CN107686395A - 一种以缓冲系统调控酸碱度的含腐植酸水溶肥及其制备方法 - Google Patents

一种以缓冲系统调控酸碱度的含腐植酸水溶肥及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于农业化肥技术领域，具体涉及一种以缓冲系统调控酸碱度的含腐植酸水溶肥及其制备方法。本发明的含腐植酸水溶肥，按重量份计，包括：50‑750份的氮肥、50‑600份的钾肥、60‑750份矿源腐植酸盐、0‑500份的聚磷酸盐、0‑300份中微量元素肥料、20‑550份的缓冲系统酸碱度调节剂、2‑20份的助溶剂。本发明解决了矿源腐植酸钾/钠与肥料共溶时易产生沉淀的问题，能避免肥料过酸对作物根系和土壤的负面影响；以肥料原料为主构建缓冲系统，能有效地控制生产成本，具有广阔的应用前景；本发明的含腐殖酸水溶肥溶解速度快，能为作物提供长效的氮磷钾养分，且养分利用效率高，可适量减少肥料施用量。

Description

一种以缓冲系统调控酸碱度的含腐植酸水溶肥及其制备方法
技术领域
本发明属于农业化肥技术领域，具体涉及一种以缓冲系统调控酸碱度的含腐植酸水溶肥及其制备方法。
背景技术
肥料是重要的农业生产资料，水溶肥是我国近来年发展迅速的新型肥料品种，可实现水肥一体化的精准施用，在提高肥料效率、节肥省工等方面具有明显的优势。含腐植酸的水溶肥是重要的水溶肥品种，其具有改良土壤、延长氮素供给、促进根系生长和改善作物品质的效果，并且能够提高养分利用，有利于节肥省工。
矿源腐植酸盐中仅矿源腐植酸钾和矿源腐植酸钠可实现全水溶，这两者与酸性肥料共溶时极易产生沉淀；而以中性或碱性肥料为原料生产含腐植酸的水溶肥时，原料的可选择性较低，同时不利用配方的调整。虽然大部分矿源黄腐酸盐都可以全溶于水，但由于其价格远高于矿源腐植酸钾和矿源腐植酸钠，使其应用受到很大程度的限制。此外，肥料本身偏酸时易对作物根系和土壤环境产生有负面作用。因此，发展近中性的含腐植酸水溶肥既有利于保证肥料的溶解性能又能避免肥料带来的不利影响。
酸碱中和是目前调节肥料酸碱度(pH)的常用方法，液体肥料生产工艺中比较多用到氢氧化钾、氢氧化钠等，当氮源中含铵或尿素时，碱过量时易导致氨逸出，因此对碱的用量有限制要求。此外，需要根据原料的差异对碱用量进行实时调整，比较费工费事。采用缓冲系统调控肥料pH，一方面可以更精准地控制pH，另一方面可以放宽生产工艺的条件，有利于保证产品质量。而以肥料原料为主的缓冲系统，不仅能实现比较精准的控制肥料的pH，而且有利于控制肥料生产成本和提高生产效率。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种以缓冲系统调控酸碱度的含腐植酸水溶肥。本发明的含腐植酸水溶肥溶解速度快，能为作物提供长效的氮磷养分，养分利用效率高，可以适量减少肥料施用量。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种以缓冲系统调控酸碱度的含腐植酸水溶肥，其特征在于，按重量份计，包括以下组分：50-750份的氮肥、50-600份的钾肥、60-750份矿源腐植酸盐、0-500份的聚磷酸盐，0-300份中微量元素肥料、20-550份的缓冲系统酸碱度调节剂、2-20份的助溶剂。
