肥料的生产方法，包括以下步骤：

按以下质量百分含量组成称取各原料：尿素17％～22％、磷酸一铵20％～30％、硫酸钾14％～19％、保水剂6％、脲酶抑制剂0.5％、有机肥原料25％～35％、有益活性菌0.5％、膨润土2％；

将称好后的各原料混合，进行充分搅拌，搅拌均匀后加入转鼓造粒机内，在所述转鼓造粒机旋转的过程中向转鼓造粒机内喷入水蒸汽，完成造粒，水蒸汽的用量为各原料总重量的35％。随后再对所得颗粒进行抛光、烘干、分筛、计量、包装，即可得到复合型保水缓释肥料成品。

本发明提供的复合型保水缓释肥料，将尿素、磷酸一铵、硫酸钾与保水剂、脲酶抑制剂、有机肥原料、有益活性菌进行合理的复配，实现了肥料与保水剂、脲酶抑制剂、有益活性菌的复合一体化。

本发明提供的复合型保水缓释肥料，是以化学节水保墒技术和“以水促肥，以肥调水”的水肥调控技术为理论依据进行设计的。在本发明提供的复合型保水缓释肥料中，采用保水剂作为肥料养分的载体进行复合一体化造粒处理，使其将肥料的养分进行有机吸附与结合，一方面由于保水剂本身具有的吸水作用，它能在土壤水分多时(如降雨或灌溉时)，吸收保存水分，在土壤水分降低时释放出水分，达到节水保水效果；另一方面保水剂可以使部分肥料吸附在其表面或包裹在其内部，而后这部分肥料可通过与土壤溶液中的矿物质的交换作用而被解吸附，逐渐进入土壤溶液中，所以表现出一定的缓释性,可以有效延缓肥料养分的释放，达到缓释效果，降低肥料养分的损失。另外，脲酶是在土壤中水解尿素的一种酶，当尿素施入土壤后，脲酶将其水解为铵态氮才能被作物吸收。配方中添加的脲酶抑制剂可以抑制脲酶活性，降低尿素的水解速度，减少铵态氮的挥发和硝化。其作用机理为：脲酶抑制剂堵塞了土壤脲酶对尿素水解的活性位置，使脲酶活性降低；脲酶抑制剂本身还是还原剂，可以改变土壤中微生态环境的氧化还原条件，打乱了产生脲酶的微生物的代谢途径，减少土壤中脲酶的分布范围。因此，本发明提供的复合型保水缓释肥料可以保证植物在整个生长过程中水肥、养分所需，提高肥料利用率、节水增效，达到同时提高水、肥利用率，降低环境污染的多重目的。此外，保水剂在土壤中可生物降解，对环境友好，降解的成分可有效的改良土壤的结构。

本发明提供的复合型保水缓释肥料，其中复配有有机肥和无机肥，在养分上是根据施肥土壤养分状况，结合施肥作物的需肥规律进行科学配方，使其能满足作物在不同的生育期所要求的养分。其中复配有有机肥原料，有机肥原料中富含有机质，无机肥料与有机质搭配也是提高化肥利用率，降低肥料损失的有效途径。本发明提供的复合型保水缓释肥料，在施肥上可以做到一次施肥，不需追肥；在效益上可以做到提高水肥利用率，省工节肥，同时又提高了化学肥料的利用率，减轻了化学肥料对土壤和地下水系的污染。本发明提供的复合型保水缓释肥料产品性能优良。

本发明提供的复合型保水缓释肥料，复配有机肥原料，有机肥原料富含有机质，有机质中富含大量有益物质，包括黄腐酸、植物蛋白、肽类以及钙、镁、锌、钼在内的丰富的营养元素。本发明提供的复合型保水缓释肥料中所含有的作物生长必需的中微量元素和有益活性菌，可补充作物生长所需中微量营养元素，中微量营养元素和有益活性菌可增强作物抗逆能力，增强作物根、茎、叶的抗病能力，增加作物光合作用，提高植物体内酶的活性，进而提高作物产量和品质。

本发明提供的复合型保水缓释肥料，应用上降低了农业生产成本，达到了保水保肥的目的，为农民提供了质优价廉的新型肥料。本发明提供的复合型保水缓释肥料具有保护环境、改良土壤结构、增强作物抗逆能力、提高作物吸收营养能力、提高产品品质的优点，同时还能减少肥料的浪费，分解土壤中有机污染物，降低化学肥料对土壤的破坏，从而达到营养平衡，在满足农作物生长所需的养分的同时，还可以起到保水、改良土壤等作用。

附图说明

图1是本发明试验例1中土壤水分损失率测试曲线图；

图2是本发明试验例2中土壤室内模拟释放速度测试曲线图。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明的技术方案进行详细说明。

