CN107298609B - 一种适宜于基施的长效性水稻生态专用肥及其制备方法 - Google Patents

一种适宜于基施的长效性水稻生态专用肥及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种适宜于基施的长效性水稻生态专用肥及其制备方法，属于肥料技术领域。该生态专用肥包括如下重量份数的原料：尿素340‑440份，混合磷肥160‑240份，氯化钾150‑240份，硅钙渣肥80‑120份，造粒助剂60‑100份，生物质炭25‑45份，氮肥增效剂1.2‑2.0份和包膜材料2‑4份。本发明所述的肥料养分全面、养分含量高，且肥效期长，能满足一次性施肥需求，节本省工，较常规尿素减少30‑40%，氮肥利用率明显提高；且成本较低，具有生态环保安全作用。

Description

一种适宜于基施的长效性水稻生态专用肥及其制备方法
技术领域
本发明属于肥料技术领域，具体涉及一种适宜于基施的长效性水稻生态专用肥。
背景技术
水稻是我国主要的粮食作物之一，其种植面积占全国粮食作物的1/4，产量则占一半以上。在水稻生育中有两个需肥高峰期，即分蘖期和孕穗期，其中尿素是含氮高、肥效快、用量大的优质氮肥。 尿素施入土壤中后，在脲酶作用下会迅速被分解转化为氨气而流失；同时，返青至分蘖期水稻生长环境中需要充足的水和氮营养，易发生水溶性养分径流流失。因此，常规撒施尿素引起的氨挥发、径流和分解损失，是导致氮肥利用率不高的主要原因。
长期以来，人们普遍认为水稻在生长发育过程中主要吸收氮、磷、钾三大营养元素，其次吸收少量的其他中微量元素。近来研究发现水稻属于喜硅植物，硅元素在水稻生长过程中有着举足轻重的作用，已成为影响水稻生长发育的第四大元素。在水稻生长发育过程中，每生产500公斤稻谷，需要吸收氮6.7-15.8公斤，五氧化二磷3.9-8.1公斤，氧化钾9.6-26.7公斤，硅2.1-4.6公斤。虽然地球表面主要由氧、硅、铝组成，但大部分为无活性硅，不能被植物直接吸收，需要经过转化才能成为活性硅被植物吸收。因此，水稻生长发育过程中存在区域性缺硅问题，需要对其进行针对性的补充。
目前发达国家化肥当季利用率平均为50-60%，我国仅为30%左右。营养元素的大量流失浪费不仅给社会带来巨大的经济损失，而且对大气、土壤、水体等人类赖以生存的环境造成污染，如何降低氨挥发和径流损失对作物施肥意义重大。当前，复合肥料对农业发展、提高作物产量和节约成本起到了重要作用。因此，如何使复合肥料中各元素在促进农作物生长中发挥积极作用，既能优化、提高复合肥料中氮的利用率，又能避免其对作物生长和土壤环境的不利影响是人们期待解决的课题。近期研究表明，向化学氮肥中添加生化抑制剂来调节N 在土壤中的转化进程、研发新型性缓/控释肥使其养分释放速率与作物养分吸收基本同步，可以大大提高肥料利用率，减少农业面源污染，符合国家可持续发展战略的要求，已引起广大研究学者的普遍重视。
发明内容
针对现有肥料养分利用率低、肥期短，缓/控释肥包膜成本过高等问题，本发明的目的在于提供一种适于基施的长效性水稻生态专用肥及其制备方法，除了解决上述问题，还为水稻生长提供全面的养分，并降低生产成本。
所述的一种适宜于基施的长效性水稻生态专用肥，其特征在于包括如下重量份数的原料：尿素340-440份，混合磷肥160-240份，氯化钾150-240份，硅钙渣肥80-120份，造粒助剂60-100份，生物质炭 25-45份，氮肥增效剂1.2-2.0份和包膜材料2-4份。