优选地，所述氮肥包括尿素、硫酸铵、硝酸铵、硝酸钠中的一种或多种混合物；所述钾肥包括氯化钾、硫酸钾、硝酸钾中的一种或多种混合物。
优选地，所述矿源腐殖酸盐包括矿源腐植酸钾、矿源腐植酸钠、矿源黄腐酸钾、矿源黄腐酸钠中的一种或多种混合物。
优选地，所述聚磷酸盐是全水溶聚磷酸，包括聚磷酸铵、聚磷酸钾、聚磷酸钠中的一种或多种混合物。
优选地，所述中微量元素肥料包括螯合态、络合态或离子态的钙肥、镁肥、铁肥、锌肥、硼肥中的一种或多种。
所述缓冲系统酸碱度调节剂包括磷酸氢二盐和磷酸二氢盐缓冲系统、硼砂和碳酸盐缓冲系统一种或两种。
进一步优选地，所述磷酸氢二盐包括磷酸氢二铵、磷酸氢二钾、磷酸氢二钠中的一种或多种混合物，所述磷酸二氢盐包括磷酸二氢铵、磷酸二氢钾、磷酸二氢钠中的一种或多种混合物，所述碳酸盐包括碳酸钾和碳酸钠中一种或两种。
优选地，所述助溶剂包括黄原胶、甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟甲基乙基纤维素、聚丙烯酸钠、海藻酸钠中的一种或多种混合物。
优选地，所述以缓冲系统调控酸碱度的含腐植酸水溶肥的氮磷钾含量为20％～60％，腐植酸含量为3％～37.5％。
优选地，所述以缓冲系统调控酸碱度的含腐植酸水溶肥的pH为6.0-8.0。
上述以缓冲系统调控酸碱度的含腐植酸水溶肥的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将助溶剂和腐植酸混匀粉碎，形成粒径0.1-0.2mm组分A；
(2)将其它原料混匀后粉碎，形成粒径0.8-1.2mm组分B；
(3)将组分A和组分B混匀后粉碎，形成0.3-0.5mm的粉剂产品。优选地，步骤(3)得到的粉剂产品还可以通过圆盘造粒、转鼓造粒或挤压造粒等工艺制成颗粒产品。
本发明中，磷酸氢二盐是指可溶性磷酸氢二盐，包括磷酸二钾、磷酸二钠和磷酸二铵；磷酸二氢盐是指可溶性磷酸二氢盐，包括磷酸二氢钾、磷酸二氢钠和磷酸二氢铵；碳酸盐是指可溶性碳酸盐，包括碳酸钾和碳酸钠；聚磷酸盐是指全水溶性聚磷酸盐包括聚磷酸钾、聚磷酸钠、聚磷酸铵。
本发明的含腐殖酸水溶肥中，按重量比计，氮：五氧化二磷：氧化钾为1:0.0-3.0:0.3-3.0。按照该比例配制的含腐殖酸水溶肥，能够提供均衡充足的养分，满足农作物生长的需求。本发明的含腐殖酸水溶肥以磷酸氢二盐和磷酸二氢盐缓冲系统、硼砂和碳酸盐缓冲系统为酸碱度调节剂，一方面能有效解决矿源腐植酸盐与酸性肥料共混难溶的问题，另一方面能有效避免肥料本身偏酸对作物根系和土壤环境的不良影响。本发明的含腐殖酸水溶肥中酸碱度调节剂的某些组分同时也是养分，既能提供丰富充足的养分，还能满足水溶肥pH和溶解方面的需要；以肥料原料为主构建缓冲系统，能有效地控制生产成本，具有广阔的应用前景。
本发明的有益效果：
本发明解决了矿源腐植酸钾/钠与肥料共溶时易产生沉淀的不足，能避免肥料过酸对作物根系和土壤的负面影响；以肥料原料为主构建缓冲系统，能有效地控制生产成本，具有广阔的应用前景；本发明的含腐殖酸水溶肥溶解速度快，能为作物提供长效的氮磷钾养分，养分利用效率高，可适量减少肥料施用量。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步详细描述。以下实施例仅用于说明本发明，不用来限制本发明的范围。
