CN111116259B - 一种稳定性肥料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种稳定性肥料及其制备方法,属于肥料技术领域。该肥料包括以下组分:尿素、磷酸二铵、氯化钾、3,4‑二甲基吡唑磷酸盐、葡萄糖酸钙、改性淀粉及硅钙粉。该肥料的制备方法主要采用圆盘造粒工艺,制备粒径范围为3.35~4.75mm的肥料颗粒。本发明的应用可以提高硝化抑制剂的作用效率和肥料效率,减少抑制剂的毒性和对环境的污染。同时本发明的生产过程中避免了抑制剂在肥料制作过程中的分解,而且本发明生产工艺简单,对环境影响小,安全环保。
Description
技术领域
本发明涉及肥料技术领域,特别是一种稳定性肥料及其制备方法。
背景技术
氮肥的施用对提高作物的产量和品质有重要作用,但是氮素在土壤中存在挥发、淋失和反硝化等损失,因此在一般情况下氮肥的利用率很低,而施用氮肥也已经引发一系类的环境问题。目前氮肥配施硝化抑制剂可以有效的控制土壤中的硝化作用,从而减少氮素损失,提高氮肥利用率,增加作物产量。
单一的硝化抑制剂由于环境、土壤条件、施肥方式、种植作物等不同,其作用效果会受到一定的影响。现有的一些硝化抑制剂(例如双氰胺,醌类物质) 有一定的毒性,对环境不友好。
在肥料的生产过程中,一些抑制剂(比如正丁基硫代磷酸三胺)容易分解,需要添加保护剂从而使得生产工艺复杂。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种稳定性肥料及其制备方法,提高硝化抑制剂的效率和肥料效率,减少抑制剂的毒性和对环境的污染,降低肥料生产工艺的复杂度,减少抑制剂的分解。
为了实现上述目的,本发明采用的第一个技术方案是:一种稳定性肥料,其特征在于包括以下组分:尿素、磷酸二铵、氯化钾,改性淀粉、硅钙粉、3,4- 二甲基吡唑磷酸盐、葡萄糖酸钙。
优选的,所述肥料按照重量份配比为:尿素24~47份,磷酸二铵12~20 份,氯化钾10~17份,3,4-二甲基吡唑磷酸盐0.013~0.025份,葡萄糖酸钙0.65~ 10份,改性淀粉1~1.2份,硅钙粉11~53.2份。
优选的,所述肥料按照重量份配比为:尿素24份,磷酸二铵12份,氯化钾10份,3,4-二甲基吡唑磷酸盐0.013份,葡萄糖酸钙0.65份,改性淀粉1份,硅钙粉11份。
优选的,所述肥料按照重量份配比为:尿素47份,磷酸二铵20份,氯化钾17份,3,4-二甲基吡唑磷酸盐0.025份,葡萄糖酸钙10份,改性淀粉1.2份,硅钙粉53.2份。
优选的,所述肥料按照重量份配比为:尿素30份,磷酸二铵15份,氯化钾13份,3,4-二甲基吡唑磷酸盐0.020份,葡萄糖酸钙2份,改性淀粉1.1份,硅钙粉35份。
本发明采用的第二个技术方案是:一种稳定性肥料制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
称取原料,按照重量份配比称取所述尿素、所述磷酸二铵、所述氯化钾、所述3,4-二甲基吡唑磷酸盐、所述葡萄糖酸钙、所述改性淀粉、所述硅钙粉;
制备改性淀粉溶液,将所述改性淀粉溶于水制成改性淀粉溶液;
制备混合粉末,将所述尿素、所述磷酸二铵、所述氯化钾、所述3,4-二甲基吡唑磷酸盐、所述葡萄糖酸钙及所述硅钙粉混合制成粉末混合物;
造粒,将所述粉末混合物加入圆盘造粒机中,启动所述圆盘造粒机,在圆盘转动过程中向所述粉末混合物均匀喷洒所述改性淀粉溶液,直至所述混合粉末滚动成颗粒;
筛选颗粒,将所述颗粒加入筛分机中,筛选得到肥料颗粒;
