CN107382523B - 一种增效复合肥及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种增效复合肥及其制备方法，按重量百分比计，其有效成分N‑P2O5‑K2O在总量在30%以上，其中N为15.0‑16.5%、P2O5为5.5‑8.0%、K2O为6.0‑9.5%；该复合肥还含有有机质15‑22%及微量元素800‑2000ppm。复合肥中N的原料为氯化铵、磷酸一铵及液氨中的一种或几种，P2O5的原料为磷酸一铵和/或过磷酸钙；K2O的原料为氯化钾。该增效复合复合肥具有普通复合肥料多种无机速效营养，还含有活性有机质成分，可以活化土壤、防止土壤板结、增加土壤通透性和微生物量、调节土壤酸碱度，对植物生长起促进作用，增强植物对营养吸收，增加产量，改善品质。另外，通过包裹油进行包裹覆膜，具有缓释作用，提高了肥效利用率，既可节省施肥量，还缓解了因大量施肥营养淋湿造成的水体环境污染问题。

Description

一种增效复合肥及其制备方法
技术领域
本发明属于复合肥技术领域，具体涉及一种增效复合肥及其制备方法。
背景技术
化肥是粮食的粮食，是农业生产系统必不可少的物质基础。但化肥的化学性质活跃，施入土壤后迅速与土壤复合体发生一系列物理、化学和生物化学反应，这些过程容易造成化肥的流失或固定，影响肥料的利用率。盲目追求高产而导致施肥量成倍增加，且肥料的有效成分要求高浓度化，不仅造成资源浪费使肥效利用率下降，甚至造成生态环境问题。种种问题的出现，国家农业部门倡导“减肥增效”方针，一是要求科学施肥，二是研制新型肥料。
近年来，有机无机复混肥料在我国成为新型肥料领域的研究热点，并逐渐得到生产企业的重视和农民的认可。
腐植酸是自然界中广泛存在，由动植物遗骸经过微生物分解和转化，以及地球化学的一系列过程造成和积累的大分子有机物质。其基本结构为芳环和脂环，环上连有羟基、羧基、羰基、磺酸基、胺基、醌基和甲氧基等多种官能团，并且含有少量的氨基酸、维生素、酶类和多种微量元素。由于腐植酸分子中具有多种活性官能团，具有酸性、亲水性、界面活性、阳离子交换能力、络合作用及吸附分散能力，因而腐植酸类物质广泛的应用于环保、石油开采、农林园艺、医药、分析化学、电池工业等领域。
大量研究表明，腐植酸肥料功能性多、适应性广，具有提高肥料利用率、促进作物生长、增强作物抗逆性能、改良土壤等性能。虽然腐植酸肥料有助作物增产增效，但腐植酸为松散性物质，它的加入大大减小了肥料的强度，增加了肥料的含水量，施入土壤中快速溶散、崩塌，肥料快速与土壤环境接触，不利于养分的缓慢释放，这在一方面影响了肥效的利用。
专利CN02126644腐植酸复混肥料，以氮素原料、磷素原料、钾素原料等化肥原料和含腐植酸物质混合制备，施用于作物有较好的增产作用。专利CN201310269442腐植酸复混肥及其制备方法，利用氯化钾、磷酸一铵、尿素、风化煤或褐煤、硫酸、洗涤水、液氨，通过氨酸造粒，能够达到随着生产的进行，对风化煤或褐煤进行氨化处理。专利CN201410408064腐植酸复混肥料及其制备工艺，利用氮、磷、钾、有机质、腐植酸和中微量元素钙、镁、硫、铁、锌、硼制成。以上仅是对腐植酸原料进行活化，或是通过掺加其他中微量元素制成，虽然肥效利用率得到提高，施用于作物效果良好，但并未改变腐植酸复混肥料易吸湿的特点，不利于腐植酸复混肥的进一步推广。
发明内容