实施例1

本实施例提供的复合型保水缓释肥料，由以下质量百分含量的原料制成：

尿素 22％、磷酸一铵 20％、硫酸钾 14％、保水剂 6％、脲酶抑制剂 0.5％、有机肥原料 35％、有益活性菌 0.5％、膨润土 2％。

实施例2

尿素 17％、磷酸一铵 30％、硫酸钾 19％、保水剂 6％、脲酶抑制剂 0.5％、有机肥原料 25％、有益活性菌 0.5％、膨润土 2％。

实施例3

尿素 20％、磷酸一铵 26％、硫酸钾 15％、保水剂 6％、脲酶抑制剂 0.5％、有机肥原料 30％、有益活性菌 0.5％、膨润土 2％。

在以上实施例1-3中，各原料具体选择如下。

保水剂采用丙烯酸盐-丙烯酰胺交联型共聚物。具体可以选用任丘市长兴石油化工有限公司生产的土壤保水剂，产品型号为SPB110、SPB102、SPB204、SPB410中的一种或几种组合使用。

原料脲酶抑制剂选用正丁基硫代磷酰三胺(NBPT)，其结构式如下所示：

有益活性菌任选自侧短芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、酵母菌中的一种或几种。

尿素选用小颗粒尿素，粒径范围为0.85mm～2.80mm，总含N量的质量分数≥46.4％。

磷酸一铵选用普通粉状磷酸一铵，总养分的质量分数≥55％，含N量的质量分数≥11％，有效磷的质量分数≥44％。

硫酸钾选用粉末状硫酸钾或细微结晶硫酸钾，其中K₂O的质量分数≥50％。

有机肥原料，即生产有机肥所需的原料，市场有售。有机肥原料很多，具体可以分为以下几类：农业废弃物，比如秸秆、豆粕、棉粕、菇渣、沼渣、木质素渣等；畜禽粪便，比如鸡粪、牛羊马粪、兔粪；工业废弃物，比如酒糟、醋糟、木薯渣、糖渣、糠醛渣等；生活垃圾，比如餐厨垃圾等；城市污泥，比如河道淤泥、下水道淤泥等。

实施例1-3提供的复合型保水缓释肥料的生产方法，包括以下步骤：

首先分别将各原料粉碎，之后按质量百分含量组成称取各原料；

将称好后的各原料混合，进行充分搅拌，搅拌均匀后加入转鼓造粒机内，在转鼓造粒机旋转的过程中向转鼓造粒机内喷入水蒸汽，在转鼓造粒机旋转产生的离心力的作用下，完成造粒，水蒸汽的用量为各原料总重量的35％，经试验证明，该用量的水最后制得的颗粒外观好，分散性好；

随后对所得颗粒进行抛光、烘干、分筛、计量、包装，即可成为成品。

实施例4

其中，保水剂为任丘市长兴石油化工有限公司生产的土壤保水剂，产品型号为SPB110，脲酶抑制剂为正丁基硫代磷酰三胺(NBPT)，有益活性菌为枯草芽孢杆菌和巨大芽孢杆菌混合。

实施例4提供的复合型保水缓释肥料的效果试验

试验例1吸水保水性能测试

吸水性能测试：精密称取实施例4制得的肥料样品0.50g,放入盛有200ml自来水的500ml容量烧杯中，做3个平行样。在25℃的环境下浸泡90min，用0.076mm筛网过滤，静置5min，分别称取肥料样品的重量，记为M₁，根据下式计算出吸水率W_A：

吸水率W_A＝M₁/0.5-1。

3个平行样的试验结果如表1所示：

表1

	样1	样2	样3
				吸水前重量(g)	0.4958	0.4912	0.4988
吸水后重量(g)	0.5936	0.5887	0.5984
				吸水率	19.73％	19.85％	19.97％

表1结果表明，实施例4制得的复合型保水缓释肥料具有较好的吸水能力，平均吸水率为19.85％。

土壤保水性能测试：精密称取实施例4制得的肥料样品2.0g，与200g干土混合均匀后装入300mL烧杯中，再向烧杯中加入200g自来水，此时称重(记为W₀)。于室温下放置，每隔5天称重一次，记为W₁，连续观测30天，同时做对照实验(对照实验不加肥料，其余条件同上述)。根据下式计算水分损失率：

水分损失率W％＝(W₀-W₁)*100/200。

试验结果见图1所示。图中结果表明，添加有实施例4复合型保水缓释肥料的土壤保水性能要比未添加的土壤保水性要好。不加复合型保水缓释肥料的土壤水分损失率在15天和30天时，分别为54％和98.0％；而加复合型保水缓释肥料的土壤水分损失率在第15天和30天时，分别为38.O％和65.0％。另外，水分损失率达到50％所需的时间，对加有复合型保水缓释肥料的土壤而言为20.3天，而对不加的土壤而言是12.5天。一个月后，含有复合型保水缓释肥料的土壤含水率比不加的高出约33％。说明所制备的复合型保水缓释肥加入土壤后不仅具有较好的吸水能力，同时还具有较好的保水能力，可减缓土壤中水分的蒸发，缓慢释放所存储的水分，使其被作物充分吸收，有效提高水资源的利用率，在干旱、缺水或日蒸发量大的地区有较好的应用前景。

