CN111646866A - 一种长效缓释复合肥及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于肥料技术领域，尤其是一种长效缓释复合肥及其制备方法，解决了现有技术中复合肥利用率低，且肥效逐年下降，对环境造成污染等问题，所述长效缓释复合肥，包括以下原料：腐殖酸钾、氮磷肥、贝壳粉、瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵、改性聚乳酸、木质素磺酸钠、β‑环糊精、水、丙烯酸。本发明制得的长效缓释复合肥可以减少肥料的流失，有利于保护农田土壤和周边的环境质量，同时还可以提高农作物产品的品质，减少产品中硝酸盐、亚硝酸盐的含量；本发明的长效缓释复合肥与市售的专用肥料在等价用量的前提下，可增产15‑25％。

Description

一种长效缓释复合肥及其制备方法

技术领域

本发明涉及肥料技术领域，尤其涉及一种长效缓释复合肥及其制备方法。

背景技术

复合肥料是指含有两种或两种以上营养元素的化肥，复合肥具有养分含量高、副成分少且物理性状好等优点，对于平衡施肥，提高肥料利用率，促进作物的高产稳产有着十分重要的作用。但复合肥普遍存在利用率低，且肥效逐年下降的缺陷；而造成复合肥养分的损失的原因主要包括：雨水、灌溉水冲淋；肥效的分解和转化(例如铵肥分解和磷肥转化为难溶性磷)。

我国是一个农业大国，也是化肥生产和使用的大国，目前我国化肥总产量与施用量均占世界第一。随着农业产业的不断发展，以及农业产业对环境造成的影响越来越差，尤其是农业施肥、农业施药等给环境和农业产业的协调发展带来了严峻的考验，使得对农业用肥、农业用药的品质要求越来越高。缓释复合肥能够减缓肥料养分的释放，显著提高肥料的利用率，同时能够减少对环境的污染，成为近年来研究的热点。基于上述陈述，本发明提出了一种长效缓释复合肥及其制备方法。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中复合肥利用率低，且肥效逐年下降，对环境造成污染等问题，而提出的一种长效缓释复合肥及其制备方法。

一种长效缓释复合肥，包括以下重量份的原料：腐殖酸钾10-30份、氮磷肥20-50份、贝壳粉18-25份、瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵3-8份、改性聚乳酸20-30份、木质素磺酸钠2-4份、β-环糊精3-12份、水30-50份、丙烯酸15-25份。

优选的，所述长效缓释复合肥，包括以下重量份的原料：腐殖酸钾15-25份、氮磷肥30-40份、贝壳粉20-24份、瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵4-7份、改性聚乳酸22-28份、木质素磺酸钠2.4-3.5份、β-环糊精3.6-10.5份、水35-45份、丙烯酸18-22份。

优选的，所述木质素磺酸钠和β-环糊精的质量比为1.5-3:1。

优选的，所述长效缓释复合肥，包括以下重量份的原料：腐殖酸钾20份、氮磷肥35份、贝壳粉22份、瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵5.5份、改性聚乳酸25份、木质素磺酸钠3份、β-环糊精6.6份、水40份、丙烯酸20份。

优选的，所述氮磷肥由质量比为3-5:3-5:1-2的聚磷酸铵、硫磷酸铵和O,O-二(甲基苯基)二硫代磷酸铵复配而得。

优选的，所述改性聚乳酸由如下方法制备而来按质量比1:3-8将乙醇和水混合制成混合溶剂，升温至65-78℃，将混合溶剂质量8-15％的吡咯烷酮羧酸钠和混合溶剂质量5-8％的普罗兰多糖加入到混合溶剂中，搅拌混合10-20min后，加入混合溶剂质量2-7％的丝素蛋白，继续混合20-40min，混合均匀得改性剂；将聚乳酸升温至110-130℃，按聚乳酸和改性剂的质量比为1:0.07-0.12，将改性剂与聚乳酸混合均匀，降至室温得改性聚乳酸。

本发明还提出了一种长效缓释复合肥的制备方法，包括以下步骤：

S1、按所述比重，将腐殖酸钾、氮磷肥和贝壳粉共同加入到研磨机中，研磨混合18-30min后，加入瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵，以1200-1600r/min的转速搅拌混合均匀，制得混合基肥料；

S2、将所述比重的木质素磺酸钠、β-环糊精加入到水中，升温至80-100℃，搅拌溶解，加入改性聚乳酸，以1200-1600r/min的转速搅拌20-40min，制成缓释包膜剂；

S3、将步骤S1中制得的混合基肥料与所述比重的丙烯酸混合，混合均匀后投入造粒机中造粒，并在制备的颗粒表面喷涂步骤S2中制得的缓释包膜剂，包膜后的颗粒经热风干燥、室温冷却即得所述长效缓释复合肥。