烘干,将所述肥料颗粒放入烘干设备中,烘干得到成品肥料颗粒。
优选的,所述筛分机的筛孔为4至6目,所述肥料颗粒的粒径范围为 3.35~4.75mm。
优选的,所述烘干设备的温度设定为40℃~50℃。
本发明的有益效果:
本发明的应用可以提高硝化抑制剂的效率和肥料效率,减少抑制剂的毒性和对环境的污染。同时本发明的生产工艺简单,避免了抑制剂在肥料制作过程中的分解,整个生产过程对环境影响小,安全环保。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细阐述,以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解,从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
本发明采用
实施例一
本发明稳定性肥料,按照重量配比包括:尿素24份,磷酸二铵12份,氯化钾10份,3,4-二甲基吡唑磷酸盐0.013份,葡萄糖酸钙0.65份,改性淀粉1 份,硅钙粉11份。
此稳定性肥料的制备过程包括以下步骤:
一、称取原料,按照各原料的重量分配比称取尿素、磷酸二铵、氯化钾、 3,4-二甲基吡唑磷酸盐、葡萄糖酸钙、改性淀粉、硅钙粉。
二、制备改性淀粉溶液,将改性淀粉用水溶解从而制成改性淀粉溶液。
三、制备混合粉末,将尿素颗粒粉碎成粉末,与磷酸二铵粉末、氯化钾粉末、3,4-二甲基吡唑磷酸盐、葡萄糖酸钙及硅钙粉混合均匀,制成粉末混合物。
四、造粒,将粉末混合物加入圆盘造粒机中,启动圆盘造粒机,在圆盘转动过程中向粉末混合物均匀喷洒改性淀粉溶液,直至混合粉末滚动成颗粒。
五、筛选颗粒,将所述颗粒加入筛孔为4至6目的筛分机中,筛选得到粒径范围为3.35~4.75mm的肥料颗粒;
六、烘干,将肥料颗粒放入烘干设备中,设定烘干温度为40℃~50℃,在此条件下将肥料颗粒烘干得到成品肥料颗粒。
实施例二、
本发明稳定性肥料,按照重量配比包括:尿素47份,磷酸二铵20份,氯化钾17份,3,4-二甲基吡唑磷酸盐0.025份,葡萄糖酸钙10份,改性淀粉1.2 份,硅钙粉53.2份。
此稳定性肥料的制备过程包括以下步骤:
一、称取原料,按照各原料的重量分配比称取尿素、磷酸二铵、氯化钾、 3,4-二甲基吡唑磷酸盐、葡萄糖酸钙、改性淀粉、硅钙粉。
二、制备改性淀粉溶液,将改性淀粉用水溶解从而制成改性淀粉溶液。
三、制备混合粉末,将尿素颗粒粉碎成粉末,与磷酸二铵粉末、氯化钾粉末、3,4-二甲基吡唑磷酸盐、葡萄糖酸钙及硅钙粉混合均匀,制成粉末混合物。
四、造粒,将粉末混合物加入圆盘造粒机中,启动圆盘造粒机,在圆盘转动过程中向粉末混合物均匀喷洒改性淀粉溶液,直至混合粉末滚动成颗粒。
五、筛选颗粒,将所述颗粒加入筛孔为4至6目的筛分机中,筛选得到粒径范围为3.35~4.75mm的肥料颗粒;
六、烘干,将肥料颗粒放入烘干设备中,设定烘干温度为40℃~50℃,在此条件下将肥料颗粒烘干得到成品肥料颗粒。
实施例三、
本发明稳定性肥料,按照重量配比包括:尿素30份,磷酸二铵15份,氯化钾13份,3,4-二甲基吡唑磷酸盐0.020份,葡萄糖酸钙2份,改性淀粉1.1份,硅钙粉35份。
此稳定性肥料的制备过程包括以下步骤:
一、称取原料,按照各原料的重量分配比称取尿素、磷酸二铵、氯化钾、 3,4-二甲基吡唑磷酸盐、葡萄糖酸钙、改性淀粉、硅钙粉。
二、制备改性淀粉溶液,将改性淀粉用水溶解从而制成改性淀粉溶液。
三、制备混合粉末,将尿素颗粒粉碎成粉末,与磷酸二铵粉末、氯化钾粉末、3,4-二甲基吡唑磷酸盐、葡萄糖酸钙及硅钙粉混合均匀,制成粉末混合物。
