CN107640990A - 一种玉米秸秆成型的缓释复合肥及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种玉米秸秆成型的缓释复合肥及其制备方法。本发明提供的玉米秸秆成型的缓释复合肥利用玉米秸秆髓的吸附性，将添加其中的营养素均匀吸附在秸秆颗粒周围，通过热压成型使混合肥紧密的黏附在一起。其中的营养素随着秸秆的腐烂而被渐渐释放出来，直到秸秆在地下全部降解，营养素才全部被释放出来，在这过程中无需添加任何微生物或特定条件，因此本发明提供的缓释复合肥具有良好的缓释性和广泛的适用性。本发明提供的玉米秸秆成型的缓释复合肥制备工艺简单，无需将生物质炭化或进行包膜；制备周期短，无需发酵；成本低，无需添加营养素外的其他添加物；易于运输和施用。

Description

一种玉米秸秆成型的缓释复合肥及其制备方法

技术领域

本发明属于化肥领域，具体涉及一种玉米秸秆成型的缓释复合肥及其制备方法。

背景技术

我国人口众多，因此解决吃饭的问题已然成为我国的首要任务。虽然我国拥有不少的耕种土地，但是由于我国人口基数大，提高粮食的产量及土地的利用率迫在眉睫。显然伐林为田以增大耕地面积已不适合当前发展要求，施肥却可成为解决该项难题的有效措施。化肥在人类的农业生产和发展中的作用不容小觑。但化肥的长期使用也使得土地污染，空气污染，水污染等问题日益凸显，化肥的清洁、高效使用已成为人们的关注焦点。作为可减少化肥带来的副作用的缓释肥变得日益瞩目，也成为人们纷纷研发和创新的新型肥料。

“缓释”是指某种化学物质转化为农作物需要的营养素，并缓慢释放的过程，且其释放速度要比普通化肥的营养成分释放的速度低很多。缓释化肥是指将其埋于土壤后，其营养素释放的速度远远低于普通肥料的肥料。缓释化肥不仅能通过减缓有效成分释放的途径以提高化肥的利用率，还能减少有害气体的挥发，进而减少肥料成分挥发造成的养分流失和环境污染。

目前缓释肥大概可分为三类：

(1)物理阻碍型

该类缓释肥主要采用包膜制备法，即在肥料外层以各种不同方法包裹一层或几层延缓肥料营养成分释放的膜材料。其包膜材料多种多样，主要为矿物质材料和高分子化合物及生物质炭。矿物质类的缓释肥缓释效果好、缓释周期佳、成本低、污染小，但是黏土类矿物对营养素的吸附性有较强的选择性。高分子类的缓释肥存在释放周期短的问题。生物质炭类缓释肥虽然缓释效果好，但是要对秸秆等生物质进行炭化处理，使得制作工艺复杂、制造费用提高。

(2)生化抑制型

抑制剂缓释肥中含有生产过程中添加的不同种类的抑制剂，抑制剂虽然对缓释起到了一定作用，但是也具有一定的毒性，轻其使农作物产生不良反应，重则造成农作物的死亡。

(3)化学合成型

化学合成型缓控释肥是一种化学合成的以共价键或离子键相连接的聚合物肥料。此类缓释化肥虽具有良好的缓释性，但却不能满足初期农作物生长的营养物质需求，且造价较高。

发明内容

为了解决以上技术问题，本发明提供一种玉米秸秆成型的缓释复合肥，在不使用任何化学添加剂和化学合成手段的情况，仅依靠秸秆的吸附性，使添加入秸秆粉末中的营养物质氮、磷、钾等均匀吸附于秸秆颗粒上，并通过机械压力成型，具有缓释性良好，运输方便，工艺简单、成本低，对土壤和农作物无污染的特点。

本发明的目的是提供一种玉米秸秆成型的缓释复合肥。

本发明的另一目的是一种玉米秸秆成型的缓释复合肥的制备方法。

根据本发明具体实施方式的玉米秸秆成型的缓释复合肥，所述缓释复合肥包括以下重量份的原料：玉米秸秆颗粒62-71份，氮肥15-18份，磷肥8-11份和钾肥6-9份；

所述缓释复合肥的制备方法为：将玉米秸秆颗粒与氮肥、磷肥和钾肥混合均匀，得到复合肥混合料，所述复合肥混合料的含水量为15-20％；然后将所述复合肥混合料放入成型机中成型，成型压力为80-100MPa，成型温度为150-180℃，成型时间为2-3min，挤出，冷却，剪切，得到缓释复合肥。

