CN108147916A - 一种磷素肥料增效剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及肥料的助剂‑磷肥增效剂的技术领域，其特征在于能提高磷肥利用率、延长磷肥肥效期，并能保持土壤水分、抗旱保墒、促进作物生长、提高作物产量，是一种保水磷肥增效剂及其制备方法，包括保水增效剂：稳定剂：生化激活剂组成。制备方法是：选取保水增效剂生物炭、稳定剂风化煤和生化激活剂植酸酶，将以上三种原料按比例投入搅拌机中，充分搅拌，混合均匀，分装成袋，即得。本发明的磷素肥料增效剂适用于以重磷酸钙或铵态磷肥为原料生产高效磷肥，可随重磷酸钙、铵态磷肥或复合肥等同时施入各类土壤。本发明肥料增效剂能有效减少土壤磷的固定，显著提高肥料养分利用率，延长重磷酸钙或铵态磷肥的肥效期，改良土壤，提高作物产量和质量。

Description

一种磷素肥料增效剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及肥料的助剂-增效剂的技术领域，属于肥料技术领域，特别涉及磷肥增效剂及其制备方法。

背景技术

传统化学肥料，尤其是磷肥，由于淋失和土壤固定等因素的影响，利用率一直不高，磷肥当季利用率只有10％～20％左右。肥料利用率不高，不但对农作物的增产增质效果差，经济效益低，还可能会引起一系列的生态环境问题。磷肥施用不均衡或施用过量后，都容易造成农田养分流失和肥料利用率降低，会导致土壤中磷肥不断累积，土壤中磷素饱和以后，很难被淋溶的磷也会存在淋溶损失。农田土壤磷流失主要通过地表径流、侵蚀和淋溶，磷的淋失不仅给农业生产造成巨大损失，而且对农业生态环境带来了潜在威胁。国内外多采取生态拦截草带、植物篱、水平沟耕作、轮作、地膜覆盖等方式减少土壤养分的流失，通过工业途径生产以高利用率、高环境安全性为特征的高效磷素肥料增效剂，减少环境污染，节省磷肥用量，对于农作物有效的快速生长、增产增收带来积极的社会经济效益，对于推动我国肥料工业和无公害农业的发展意义重大。

土壤全磷的80％左右以有机P形态存在，其中植酸常占土壤有机磷的50％以上，在植物P素供应中发挥着重要作用。植酸只有在植酸酶的作用下水解成无机磷酸盐，才能被植物吸收利用，但植物本身没有分泌植酸酶的能力，外源植酸酶添加影响土壤中植酸磷的稳定性，会增强植酸的生物有效性。

近年来，把生物炭(biochar)用作土壤改良剂来减少养分淋失的研究日益增多。生物炭是生物质经过热裂解过程产生的主要产物，农作物秸秆经过热裂解后生成秸秆炭，其与木炭、竹炭等生物炭具有类似的性质。生物炭含有酚羟基、羧基、醇羟基、烯醇基、磺酸基、氨基、醌基、羰基、甲氧基等多种基团。由于这些活性基团的存在，决定了生物炭的碱性、亲水性、离子交换性、络合能力及较高的吸附能力，能够减少磷的固定，提高磷肥利用率，促进作物对磷的吸收，最终体现在生物效应及提高作物产量方面。生物炭的这些特点使之成为一种良好的磷肥增效剂，与化学磷肥混合施用，可明显提高各种肥料磷素养分的利用率。

风化煤中含有一定量的腐殖酸，能够促进磷肥释放，保证春季作物萌芽时对磷素的需求；同时，其中的活性基团对养分有较强的吸附螯合能力，使被吸附螯合的养分缓慢释放，减少其在土壤中的固定损失和淋失，增加其作物吸收率，调控磷肥长期缓慢释放。

然而，综合利用风化煤、植酸酶和生物炭来提高各种肥料养分的利用率尚未见报道。生物炭和风化煤可吸附植酸酶，发挥存储磷肥、减少土壤对磷肥固定以及促进土壤固定磷释放的功效。

发明内容

针对现有磷素化学肥料养分利用率低的问题，本发明提供一种既能提高肥料利用率，又能改良土壤性状，提高农产品品质的磷素肥料增效剂及其制备方法。

本发明一种磷素肥料增效剂：由保水增效剂、稳定剂和生化激活剂组成，按重量百分比例计，其具体重量比为：保水增效剂30％～40％，稳定剂30％～40％，磷素生化激活剂20％～40％。

按重量百分比计，所述保水增效剂为生物炭，所述生物炭含水量≤15％，粉碎至60目-100目。所述生物炭由农业废弃物(玉米秸秆)炭化制得，生物炭的制备方法包括：将玉米秸秆除去杂质后风干或烘干，粉碎过筛≤1cm；粉碎后的玉米秸秆以5-10℃·min-1升温至400-450℃进行无氧炭化反应，反应保温1.5-2h，即得秸秆炭化物；将秸秆炭化物冷却至室温，粉碎过筛(60目)，获得秸秆来源生物炭。所述稳定剂为风化煤，含水量≤15％，粉碎至60目-100目。所述磷素生化激活剂为植酸酶，含水量≤15％，粉碎至60目-100目。

磷素肥料增效剂的制备方法包括粉碎、按比例混合后即得，所述原料粉碎后按如下重量百分比比例混合：保水增效剂30％～40％，稳定剂30％～40％，磷素生化激活剂20％～40％。

