CN110759788A

CN110759788A - 一种保水控失复合肥料及其制备方法

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Publication number: CN110759788A
Application number: CN201910935010.7A
Authority: CN
Inventors: 王斌; 朱永立; 李奇; 王靓贤; 张琪; 华小兵; 字文霖
Original assignee: YUNNAN YUNYE FERTILIZER CO Ltd
Current assignee: YUNNAN YUNYE FERTILIZER CO Ltd
Priority date: 2019-09-29
Filing date: 2019-09-29
Publication date: 2020-02-07

Abstract

本发明公开了一种保水控失复合肥料及其制备方法，保水控失复合肥料至少包括如下重量份的原料：磷酸一铵5‑15份、硝酸钾10‑15份、硫酸钾10‑25份、氯化钾1‑5份、壳聚糖1‑5份、保水材料1‑5份、黄腐酸钾1‑5份、硅酸钾5‑10份、硼砂0.5‑1份、七水硫酸镁0.5‑2份、蒙脱石5‑15份、七水硫酸锌0.5‑2份、乙二胺四乙酸1‑5份、硅藻土5‑15份；其中，所述的保水材料包括如下重量份的原料：膨化淀粉40‑60份、聚丙烯酸钠10‑30份、聚谷氨酸1‑5份、吸水树脂10‑15份、5％明胶溶液5‑10份。本发明的复合肥料不仅具有优异的水份调控功能，也可源源不断的向植物供应营养物质，保证植物生长需求。

Description

一种保水控失复合肥料及其制备方法

技术领域

本发明涉及化学肥料技术领域，尤其涉及一种保水控失复合肥料及其制备方法。

背景技术

复合肥是由化学方法和/或掺混方法制成的含作物营养元素氮、磷、钾中任何两种或三种的化肥，它是近代化肥品种中发展最快的品种，在化肥工业发达的国家里，它已发展成为主要的化肥产品之一；在化肥工业正在发展的国家里，它将是一种发展的必然趋势。复合肥生产和使用的目的是为了满足农业科学施肥的要求，提高施肥效果、发展优质高效农业及保护生态环境，其发展程度已成为衡量农业现代化的指针之一。

全球有42.9％的旱地，旱地农业受干旱影响，主要表现为自然降雨量与作物生长水分要求不相协调，因而，如何促使土壤保留更多的雨水为植物即需即用是旱地利用的主要问题。保水剂是一种高分子聚合材料，具有网络结构和带电基团，有缓释控释功能，是重要的吸水保水化学品，农业上人们把它比喻为“微型水库”。肥料发挥肥效取决于土壤中水分的有效性，即土壤中的水份含量影响肥料的施肥效果。若将保水剂和肥料单独施加在农作物上，不仅会增加作业强度，而且还会增加农田的作业成本。

因此，为了保留土壤中的水分，减缓肥料流失，提高肥料的施肥效果，急需对现有的复合肥进行改进，提供一种保水控失复合肥料及其制备方法成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的其中一个目的是提出一种保水控失复合肥料及其制备方法，解决了现有技术中保水剂和肥料单独施加造成的作业强度大以及农田作业成本高的技术问题。本发明优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明的保水控失复合肥料，至少包括如下重量份的原料：磷酸一铵5-15份、硝酸钾10-15份、硫酸钾10-25份、氯化钾1-5份、壳聚糖1-5份、保水材料1-5份、黄腐酸钾1-5份、硅酸钾5-10份、硼砂0.5-1份、七水硫酸镁0.5-2份、蒙脱石5-15份、七水硫酸锌0.5-2份、乙二胺四乙酸1-5份、硅藻土5-15份；其中，所述的保水材料包括如下重量份的原料：膨化淀粉40-60份、聚丙烯酸钠10-30份、聚谷氨酸1-5份、吸水树脂10-15份、5％明胶溶液5-10份。

根据一个优选实施方式，所述的吸水树脂为可降解吸水树脂。优选的，所述的可降解吸水树脂为以淀粉接枝丙烯酸盐为原料制备的淀粉类吸水树脂、以羧甲基纤维素为接枝母体制备的纤维素类吸水树脂、以丙烯酸或丙烯酰胺类的单体进行接枝的合成类吸水树脂中的一种或多种。本发明的可降解吸水树脂不限于此，也可是其余可降解吸水树脂。