本发明提供的玉米秸秆成型的缓释复合肥利用玉米秸秆髓的吸附性，将添加其中的营养素均匀吸附在秸秆粉末周围，通过热压成型使混合的肥料紧密的黏附在一起。其中的营养素随着秸秆的腐烂而被渐渐释放出来，直到秸秆在地下全部降解，营养素才全部被释放出来，在这过程中无需任何微生物或特定条件，因此该成型复合肥具有一定的缓释性和广泛的适用性。

根据本发明具体实施方式的玉米秸秆成型的缓释复合肥，优选地，所述缓释复合肥包括以下重量份的原料：玉米秸秆颗粒65份，氮肥16份，磷肥11份和钾肥8份。

为了均衡复合肥的各种营养元素，本发明调节各组分的含量，其中但玉米秸秆颗粒65份，氮肥16份，磷肥11份，钾肥8份时，本发明提供的缓释复合肥的营养元素均衡，能够为农作物提供均衡的养分，以便植物更好的生长。

根据本发明具体实施方式的玉米秸秆成型的缓释复合肥，优选地，所述原料还包括微量元素肥1-2份。

根据本发明具体实施方式的玉米秸秆成型的缓释复合肥，优选地，所述缓释复合肥为柱状，进一步地，柱状所述缓释复合肥的长度为250-320mm，更进一步地，柱状所述缓释复合肥的直径为65-75mm。

为了方便施用，同时控制缓释的时间，本发明优选缓释复合肥的形状为柱状，进一步的，所述柱状缓释复合肥的直径为65-75mm，长度为250-320mm。在使用过程中利用挖坑机在果树或者农作物旁挖柱状坑，然后将柱状肥料埋于柱状坑中，柱状肥料在柱状坑中会发生腐蚀，随着柱状肥料从外到内的腐蚀，实现肥效的缓释功效。

根据本发明具体实施方式的玉米秸秆成型的缓释复合肥的制备方法，所述方法包括以下步骤：

(1)制备玉米秸秆颗粒：将玉米秸秆粉碎，过筛，干燥，得到玉米秸秆颗粒；

(2)将氮肥、磷肥和钾肥干燥，然后与步骤(1)得到的玉米秸秆颗粒混合均匀，得到复合肥混合料，所述复合肥混合料的含水量为15-20％；

(3)将步骤(2)中得到的复合肥混合料放入成型机中成型，成型压力为80-100MPa，成型温度为150-180℃，成型时间为2-3min，挤出，冷却，剪切，得到缓释复合肥。

本发明提供的玉米秸秆成型的缓释复合肥制备工艺简单，无需将生物质炭化或进行包膜；制备周期短，无需发酵；成本低，无需添加营养素外的其他添加物；易于运输和施用。

本发明提供的玉米秸秆成型的缓释复合肥制备方法中，在具体操作过程中，首先处理玉米秸秆和氮肥、磷肥和钾肥，得到复合肥混合料。在制备柱状缓释复合肥时，将复合肥混合料在成型机中成型，所述成型机的模具的型腔为柱状，在制备过程中，复合肥混合料与成型机之间相互摩擦产生热量能够使得复合肥混合料达到180℃左右，而秸秆中的木质素在含水为15-20％时，压力为80-100MPa时，在150-180℃就会软化从而具有一定的黏度，起到粘接剂的作用，将各原料粘接起来，具有一定黏度的原料在模具中通过模具施加的压力得到柱状缓释复合肥，剪切得到一定长度的柱状缓释复合肥，工艺简单，易于成型。

根据本发明具体实施方式的玉米秸秆成型的缓释复合肥的制备方法，优选地，步骤(1)中，所述干燥的温度为90-140℃，干燥时间为20-40min。

新鲜的玉米秸秆中的含水量为50-60％，不利于储存和使用，且在缓释复合肥的加工成型过程中，对原料的水分含量有一定的要求，因此需要对玉米秸秆进行干燥，而玉米秸秆在90-140℃时，水分挥发速率最快，干燥时间最短。

根据本发明具体实施方式的玉米秸秆成型的缓释复合肥的制备方法，优选地，步骤(1)中，所述玉米秸秆颗粒的平均粒径为10mm以下。

为了保证缓释复合肥的最终功效，需要将玉米秸秆颗粒碎至10mm以下，保证玉米秸秆颗粒在制备缓释复合肥的过程中更好的吸附氮、磷、钾肥。

根据本发明具体实施方式的玉米秸秆成型的缓释复合肥的制备方法，优选地，步骤(2)中，所述干燥的温度为35-45℃。

本发明提供的缓释复合肥的缓释周期一般为5-8个月，土壤水分和温度越高缓释越快，缓释时间短。

本发明的有益效果为：

1.本发明提供的玉米秸秆成型的缓释复合肥利用玉米秸秆髓的吸附性，将添加其中的营养素均匀吸附在玉米秸秆颗粒周围，通过热压成型使混合的肥料紧密的黏附在一起。其中的营养素随着秸秆的腐烂而被渐渐释放出来，直到秸秆在地下全部降解，营养素才全部被释放出来，在这过程中无需添加任何微生物或特定条件，因此本发明提供的缓释复合肥具有良好的缓释性和广泛的适用性。