本发明的目的是提供一种增效复合肥及其制备方法，得到的复合肥不仅含有无机速效营养，还有活性有机质成分，而且通过包裹油包裹覆膜，具有缓释及改变吸湿性的特点。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种增效复合肥，按重量百分比计，其有效成分N-P2O5-K2O在30％以上，其中N为15.0-16.5％、P2O5为5.5-8.0％、K2O为6.0-9.5％；该复合肥还含有有机质15-22％及微量元素800-2000ppm。
进一步地，复合肥中N的原料来自于氯化铵、磷酸一铵和液氨，P2O5的原料来自于磷酸一铵和过磷酸钙；K2O的原料为氯化钾。过磷酸钙中富含钙，硅等农作物所需的中量元素以及镁等微量元素。
进一步地，所述氯化铵为甘氨酸生产过程中结晶后的母液通过浓缩结晶分离后制得。富含多种有机质及刺激作物生长元素。
进一步地，所述有机质的原料为活化腐植酸。具体为经酸碱改性后的风化煤，其有机质含量在80％以上。该增效复合肥还通过包裹油进行包裹。
优选的方案中，该复合肥为水稻专用，N为15.0-16.5％、P2O5为5.5-8.0％、K2O为6.0-7.5％。该复合肥的原料按重量份计为：氯化铵50-60份、膨润土3-8份、磷酸一铵8-20份、过磷酸钙8-28份、氯化钾11-18份、液氨1-5份、活化腐植酸1-5份、七水硫酸锌1-2份，包裹油0.2-0.5份。进一步优选地，所述复合肥的原料为氯化铵56份、膨润土5份、磷酸一铵11份、过磷酸钙15份、氯化钾12份、液氨1份、活化腐植酸5份、七水硫酸锌1.5份、包裹油0.2份。
另一优选的方案中，该复合肥为油菜专用，N为15.0-16.0％、P2O5为5.5-7.0％、K2O为8-9.5％。该复合肥的原料按重量份计为：氯化铵50-60份、膨润土1-9份、磷酸一铵5-15份、过磷酸钙8-25份、氯化钾11-18份、液氨1-5份、活化腐植酸1-5份、十水硼酸钠1-2份、包裹油0.2-0.5份。进一步优选地，所述复合肥的原料为氯化铵54份、膨润土6份、磷酸一铵9份、过磷酸钙15份、氯化钾15份、液氨1份、活化腐植酸5份、十水硼酸钠1.5份，包裹油0.2份。
本发明还涉及制备所述复合肥的方法，具体制备步骤为：
1)按照配比称取原料，将除液氨及包裹油的其他原料粉碎，混合均匀后备用；
2)粉状混合物送入转鼓造粒机中，通入液氨，调节物料pH在5.8-6.4，蒸汽加热造粒，调节温度为70-80℃，出口物料进行干燥、筛分、冷却，最后进行进入包膜机利用包裹油进行包膜，得到增效复合肥。
进一步地，所述干燥过程中，干燥机进口温度控制150-200℃，出口温度控制70-80℃，筛分时得到产品的粒径为2-4.5mm。
本发明具有以下有益效果：
1、该增效复合复合肥具有多种无机速效营养，还含有活性有机质成分，可以活化土壤、防止土壤板结、增加土壤通透性和微生物量、调节土壤酸碱度，对植物生长起促进作用，增强植物对营养吸收，增加产量，改善品质。
2、该增效复合复合肥还采用了包裹油，其一方面可以延缓了肥料养分的释放，具有缓释作用，另外还能够减少了肥料的吸湿性，施用于土壤中，一方面由于有机物质的对营养元素的螯合，另一方面包裹油的阻隔作用，加大了养分的缓释，增加了肥效利用率；既可节省施肥量，还缓解了因大量施肥营养淋湿造成的水体环境污染问题。
