CN106631483A - 一种水稻专用肥及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及化工技术领域，尤其是一种水稻专用肥及制备方法；以尿素、腐植酸、硫酸钾、硫代硫酸盐、磷酸脲、醋酸棉酚、桐油为原料，经过制粒和包膜制备而成，该缓释肥具有效高价廉、无毒、无污染的特点。

Description

一种水稻专用肥及制备方法
技术领域
本发明涉及化工技术领域，尤其是一种水稻专用肥及制备方法。
背景技术
水稻是人类赖以生存的主要粮食作物之一，它养育着全世界近一半的人口，在人类的生存和发展中占有重要的地位，全世界水稻播种面积占谷物播种面积的23％，总产量的29％，随着人口的增长，预计到2025年，全球依赖稻米生活的人口将增至35亿，目前，中国是世界上最大的稻米生产和消费国，我国60％以上的人口主食稻米，全国水稻播种面积占世界播种面积的20％，产量占世界稻谷总产量的三成以上，居世界第一，2009年中国稻谷总产量达1.95亿吨，这为我国的粮食供应提供了安全保证，同时我国也一直将提高水稻单位面积产量和稻谷品质作为水稻生产的主要任务。
施肥是水稻栽培技术体系的重要组成部分，在提高水稻产量、改善稻米品质方面起着非常重要的作用，目前，水稻上常用的施肥肥效短、利用率低、用量多，在生产上必须多次追肥，才能满足作物在整个生育期对养分的需求，且存在施肥次数多、费工费时、劳动生产效率低等缺陷，如专利号为CN200710052315.0公开了肥料中有效元素以纯养分计的重量百分比为氮25-15、五氧化二磷15-9、氧化钾20-12，二氧化硅5-0、钙8-0、硫5-1和锌2-1。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种水稻专用肥，原材料以重量份计为：尿素25～40份、腐植酸5～10份、硫酸钾15～25份、磷酸脲15～25份、硫代硫酸盐3～5份、醋酸棉酚2～7份、桐油2～7份；
进一步优选，为尿素35份、腐殖酸5份、硫酸钾20份、硫酸脲20份、硫代硫酸盐4份、醋酸棉酚4份、桐油5份；
具体是通过以下技术方案得以实现的：
(1)制粒：将腐植酸与熔融尿素按照1：(4～7)比例倒入反应釜中，同时加入甲缩醛溶液，搅拌混匀，搅拌速为40～60r/min，反应温度为75～85℃，回收甲缩醛，得到腐植酸-脲络合物，再添加硫酸钾、磷酸脲，调整溶液中氮磷钾元素成分的摩尔比为(1.4～1.7)：(1.6～2.0)：(1.2～1.5)，搅拌速度为60～80r/min，温度为70～90℃，经喷雾干燥获得不溶性固体复合物，粉碎至80～100目，即得到初品。
(2)包膜：将初品放入包膜机中，设定转速及温度后启动热风机预热尿素颗粒，然后将桐油滴加到翻滚中的尿素颗粒表面，至颗粒表面完全包裹完毕为止，停止桐油的添加，改用醋酸棉酚作为最外层的包膜，直至包裹均匀即可。
其中所述甲缩醛加入量为腐殖酸与熔融尿素总量的20％～40％。
其中所述包膜制备过程设定转速为400～600r/min，温度为60～70℃。
其中所述喷雾干燥，喷雾塔空气温度为170～190℃，出塔空气温度为80～110℃。
其中所述腐殖酸与熔融尿素比例为1：(6～9)。
其中所述硫代硫酸盐为硫代硫酸钠、硫代硫酸钙、硫代硫酸铵、硫代硫酸钾、硫代硫酸镁中至少一种。
本发明有益效果：