本发明提出的一种长效缓释复合肥，具有以下有益效果：

1、本发明制得的长效缓释复合肥可以减少肥料的流失，有利于保护农田土壤和周边的环境质量，同时还可以提高农作物产品的品质，减少产品中硝酸盐、亚硝酸盐的含量；本发明的长效缓释复合肥与市售的专用肥料在等价用量的前提下，最高可增产25％。

本发明采用腐殖酸钾、氮磷肥和贝壳粉为原料，混合制成基肥，有效的保证了农作物对钾肥、氮磷肥和微量元素等的需求；本发明采用合理的比例，将聚磷酸铵、硫磷酸铵和O,O-二(甲基苯基)二硫代磷酸铵复配制成氮磷肥，利用各原料间分解速率和转化速率的差距，有效的解决了铵肥的分解和磷肥的转化问题，达到了肥效缓慢释放的效果。

本发明利用吡咯烷酮羧酸钠、普罗兰多糖和丝素蛋白对相容性和生物可降解性俱佳的聚乳酸进行改性，获得缓释水不相溶的该性聚乳酸，并将改性聚乳酸与木质素磺酸钠、β-环糊精混合，制成包膜材料，包膜材料对基肥进行包覆，能够起到缓肥控肥的效果，延长养分释放时间，满足作物后期对养分。

本发明配方科学、配比严谨，所得长效缓释复合肥颗粒均匀、肥效长，养分利用率高，安全、环保，不会对环境和农作物产品造成污染，解决了现有技术中复合肥利用率低，且肥效逐年下降，对环境造成污染等问题，其制备方法简单，制备条件温和，易于工业化生产，可得广泛应用。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。

实施例一

本发明提出的一种长效缓释复合肥，包括以下重量份的原料：腐殖酸钾10份、氮磷肥20份、贝壳粉18份、瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵3份、改性聚乳酸20份、木质素磺酸钠2份、β-环糊精3份、水30份、丙烯酸15份；

其中，所述氮磷肥由质量比为3:5:1的聚磷酸铵、硫磷酸铵和O,O-二(甲基苯基)二硫代磷酸铵复配而得；

其中，所述改性聚乳酸由如下方法制备而来按质量比1:3将乙醇和水混合制成混合溶剂，升温至65℃，将混合溶剂质量8％的吡咯烷酮羧酸钠和混合溶剂质量5％的普罗兰多糖加入到混合溶剂中，搅拌混合10min后，加入混合溶剂质量2％的丝素蛋白，继续混合20min，混合均匀得改性剂；将聚乳酸升温至110℃，按聚乳酸和改性剂的质量比为1:0.07，将改性剂与聚乳酸混合均匀，降至室温得改性聚乳酸。

本发明提出的一种长效缓释复合肥的制备方法，包括以下步骤：

S1、按所述比重，将腐殖酸钾、氮磷肥和贝壳粉共同加入到研磨机中，研磨混合18min后，加入瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵，以1200r/min的转速搅拌混合均匀，制得混合基肥料；

S2、将所述比重的木质素磺酸钠、β-环糊精加入到水中，升温至80℃，搅拌溶解，加入改性聚乳酸，以1200r/min的转速搅拌20min，制成缓释包膜剂；

S3、将步骤S1中制得的混合基肥料与所述比重的丙烯酸混合，混合均匀后投入造粒机中造粒，并在制备的颗粒表面喷涂步骤S2中制得的缓释包膜剂，包膜后的颗粒经热风干燥、室温冷却即得所述长效缓释复合肥。

实施例二

本发明提出的一种长效缓释复合肥，包括以下重量份的原料：腐殖酸钾20份、氮磷肥35份、贝壳粉22份、瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵5.5份、改性聚乳酸25份、木质素磺酸钠3份、β-环糊精6.6份、水40份、丙烯酸20份；

其中，所述氮磷肥由质量比为4:4:1.5的聚磷酸铵、硫磷酸铵和O,O-二(甲基苯基)二硫代磷酸铵复配而得；

其中，所述改性聚乳酸由如下方法制备而来按质量比1:5将乙醇和水混合制成混合溶剂，升温至72℃，将混合溶剂质量12％的吡咯烷酮羧酸钠和混合溶剂质量6.5％的普罗兰多糖加入到混合溶剂中，搅拌混合15min后，加入混合溶剂质量4％的丝素蛋白，继续混合30min，混合均匀得改性剂；将聚乳酸升温至120℃，按聚乳酸和改性剂的质量比为1:0.1，将改性剂与聚乳酸混合均匀，降至室温得改性聚乳酸。

本发明提出的一种长效缓释复合肥的制备方法，包括以下步骤：

S1、按所述比重，将腐殖酸钾、氮磷肥和贝壳粉共同加入到研磨机中，研磨混合24min后，加入瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵，以1400r/min的转速搅拌混合均匀，制得混合基肥料；