3、采用甘氨酸生产过程中结晶后的母液制得的氯化铵，富含多种有机质及刺激作物生长元素，如氨基乙酸、六亚甲基四胺、亚氨基二乙酸、乙酸甲酯、羟基乙酸等物质。其中氨基乙酸为具有对称性的小分子氨基酸、促使营养物质在植物体内自由移动，滋养植物生命活力，营养更易被植物吸收。六亚甲基四胺在医药工业中用来生产氯霉素，在农业上，适当浓度的乌洛托品具有杀菌作用，对革兰氏阴性细菌有效，用于制造农药杀虫剂；亚氨基二乙酸：在农药中大量用作生产草甘膦的原料，还可用作表面活性剂，制备络合剂等；乙酸甲酯：用作有机溶剂，能溶解丙烯酸类、乙烯基类、硝基纤维素类等，利于植物从土壤中吸收有机养分；羟基乙酸∶具有优异的可生物降解性和生物相容性，是一种较好的渗透剂，可促进植物养分的吸收。通过采用该氯化铵具有以下功效：
1)除NPK外，还含有丰富的钙、硅、镁、铁等多种矿源性中微量元素，营养全面、均衡；
2)初铵态氮外、还含有酰胺态氮、氨基酸氮等多种氮形态，速效长效效果好；
3)含生物刺激物质，如氨基乙酸、六亚甲基四胺、亚氨基二乙酸、乙酸乙酯、羟基乙酸等物质；
4)含有具有刺激作用的活性腐植酸。
5、本发明还提供了针对水稻和油菜的专用增效复合复合肥，可实现增收增产。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合实施例来进一步说明本发明，实施例中未注明条件的实验方法通常按照常规条件。
实施例1：
用于水稻专用的复合肥：具体原料组份为：氯化铵56kg、膨润土5kg、磷酸一铵11kg、过磷酸钙15kg、氯化钾12kg、液氨1kg、活化腐植酸5kg、七水硫酸锌1.5kg、包裹油0.2kg。
主要有效成分按重量百分比计如下：氮15.9％，五氧化二磷7.3％，氧化钾7.2％，有机质15.2％，微量元素锌1450ppm。
具体制备方法为：称取原料，将氯化铵、膨润土、磷酸一铵、过磷酸钙、氯化钾、腐植酸和七水硫酸锌过破碎机，混匀经皮带传送至造粒机。通入液氨，调节物料pH，再经干燥筛分冷却，包膜等工序得到复合肥。
实施例2：
一种水稻专用增效复合肥，其原料按重量份计为：氯化铵60kg、膨润土7kg、磷酸一铵14kg、过磷酸钙8kg、氯化钾10kg、液氨1kg、活化腐植酸4kg、七水硫酸锌1kg、包裹油0.4kg。该配方中，氮16.5％，五氧化二磷7.9％，氧化钾6.0％，有机质15.0％，微量元素锌1000ppm。
该水稻专用增效复合肥具体制备时，
1)按照配比称取原料，将除液氨及包裹油的其他原料粉碎，混合均匀后备用；
2)粉状混合物送入转鼓造粒机中，通入液氨，调节物料pH在5.8-6.4，蒸汽加热造粒，调节温度为70-80℃，出口物料进行干燥，干燥机进口温度控制150-200℃，出口温度控制70-80℃，然后筛分并冷却，筛分时得到产品的粒径为2-4.8mm，最后进行进入包膜机包膜，得到增效复合肥。
实施例3：
一种水稻专用增效复合肥，其原料按重量份计为：氯化铵52kg、膨润土5kg、磷酸一铵11kg、过磷酸钙20kg、氯化钾12kg、液氨2kg、活化腐植酸1kg、七水硫酸锌2kg、包裹油0.3kg。其中氮15.1％，五氧化二磷7.9％，氧化钾7.1％。
将实施例1所生产的复合肥进行大田示范，示范地设在湖北省荆州市监利县黄歇口镇
材料与方法
1、供试肥料：51％某品牌高塔复合肥，实例1所生产的增效复合肥。
2、供试品种为杂交中稻-两优688号。
3、供试土壤：第四纪黄色粘土母质发育的白散泥，其基本理化性状为pH：5.12；有机质：36.08g/kg；碱解氮:166.13mg/kg；有效磷：6.9.6mg/kg；速效钾250.9mg/kg。
具体处理内容为：
具体面积为3亩，分为3处进行处理，每亩采用一种处理方法。
处理1(CK)：即不施肥；
处理2(习惯施肥)：51％某高塔复合肥40kg/亩
