CN112110767A - 一种含活性因子有机无机复混肥料及其制备与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种含活性因子有机无机复混肥料及其制备与应用，该有机无机复混肥料包括：a)颗粒内芯；该颗粒内芯包括以下成分：第一氮肥、磷肥、第一钾肥、中微量元素肥、功能包；和b)覆盖所述颗粒内芯的包覆层；该包覆层包括以下成分：腐植酸、氢氧化物、第二氮肥，第二钾肥。本发明提供一种有机无机复混肥料，该有机无机复混肥料的肥料利用率高，可有效改良土壤、松土保水、促进作物生长、提高农作物产量和品质。

Description

一种含活性因子有机无机复混肥料及其制备与应用
技术领域
本发明涉及肥料技术领域，尤其涉及一种含活性因子有机无机复混肥料及其制备与应用。
背景技术
目前化肥使用量的70％-80％被不合理的使用方式和土壤营养不平衡导致肥料综合利用率低而造成浪费，既造成巨大的经济损失又导致土壤环境、大气环境及水体环境的严重污染。肥料的过度使用以及农业施肥结构的不合理现象，导致土壤板结、酸化严重、微生态环境失衡，土壤板结使农作物的生根受阻、肥料利用率下降、作物呼吸困难，导致农作物生长障碍，最终导致农作物产量下降。
有机-无机复混肥料具有速效、长效双重优点，配方合理。目前常见的有机无机复混肥料中的有机成分主要是未经活化的风化煤。未经活化的风化煤与常规的畜禽粪便、植物秸秆发酵制得的有机物料相比，存在水溶性腐植酸含量低，生物活性差的问题，而且微量元素含量不足。在农业上应用发现，与等养分投入的无机肥料相比，采用未经活化的风化煤生产的有机无机复混肥料的改土效果以及生物效应不明显。水溶性腐植酸在改良土壤、促进作物生长、提高肥料利用率方面作用显著，因此对风化煤进行活化可以提高水溶性腐植酸的含量，从而提升有机无机复混肥应用效果。
目前有关风化煤活化主要采用碱化活化的方法，风化煤中的腐植酸为多元有机酸能够与碱反应生成可溶性的腐植酸盐。现有技术方案主要为水相活化工艺，采用氢氧化钾、碳酸钾等碱性较强且成本较高的碱性物质，残留未反应的碱容易造成烧苗等问题。
发明内容
本发明实施例提供一种含活性因子有机无机复混肥料，本发明的含活性因子有机无机复混肥料的肥料利用率高，可有效改良土壤、松土保水、促进作物生长、提高农作物产量和品质。
本发明实施例提供一种含活性因子有机无机复混肥料，包括：a)颗粒内芯；该颗粒内芯包括以下成分：第一氮肥、磷肥、第一钾肥、中微量元素肥、功能包；和b)覆盖所述颗粒内芯的包覆层；该包覆层包括以下成分：腐植酸、氢氧化物、第二氮肥，第二钾肥。
发明人经研究意外发现，采用上述包覆结构,解决了高塔工艺添加腐植酸存在的起泡、添加量少等工艺问题，活化的腐植酸尿素混合液喷浆造粒可显著提高颗粒强度，减少颗粒粉化问题，通过将上述有效成分合理搭配，可以提高肥料利用率，有效改良土壤、松土保水、提高农作物产量和品质，尤其是,活化的腐植酸尿素、松土精与聚谷氨酸成分共同作用,解决了腐植酸活化、尿素损失等问题可以抑制尿酶的活动，减缓尿素分解，减少挥发，并且逐渐释放氮素，使肥效延长。同时腐植酸的生物活性能促进植物根系发育和体内氮素代谢，促进氮的吸收，提高肥效利用率。
在一些实施例中，所述有机无机复混肥料包括以下重量份的原料制备而成：
第一氮肥5～30份
第二氮肥15～40份
腐殖酸20～40份
氢氧化物0.5～1份
磷肥10～16份
第一钾肥5～25份
第二钾肥0.1～5份
中微量元素肥0.1～0.5份
功能包0.1～0.25份。
在一些实施例中，所述第一氮肥选自尿素、硫酸铵和氯化铵中的一种或多种；和/或，所述第二氮肥选自尿素、硫酸铵和氯化铵中的一种或多种。