本发明采以尿素、腐植酸、硫酸钾、磷酸脲、醋酸棉酚为原料制备而成，通过合理的原料配比，满足作物生长所需营养物质；其中腐殖酸具有较多的活性基团，再与尿素按照合理的配比反应时，形成大量的氢键或络合配位键、离子键、C＝N键、共价键等，尿素中-NH2向NH4 +转变，发生离子反应，改变氮素形态，使部分速效氮转变为缓效氮，并生成腐植酸尿素，该物质可以有效抑制土壤脲酶活性，降低尿素在土壤中的分解；经过本发明的双层包膜工艺，以桐油为内层，醋酸棉酚为最外层，其中桐油是一种性能优异的尿素包膜材料，能有效的缓解尿素中氮成分的损失；醋酸棉酚作为脲酶抑制剂，包膜在最外层可以提前作用于土壤中的脲酶，可解决因尿素施到土壤中迅速水解成碳酸铵，植物的吸收速度小于尿素分解速度时，造成大量的氨挥发损失，引起“烧苗”的问题；醋酸棉酚来源于棉花中棉仁、棉根皮的棉酚制作而成，由于我国是一个产棉大国，目前棉酚少量作为避孕药物，绝大部分已作为有害物质去除，未得到有效利用，因此本发明选用醋酸棉酚作为包膜物质，不仅抑制脲酶效果显著，同时也是减少资源的浪费，此外，本发明通过添加硫代硫酸盐，使得土壤中重金属离子能有与其硫代硫酸根发生反应，生成沉淀，降低土壤中重金属对作物的毒害作用。
具体实施方式
下面结合具体的实施方式来对本发明的技术方案做进一步的限定，但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。
实施例1
配方：尿素28kg、腐植酸7kg、硫酸钾15kg、磷酸脲15kg、醋酸棉酚2kg、桐油2kg、硫代硫酸铵3kg；
制备方法：
(1)制粒：将腐植酸与熔融尿素按照1：4比例倒入反应釜中，同时加入甲缩醛溶液，加入量为腐殖酸与熔融尿素总量的20％，搅拌混匀，搅拌速度为40r/min，反应温度为75℃，回收甲缩醛，得到腐植酸-脲络合物，再添加硫酸钾、磷酸脲及硫代硫酸铵，调整溶液中氮磷钾元素成分的摩尔比为1.4：1.6：1.2，搅拌速度为60r/min，温度为70℃，经喷雾干燥获得不溶性固体复合物，喷雾塔空气温度为170℃，出塔空气温度为80℃粉碎至80～100目，即得到初品。
(2)包膜：将初品放入包膜机中，设定转速400r/min，温度60℃，启动热风机预热尿素颗粒，然后将桐油滴加到翻滚中的尿素颗粒表面，至颗粒表面完全包裹完毕为止，停止桐油的添加，改用醋酸棉酚作为最外层的包膜，直至包裹均匀即可。
实施例2
配方：尿素21kg、腐植酸3kg、硫酸钾125kg、磷酸脲25kg、醋酸棉酚7kg、桐油7kg、硫代硫酸钾5kg；
制备方法：(1)制粒：将腐植酸与熔融尿素按照1：7比例倒入反应釜中，同时加入甲缩醛溶液，加入量为腐殖酸与熔融尿素总量的40％，搅拌混匀，搅拌速为60r/min，反应温度为85℃，回收甲缩醛，得到腐植酸-脲络合物，再添加硫酸钾、磷酸脲及硫代硫酸钾，调整溶液中氮磷钾元素成分的摩尔比为1.7：2.0：1.5，搅拌速度为80r/min，温度为90℃，经喷雾干燥获得不溶性固体复合物，喷雾塔空气温度为190℃，出塔空气温度为110℃粉碎至80～100目，即得到初品。
(2)包膜：将初品放入包膜机中，设定转速600r/min，温度70℃，启动热风机预热尿素颗粒，然后将桐油滴加到翻滚中的尿素颗粒表面，至颗粒表面完全包裹完毕为止，停止桐油的添加，改用醋酸棉酚作为最外层的包膜，直至包裹均匀即可。
实施例3
配方：尿素30kg、腐植酸6kg、硫酸钾20kg、磷酸脲20kg、醋酸棉酚4kg、桐油5kg、硫代硫酸钠4kg；
制备方法：