四、造粒,将粉末混合物加入圆盘造粒机中,启动圆盘造粒机,在圆盘转动过程中向粉末混合物均匀喷洒改性淀粉溶液,直至混合粉末滚动成颗粒。
五、筛选颗粒,将所述颗粒加入筛孔为4至6目的筛分机中,筛选得到粒径范围为3.35~4.75mm的肥料颗粒;
六、烘干,将肥料颗粒放入烘干设备中,设定烘干温度为40℃~50℃,在此条件下将肥料颗粒烘干得到成品肥料颗粒。
以下结合具体试验描述本发明的应用效果:
试验一、土培肥效试验
培养用土壤取自沈阳农业大学棕壤肥料长期定位试验地,选取其中的长期不施肥和长期单施有机肥两种土壤(原因是两种土壤的理化性质差异很大)进行土壤培养试验。将土壤样品混匀以后,每个培养钵里添加100g土壤,称取所造的N-P2O5-K2O为25-10-10的稳定性肥料0.16g与培养钵里的土壤充分混匀后,保持含水量20%进行培养,另外设置同等养分的不添加抑制剂和只添加等量的3,4-二甲基吡唑磷酸盐(DMPP)的处理作为对照,每个处理设置32个重复,分别于培养的1、3、7、15、21、28、35、42天进行破坏性取样,测定土壤的硝化抑制率等指标,每次取样4个重复。结果表明,混合本肥料的处理在不施肥土壤上15天的硝化抑制率为58.05%,较只添加3,4-二甲基吡唑磷酸盐的处理高15.95%(见表1);而在长期施用有机肥的土壤上本肥料15天的硝化抑制率为61.14%,较只添加3,4-二甲基吡唑磷酸盐的处理高13.14%(见表2)。
表1 培养15d不同处理在长期不施肥土壤的硝化抑制率
表2 培养15d不同处理在长期施有机肥土壤的硝化抑制率
注:硝化抑制率(%)=(ω1-ω2)/ω1×100,ω1为15d时不添加抑制剂土壤的硝态氮含量,ω2为15d时添加抑制剂土壤的硝态氮含量。
试验二、盆栽试验
盆栽试验在沈阳农业大学土地与环境学院温室内进行。土壤采自沈阳农业大学土地与环境学院试验田0-20cm土壤,土壤类型为典型棕壤,适合玉米种植。试验所用瓦氏盆规格为:直径为28cm,高为35cm,底部有直径为1.5cm的排水孔,每盆装土17kg,将所造的25-10-10的稳定性肥料13.6g作底肥全层施用,另外设置同等养分的不添加抑制剂和只添加等量的3,4-二甲基吡唑磷酸盐的处理作为对照。每个处理设置20个处理,每盆播种3株玉米,播种的深度为5cm,在玉米的整个生育期间水分保持在田间持水量的60%,盆栽试验的管理措施按照常规方法进行,玉米生长季内每3天随机将盆的位置打乱重排。在玉米苗期进行间苗,每盆留1株苗,种植密度相当于每亩4000株。秋季测定玉米干物质重和产量,结果表明,施用本肥料玉米干物质重较同等养分未加抑制剂处理 16.52%,产量提高了21.52%;而较同等养分只添加等量3,4-二甲基吡唑磷酸盐处理产量提高了1.7%。
表3 不同处理盆栽玉米的干物质重和产量
试验三、大田试验
大田试验在沈阳农业大学土地与环境学院试验田进行。土壤类型为典型棕壤,将所造的肥料以750kg/hm2的施肥量条施,同时设置同等养分的不添加抑制剂和只添加等量的3,4-二甲基吡唑磷酸盐的处理作为对照,每个小区长7.5m* 宽4.8m,每个处理3次重复,种植密度为每亩4000株。秋季测定玉米的产量,结果表明,施用本肥料的玉米产量较同等养分未加抑制剂处理提高了9.98%;而较同等养分只添加等量3,4-二甲基吡唑磷酸盐处理提高了2.1%。
表4 大田不同处理玉米的干物质重和产量
试验处理 | 产量数值(kg/hm<sup>2</sup>) | 增产率(%) |
NPK | 9689.93 | - |
DMPP+NPK | 10438.14 | 7.72 |