S2、将所述比重的木质素磺酸钠、β-环糊精加入到水中，升温至90℃，搅拌溶解，加入改性聚乳酸，以1400r/min的转速搅拌30min，制成缓释包膜剂；

S3、将步骤S1中制得的混合基肥料与所述比重的丙烯酸混合，混合均匀后投入造粒机中造粒，并在制备的颗粒表面喷涂步骤S2中制得的缓释包膜剂，包膜后的颗粒经热风干燥、室温冷却即得所述长效缓释复合肥。

实施例三

本发明提出的一种长效缓释复合肥，包括以下重量份的原料：腐殖酸钾30份、氮磷肥50份、贝壳粉25份、瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵8份、改性聚乳酸30份、木质素磺酸钠4份、β-环糊精12份、水50份、丙烯酸25份；

其中，所述氮磷肥由质量比为5:5:2的聚磷酸铵、硫磷酸铵和O,O-二(甲基苯基)二硫代磷酸铵复配而得；

其中，所述改性聚乳酸由如下方法制备而来按质量比1:8将乙醇和水混合制成混合溶剂，升温至78℃，将混合溶剂质量15％的吡咯烷酮羧酸钠和混合溶剂质量8％的普罗兰多糖加入到混合溶剂中，搅拌混合20min后，加入混合溶剂质量7％的丝素蛋白，继续混合40min，混合均匀得改性剂；将聚乳酸升温至130℃，按聚乳酸和改性剂的质量比为1:0.12，将改性剂与聚乳酸混合均匀，降至室温得改性聚乳酸。

本发明提出的一种长效缓释复合肥的制备方法，包括以下步骤：

S1、按所述比重，将腐殖酸钾、氮磷肥和贝壳粉共同加入到研磨机中，研磨混合30min后，加入瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵，以1600r/min的转速搅拌混合均匀，制得混合基肥料；

S2、将所述比重的木质素磺酸钠、β-环糊精加入到水中，升温至100℃，搅拌溶解，加入改性聚乳酸，以1600r/min的转速搅拌40min，制成缓释包膜剂；

S3、将步骤S1中制得的混合基肥料与所述比重的丙烯酸混合，混合均匀后投入造粒机中造粒，并在制备的颗粒表面喷涂步骤S2中制得的缓释包膜剂，包膜后的颗粒经热风干燥、室温冷却即得所述长效缓释复合肥。

对比例一

本发明提出的一种长效缓释复合肥，包括以下重量份的原料：腐殖酸钾10份、聚磷酸铵20份、贝壳粉18份、瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵3份、改性聚乳酸20份、木质素磺酸钠2份、β-环糊精3份、水30份、丙烯酸15份；

其中，所述改性聚乳酸由如下方法制备而来按质量比1:3将乙醇和水混合制成混合溶剂，升温至65℃，将混合溶剂质量8％的吡咯烷酮羧酸钠和混合溶剂质量5％的普罗兰多糖加入到混合溶剂中，搅拌混合10min后，加入混合溶剂质量2％的丝素蛋白，继续混合20min，混合均匀得改性剂；将聚乳酸升温至110℃，按聚乳酸和改性剂的质量比为1:0.07，将改性剂与聚乳酸混合均匀，降至室温得改性聚乳酸。

本发明提出的一种长效缓释复合肥的制备方法，包括以下步骤：

S1、按所述比重，将腐殖酸钾、聚磷酸铵和贝壳粉共同加入到研磨机中，研磨混合18min后，加入瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵，以1200r/min的转速搅拌混合均匀，制得混合基肥料；

S2、将所述比重的木质素磺酸钠、β-环糊精加入到水中，升温至80℃，搅拌溶解，加入改性聚乳酸，以1200r/min的转速搅拌20min，制成缓释包膜剂；

S3、将步骤S1中制得的混合基肥料与所述比重的丙烯酸混合，混合均匀后投入造粒机中造粒，并在制备的颗粒表面喷涂步骤S2中制得的缓释包膜剂，包膜后的颗粒经热风干燥、室温冷却即得所述长效缓释复合肥。

对比例二

本发明提出的一种长效缓释复合肥，包括以下重量份的原料：腐殖酸钾10份、氮磷肥20份、贝壳粉18份、瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵3份、聚乳酸20份、木质素磺酸钠2份、β-环糊精3份、水30份、丙烯酸15份；

其中，所述氮磷肥由质量比为3:5:1的聚磷酸铵、硫磷酸铵和O,O-二(甲基苯基)二硫代磷酸铵复配而得；

本发明提出的一种长效缓释复合肥的制备方法，包括以下步骤：

S1、按所述比重，将腐殖酸钾、氮磷肥和贝壳粉共同加入到研磨机中，研磨混合18min后，加入瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵，以1200r/min的转速搅拌混合均匀，制得混合基肥料；