(1)制粒：将腐植酸与熔融尿素按照1：5比例倒入反应釜中，同时加入甲缩醛溶液，加入量为腐殖酸与熔融尿素总量的30％，搅拌混匀，搅拌速为50r/min，反应温度为80℃，回收甲缩醛，得到腐植酸-脲络合物，再添加硫酸钾、磷酸脲及硫代硫酸钠，调整溶液中氮磷钾元素成分的摩尔比为1.5：1.7：1.3搅拌速度为70r/min，经喷雾干燥获得不溶性固体复合物，喷雾塔空气温度为180℃，出塔空气温度为100℃粉碎至80～100目，即得到初品。
(2)包膜：将初品放入包膜机中，设定转速500r/min，温度65℃，启动热风机预热尿素颗粒，然后将桐油滴加到翻滚中的尿素颗粒表面，至颗粒表面完全包裹完毕为止，停止桐油的添加，改用醋酸棉酚作为最外层的包膜，直至包裹均匀即可。
实施例4
配方：尿素30kg、腐植酸5kg、硫酸钾18kg、磷酸脲23kg、醋酸棉酚4.5kg、桐油5.5kg、硫代硫酸镁3.5kg；
制备方法：
(1)制粒：将腐植酸与熔融尿素按照1：6比例倒入反应釜中，同时加入甲缩醛溶液，加入量为腐殖酸与熔融尿素总量的35％，搅拌混匀，搅拌速为45r/min，反应温度为78℃，回收甲缩醛，得到腐植酸-脲络合物，再添加硫酸钾、磷酸脲及硫代硫酸镁，调整溶液中氮磷钾元素成分的摩尔比为1.6：1.8：1.4，搅拌速度为75r/min，经喷雾干燥获得不溶性固体复合物，喷雾塔空气温度为175℃，出塔空气温度为90℃粉碎至80～100目，即得到初品。
(2)包膜：将初品放入包膜机中，设定转速550，温度68℃，启动热风机预热尿素颗粒，然后将桐油滴加到翻滚中的尿素颗粒表面，至颗粒表面完全包裹完毕为止，停止桐油的添加，改用醋酸棉酚作为最外层的包膜，直至包裹均匀即可。
实施例5
其中所述尿素20kg、腐植酸4kg、硫酸钾23kg、磷酸脲17kg、醋酸棉酚6kg、桐油3kg、硫代硫酸钙1.5kg、硫代硫酸钠2kg；
制备方法：
(1)制粒：将腐植酸与熔融尿素按照1：5比例倒入反应釜中，同时加入甲缩醛溶液，加入量为腐殖酸与熔融尿素总量的25％，搅拌混匀，搅拌速为55r/min，反应温度为82℃，回收甲缩醛，得到腐植酸-脲络合物，再添加硫酸钾、磷酸脲、硫代硫酸钙、六代硫酸钠，调整溶液中氮磷钾元素成分的摩尔比为1.7：1.6：1.3，搅拌速度为65r/min，经喷雾干燥获得不溶性固体复合物，喷雾塔空气温度为185℃，出塔空气温度为105℃粉碎至80～100目，即得到初品。
(2)包膜：将初品放入包膜机中，设定转速450r/min，温度63℃，启动热风机预热尿素颗粒，然后将桐油滴加到翻滚中的尿素颗粒表面，至颗粒表面完全包裹完毕为止，停止桐油的添加，改用醋酸棉酚作为最外层的包膜，直至包裹均匀即可。
实施例6
配方：尿素33.6kg、腐植酸5.5kg、硫酸钾19kg、磷酸脲24kg、醋酸棉酚5.5kg、桐油6kg、硫代硫酸钙2kg、硫代硫酸铵2.5kg。
制备方法：
(1)制粒：将腐植酸与熔融尿素按照1：6比例倒入反应釜中，同时加入甲缩醛溶液，加入量为腐殖酸与熔融尿素总量的28％，搅拌混匀，搅拌速为50r/min，反应温度为84℃，回收甲缩醛，得到腐植酸-脲络合物，再添加硫酸钾、磷酸脲、硫代硫酸钙、硫代硫酸铵，调整溶液中氮磷钾元素成分的摩尔比为1.6：1.9：1.3，搅拌速度为72r/min，经喷雾干燥获得不溶性固体复合物，喷雾塔空气温度为185℃，出塔空气温度为90℃粉碎至80～100目，即得到初品。
(2)包膜：将初品放入包膜机中，设定转速520r/min，温度64℃，启动热风机预热尿素颗粒，然后将桐油滴加到翻滚中的尿素颗粒表面，至颗粒表面完全包裹完毕为止，停止桐油的添加，改用醋酸棉酚作为最外层的包膜，直至包裹均匀即可。
实验例1