所述的一种适宜于基施的长效性水稻生态专用肥，其特征在于包括如下重量份数的原料：尿素380-420份，混合磷肥180-220份，氯化钾180-220份，硅钙渣肥90-110份，造粒助剂70-90份，生物质炭 30-40份，氮肥增效剂1.4-1.8份和包膜材料2.5-3.5份。
所述的一种适宜于基施的长效性水稻生态专用肥，其特征在于所述混合磷肥由50-70份磷酸一铵与30-50份低品磷矿粉复合而成，且所述低品磷矿粉为P2O5含量为18-24%的磷灰石粉。
所述的一种适宜于基施的长效性水稻生态专用肥，其特征在于所述硅钙渣肥为钢渣副产品，经机械研磨后作为硅肥添加使用，其主要成分包括CaO 38-49%，有效硅 26-42%，Al2O3 6-17%，MgO 1-13%，MnO 0.1-1%和Fe2O3 0.15-2%。
所述的一种适宜于基施的长效性水稻生态专用肥，其特征在于所述氮肥增效剂为2-氯-6-三氯甲基吡啶、正丁基硫代磷酰三胺、N-丙基磷酰三胺中的一种或多种混合而成，其添加量为尿素纯N量的0.5-0.8%。
所述的一种适宜于基施的长效性水稻生态专用肥，其特征在于所述包膜材料为溶解于30%木醋液的改性木质素，木质素与浓度为30%木醋液按照1:5-1:8比例在50℃恒温水浴中充分溶解，制成木醋液改性木质素包膜液。
所述的一种适宜于基施的长效性水稻生态专用肥，其特征在于所述的造粒助剂由50-60%的膨润土和40-50%的海泡石粉组成。
所述的一种适宜于基施的长效性水稻生态专用肥的制备方法，其包括如下步骤：
（1）内核肥料的制备：将尿素、混合磷肥、氯化钾粉碎磨成粉，过100目筛、干燥后，经微机计量后放入转鼓造粒机中，同时利用造粒助剂作为粘结剂完成造粒过程，转鼓造粒机中物料温度控制在50-65℃，转鼓速率80-100 g/min，造粒时间5-7 min；
（2）硅钙渣肥和氮肥增效剂包膜涂层：将上述制得的复合肥放入包衣机中，使用恒温加热器加热至50℃，肥料预热后喷淋包膜材料，在包衣机内撒施磨细的硅钙渣肥和氮肥增效剂的混合粉末，转动5 min；再用高压喷枪喷淋包膜材料，再撒施磨细的硅钙渣肥和氮肥增效剂的混合粉末，继续转动，重复上述过程2次；
（3）生物质碳包膜：继续向上述包裹硅钙渣肥和氮肥增效剂的复合肥表面喷涂包膜材料，同时添加过100目筛的生物质炭粉，间隔１min 重复此过程至制备的包膜复合肥干至不再粘炭粉为止，所得包膜尿素45℃干燥2h后冷却；
（4）上述制得的复合肥经筛分、计量、质量检验，合格后包装，制得适宜于基施的长效性水稻生态专用肥；所得产品颗粒外观圆润，产品无异味。
所述的一种适宜于基施的长效性水稻生态专用肥的制备方法，其特征在于：所述包膜材料为溶解于30%木醋液的改性木质素，木质素与浓度为30%木醋液按照1:5-1:8比例在50℃恒温水浴中充分溶解，制成木醋液改性木质素包膜液。
所述的一种适宜于基施的长效性水稻生态专用肥的制备方法，其特征在于：所述步骤（4）中干燥后分别经筛孔直径2.5mm 和4.5mm 筛孔进行筛分，不合格产品经粉碎后重新返回造粒机内。
相对于现有常规氮肥和缓控释肥，本发明的一种适于基施的长效性水稻生态专用肥，具有以下优势：
（1）本发明所述硅肥优选自钢渣副产品硅钙渣肥，混合磷肥中选自低品磷矿粉，其成本低，提高了工矿企业大量废弃物的资源化利用效率；
（2）本发明所述包膜材料为溶解于木醋液的木质素，其来源广泛，成本较低，包含多种芳香基、羟基、醛基等基团，具有较好的化学活性，且较化工合成高分子包膜材料具有可再生、可降解、生态环保安全等优点；
（3）本发明所述肥料采用硅钙渣肥和生物质碳作为包膜涂层，不仅补充肥料的硅、钙、镁等中微量元素，作为包膜材料溶解剂的木醋液兼具有微肥和肥料增效剂的功效，生物炭也能一定程度改良土壤；内层硅钙渣肥涂层由于其难溶于水可充当本肥料的骨架作用，延缓内核肥料的养分释放；增施的氮肥增效剂能有效抑制脲酶和硝化细菌活性，有效降低内核肥料中氮肥的分解，提高氮肥利用效率；