所述生物炭，按重量百分比计30％～40％(干基)，将之粉碎至≤60目。生物炭由农业废弃物玉米秸秆在高温炭化炉中焖烧获得(≤700℃)，含水量≤5％。

所述植酸酶为商品化固体产品(北京昕大洋有限公司)，活度为10000U。

采用混合技术，所述原料按比例混合，其重量百分比例为3-4：3-4：2-4。

发明原理

外源植酸酶输入与各种磷肥复配施用，能显著提高肥料利用率，在一定程度上加速土壤有机磷转化，促进作物更快更好对养分的吸收、利用，同时减少了肥料或者土壤中磷素的淋失。

生物炭的特殊物理结构及其中的活性基团对肥料养分有较强的吸附螯合能力，使被吸附螯合的磷素养分缓慢释放，减少其在土壤中的固定损失和淋失，增加其作物吸收率；另一方面土壤中添加生物炭可提高土壤有机碳含量，改善土壤保水、保肥性能。

与其它普通增效剂相比，本发明的主要优点是：

1.随磷素肥料共同施用到土壤中，使得普通磷素肥料水溶性减弱；可减少磷肥随水流失损失及对生态环境造成的破坏。田间施用肥效长，可提高肥料利用率、节肥增产；生物炭无毒无害、不残留、来源广泛，在土壤中转为腐殖质起土壤改良剂作用。其应用可获得良好的经济和环境效益。

2.本发明能促进肥料养分利用，进一步满足和供应植物生长所需的多种养分，调理植物生长，提高作物产量和质量。显著提高肥料养分利用率：可提高磷利用率10％～15％，提高氮利用率6％～12％，提高钾利用率5％左右，并能显著提高中微量元素利用率。

3.生物炭施入土壤能改良土壤物理性状，能促进健康土壤生物链的形成，降低和防治病虫害，为植物生长建立优良的有机生态条件。

具体实施方式

下面通过实施例详述本发明。

实施例1(以重量计,下同)

将生物炭粉碎并过60目筛，将风化煤粉碎至60-100目，同时量取植酸酶(≤60目)，最后将40份生物炭、40份植酸酶、20份风化煤混合均匀，即得到粉末状产品1#。

实施例2

将生物炭粉碎并过60目筛，将风化煤粉碎至60-100目，同时另取植酸酶(≤60目)，最后将50份生物炭，40份植酸酶，10份风化煤混合均匀，即得到粉末状产品2#。

实施例3

将生物炭粉碎并过60目筛，将风化煤粉碎至≤60-100目，同时另取植酸酶(≤60目)，最后将60份生物炭，30份植酸酶，10份风化煤混合均匀，即得到粉末状产品3#。

应用例：

将1#、2#、3#增效剂与复合肥按照一定比例(0.8kg：10kg)混合，在植物生长前期分别提高磷肥利用率11.3％、12.4％和10.0％，提高氮肥利用率6.7％、6.3％和6.0％，提高钾利用率5.2％、5.10％和4.93％。

Claims (10)

1.一种磷素肥料增效剂，其特征在于：由保水增效剂、稳定剂和生化激活剂组成，按重量百分比例计，其具体重量比为：保水增效剂30％～40％，稳定剂30％～40％，磷素生化激活剂20％～40％。

2.根据权利要求1所述磷素肥料增效剂，其特征在于：按重量百分比计，所述保水增效剂为生物炭，所述生物炭含水量≤15％，粉碎至60目-100目。

3.根据权利要求2所述磷素肥料增效剂制备方法，其特征在于：所述生物炭由农业废弃物(玉米秸秆)炭化制得，生物炭的制备方法包括：将玉米秸秆除去杂质后风干或烘干，粉碎过筛≤1cm；粉碎后的玉米秸秆以5-10℃·min-1升温至400-450℃进行无氧炭化反应，反应保温1.5-2h，即得秸秆炭化物；将秸秆炭化物冷却至室温，粉碎过筛(60目)，获得秸秆来源生物炭。

4.根据权利要求1所述磷素肥料增效剂，其特征在于：所述稳定剂为风化煤，含水量≤15％，粉碎至60目-100目。

5.根据权利要求1所述磷素肥料增效剂，其特征在于：所述磷素生化激活剂为植酸酶，含水量≤15％，粉碎至60目-100目。

6.一种权利要求1所述磷素肥料增效剂的制备方法，其特征在于：包括粉碎、按比例混合后即得，所述原料粉碎后按如下重量百分比比例混合：保水增效剂30％～40％，稳定剂30％～40％，磷素生化激活剂20％～40％。

7.根据权利要求6所述磷素肥料增效剂的制备方法，其特征在于：按重量百分比计，所述保水增效剂为生物炭，所述生物炭含水量≤15％，粉碎至60目-100目。

8.根据权利要求7所述磷素肥料增效剂的制备方法，其特征在于：所述生物炭由农业废弃物(玉米秸秆)炭化制得，生物炭的制备方法包括：将玉米秸秆除去杂质后风干或烘干，粉碎过筛≤1cm；粉碎后的玉米秸秆以5-10℃·min-1升温至400-450℃进行无氧炭化反应，反应保温1.5-2h，即得秸秆炭化物；将秸秆炭化物冷却至室温，粉碎过筛(60目)，获得秸秆来源生物炭。

9.根据权利要求6所述磷素肥料增效剂的制备方法，其特征在于：所述稳定剂为风化煤，含水量≤15％，粉碎至60目-100目。

10.根据权利要求6所述磷素肥料增效剂的制备方法，其特征在于：所述磷素生化激活剂为植酸酶，含水量≤15％，粉碎至60目-100目。