处理3(增效复合肥)：实施例1的增效复合肥40kg/亩
以上所有肥料全部作底肥，不追肥，播种日期为2016年5月22日，移栽日期为6月27日，收获日期为2016年9月25日。
结果与分析
1、各处理方法对水稻苗期长势的影响见表1，施用增效复混肥料对水稻生育期有较好影响。与对照相比，还青期、分蘖期提前1-2天。
Figure BDA0001392570580000051
表1
2、各处理方法对水稻经济性状的影响见表2，可见施用增效复合肥料对水稻经济性状有明显改善。与处理1(对照)相比，处理3(增效复合肥料)株高增加1.8cm，有效穗增加2.3万个/亩，穗粒数增加13粒/穗，千粒重增加1.3克，理论产量增加189.5千克、增长31.7％；与处理2(习惯施肥)相比，处理3(施3中低浓度增效复合肥料)株高增加0.4cm，有效穗增加2.3万个/亩，穗粒数增加13粒/穗，千粒重增加1.3克，理论产量增加37.7千克、增长5％。
Figure BDA0001392570580000052
Figure BDA0001392570580000061
表2
3、各处理方法对水稻产量结果的影响，2015年9月25日对示范水稻进行实产验收，产量结果如表3所示，单位为kg；对表3结果的方差分析见表4；差异显著性检验中LSR值的计算见表5；产量差异显著性检验结果见表6；另外，示范土壤pH值统计见表7，示范效益分析见表8。
Figure BDA0001392570580000062
表3
变异来源 DF SS MS F F0.05 F0.01
重复间 2 0.0050 0.0025 0.0457 5.14 10.92
处理间 2 56.7492 18.9164 345.6802 4.76 9.78
误差 4 0.3283 0.0547
总变异 8 57.0825
产量复极差检验Sx＝0.1351
表4
Figure BDA0001392570580000063
Figure BDA0001392570580000071
表5
Figure BDA0001392570580000072
表6
处理 施肥前土壤ph值 施肥收获后土壤ph值
1CK:不施肥 5.6 5.6
2习惯施肥 5.6 5.3
3增效复合肥料 5.6 6.5
表7
Figure BDA0001392570580000073
表8
从以上表3、表4、表5、表6、表7的结果可以看出：处理3(施增效复合肥)与处理1(CK)相比，亩增146.1kg、增长34.1％，达到极显著水平；与处理2(习惯施肥)相比，亩增35kg、增长6.5％，达到极显著水平。由表7可知，施用本发明专利复合肥收获后土壤pH值相比收货前pH值明显升高，结果表明施用本发明专利的复合肥能有效的提高土壤pH值，缓解土壤酸化程度，改良土壤性质；表8结果表明，本发明专利复合肥含有腐植酸、有机质，给水稻补充营养，低投入，实现增产增收。
小结
1、在水稻上施用该增效复混肥料，使水稻还青期提前，分蘖能力增强。
2、施用增效复混肥料明显改善水稻的经济性状，水稻株高增加、有效穗、穗粒数增多、千粒重增重，因而产量增加。
3、施用增效复混肥料对水稻有明显的增产效果，且差异均达到极显著水平。
实施例4：
油菜专用的增效复合肥，主要有效成分按重量百分比计组成如下，氮15.2％，五氧化二磷6.3％，氧化钾9.1％，有机质15.0％，微量元素硼重量1000ppm。
具体原料组份按比例：氯化铵54kg、膨润土6kg、磷酸一铵9kg、过磷酸钙15kg、氯化钾15kg、液氨1kg、活化腐植酸5kg、十水硼酸钠1.5kg和包裹油0.2kg。