（4）本发明所述肥料养分全面、养分含量高，且肥效期长，能满足一次性施肥需求，节本省工，较常规尿素减少30-40%，氮肥利用率明显提高；且成本较低，具有生态环保安全作用。
附图说明
图1位本发明实施例所述的适宜于基施的长效性水稻生态专用肥的制备方法流程图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
适宜于基施的长效性水稻生态专用肥，其包括如下重量的原料：
尿素390公斤，混合磷肥220公斤(包括130公斤P2O5含量为46%磷酸一铵和90公斤P2O5含量为24%磷矿粉)，氯化钾170公斤，硅钙渣肥110公斤（主要成分包括CaO 38-49%，有效硅 26-42%，Al2O3 6-17%，MgO 1-13%，MnO 0.1-1%，Fe2O3 0.15-2%），造粒助剂75公斤(37.5公斤膨润土和37.5公斤海泡石粉)，生物质炭 30.5公斤，氮肥增效剂1.5公斤 (由2-氯-6-三氯甲基吡啶、正丁基硫代磷酰三胺、N-丙基磷酰三胺中的一种或多种混合而成)，包膜材料3.0公斤（木质素与浓度为30%木醋液按照1:6比例在50℃恒温水浴中充分溶解得到）；
本实施例所述适宜于基施的长效性水稻生态专用肥制备方法的流程图，如图1所示，具体包括如下步骤：
（1）首先将粉碎过100目筛、干燥后的的尿素、混合磷肥、氯化钾粉末经计量后放入转鼓造粒机中，同时利用膨润土和海泡石粉作为粘结剂完成造粒过程，转鼓造粒机中物料温度控制在50-65℃，转鼓速率80-100 g/min，造粒时间5-7min，且水分利用微机控制的高压喷枪精量添加；
（2）将上述制得的复合肥转入包衣机中，包衣机内使用恒温加热器加热至50℃，在包衣机内撒施一定质量磨细的硅钙渣肥和氮肥增效剂的混合粉末，同时将木醋液改性木质素包膜液经专用高压喷头雾化后喷到上述肥料表面，转动5min，再高压喷枪喷淋上述木醋液改性木质素包膜液，再撒施一定质量磨细的硅钙渣肥和氮肥增效剂的混合粉末，继续转动，重复上述流程2次；
（3）继续向上述包裹硅钙镁和氮肥增效剂的复合肥表面喷涂上述木醋液改性木质素包膜液，同时添加过100目筛的生物质炭粉，间隔１min 重复此过程至制备的包膜复合肥干至不再粘炭粉为止，所得包膜尿素45℃干燥2h后冷却；
（4）所得包膜肥料进入烘干机，温度控制60-70℃干燥２h，干燥后分别经筛孔直径2.5mm 和4.5mm 筛孔进行筛分，计量、质量检验，合格后包装；产品氮、磷、钾养分含量为19-8-10，二氧化硅含量4%，且含部分钙、镁等中微量营养元素，产品粒径2.5-4.5mm为95%。
表1试验处理及施肥量
Figure 523047DEST_PATH_IMAGE001
表2不同肥料处理水稻产量和氮肥利用率
Figure 56665DEST_PATH_IMAGE002
实施例2
适宜于基施的长效性水稻生态专用肥，其包括如下重量的原料：
尿素360公斤，混合磷肥210公斤(包括130公斤P2O5含量为46%磷酸一铵和80公斤P2O5含量为24%磷矿粉)，氯化钾200公斤，硅钙渣肥120公斤（主要成分包括CaO 38-49%，有效硅 26-42%，Al2O3 6-17%，MgO 1-13%，MnO 0.1-1%，Fe2O3 0.15-2%），造粒助剂75公斤(40公斤膨润土和35公斤海泡石粉)，生物质炭 30.9公斤，氮肥增效剂1.6公斤 (由2-氯-6-三氯甲基吡啶、正丁基硫代磷酰三胺、N-丙基磷酰三胺中的一种或多种混合而成)，包膜材料2.5公斤（木质素与浓度为30%木醋液按照1:5比例在50℃恒温水浴中充分溶解得到）；