S2、将所述比重的木质素磺酸钠、β-环糊精加入到水中，升温至80℃，搅拌溶解，加入聚乳酸，以1200r/min的转速搅拌20min，制成缓释包膜剂；

S3、将步骤S1中制得的混合基肥料与所述比重的丙烯酸混合，混合均匀后投入造粒机中造粒，并在制备的颗粒表面喷涂步骤S2中制得的缓释包膜剂，包膜后的颗粒经热风干燥、室温冷却即得所述长效缓释复合肥。

根据缓释肥国家标准GBT23348-2009的测定方法，分别本实施例一-三和对比一、二中制备的复合肥在24h和28h的累积养分溶出率，得出如下结果：

设置试验组和对照组：

将本发明实施例一-三中制备的复合肥和市售的复合肥(青岛方正科技生物工程有限公司的大豆专用复合肥料)均在大豆种植地实施，分别选取四块面积均为5亩的试验地，分别标记试验组一-三和对照组一。试验组一-三施用本发明实施例一-三的复合肥，对照组一施用市售的复合肥，所有肥料均作为基肥一次施用，亩施用量为40Kg，后期不再追肥，四块试验地的大豆品种、日常管理均相同，待收获季节可知，试验组一-三中的大豆产量较对照组一有明显提高，其中试验组一提高18.8％，试验组二提高25％，试验组三提高23.4％；试验组一-三中的大豆品质较对照组一亦有明显提高，其中试验组一百粒大豆均重较对照组一提高了5.9％，试验组二百粒大豆均重较对照组一提高了7.1％，试验组三百粒大豆均重较对照组一提高了6.7％；试验组一-三中的大豆在生长过程中，病虫害发生率较对照组一明显偏低，且试验组一-三中收货的大豆品质安全。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，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，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种长效缓释复合肥，其特征在于，包括以下重量份的原料：腐殖酸钾10-30份、氮磷肥20-50份、贝壳粉18-25份、瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵3-8份、改性聚乳酸20-30份、木质素磺酸钠2-4份、β-环糊精3-12份、水30-50份、丙烯酸15-25份。

2.根据权利要求1所述的一种长效缓释复合肥，其特征在于，包括以下重量份的原料：腐殖酸钾15-25份、氮磷肥30-40份、贝壳粉20-24份、瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵4-7份、改性聚乳酸22-28份、木质素磺酸钠2.4-3.5份、β-环糊精3.6-10.5份、水35-45份、丙烯酸18-22份。

3.根据权利要求1或2所述的一种长效缓释复合肥，其特征在于，所述木质素磺酸钠和β-环糊精的质量比为1.5-3:1。

4.根据权利要求1或2所述的一种长效缓释复合肥，其特征在于，包括以下重量份的原料：腐殖酸钾20份、氮磷肥35份、贝壳粉22份、瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵5.5份、改性聚乳酸25份、木质素磺酸钠3份、β-环糊精6.6份、水40份、丙烯酸20份。

5.根据权利要求4所述的一种长效缓释复合肥，其特征在于，所述氮磷肥由质量比为3-5:3-5:1-2的聚磷酸铵、硫磷酸铵和O,O-二(甲基苯基)二硫代磷酸铵复配而得。

6.根据权利要求4所述的一种长效缓释复合肥，其特征在于，所述改性聚乳酸由如下方法制备而来按质量比1:3-8将乙醇和水混合制成混合溶剂，升温至65-78℃，将混合溶剂质量8-15％的吡咯烷酮羧酸钠和混合溶剂质量5-8％的普罗兰多糖加入到混合溶剂中，搅拌混合10-20min后，加入混合溶剂质量2-7％的丝素蛋白，继续混合20-40min，混合均匀得改性剂；将聚乳酸升温至110-130℃，按聚乳酸和改性剂的质量比为1:0.07-0.12，将改性剂与聚乳酸混合均匀，降至室温得改性聚乳酸。

7.根据权利要求1-6任一项所述的长效缓释复合肥的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、按所述比重，将腐殖酸钾、氮磷肥和贝壳粉共同加入到研磨机中，研磨混合18-30min后，加入瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵，以1200-1600r/min的转速搅拌混合均匀，制得混合基肥料；

S2、将所述比重的木质素磺酸钠、β-环糊精加入到水中，升温至80-100℃，搅拌溶解，加入改性聚乳酸，以1200-1600r/min的转速搅拌20-40min，制成缓释包膜剂；

S3、将步骤S1中制得的混合基肥料与所述比重的丙烯酸混合，混合均匀后投入造粒机中造粒，并在制备的颗粒表面喷涂步骤S2中制得的缓释包膜剂，包膜后的颗粒经热风干燥、室温冷却即得所述长效缓释复合肥。