具体制备方法：称取原料，将氯化铵、膨润土、磷酸一铵、过磷酸钙、氯化钾、活化腐植酸十水硼酸钠和五水硫酸铜过破碎机，混匀经皮带传送至造粒机。通入液氨，调节物料pH，再经干燥筛分冷却，包膜等工序得到复合肥。
实施例5：
一种油菜专用增效复合肥，其原料按重量份计为：氯化铵50kg、膨润土5kg、磷酸一铵8kg、过磷酸钙22kg、氯化钾13kg、液氨3kg、活化腐植酸3kg、十水硼酸钠2kg、包裹油0.5kg。其中氮15.0％，五氧化二磷6.7％，氧化钾9.0％。
实施例6：
一种油菜专用增效复合肥，其原料按重量份计为：氯化铵55kg、膨润土1kg、磷酸一铵5kg、过磷酸钙25kg、氯化钾15kg、液氨3kg、活化腐植酸1kg、十水硼酸钠1kg、包裹油0.3kg。其中氮15.7％，五氧化二磷6.7％，氧化钾9.0％。
该水稻专用增效复合肥具体制备时，
1)按照配比称取原料，将除液氨及包裹油的其他原料粉碎，混合均匀后备用；
2)粉状混合物送入转鼓造粒机中，通入液氨，调节物料pH在5.8-6.4，蒸汽加热造粒，调节温度为70-80℃，出口物料进行干燥，干燥机进口温度控制150-200℃，出口温度控制70-80℃，然后筛分并冷却，筛分时得到产品的粒径为2-4.8mm，最后进行进入包膜机包膜，得到增效复合肥。
将实例4所生产的复合肥进行大田示范。试验基地选在湖北省宜都市枝城镇，选用油菜大油王作为供试品种，将试验地平均分为9个组，分别为未施肥处理组T1-1、对照处理组T1-2/T1-3；实例5施肥处理组T2-1、对照处理组T2-2/T2-3；习惯施肥处理组T3-1、对照处理组T3-2/T3-3。
未施肥处理组及其对照处理组T1-1/T1-2/T1-3：在种植过程中不施用任何肥料。
实例4施肥处理组及其对照处理组T2-1/T2-2/T2-3：肥料为实例4成分的油菜专用的复合肥，施肥方法为穴施，在移苗成活后施入，穴深度为5-8厘米。即施用肥料数量为1000克/穴数。
习惯施肥及其对照处理组T3-1/T3-2/T3-3：肥料为普通习惯用复合肥，施肥方法为穴施，在移苗成活后施入，穴深度为5-8厘米。即施用肥料数量为1000克/穴数。
采用电位法测定施肥前和施肥后烟草种植地土壤的pH值，结果如表9所示：
处理 施肥前土壤pH值 施肥收获后土壤pH值
未施肥处理组T1-1 5.8 5.8
未施肥处理组T1-2 5.8 5.8
未施肥处理组T1-3 5.8 5.8
实施例4处理组T2-1 5.8 6.1
实施例4处理组T2-2 5.8 6.1
实施例4处理组T2-3 5.8 6.1
习惯施肥处理组T3-1 5.8 5.5
习惯施肥处理组T3-2 5.8 5.5
习惯施肥处理组T3-3 5.8 5.5
表9
由表9可知，未施肥前，该土壤pH值为5.8呈弱酸性，未施肥处理组前后土壤pH值无明显变化，习惯性施肥土壤施肥收获后pH值为5.5，土壤酸化加重；实施例4处理组，施肥后土壤pH值为6.1，说明施用含有机质的肥料后能够提高土壤的pH值；配施本发明公开的复合肥收获后土壤pH值相比施肥前pH值明显升高，结果表明施用本发明的复合肥有利于提高土壤pH值。逐年长期施用，能够缓解土壤酸化程度，改良土壤性质。
随机分别取未施肥处理组、实例4施肥处理组及对照组、习惯施肥处理组及对照组；油菜植株10株，取根系，洗净，然后根据直线截获原理用根系扫描仪测定根系长度；将扫描完的全株根在50℃的烘箱中处理24小时，烘干至恒重，然后测定根的干重，取其平均值，结果如表10所示。