本发明的保水材料包括可降解的吸水树脂以及助剂，相较于传统丙烯酸类保水材料，其具有更强的保水保肥性能，且对土壤更加安全环保，可减少水土流失，减少面源污染。

本发明的保水材料是由膨化淀粉、聚丙烯酸钠、聚谷氨酸、吸水树脂和5％明胶溶液混合制得的，其中，吸水树脂具有很好的吸水性能，明胶也可以大量吸水形成水凝胶，从而使土壤保留更多的水份，并且本发明的保水材料通过吸水树脂和明胶的双重吸水作用，比单一使用吸水性树脂的吸水保水性更好。另一方面，本发明复合肥料中的K⁺、NH₄ ⁺等逸出时，凝胶会进行吸附和阻碍，从而达到缓释的作用。

本发明保水控失复合肥料的制备方法，包括如下步骤：

备料：按重量份取磷酸一铵5-15份、硝酸钾10-15份、硫酸钾10-25份、氯化钾1-5份、壳聚糖1-5份、保水材料1-5份、黄腐酸钾1-5份、硅酸钾5-10份、硼砂0.5-1份、七水硫酸镁0.5-2份、蒙脱石5-15份、七水硫酸锌0.5-2份、乙二胺四乙酸1-5份、硅藻土5-15份，作为原料备用；

造粒：按照重量份将磷酸一铵5-15份、硝酸钾10-15份混合均匀，得到第一混合物，并将所述的第一混合物熔融成料浆；

按照重量份将硫酸钾10-25份、氯化钾1-5份、壳聚糖1-5份、保水材料1-5份、黄腐酸钾1-5份、硅酸钾5-10份、硼砂0.5-1份、七水硫酸镁0.5-2份、蒙脱石5-15份、七水硫酸锌0.5-2份、乙二胺四乙酸1-5份、硅藻土5-15份混合均匀，得到第二混合物；

将熔融成料浆的所述第一混合物喷涂于所述第二混合物中，得到第三混合物，并将所述的第三混合物造粒，得到保水控失复合肥料颗粒；

冷却筛分：将所述的保水控失复合肥料颗粒冷却筛分；

包膜：将筛分后的保水控失复合肥料颗粒包膜并包装；

其中，所述的保水材料是按照如下方式制备的：

按重量份取膨化淀粉40-60份、聚丙烯酸钠10-30份、聚谷氨酸1-5份、吸水树脂10-15份、5％明胶溶液5-10份，作为原料备用，

将称取的膨化淀粉、聚丙烯酸钠、聚谷氨酸、吸水树脂、5％明胶溶液混合均匀，得到所述的保水材料。

本发明制备保水控失复合肥料的方法，采用团粒法造粒，具体是将熔融成料浆的第一混合物喷涂于充分混匀的第二混合物中，得到第三混合物，并将第三混合物造粒。本发明的该种制造方法，相较于传统的复合肥料制备方法，可使保水材料与复合肥料中的营养元素充分混合，有利于保水材料吸收更多的水份，形成更多的水凝胶，更多的水凝胶可加强对复合肥料中K⁺、NH₄ ⁺等的吸附和阻碍，从而增强本发明保水材料的缓释作用。

根据一个优选实施方式，所述的原料磷酸一铵、硝酸钾、硫酸钾、氯化钾、壳聚糖、保水材料、黄腐酸钾、硅酸钾、硼砂、七水硫酸镁、蒙脱石、七水硫酸锌、乙二胺四乙酸和硅藻土为粉末状。

本发明的各原料优选为粉末状，在制备过程中，有利于各原料充分混合，从而可使制得的保水控失复合肥料不仅具有优异的水份调控功能，也可源源不断的向植物供应营养物质，保证植物生长需求。

根据一个优选实施方式，所述的5％明胶溶液是由温度为80℃热水溶解明胶而制成的。

根据一个优选实施方式，所述的5％明胶溶液通过喷涂方式加入膨化淀粉、聚丙烯酸钠、聚谷氨酸和吸水树脂，并将加入的所述的5％明胶溶液与膨化淀粉、聚丙烯酸钠、聚谷氨酸和吸水树脂混合均匀以制得所述的保水材料。