本实施例所述适宜于基施的长效性水稻生态专用肥制备方法的流程图，如图1所示，具体包括如下步骤：
（1）首先将粉碎过100目筛、干燥后的的尿素、混合磷肥、氯化钾粉末经计量后放入转鼓造粒机中，同时利用膨润土和海泡石粉作为粘结剂完成造粒过程，转鼓造粒机中物料温度控制在50-65℃，转鼓速率80-100 g/min，造粒时间5-7min，且水分利用微机控制的高压喷枪精量添加；
（2）将上述制得的复合肥转入包衣机中，包衣机内使用恒温加热器加热至50℃，在包衣机内撒施一定质量磨细的硅钙渣肥和氮肥增效剂的混合粉末，同时将木醋液改性木质素包膜液经专用高压喷头雾化后喷到上述肥料表面，转动5 min，再高压喷枪喷淋上述木醋液改性木质素包膜液，再撒施一定质量磨细的硅钙渣肥和氮肥增效剂的混合粉末，继续转动，重复上述流程2次；
（3）继续向上述包裹硅钙镁和氮肥增效剂的复合肥表面喷涂上述木醋液改性木质素包膜液，同时添加过100目筛的生物质炭粉，间隔１min 重复此过程至制备的包膜复合肥干至不再粘炭粉为止，所得包膜尿素45℃干燥2h后冷却；
（4）所得包膜肥料进入烘干机，温度控制60-70℃干燥２h，干燥后分别经筛孔直径2.5mm 和4.5mm 筛孔进行筛分，计量、质量检验，合格后包装；产品氮、磷、钾养分含量为18-8-12，二氧化硅含量4%，且含部分钙、镁等中微量营养元素，产品粒径2.5-4.5mm为95%。
表3试验处理及施肥量
Figure 786636DEST_PATH_IMAGE003
表4不同肥料处理水稻产量和氮肥利用率
Figure 876951DEST_PATH_IMAGE004
实施例3
适宜于基施的长效性水稻生态专用肥，其包括如下重量的原料：
尿素420公斤，混合磷肥210公斤(包括130公斤P2O5含量为46%磷酸一铵和80公斤P2O5含量为24%磷矿粉)，氯化钾150公斤，硅钙渣肥110公斤（主要成分包括CaO 38-49%，有效硅 26-42%，Al2O3 6-17%，MgO 1-13%，MnO 0.1-1%，Fe2O3 0.15-2%），造粒助剂80公斤(40公斤膨润土和40公斤海泡石粉)，生物质炭 25.5公斤，氮肥增效剂1.5公斤 (由2-氯-6-三氯甲基吡啶、正丁基硫代磷酰三胺、N-丙基磷酰三胺中的一种或多种混合而成)，包膜材料3.0公斤（木质素与浓度为30%木醋液按照1:8比例在50℃恒温水浴中充分溶解得到）；
本实施例所述适宜于基施的长效性水稻生态专用肥制备方法的流程图，如图1所示，具体包括如下步骤：
（1）首先将粉碎过100目筛、干燥后的的尿素、混合磷肥、氯化钾粉末经计量后放入转鼓造粒机中，同时利用膨润土和海泡石粉作为粘结剂完成造粒过程，转鼓造粒机中物料温度控制在50-65℃，转鼓速率80-100 g/min，造粒时间5-7min，且水分利用微机控制的高压喷枪精量添加；
（2）将上述制得的复合肥转入包衣机中，包衣机内使用恒温加热器加热至50℃，在包衣机内撒施一定质量磨细的硅钙渣肥和氮肥增效剂的混合粉末，同时将木醋液改性木质素包膜液经专用高压喷头雾化后喷到上述肥料表面，转动5min，再高压喷枪喷淋上述木醋液改性木质素包膜液，再撒施一定质量磨细的硅钙渣肥和氮肥增效剂的混合粉末，继续转动，重复上述流程2次；
（3）继续向上述包裹硅钙镁和氮肥增效剂的复合肥表面喷涂上述木醋液改性木质素包膜液，同时添加过100目筛的生物质炭粉，间隔１min 重复此过程至制备的包膜复合肥干至不再粘炭粉为止，所得包膜尿素45℃干燥2h后冷却；