在一些实施例中，所述氢氧化物为氢氧化钾和/或氢氧化钠。
在一些实施例中，所述磷肥选自磷酸一铵、磷酸一铵和磷酸二铵中的一种或多种；和/或，所述第一钾肥为粉末状硫酸钾或氯化钾；和/或，所述第二钾肥为粉末状硫酸钾或氯化钾。
在一些实施例中，所述功能包为聚谷氨酸和/或松土精。
在一些实施例中，所述中微量元素肥包括选自一水硫酸锌、硼酸、七钼酸铵、硫酸镁、硫酸亚铁和硅钙镁肥中的一种或多种。
在一些实施例中，所述有机无机复混肥料包括以下重量份的原料制备而成：
腐植酸26份
氢氧化钾0.42份
氢氧化钠0.28份
尿素28份
硫酸铵16份
磷酸一铵14份
硫酸钾14份
氯化钾1份
中微量元素0.3份
松土精0.1份
聚谷氨酸0.1份。
本发明中，活化腐植酸与尿素互相作用反应后，可显著提高腐植酸活化率，增加水溶性黄腐酸含量，同时腐植酸有较强的离子交换能力和吸附能力可以抑制尿酶的活动，减缓尿素分解，减少挥发，并且逐渐释放氮素，使肥效延长。同时腐植酸的生物活性能促进植物根系发育和体内氮素代谢，促进氮的吸收，提高肥效利用率。
本发明实施例还提供一种有机无机复混肥料的制备方法，包括：将所述涂覆层涂覆于所述颗粒内芯上，干燥后，即得。
在一些实施例中，所述有机无机复混肥料的制备方法，包括：
(1)按比例将腐植酸、氢氧化钾和氢氧化钠混合反应，反应1小时后，再经微波活化，形成活化腐植酸；
(2)按比例将尿素、氯化钾混合、升温至120℃进行熔融，得熔融尿素；
(3)将(1)中所述活化腐植酸加入到(2)中所述熔融尿素中，120℃保温30min，进行二次活化反应，得活化的腐植酸和尿素混合液；
(4)按比例将硫酸铵、磷酸一铵、硫酸钾、中微量元素、功能包混合造粒，得颗粒内芯；
(5)将所述活化的腐植酸和尿素混合液喷向所述颗粒内芯，生成的肥料颗粒经烘干、冷却、筛分、计量、包装等环节，形成含活化腐植酸具有松土保水功能的有机无机复混肥料。
本发明中，活化的腐植酸尿素混合液喷浆造粒可显著提高颗粒强度，减少颗粒粉化问题。同时可改善高塔工艺添加腐植酸存在的起泡、添加量少等工艺问题。活化腐植酸与尿素反应后，可显著提高腐植酸活化率，增加水溶性黄腐酸含量。同时腐植酸有较强的离子交换能力和吸附能力可以抑制尿酶的活动，减缓尿素分解，减少挥发，并且逐渐释放氮素，使肥效延长。同时腐植酸的生物活性能促进植物根系发育和体内氮素代谢，促进氮的吸收，提高肥效利用率。
本发明实施例还提供上述有机无机复混肥料在花生专用肥中的应用。
本发明的有益效果至少在以下方面：
1、改良土壤、土壤修复。活化腐植酸因官能团种类和数量不同，导致活性不同，受活化腐植酸作用影响，可以改变土壤团粒结构。与土壤微粒作用，使土壤形成大小不一的团粒，结构稳定。其表面活性可以吸附交换络合施入的肥料，同时也把土壤固化的部分转化出来。松土精为一种高活性的聚合物，稳定性强，可任意比例溶于水，能有效地调理、改善土壤团粒结构，消除土壤板结，增强土壤渗透能力，提高土壤缓冲性能。
2、营养全面。产品中除含有植物所需的氮磷钾、还含有植物生长所需的中微量元素硫、硼、锌。另外产品中特别添加适量的聚谷氨酸、活化腐植酸，具有免疫、抗逆、抗旱、抗寒、改善品质、改良土壤等功能。
3、安全、环保、对人畜无毒副作用，对环境无污染。活化腐植酸是从泥煤、褐煤和风化煤中提取出来的，组成结构比较单一，主要是芳香族羟基羧酸类物质；对环境无污染，对人畜安全、环保。添加的聚谷氨酸经土壤微生物作用可逐步进行降解，被作物吸收利用，不污染环境，实现环境友好型有机无机复混肥料。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件，或者按照产品说明书进行。