试验区总面积为140m2，试验组共分6个小组，每组分20m2，空白组20m2，土壤基础肥力：全氮14.5g/kg，有机质21.3g/kg，水解氮126.4mg/kg，有效磷20.6mg/kg，速效钾130.7mg/kg，pH为7.23，每组按照所对应实施例进行施肥，2014年6月播种，至2014年11月收获；试验结果表明，经过施用本发明肥料，水稻的生长均显著高于空白组，其中实施例1产量最低，穗长14.13cm、有效穗288.7万/hm2、总粒数109.2、实粒数99.3、结实率92.5％；实施例4产量最高其中穗长14.98cm、有效穗305.6万/hm2、总粒数109.2粒、实粒数99.3粒、结实率92.5％；空白组穗长13.91cm、有效穗287.7万/hm2、总粒数105.6粒、实粒数97.2粒、结实率90.2％。
试验例2
实验组：采用本发明水稻专用肥；
对照组1：飞龙7号水稻专用肥；
对照组2：喷施类大量元素水溶肥；
对照组3：专利CN200710052315.0公开的水稻专用肥；
空白组：不施用任何肥料；
试验区总面积为100m2，试验组共分5个小组，每组分20m2，2013年7月播种，至2014年12月收获；市场上常用水稻常用肥与本发明水稻专用肥水稻产量均高于空白组，但增产效果均不一样，施用本发明肥料组产量增加达到3039.4kg/hm2，谷氮比高达37.2，增产率达52.5％，其差异比对其它3组尤为显著，发育良好，穗型大，穗数多，后期结实率多。

Claims (8)

1.一种水稻专用肥，其特征在于，原材料以重量份计为：尿素20～40份、腐植酸3～7份、硫酸钾15～25份、硫代硫酸盐3～5份、磷酸脲15～25份、醋酸棉酚2～7份、桐油2～7份。
2.如权利要求1所述水稻专用肥，其特征在于，所述原材料以重量份计为：尿素35份、腐殖酸5份、硫代硫酸盐3.5份、硫酸钾20份、硫酸脲20份、醋酸棉酚4份、桐油5份。
3.一种水稻专用肥及制备方法，其特征在于，所述该缓释肥制备方法，包括以下步骤：
(1)制粒：将腐植酸与熔融尿素按照1：(4～7)比例倒入反应釜中，同时加入甲缩醛溶液，搅拌混匀，搅拌速为30～50r/min，反应温度为80～90℃，回收甲缩醛，得到腐植酸-脲络合物，再添加硫酸钾、磷酸脲，调整溶液中氮磷钾元素成分的摩尔比为(1.4～1.7)：(1.6～2.0)：(1.2～1.5)，搅拌速度为80～120r/min，反应温度50～70℃，经喷雾干燥获得不溶性固体复合物，粉碎至60～70目，即得到初品。
(2)包膜：将初品放入包膜机中，设定转速及温度后启动热风机预热尿素颗粒，然后将桐油滴加到翻滚中的尿素颗粒表面，至颗粒表面完全包裹完毕为止，停止桐油的添加，改用醋酸棉酚作为最外层的包膜，直至包裹均匀即可。
4.如权利要求3所述水稻专用肥及制备方法，其特征在于，所述喷雾干燥，喷雾塔空气温度为170～190℃，出塔空气温度为80～110℃。
5.如权利要求3所述抑制土壤脲酶活性的缓释肥制备方法，其特征在于，所述腐殖酸与熔融尿素比例为1：(6～9)。
6.如权利要求3所述水稻专用肥及制备方法，其特征在于，所述甲缩醛加入量为25％～40％的原料量。
7.如权利要求3所述水稻专用肥及制备方法，其特征在于，所述包膜制备过程设定转速为400～600r/min，温度为60～70℃。
8.如权利要求3所述水稻专用肥及制备方法，其特征在于，所述硫代硫酸盐为硫代硫酸钠、硫代硫酸钙、硫代硫酸铵、硫代硫酸钾、硫代硫酸镁中至少一种。
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