Ca+DMPP+NPK | 10657.34 | 9.98 |
土培试验的结果表明,施用本发明的肥料相对于单一硝化抑制剂(DMPP) 可以提高硝化抑制率;盆栽试验和大田试验的结果表明,同单一硝化抑制剂 (DMPP)处理和同等养分未加抑制剂处理比较,施用本发明的肥料均可以提高产量。
本发明将葡萄糖酸钙和3,4-二甲基吡唑磷酸盐复配后制成复合硝化抑制剂,由于葡萄糖酸钙具有不挥发、稳定、易溶的特点,从而可以避免肥料制作过程中抑制剂分解的问题,而且制作过程不需要添加保护剂,降低了生产工艺的复杂度,同时两种原料对植物、人、动物及土壤中的微生物没有毒害,因而生产的稳定性肥料安全无毒,施用于土壤中对环境不会造成污染。
本发明中稳定性肥料的制备采用了圆盘造粒工艺,选用的设备(圆盘造粒机、筛分机、烘箱)均为常规设备,而且采用低温烘干工艺,使得生产工艺简单,生产过程没有三废的产生,安全环保。
本发明的应用可以提高硝化抑制剂的效率和肥料效率;本发明可以减少抑制剂的毒性和对环境的污染;同时本发明的生产工艺简单,避免了抑制剂在肥料制作过程中的分解,整个生产过程对环境影响小,安全环保。
以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (6)
1.一种稳定性肥料制备方法,其特征在于,稳定性肥料包括以下组分:尿素、磷酸二铵、氯化钾,改性淀粉、硅钙粉、3,4-二甲基吡唑磷酸盐、葡萄糖酸钙;
肥料按照重量份配比为:尿素24~47份,磷酸二铵12~20份,氯化钾10~17份,3,4-二甲基吡唑磷酸盐0.013~0.025份,葡萄糖酸钙0.65~10份,改性淀粉1~1.2份,硅钙粉11~53.2份;
所述稳定性肥料制备方法包括以下步骤:
称取原料,按照重量份配比称取所述尿素、所述磷酸二铵、所述氯化钾、所述3,4-二甲基吡唑磷酸盐、所述葡萄糖酸钙、所述改性淀粉、所述硅钙粉;
制备改性淀粉溶液,将所述改性淀粉溶于水制成改性淀粉溶液;
制备混合粉末,将所述尿素、所述磷酸二铵、所述氯化钾、所述3,4-二甲基吡唑磷酸盐、所述葡萄糖酸钙及所述硅钙粉混合制成粉末混合物;
造粒,将所述粉末混合物加入圆盘造粒机中,启动所述圆盘造粒机,在圆盘转动过程中向所述粉末混合物均匀喷洒所述改性淀粉溶液,直至所述混合粉末滚动成颗粒;
筛选颗粒,将所述颗粒加入筛分机中,筛选得到肥料颗粒;
烘干,将所述肥料颗粒放入烘干设备中,烘干得到成品肥料颗粒。
2.如权利要求1所述的稳定性肥料制备方法,其特征在于,所述肥料按照重量份配比为:尿素24份,磷酸二铵12份,氯化钾10份,3,4-二甲基吡唑磷酸盐0.013份,葡萄糖酸钙0.65份,改性淀粉1份,硅钙粉11份。
3.如权利要求1所述的稳定性肥料制备方法,其特征在于,所述肥料按照重量份配比为:尿素47份,磷酸二铵20份,氯化钾17份,3,4-二甲基吡唑磷酸盐0.025份,葡萄糖酸钙10份,改性淀粉1.2份,硅钙粉53.2份。
4.如权利要求1所述的稳定性肥料制备方法,其特征在于,所述肥料按照重量份配比为:尿素30份,磷酸二铵15份,氯化钾13份,3,4-二甲基吡唑磷酸盐0.020份,葡萄糖酸钙2份,改性淀粉1.1份,硅钙粉35份。
5.如权利要求1所述的稳定性肥料制备方法,其特征在于,所述筛分机的筛孔为4至6目,所述肥料颗粒的粒径范围为3.35~4.75mm。
6.如权利要求1所述的稳定性肥料制备方法,其特征在于,所述烘干设备的温度设定为40℃~50℃。
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