实施例1
一种以缓冲系统调控酸碱度的含腐植酸水溶肥，包括以下重量份计的组分：
尿素375份
硫酸铵100份
磷酸二铵50份
磷酸二氢铵50份
聚磷酸钠50份
氯化钾150份
硫酸钾125份
矿源腐植酸钠100份
硼砂20份
碳酸钾10份
甲基纤维素5份
羟乙基纤维素5份。
上述以缓冲系统调控酸碱度的含腐植酸水溶肥的制备方法，包括以下步骤：
(1)将矿源腐植酸钠、硼砂、碳酸钾、甲基纤维素和羟乙基纤维素混匀后粉碎至0.1-0.2mm；
(2)将其他组分混匀后粉碎至0.8-1.2mm；
(3)将步骤(1)和(2)处理的组分混匀后，粉碎形成0.3-0.5mm的产品。
上述方法制备的产品pH为6.9-7.2，不溶物低于0.1％。
实施例2
一种以缓冲系统调控酸碱度的含腐植酸水溶肥，包括以下重量份计的组分：
尿素175份
硫铵175份
磷酸二铵50份
磷酸二氢铵50份
聚磷酸铵50份
硫酸钾100份
硫酸镁50份
硫酸锌20份
矿源黄腐酸钾75份
硼砂10份
碳酸钠10份
羟乙基纤维素5份
聚丙烯酸钠3份。
上述以缓冲系统调控酸碱度的含腐植酸水溶肥的制备方法，包括以下步骤：
(1)将矿源黄腐酸钾、硼砂、碳酸钾、羟乙基纤维素和聚丙烯酸钠混匀后粉碎至0.1-0.2mm；
(2)将其他组分混匀后粉碎至0.8-1.2mm；
(3)将步骤(1)和(2)处理的组分混匀后，粉碎形成0.3-0.5mm的产品。
上述方法制备的产品pH为6.7-7.0，不溶物低于0.1％。
实施例3
一种以缓冲系统调控酸碱度的含腐植酸水溶肥，包括以下重量份计的组分：
尿素250份
硝酸钠100份
磷酸二铵25份
磷酸二氢铵50份
磷酸二钾50份
磷酸二氢钠50份
聚磷酸铵100份
氯化钾50份
硫酸钾250份
矿源腐植酸钾75份
硼砂10份
碳酸钾10份
羟甲基乙基纤维素5份
海藻酸钠3份。
上述以缓冲系统调控酸碱度的含腐植酸水溶肥的制备方法，包括以下步骤：
(1)将矿源腐植酸钾、硼砂、碳酸钾、羟甲基乙基纤维素和海藻酸钠混合粉碎至0.1-0.2mm；
(2)将其他组分混匀后粉碎至0.8-1.2mm；
(3)将步骤(1)和(2)处理的组分混匀后，粉碎形成0.3-0.5mm的产品。
上述方法制备的产品pH为6.9-7.2，不溶物低于0.1％。
实施例4
硫酸铵350份
硝酸钠350份
磷酸二铵50份
磷酸二氢铵25份
硫酸钾100份
矿源腐植酸钾150份
硼砂10份
碳酸钠10份
甲基纤维素5份
黄原胶5份。
上述以缓冲系统调控酸碱度的含腐植酸水溶肥的制备方法，包括以下步骤：
(1)将矿源腐植酸钾、硼砂、碳酸钠、甲基纤维素和黄原胶混合粉碎至0.1-0.2mm；
(2)将其他组分混匀后粉碎至0.8-1.2mm；
(3)将步骤(1)和(2)处理的组分混匀后，粉碎形成0.3-0.5mm的产品。
上述方法制备的产品pH为6.5-7.0，不溶物低于0.2％。
实施例5实施例1的水溶肥对土壤淋溶液pH的影响
具体操作：称取80g过20目酸性菜园土(pH为4.98)，置于100mL金属圆柱中(底部垫纱布+带孔外盖)，再放入漏斗中，分别入32mL50、100、200倍的实施例1(pH为6.98)和对照例(pH为4.96)的肥料溶液及纯水(pH为6.78)，静置过夜。分別加入50mL水淋溶，连续操作4次。同时接收淋溶液并测定淋溶液的pH。