2.本发明提供的玉米秸秆成型的缓释复合肥在制备过程中无需添加任何粘结剂，依靠成型加工时，物料与机械之间的摩擦产生的热量使木质素软化充当粘结剂或者在成型过程中通过加热的方法，使得玉米秸秆的木质素软化，起到粘结剂的作用。

3.本发明提供的玉米秸秆成型的缓释复合肥制备工艺简单，无需将生物质炭化或进行包膜；制备周期短，无需发酵；成本低，无需添加营养素外的其他添加物；易于运输和施用。

4.本发明提供的玉米秸秆成型的缓释复合肥以玉米秸秆为主要原料，有效解决了玉米秸秆再利用的问题，具有变废为宝，绿色环保。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

实施例1

玉米秸秆成型的缓释复合肥，包括以下重量份的原料：玉米秸秆颗粒62份，氮肥18份，磷肥11份和钾肥9份；

所述缓释复合肥的制备方法为：

(1)将玉米秸秆粉碎，过筛，在90℃干燥40min，得到玉米秸秆颗粒，所述玉米秸秆颗粒的平均粒径为10mm，最大粒径不超过12mm；

(2)将氮肥、磷肥和钾肥在35℃干燥，然后与步骤(1)得到的玉米秸秆颗粒混合均匀，得到复合肥混合料，所述复合肥混合料的含水量为20％；

(3)将步骤(2)中得到的复合肥混合料混合，然后放入冲压成型机中，冲压模具至压力为80MPa，成型温度为180℃，成型时间为3min，挤出，冷却剪切，得到缓释复合肥。

实施例2

玉米秸秆成型的缓释复合肥，包括以下重量份的原料：玉米秸秆颗粒71份，氮肥15份，磷肥8份和钾肥6份；

所述缓释复合肥的制备方法为：

(1)将玉米秸秆粉碎，过筛，在140℃干燥20min，得到玉米秸秆颗粒，所述玉米秸秆颗粒的平均粒径为8mm，最大的粒径不超过12mm；

(2)将氮肥、磷肥和钾肥在45℃干燥，然后与步骤(1)得到的玉米秸秆颗粒混合均匀，得到复合肥混合料，所述复合肥混合料的含水量为15％；

(3)将步骤(2)中得到的复合肥混合料混合，然后放入冲压成型机中成型，冲压模具施加压力100MPa，成型温度为150℃，成型时间为2min，挤出，冷却，剪切，得到缓释复合肥。

实施例3

玉米秸秆成型的缓释复合肥，包括以下重量份的原料：玉米秸秆颗粒65份，氮肥16份，磷肥10份，钾肥8份和微量元素肥1份；

所述缓释复合肥的制备方法为：

(1)将玉米秸秆粉碎，过筛，在130℃干燥25min，得到玉米秸秆颗粒，所述玉米秸秆颗粒的平均粒径为8mm，最大粒径不超过12mm；

(2)将氮肥、磷肥、钾肥和微量元素肥在40℃干燥，然后与步骤(1)得到的玉米秸秆颗粒混合均匀，得到复合肥混合料，所述复合肥混合料的含水量为18％；

(3)将步骤(2)中得到的复合肥混合料放入冲压成型机中成型，成型时间为2min，复合肥混合料与冲压成型机之间相互摩擦产生的热量能够使得冲压成型机内的温度达到150℃，在压力为100MPa时，秸秆中的木质素软化从而具有一定的黏度，起到粘接剂的作用，将各原料粘接起来，然后将具有一定黏度的原料挤入模具中成型，得到柱状缓释复合肥，所述柱状缓释复合肥的直径为65mm，然后再经过剪切，将柱状缓释复合肥剪切为长度为250mm的柱状缓释复合肥，冷却，得到成品。