试验例2缓释性能测试

缓释性能是复合型保水缓释肥料的重要的性能，测试方法采用室内模拟法，将1g复合型保水缓释肥料与180g土(26目以下)混合均匀后放入200ml烧杯中，平行做8份(实验过程中通过定期加入蒸馏水来保持各样品中水分含量为30％)，同时做空白样和对照样，其中空白样中不加肥料，对照样中加入与1g复合型保水缓释肥料等氮含量的未经任何处理的尿素，分别于第1，2，5，10，15，20，25，30天取一份，以上各样中氮含量按凯氏定氮法测定,释放出的氮的量用下式来计算：

N(％)＝(V-V₀)*C*0.01401*100/m，

上式中：

C为标准氢氧化钠滴定液的浓度，mol/L；

V为空白试验使用标准氢氧化钠滴定液的体积，ml；

V₀为样品使用标准氢氧化钠滴定液的体积，ml；

0.0141为氮的毫摩尔质量数值，g/mmol；

M为式样的质量，g。

试验结果见图2所示。图中结果表明，普通尿素在加入土壤1天时，其氮释放量已超过25％，而复合型保水缓释肥料中的氮具有很好的缓释性能：在复合型保水缓释肥料加入土壤第2、5和30天时分别释放6％、10％、52％，其第二天释放量不超过15％，28天释放量不超过75％，这个结果也符合欧洲标准委员会(CEN)制定的缓释肥料的缓释标准，表明实施例4制得的复合型保水缓释肥料具有较好的缓释性能。

试验例3田间效果试验

试验用对照肥料为普通复合肥(N-P₂O₅-K₂O：15-15-15)和尿素(N≥46.4％)。

试验田于2016年5月8日播种，试验各处理于2016年7月12日玉米小喇叭口期按方案要求划分小区，小喇叭口期一次施入，沟施。施肥方案具体见表2所示。

表2

试验设4个施肥处理，每个试验处理三次重复，采用随机区组排列，每试验处理小区面积为10m×4m，每小区玉米播种7行，行距55cm，株距24cm，单株，292株/小区。

于2016年10月3日收获，生长期115天。通过各小区的产量折算出亩产，各试验处理产量分析结果见表3。

表3

由表3可知，试验处理3的亩产量最高，为680.28kg，比试验处理1每亩增产22.48％，比试验处理2每亩增产6.97％；其次是试验处理4，亩产量为656.49kg/亩，比试验处理1每亩增产18.19％，比试验处理2每亩增产3.22％。由此可见，本发明实施例4提供的复合型保水缓释肥料，无论是单独使用，还是与其他肥料混合使用，都有非常显著的增产效果。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种复合型保水缓释肥料，其特征在于，由以下质量百分含量的原料制成：

2.根据权利要求1所述的复合型保水缓释肥料，其特征在于，由以下质量百分含量的原料制成：

3.根据权利要求1或2所述的复合型保水缓释肥料，其特征在于，所述保水剂为丙烯酸盐-丙烯酰胺交联型共聚物。

4.根据权利要求3所述的复合型保水缓释肥料，其特征在于，所述保水剂为任丘市长兴石油化工有限公司生产的土壤保水剂，任选自产品型号为SPB110、SPB102、SPB204、SPB410中的一种或几种。

5.根据权利要求1或2所述的复合型保水缓释肥料，其特征在于，所述脲酶抑制剂为正丁基硫代磷酰三胺。

6.根据权利要求1或2所述的复合型保水缓释肥料，其特征在于，所述有益活性菌任选自侧短芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、酵母菌中的一种或几种。

7.根据权利要求1或2所述的复合型保水缓释肥料，其特征在于，所述尿素为小颗粒尿素，粒径范围为0.85mm～2.80mm，总含N量的质量分数≥46.4％。

8.根据权利要求1或2所述的复合型保水缓释肥料，其特征在于，所述磷酸一铵为普通粉状磷酸一铵，总养分的质量分数≥55％，含N量的质量分数≥11％，有效磷的质量分数≥44％。

9.根据权利要求1或2所述的复合型保水缓释肥料，其特征在于，所述硫酸钾为粉末状硫酸钾或细微结晶硫酸钾，其中K₂O的质量分数≥50％。

10.一种复合型保水缓释肥料的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：

将称好后的各原料混合，进行充分搅拌，搅拌均匀后加入转鼓造粒机内，在所述转鼓造粒机旋转的过程中向转鼓造粒机内喷入水蒸汽，完成造粒，水蒸汽的用量为各原料总重量的35％。