本发明的5％明胶溶液通过喷涂方式加入膨化淀粉、聚丙烯酸钠、聚谷氨酸和吸水树脂，可使明胶溶液与其余组分充分混合，保证保水材料的吸水性和缓释控制性能。

根据一个优选实施方式，将所述的保水控失复合肥料颗粒筛分至粒径为2-4.5mm。

本发明提供的保水控失复合肥料及其制备方法至少具有如下有益技术效果：

本发明的保水控失复合肥料，由于增加了保水材料，相较于传统控失肥料，保水率和保肥率均有大幅提升，吸水后0℃不结冰，100℃不蒸发，不仅具有优异的水份调控功能，也可源源不断的向植物供应营养物质，保证植物生长需求；并且施加本发明的保水控失复合肥料，只需一次施加作业，解决了现有技术中保水剂和肥料单独施加造成的作业强度大以及农田作业成本高的技术问题。

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

本实施例的保水控失复合肥料按照如下方式制备：

备料：按重量份取磷酸一铵10份、硝酸钾10份、硫酸钾25份、氯化钾5份、壳聚糖5份、保水材料3份、黄腐酸钾5份、硅酸钾5份、硼砂1份、七水硫酸镁2份、蒙脱石15份、七水硫酸锌1份、乙二胺四乙酸3份、硅藻土10份，作为原料备用。

其中，保水材料是按照如下方式制备的：

按重量份取膨化淀粉40份、聚丙烯酸钠10份、聚谷氨酸3份、吸水树脂12份、5％明胶溶液5份，作为原料备用。

将5％明胶溶液通过喷涂方式加入膨化淀粉、聚丙烯酸钠、聚谷氨酸和吸水树脂，并将加入的5％明胶溶液与膨化淀粉、聚丙烯酸钠、聚谷氨酸和吸水树脂混合均匀以制得保水材料。

造粒：按照重量份将磷酸一铵10份、硝酸钾10份混合均匀，得到第一混合物，并将所述的第一混合物熔融成料浆。

按照重量份将硫酸钾25份、氯化钾5份、壳聚糖5份、保水材料3份、黄腐酸钾5份、硅酸钾5份、硼砂1份、七水硫酸镁2份、蒙脱石15份、七水硫酸锌1份、乙二胺四乙酸3份、硅藻土10份混合均匀，得到第二混合物。

将熔融成料浆的所述第一混合物喷涂于所述第二混合物中，得到第三混合物，并将所述的第三混合物造粒，得到保水控失复合肥料颗粒。

冷却筛分：将所述的保水控失复合肥料颗粒冷却筛分。

包膜：将筛分后的保水控失复合肥料颗粒包膜并包装。

实施例2

备料：按重量份取磷酸一铵15份、硝酸钾13份、硫酸钾23份、氯化钾3份、壳聚糖1份、保水材料5份、黄腐酸钾1份、硅酸钾8份、硼砂0.5份、七水硫酸镁0.5份、蒙脱石10份、七水硫酸锌2份、乙二胺四乙酸1份、硅藻土5份，作为原料备用。

其中，保水材料是按照如下方式制备的：

按重量份取膨化淀粉50份、聚丙烯酸钠20份、聚谷氨酸1份、吸水树脂15份、5％明胶溶液8份，作为原料备用。

造粒：按照重量份将磷酸一铵15份、硝酸钾13份混合均匀，得到第一混合物，并将所述的第一混合物熔融成料浆。

按照重量份将硫酸钾23份、氯化钾3份、壳聚糖1份、保水材料5份、黄腐酸钾1份、硅酸钾8份、硼砂0.5份、七水硫酸镁0.5份、蒙脱石10份、七水硫酸锌2份、乙二胺四乙酸1份、硅藻土5份混合均匀，得到第二混合物。

冷却筛分：将所述的保水控失复合肥料颗粒冷却筛分。

包膜：将筛分后的保水控失复合肥料颗粒包膜并包装。

实施例3

备料：按重量份取磷酸一铵5份、硝酸钾15份、硫酸钾10份、氯化钾1份、壳聚糖3份、保水材料1份、黄腐酸钾3份、硅酸钾10份、硼砂0.8份、七水硫酸镁1份、蒙脱石5份、七水硫酸锌0.5份、乙二胺四乙酸5份、硅藻土15份，作为原料备用。