从表1可以看出，实施例可将酸性土壤施肥区域的溶液pH调节接近中性，而对照例反而降低了施肥区域的溶液pH。说明实施例1的水溶肥利于调节酸性土壤的pH趋向中性，降低土壤中H+浓度，提高养分的有效性。
表1实施例1的水溶肥对土壤淋溶液pH的影响

Claims (10)

1.一种以缓冲系统调控酸碱度的含腐植酸水溶肥，其特征在于，按重量份计，包括以下组分：50-750份的氮肥、50-600份的钾肥、60-750份矿源腐植酸盐、0-500份的聚磷酸盐，0-300份中微量元素肥料、20-550份的缓冲系统酸碱度调节剂、2-20份的助溶剂。
2.根据权利要求1所述的以缓冲系统调控酸碱度的含腐植酸水溶肥，其特征在于，所述氮肥包括尿素、硫酸铵、硝酸铵、硝酸钠中的一种或多种混合物；所述钾肥包括氯化钾、硫酸钾、硝酸钾中的一种或多种混合物。
3.根据权利要求1所述的以缓冲系统调控酸碱度的含腐植酸水溶肥，其特征在于，所述矿源腐植酸盐包括矿源腐植酸钾、矿源腐植酸钠、矿源黄腐酸钾、矿源黄腐酸钠中的一种或多种混合物。
4.根据权利要求1所述的以缓冲系统调控酸碱度的含腐植酸水溶肥，其特征在于，所述聚磷酸盐是全水溶聚磷酸盐，包括聚磷酸铵、聚磷酸钾、聚磷酸钠中的一种或多种混合物。
5.根据权利要求1所述的以缓冲系统调控酸碱度的含腐植酸水溶肥，其特征在于，所述中微量元素肥料包括螯合态、络合态或离子态的钙肥、镁肥、铁肥、锌肥、硼肥中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的以缓冲系统调控酸碱度的含腐植酸水溶肥，其特征在于，所述缓冲系统酸碱度调节剂包括磷酸氢二盐和磷酸二氢盐缓冲系统、硼砂和碳酸盐缓冲系统一种或两种。
7.根据权利要求6所述的以缓冲系统调控酸碱度的含腐植酸水溶肥，其特征在于，所述磷酸氢二盐包括磷酸氢二铵、磷酸氢二钾、磷酸氢二钠中的一种或多种混合物，所述磷酸二氢盐包括磷酸二氢铵、磷酸二氢钾、磷酸二氢钠中的一种或多种混合物，所述碳酸盐包括碳酸钾和碳酸钠中一种或两种。
8.根据权利要求1所述的以缓冲系统调控酸碱度的含腐植酸水溶肥，其特征在于，所述助溶剂包括黄原胶、甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟甲基乙基纤维素、聚丙烯酸钠、海藻酸钠中的一种或多种混合物。
9.根据权利要求1所述的以缓冲系统调控酸碱度的含腐植酸水溶肥，其特征在于，所述以缓冲系统调控酸碱度的含腐植酸水溶肥的氮磷钾(N+P2O5+K2O)总含量为20％-60％，腐植酸含量为3％-37.5％；所述以缓冲系统调控酸碱度的含腐植酸水溶肥的pH为6.0-8.0。
10.权利要求1-9中任一项所述的以缓冲系统调控酸碱度的含腐植酸水溶肥的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将助溶剂和腐植酸盐混匀粉碎，形成粒径0.1-0.2mm组分A；
(2)将其它原料混匀后粉碎，形成粒径0.8-1.2mm组分B；
(3)将组分A和组分B混匀后粉碎，形成0.3-0.5mm的粉剂产品。
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