处理 根长(cm) 根干重(g)
未施肥处理组T1-1 21.1 8.9
未施肥处理组T1-2 21.3 9.1
未施肥处理组T1-3 21.2 9.0
实施例4处理组T2-1 28.5 17.9
实施例4处理组T2-2 28.3 17.3
实施例4处理组T2-3 28.4 17.7
习惯施肥处理组T3-1 24.2 13.6
习惯施肥处理组T3-2 24.4 13.9
习惯施肥处理组T3-3 24.4 13.7
表10
由表10可知，未施肥处理组及对照组T1-1/T1-2/T1-3，油菜植株根的平均长度为21.2cm，根的平均干重为9.0克；实施例4处理组及其对照组T2-1/T2-2/T3-3，油菜植株根的平均长度为28.4cm，根的平均干重为17.6克；习惯施肥处理组及其对照T3-1/T3-2/T3-3，油菜植株根的平均长度为24.3cm，根的平均干重为13.7克。
以上试验结果数据表明，本发明公开的复合肥有利于油菜根系生长。
Figure BDA0001392570580000101
表11
结果表明，本发明公开的复合肥能够增加油菜株高、增加有效分枝数、增加角果数、粒重及单株产量。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过参照本发明的优选实施例已经对本发明进行了描述，但本领域的普通技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围。

Claims (2)

1.一种水稻专用增效复合肥，其特征在于：具体原料组份为：氯化铵56kg、膨润土5kg、磷酸一铵11kg、过磷酸钙15kg、氯化钾12kg、液氨1kg、活化腐植酸5kg、七水硫酸锌1.5kg、包裹油0.2kg；
有效成分按重量百分比计如下：氮15.9%，五氧化二磷7.3%，氧化钾7.2%，有机质15.2%，微量元素锌1450ppm；
该复合肥制备时，具体步骤为：
1）按照配比称取原料，将除液氨及包裹油的其他原料粉碎，混合均匀后备用；
2）粉状混合物送入转鼓造粒机中，通入液氨，调节物料pH在5.8-6.4，蒸汽加热造粒，调节温度为70-80℃，出口物料进行干燥、筛分、冷却，最后进行进入包膜机利用包裹油进行包膜，得到增效复合肥；干燥过程中，干燥机进口温度控制150-200℃，出口温度控制70-80℃，筛分时得到产品的粒径为2-4.5mm。
2.一种油菜专用增效复合肥，其特征在于：有效成分按重量百分比计组成如下，氮15.2%，五氧化二磷6.3%，氧化钾9.1%，有机质15.0%，微量元素硼重量1000ppm；
具体原料组份按比例：氯化铵54kg、膨润土6kg、磷酸一铵9kg、过磷酸钙15kg、氯化钾15kg、液氨1kg、活化腐植酸5kg、十水硼酸钠1.5kg 和包裹油0.2kg；
该复合肥制备时，具体步骤为：
1）按照配比称取原料，将除液氨及包裹油的其他原料粉碎，混合均匀后备用；
2）粉状混合物送入转鼓造粒机中，通入液氨，调节物料pH在5.8-6.4，蒸汽加热造粒，调节温度为70-80℃，出口物料进行干燥、筛分、冷却，最后进行进入包膜机利用包裹油进行包膜，得到增效复合肥；干燥过程中，干燥机进口温度控制150-200℃，出口温度控制70-80℃，筛分时得到产品的粒径为2-4.5mm。
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