本发明中，所用仪器等未注明生产厂商者，均为可通过正规渠道商购买得到的常规产品。本发明中所用的原料均可在国内产品市场方便买到，本发明中，所说腐植酸为风化煤腐植酸。实施例中，小颗粒尿素(农业级，氮≥46％)；腐植酸：新疆双龙腐植酸有限公司；磷酸一铵：粉末状(总养分≥55％)；硫酸钾：曼海姆法工艺自产(总养分≥52％)；硼酸为白色粉末(工业一等品，硼含量≥17％)；一水硫酸锌为白色粉末(工业一等品，锌含量≥33％)；硫酸镁为白色粉末(工业一等品，镁含量≥18％)；七水硫酸亚铁为白色粉末(工业一等品，亚铁含量≥20％)；七钼酸铵(工业一等品，钼含量≥54％)；功能包：松土精为聚丙烯酰胺、聚乙烯酰胺等类物质复配。聚谷氨酸：南京轩凯生物科技有限公司(聚谷氨酸含量≥25％)。所述腐植酸钠/钾采用水相活化工艺生产，新疆双龙腐植酸有限公司。
实施例1
本实施例提供一种有机无机复混肥料肥,包括a)颗粒内芯；该颗粒内芯包括以下成分：硫酸铵、磷酸一铵、硫酸钾、中微量元素、功能包；和b)覆盖所述颗粒内芯的包覆层；该包覆层包括以下成分：腐植酸、氢氧化物、氯化钾、尿素。具体以下重量份的原料组成：腐植酸26份、氢氧化钾和氢氧化钠(重量比1.5:1)0.5份、尿素28份、硫酸铵16份、磷酸一铵14份、硫酸钾14份、氯化钾1份、中微量元素0.3份、功能包0.2份(松土精和聚谷氨酸各0.1份)。
本实施例提供的有机无机复混肥料肥的制备如下：
步骤1：按重量份数计，腐植酸26份、氢氧化钾和氢氧化钠(重量比1.5:1)0.5份加入到双轴桨叶混合机进行混合反应，反应1小时后，再经微波活化，形成活化腐植酸。
步骤2：尿素28份，氯化钾1份，通过计量皮带送入熔融槽，升温至120℃进行熔融，将步骤1活化腐植酸加入到熔融尿素液中，进一步活化反应，形成活化腐植尿素等。
步骤3：按重量份数计，硫酸铵16份、磷酸一铵14份、硫酸钾14份、中微量元素0.3份、松土精和聚谷氨酸各0.1份，通过计量皮带送入造粒机，进行造粒。
步骤4：将步骤2活化的腐植酸和尿素混合液喷入造粒机，生成的肥料颗粒经烘干、冷却、筛分、计量、包装等环节，形成含活化腐植酸具有松土保水功能的有机无机复混肥料。
按以上配比得到的产品规格为：总养分含量≥30％(N-P2O5-K2O，17.6-6.2-7.9)含活化腐植酸具有松土保水功能的有机无机复混肥料。
实施例2
本实施例提供一种有机无机复混肥料肥,包括a)颗粒内芯；该颗粒内芯包括以下成分：硫酸铵、磷酸一铵、硫酸钾、中微量元素、功能包；和b)覆盖所述颗粒内芯的包覆层；该包覆层包括以下成分：腐植酸、氢氧化物、氯化钾、尿素。具体以下重量份的原料组成：腐植酸26份、氢氧化钾和氢氧化钠(重量比1.5:1)0.7份、尿素28份、硫酸铵16份、磷酸一铵14份、硫酸钾14份、氯化钾1份、中微量元素0.3份、功能包0.2份(松土精和聚谷氨酸各0.1份)
按以上配比，然后按实施例1方法得到的产品规格为：总养分含量≥30％(N-P2O5-K2O，17.5-6.2-7.9)含活化腐植酸具有松土保水功能的有机无机复混肥料。
对比例1
腐植酸26份、氢氧化钾和氢氧化钠(重量比1.5:1)0.3份、尿素28份、硫酸铵16份、磷酸一铵14份、硫酸钾14份、氯化钾1份、中微量元素0.3份、功能包0.2份
按以上配比，然后按实施例1方法得到的产品规格为：总养分含量≥30％(N-P2O5-K2O，17.6-6.2-8.0)含活化腐植酸具有松土保水功能的有机无机复混肥料。
对比例2
腐植酸26份、氢氧化钾和氢氧化钠(重量比1.5:1)1份、尿素28份、硫酸铵15.5份、磷酸一铵14份、硫酸钾14份、氯化钾1份、中微量元素0.3份、功能包0.2份