（4）所得包膜肥料进入烘干机，温度控制60-70℃干燥２h，干燥后分别经筛孔直径2.5mm 和4.5mm 筛孔进行筛分，计量、质量检验，合格后包装；产品氮、磷、钾养分含量为21-8-8，二氧化硅含量4%，且含部分钙、镁等中微量营养元素，产品粒径2.5-4.5mm为95%。
表5试验处理及施肥量
Figure 494752DEST_PATH_IMAGE005
表6不同肥料处理水稻产量和氮肥利用率
Figure 746742DEST_PATH_IMAGE006

Claims (4)

1.一种适宜于基施的长效性水稻生态专用肥，其特征在于包括如下重量份数的原料：尿素340-440份，混合磷肥160-240份，氯化钾150-240份，硅钙渣肥80-120份，造粒助剂60-100份，生物质炭25-45份，氮肥增效剂1.2-2.0份和包膜材料2-4份；
所述硅钙渣肥为钢渣副产品，经机械研磨后作为硅肥添加使用，其主要成分包括CaO38-49％，有效硅26-42％，Al2O3 6-17％，MgO 1-13％，MnO 0.1-1％和Fe2O3 0.15-2％；
所述包膜材料为溶解于30％木醋液的改性木质素，木质素与浓度为30％木醋液按照1:5-1:8比例在50℃恒温水浴中充分溶解，制成木醋液改性木质素包膜液；
所述造粒助剂由50-60％的膨润土和40-50％的海泡石粉组成；
所述氮肥增效剂为2-氯-6-三氯甲基吡啶、正丁基硫代磷酰三胺、N-丙基磷酰三胺中的一种或多种混合而成，其添加量为尿素纯N量的0.5-0.8％；
该适宜于基施的长效性水稻生态专用肥通过以下步骤制得：
(1)内核肥料的制备：将尿素、混合磷肥、氯化钾粉碎磨成粉，过100目筛、干燥后，经微机计量后放入转鼓造粒机中，同时利用造粒助剂作为粘结剂完成造粒过程，转鼓造粒机中物料温度控制在50-65℃，转鼓速率80-100g/min，造粒时间5-7min；
(2)硅钙渣肥和氨肥增效剂包膜涂层：将上述制得的复合肥放入包衣机中，使用恒温加热器加热至50℃，肥料预热后喷淋包膜材料，在包衣机内撒施磨细的硅钙渣肥和氮肥增效剂的混合粉末，转动5min；再用高压喷枪喷淋包膜材料，再撒施磨细的硅钙渣肥和氮肥增效剂的混合粉末，继续转动，重复上述过程2次；
(3)生物质碳包膜：继续向上述包裹硅钙渣肥和氨肥增效剂的复合肥表面喷涂包膜材料，同时添加过100目筛的生物质炭粉，间隔1min重复此过程至制备的包膜复合肥干至不再粘炭粉为止，所得包膜尿素45℃干燥2h后冷却；
(4)上述制得的复合肥经筛分、计量、质量检验，合格后包装，制得适宜于基施的长效性水稻生态专用肥；所得产品颗粒外观圆润，产品无异味。
2.如权利要求1所述的一种适宜于基施的长效性水稻生态专用肥，其特征在于包括如下重量份数的原料：尿素380-420份，混合磷肥180-220份，氯化钾180-220份，硅钙渣肥90-110份，造粒助剂70-90份，生物质炭30-40份，氮肥增效剂1.4-1.8份和包膜材料2.5-3.5份。
3.如权利要求1或2所述的一种适宜于基施的长效性水稻生态专用肥，其特征在于所述混合磷肥由50-70份磷酸一铵与30-50份低品磷矿粉复合而成，且所述低品磷矿粉为P2O5含量为18-24％的磷灰石粉。
4.如权利要求1或2所述的一种适宜于基施的长效性水稻生态专用肥，其特征在于：所述步骤(4)中干燥后分别经筛孔直径2.5mm和4.5mm筛孔进行筛分，不合格产品经粉碎后重新返回造粒机内。
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