其中，保水材料是按照如下方式制备的：

按重量份取膨化淀粉60份、聚丙烯酸钠30份、聚谷氨酸5份、吸水树脂10份、5％明胶溶液10份，作为原料备用。

造粒：按照重量份将磷酸一铵5份、硝酸钾15份混合均匀，得到第一混合物，并将所述的第一混合物熔融成料浆。

按照重量份将硫酸钾10份、氯化钾1份、壳聚糖3份、保水材料1份、黄腐酸钾3份、硅酸钾10份、硼砂0.8份、七水硫酸镁1份、蒙脱石5份、七水硫酸锌0.5份、乙二胺四乙酸5份、硅藻土15份混合均匀，得到第二混合物。

冷却筛分：将所述的保水控失复合肥料颗粒冷却筛分。

包膜：将筛分后的保水控失复合肥料颗粒包膜并包装。

对实施例1～实施例3制得的保水控失复合肥料进行测试。

测试一：施加实施例1制得的保水控失复合肥料对烤烟生长的影响

实验目的：从植烟土壤保育的目的出发，探究本实施例1制得的保水控失复合肥料对烤烟生产的影响，以期为该新型肥料的大面积推广提供技术支撑。

实验地点：试验安排在禄劝团街进行，试验地要求土地平整，土壤肥力中等，排灌方便，远离污染源。

供试品种：当地主栽品种K326。

供试肥料：(生物)有机肥，由昆明云叶金元生物有机肥业有限公司提供；

烟草专用复合肥(N-P₂O₅-K₂O＝10-12-24)，由当地烟草公司提供；

硫酸钾(N-P₂O₅-K₂O＝0-0-52)，由当地烟草公司提供；

本实施例1制得的保水控失复合肥料。

试验设计：试验采用同田对照的模式进行研究，以当地常规施肥为对照，其他生产管理措施等都按照当地优质烟叶生产标准执行。示范区和对照区施肥情况如下表1：

表1示范区和对照区施肥情况

注：示范区与对照区各植烟100株。

田间管理：2019年4月19日移栽，2019年6月13日追肥，并测定团棵后期相关农艺性状，各小区随机选取15株烟进行测定。

试验结果与分析：试验结果如表2～表4所示。

表2不同施肥处理对团棵期烟株生长的影响

处理	株高(cm)	茎围	叶片数	最大叶长(cm)	最大叶宽(cm)
						对照	25.84	5.67	10.33	40.35	22.12
示范	29.21	6.94	11.53	41.71	23.83

由表2的结果可知：团棵期示范株高高于对照13.04％，说明示范区烟株纵向生长较对照区烟株更快；茎围、叶长、叶宽分别高于对照区烟株22.39％、3.37％、7.73％，说明示范区烟株横向生长较对照区烟株更快。

表3不同施肥处理对烟株旺长期生长发育的影响

由表3的结果可知：较对照区烟株，示范区烟株旺长期的株高增加2.23％，茎围较对照区烟株增加2.09％，上部叶长和叶宽分别增加1.60％、7.68％，中部叶长和叶宽分别增加6.21％、5.61％，下部叶长、叶宽分别增加1.44％、0.93％，烟株的整体长势均优于对照区处理的烟株。

表4不同施肥处理对烟株封顶期生长发育的影响

由表4的结果可知：较对照区烟株，示范区封顶期烟株叶片长势整体均优于对照区烟株，茎围增加3.22％，对于上部叶片而言，叶片长、宽分别增加17.21％、6.09％；对于中部叶片而言，长、宽分别增加5.69％、6.55％；对于下部叶片而言，长、宽分别增加2.26％、1.40％。由此可知施用实施例1的保水复合肥料处理更有利于烟株叶片产量的提高。

从示范区烟株与对照区烟株相比较的结果可知：施用实施例1的保水复合肥料的处理较对照更有利于烟株的早生快发，烟株长势良好，有利于烟株的横向生长及产量的提高。从侧面也反映出，在相同养分条件下，实施例1的保水控失复合肥料更能有效促进肥料在土壤及根系周围的水肥耦合，更符合作物生长过程中对养分的需求。