按以上配比，然后按实施例1方法得到的产品规格为：总养分含量≥30％(N-P2O5-K2O，17.4-6.2-8.0)含活化腐植酸具有松土保水功能的有机无机复混肥料。
对比例3
腐植酸26份、尿素28份、硫酸铵16.5份、磷酸一铵14份、硫酸钾14份、氯化钾1份、中微量元素0.3份、功能包0.2份
步骤1：按重量份数计，腐植酸26份、尿素28份、硫酸铵16.5份、磷酸一铵14份、硫酸钾14份、氯化钾1份、中微量元素0.3份、功能包0.2份，通过计量皮带送入造粒机，进行造粒。生成的肥料颗粒经烘干、冷却、筛分、计量、包装等环节，形成含腐植酸的有机无机复混肥料。
按以上配比得到的产品规格为：总养分含量≥30％(N-P2O5-K2O，17.7-6.2-7.9)含腐植酸具有松土保水功能的有机无机复混肥料。
对比例4
腐植酸26份、氢氧化钾和氢氧化钠(重量比1.5:1)0.5份、尿素28份、硫酸铵16.2份、磷酸一铵14份、硫酸钾14份、氯化钾1份、中微量元素0.3份
按以上配比得到的产品规格为：总养分含量≥30％(N-P2O5-K2O，17.6-6.2-7.9)含活化腐植酸的有机无机复混肥料。
对比例5
腐植酸钠26份、尿素28份、硫酸铵16.5份、磷酸一铵14份、硫酸钾14份、氯化钾1份、中微量元素0.3份、功能包0.2份
步骤1：按重量份数计，腐植酸钠26份、尿素28份、硫酸铵16.5份、磷酸一铵14份、硫酸钾14份、氯化钾1份、中微量元素0.3份、功能包0.2份，通过计量皮带送入造粒机，进行造粒。生成的肥料颗粒经烘干、冷却、筛分、计量、包装等环节，形成含腐植酸的有机无机复混肥料。
按以上配比得到的产品规格为：总养分含量≥30％(N-P2O5-K2O，17.7-6.2-7.9)含腐植酸具有松土保水功能的有机无机复混肥料。
实验例1(大田肥效试验)
1、试验地点：山东省临沂市临沭县蛟龙镇
2、试验地土壤基本情况：供试土壤为壤土。
花生品种选择与种子处理：选用科花1号；种子播种前进行晾晒。试验设计：
试验设置9个处理，每处理小区50m2，每处理设3次重复，随机区组排列，9个试验处理共计27个小区，区组沿着土壤肥力递变的方向设置，而且土壤肥力均匀一致。具体处理如下：
处理1：空白对照，不施肥(CK)；
处理2：常规施肥对照，施用普通复合肥(15-15-15)(T1)，每亩40kg；
处理3：施用本发明实施例1制备的有机无机复混肥料(T2)，每亩40kg；
处理4：施用本发明实施例2制备的有机无机复混肥料(T3)，每亩40kg；
处理5：施用对比例1制备的有机无机复混肥料(T4)，每亩40kg；
处理6：施用对比例2制备的有机无机复混肥料(T5)，每亩40kg；
处理7：施用对比例3制备的有机无机复混肥料(T6)，每亩40kg；
处理8：施用对比例4制备的有机无机复混肥料(T7)，每亩40kg；
处理9：施用对比例5制备的有机无机复混肥料(T8)，每亩40kg；
试验过程：
2019年5月3日各处理施肥按照试验设计一次性施入肥料，田间管理措施各处理间一致，2019年9月14日收获。
试验结果：
通过表1表明，施用本发明肥料，土壤化学性质能够得到较大改善，与空白(不施肥)、常规施肥(复合肥15-15-15)、有机无机复混肥(总养分30％、有机质15％)对比，增加了土壤中碱解氮、有效磷及速效钾活性，提高了土壤pH值，同时增加土壤有机质含量，有效改善土壤肥力。
表1对土壤化学性质的影响
Figure BDA0002695257100000101
表2表明，与不施肥、常规施肥、有机无机肥处理相比，施用本发明肥料花生单株荚果数、单株果重、百果重、亩产量等方面具有明显增加，叶绿素含量提高显著，花生产量增产效果明显。