实施例4

玉米秸秆成型的缓释复合肥，包括以下重量份的原料：玉米秸秆颗粒64份，氮肥17份，磷肥9份，钾肥8份和微量元素肥2份；

所述缓释复合肥的制备方法为：

(1)将玉米秸秆粉碎，过筛，在130℃干燥25min，得到玉米秸秆颗粒，所述玉米秸秆颗粒的平均粒径为8mm，最大粒径不超过12mm；

(2)将氮肥、磷肥、钾肥和微量元素肥在40℃干燥，然后与步骤(1)得到的玉米秸秆颗粒混合均匀，得到复合肥混合料，所述复合肥混合料的含水量为18％；

(3)将步骤(2)中得到的复合肥混合料放入冲压成型机中，成型时间为3min，复合肥混合料与冲压成型机之间相互摩擦产生的热量能够使得冲压成型机内的温度达到180℃，在压力为80MPa时，秸秆中的木质素软化从而具有一定的黏度，起到粘接剂的作用，将各原料粘接起来，然后将具有一定黏度的原料挤入模具中成型，得到柱状缓释复合肥，所述柱状缓释复合肥的直径为75mm，然后再经过剪切，将柱状缓释复合肥剪切为长度为320mm的柱状缓释复合肥，冷却，得到成品。

实施例5

玉米秸秆成型的缓释复合肥，包括以下重量份的原料：玉米秸秆颗粒65份，氮肥16份，磷肥11份和钾肥8份；

所述缓释复合肥的制备方法为：

(1)将玉米秸秆粉碎，过筛，在130℃干燥25min，得到玉米秸秆颗粒，所述玉米秸秆颗粒的平均粒径为8mm，最大粒径不超过12mm；

(2)将氮肥、磷肥和钾肥在40℃干燥，然后与步骤(1)得到的玉米秸秆颗粒混合均匀，得到复合肥混合料，所述复合肥混合料的含水量为18％；

(3)将步骤(2)中得到的复合肥混合料放入冲压成型机中，成型时间为2.5min，复合肥混合料与冲压成型机之间相互摩擦产生的热量能够使得冲压成型机内的温度达到170℃左右，在压力为65MPa时，秸秆中的木质素软化从而具有一定的黏度，起到粘接剂的作用，将各原料粘接起来，然后将具有一定黏度的原料挤入模具中成型，得到柱状缓释复合肥，所述柱状缓释复合肥的直径为70mm，然后再经过剪切，将柱状缓释复合肥剪切为长度为300mm的柱状缓释复合肥，冷却，得到成品。

本发明提供的缓释复合肥的缓释周期一般为5-8个月，土壤水分和温度越高缓释越快，缓释时间短。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种玉米秸秆成型的缓释复合肥，其特征在于，所述缓释复合肥包括以下重量份的原料：玉米秸秆颗粒62-71份，氮肥15-18份，磷肥8-11份和钾肥6-9份；

所述缓释复合肥的制备方法为：将玉米秸秆颗粒与氮肥、磷肥和钾肥混合均匀，得到复合肥混合料，所述复合肥混合料的含水量为15-20％；然后将所述复合肥混合料放入成型机中成型，成型压力为80-100MPa，成型温度为150-180℃，成型时间为2-3min，挤出，冷却，剪切，得到缓释复合肥。

2.根据权利要求1所述的玉米秸秆成型的缓释复合肥，其特征在于，所述缓释复合肥包括以下重量份的原料：玉米秸秆颗粒65份，氮肥16份，磷肥11份和钾肥8份。

3.根据权利要求1或2所述的玉米秸秆成型的缓释复合肥，其特征在于，所述原料还包括：微量元素肥料1-2份。

4.根据权利要求3所述的玉米秸秆成型的缓释复合肥，其特征在于，所述缓释复合肥为柱状。

5.根据权利要求4所述的玉米秸秆成型的缓释复合肥，其特征在于，柱状所述缓释复合肥的长度为250-320mm。

6.根据权利要求5所述的玉米秸秆成型的缓释复合肥，其特征在于，柱状所述缓释复合肥的直径为65-75mm。

7.权利要求1或2所述的玉米秸秆成型的缓释复合肥的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)制备玉米秸秆颗粒：将玉米秸秆粉碎，过筛，干燥，得到玉米秸秆颗粒；

(2)将氮肥、磷肥和钾肥干燥，然后与步骤(1)得到的玉米秸秆颗粒混合均匀，得到复合肥混合料，所述复合肥混合料的含水量为15-20％；

(3)将步骤(2)中得到的复合肥混合料放入成型机中成型，成型压力为80-100MPa，成型温度为150-180℃，成型时间为2-3min，挤出，冷却，剪切，得到缓释复合肥。

8.根据权利要求7所述的玉米秸秆成型的缓释复合肥，其特征在于，步骤(1)中，所述干燥的温度为90-140℃，干燥时间为20-40min。

9.根据权利要求7所述的玉米秸秆成型的缓释复合肥，其特征在于，步骤(1)中，所述玉米秸秆颗粒的平均粒径为10mm以下。

10.根据权利要求7所述的玉米秸秆成型的缓释复合肥，其特征在于，步骤(2)中，所述干燥的温度为35-45℃。