测试二：施加实施例2和实施例3制得的保水控失复合肥料对菜心生长的影响

实验目的：利用实施例2和实施例3制得的保水控失复合肥料种植菜心，通过测定菜心相关农艺性状及经济性状以期降低农户施用成本，达到高产优质的使用效果。

供试品种：当地主栽蔬菜品种—菜心。

供试肥料：实施例2制得的保水控失复合肥料；

实施例3制得的保水控失复合肥料；

常规不添加保水控失材料的复合肥。

示范地选择：选取肥力均一、光照、灌溉条件良好的地块。

试验方法：选取当地主栽作物品种菜心，于2018年12月17日播种，2019年1月30日收获测产。分别以实施例2和实施例3的保水控失复合肥料作为示范1和示范2，以常规施肥处理作为对照。每个处理重复3次，期间其余田间管理措施一致。设6个小区，小区面积27.8m²。

对照处理：生物有机肥40kg/亩+常规肥料15-6-20 40kg/亩；

示范1处理：生物有机肥40kg/亩+实施例2的保水控失复合肥料40kg/亩；

示范2处理：生物有机肥40kg/亩+实施例3的保水控失复合肥料40kg/亩。

结果统计与分析：按照常规配方15-6-20(净含量40kg)200元/袋，保水控失复合肥料(净含量40kg)250元/袋，生物有机肥1500元/吨，计算相关成本。

表5不同施肥处理对菜心农艺性状及产量的影响

由表5的结果可知：示范1区和示范2区处理的菜心长势优于对照区处理的菜心，施加实施例2的保水控失复合肥料的菜心较对照处理的菜心产量增加51.08％；施加实施例3的保水控失复合肥料的菜心较对照处理的菜心产量增加49.42％。

综合对照区与示范区处理的菜心结果可知：在肥料成本相差不大的情况下，示范区处理的株高及叶长均优于对照区，且生物量均远远高于对照区处理，示范区处理产投比也远高于对照区处理。综上所述，本发明实施例的保水控失复合肥料在菜心上具有较高的应用价值。

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

1.一种保水控失复合肥料，其特征在于，所述的保水控失复合肥料至少包括如下重量份的原料：

磷酸一铵5-15份、硝酸钾10-15份、硫酸钾10-25份、氯化钾1-5份、壳聚糖1-5份、保水材料1-5份、黄腐酸钾1-5份、硅酸钾5-10份、硼砂0.5-1份、七水硫酸镁0.5-2份、蒙脱石5-15份、七水硫酸锌0.5-2份、乙二胺四乙酸1-5份、硅藻土5-15份；

其中，所述的保水材料包括如下重量份的原料：膨化淀粉40-60份、聚丙烯酸钠10-30份、聚谷氨酸1-5份、吸水树脂10-15份、5％明胶溶液5-10份。

2.根据权利要求1所述的保水控失复合肥料，其特征在于，所述的吸水树脂为可降解吸水树脂。

3.一种保水控失复合肥料的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

冷却筛分：将所述的保水控失复合肥料颗粒冷却筛分；

包膜：将筛分后的保水控失复合肥料颗粒包膜并包装；

其中，所述的保水材料是按照如下方式制备的：

4.根据权利要求3所述的保水控失复合肥料的制备方法，其特征在于，所述的原料磷酸一铵、硝酸钾、硫酸钾、氯化钾、壳聚糖、保水材料、黄腐酸钾、硅酸钾、硼砂、七水硫酸镁、蒙脱石、七水硫酸锌、乙二胺四乙酸和硅藻土为粉末状。

5.根据权利要求3所述的保水控失复合肥料的制备方法，其特征在于，所述的5％明胶溶液是由温度为80℃热水溶解明胶而制成的。

6.根据权利要求5所述的保水控失复合肥料的制备方法，其特征在于，所述的5％明胶溶液通过喷涂方式加入膨化淀粉、聚丙烯酸钠、聚谷氨酸和吸水树脂，并将加入的所述的5％明胶溶液与膨化淀粉、聚丙烯酸钠、聚谷氨酸和吸水树脂混合均匀以制得所述的保水材料。

7.根据权利要求3所述的保水控失复合肥料的制备方法，其特征在于，将所述的保水控失复合肥料颗粒筛分至粒径为2-4.5mm。