表2产量结果分析
Figure BDA0002695257100000102
以上实验结果可以看出，与复合肥、普通有机无机复混肥、不添加功能包的复混肥相比，实施例1、2制备的含活化腐植酸具有松土保水功能的有机无机复混肥料在作物增产、品质改善及调理土壤方面具有明显的优势。而从处理T4来看，施用对比例1制备的产品与实施例1、实施例2制备的产品在花生增产、品质改善及调理土壤方面效果存在差异，而从处理T5来看，施用对比例2制备的产品与实施例1、实施例2制备的产品在花生增产、品质改善及调理土壤方面效果差不大。而从处理T8来看，施用对比例5制备的产品与实施例1、实施例2制备的产品在花生增产、品质改善及调理土壤方面效果差不大，但处理T8成本远高于实施例1、实施例2。
综上所述，施用实施例1、实施例2制备的含活化腐植酸具有松土保水功能的有机无机复混肥(添加功能包0.2％、氢氧化钾和氢氧化钠(1.5:1)0.5-0.7份)，在花生单株荚果数、单株果重、百果重及亩产量均优于其他对照处理。说明本发明二次活化腐植酸及添加功能包显著提高了肥料利用率，达到显著增产的效果。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种含活性因子有机无机复混肥料，其特征在于，包括：
a)颗粒内芯；该颗粒内芯包括以下成分：第一氮肥、磷肥、第一钾肥、中微量元素肥、功能包；和
b)覆盖所述颗粒内芯的包覆层；该包覆层包括以下成分：腐植酸、氢氧化物、第二氮肥，第二钾肥。
2.根据权利要求1所述的有机无机复混肥料，其特征在于，所述有机无机复混肥料包括以下重量份的原料制备而成：
第一氮肥5～30份
第二氮肥15～40份
腐殖酸20～40份
氢氧化物0.5～1份
磷肥10～16份
第一钾肥5～25份
第二钾肥0.1～5份
中微量元素肥0.1～0.5份
功能包0.1～0.25份。
3.根据权利要求1所述的有机无机复混肥料，其特征在于，所述第一氮肥选自尿素、硫酸铵和氯化铵中的一种或多种；和/或，所述第二氮肥选自尿素、硫酸铵和氯化铵中的一种或多种。
4.根据权利要求1-3任一项所述的有机无机复混肥料，其特征在于，所述氢氧化物为氢氧化钾和/或氢氧化钠。
5.根据权利要求1-3任一项所述的有机无机复混肥料，其特征在于，所述磷肥选自磷酸一铵、磷酸一铵和磷酸二铵中的一种或多种；和/或，所述第一钾肥为粉末状硫酸钾或氯化钾；和/或，所述第二钾肥为粉末状硫酸钾或氯化钾。
6.根据权利要求1-3任一项所述的有机无机复混肥料，其特征在于，所述功能包为聚谷氨酸和/或松土精。
7.根据权利要求1-3任一项所述的有机无机复混肥料，其特征在于，所述中微量元素肥包括选自一水硫酸锌、硼酸、七钼酸铵、硫酸镁、硫酸亚铁和硅钙镁肥中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的有机无机复混肥料，其特征在于，所述有机无机复混肥料包括以下重量份的原料制备而成：
腐植酸26份
氢氧化钾0.42份
氢氧化钠0.28份
尿素28份
硫酸铵16份
磷酸一铵14份
硫酸钾14份
氯化钾1份
中微量元素0.3份
松土精0.1份
聚谷氨酸0.1份。
9.权利要求1-8任一项所述的含活性因子有机无机复混肥料的制备方法，其特征在于，包括：将所述涂覆层涂覆于所述颗粒内芯上，干燥后，即得。
10.权利要求1-8任一项所述的含活性因子有机无机复混肥料在花生专用肥中的应用。
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