CN114478141A - 一种富含镁、硅的硫包膜水稻专用缓释肥及其制备方法 - Google Patents

一种富含镁、硅的硫包膜水稻专用缓释肥及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种富含镁、硅的硫包膜水稻专用缓释肥及其制备方法，属于肥料技术领域，本发明针对目前市场上的缓释肥养分释放模式不能完全符合水稻对养分的吸收规律、包衣材料在土壤中不易降解、不含中量元素镁、硅及未结合水稻营养特性等不足之处，基于水稻营养需求规律和近年土壤养分变化趋势，发明一种富镁、硅的硫包膜水稻专用缓释肥，通过施用这种缓释肥料，可增加土壤中氮、磷、镁、硅、硫的含量，且养分缓慢释放，为水稻整个生育期适时提供全面的矿质营养，提高肥料利用率，平衡土壤供肥能力，提高水稻的产量和品质。

Description

一种富含镁、硅的硫包膜水稻专用缓释肥及其制备方法
技术领域
本发明属于肥料技术领域，具体的说，涉及一种富含镁、硅的硫包膜水稻专用缓释肥及其制备方法。
背景技术
水稻，一年水生草本，杆直立，高0.5～1.5米，在水稻生长过程中，需要大量的氮磷钾及各种中微量元素。水稻的需肥特性是：如水稻产量目标600 ～700kg/亩，总需肥量N 15～20kg/亩、P2O5 8～10kg/亩、K2O 5～7kg /亩（吸收纯量）。氮磷钾养分吸收高峰期：氮肥N，分蘖期（移栽后30天左右）是水稻需氮肥的第一个高峰期，也是最旺盛的阶段；孕穗至抽穗期（移栽后60天左右）是水稻需氮肥的第二个高峰期；磷肥P2O5，水稻对磷肥的需求规律与氮肥相似，磷肥在土壤中移动距离短﹑易流失﹑植物体内易转移等特点，前期提供的量可以相对较多，但为提高肥料建议逐量供给。纪洪亭等研究发现常规淹灌种植模式下，氮快速积累在出苗后70～120天，朱齐超等人研究表明：出苗后56～103天是膜下滴灌水稻氮、磷、钾吸收积累的关键时期。故在水稻移栽时至移栽后30天，水稻秧苗吸收养分较少，而水稻常规的施肥方式是移栽时就施肥，肥料中的养分释放规律与水稻养分吸收规律不符，肥料浪费现象较严重。
研究表明：氮、磷元素在水稻生长中的作用不用置疑，然而氮肥当季利用率仅为30%～35%，磷肥仅为10%～25%，且作物生长前期需肥量也较少，如过量施用氮、磷肥或过早一次性施用，会出现肥料养分释放的高峰期与作物养分需肥高峰期错峰的情况，不仅会造成肥料的浪费，也对生态环境和人类健康造成危害。因此，在国家减肥增效背景下亟需开发养分释放规律与作物营养需求规律相符合的肥料产品。
当前，水稻生产中农民习惯施用的肥料主要是尿素、碳铵、磷酸二铵和通用型的三元复合肥料，肥料偏施导致的养分不平衡的现象十分严重，这不仅影响水稻产品的提高和品质改善、降低养分资源利用效率，更无法协调土壤养分平衡状况，不利于土壤培肥、实现水稻持续高产。化肥种类和方式是有效解决上述问题的措施之一，控释肥可以控制肥料释放速率，具有安全、长效、高效等特点，王晓琪等人研究表明：与普通尿素相比，施用硫包膜和树脂包膜尿素可增产4.1%～17%，提高氮利用率7.1%～46.7%，每公顷水稻增收793.9～3582.9元，在减量施用的情况下仍可保持稳产甚至增产，控释肥一次性基施是提高肥料利用率、节约劳动成本的重要手段。
硫是水稻正常生长的必须营养元素之一，由于大气硫沉降空间变异性，以及部分地区含硫过磷酸钙肥料使用量减少，水稻产量提高导致硫输出增加等原因，我国部分地区水稻土中硫平衡已被打破，缺硫地区增施硫，水稻增产幅度达5%～57%，根际是作物营养吸收养分的门户，有关作物根际硫转化是近几年硫素土壤-植物营养学重要研究内容，研究证实，水稻根际无机SO2- 4有明显富积，C-O-S有明显亏缺，元素硫是常用硫肥品种，其必须转化为SO2- 4后作物才能吸收。含硫肥料长期施用，会导致水稻土长期连续施用硫化肥，SO2- 4和S在表土层和底土层中都有明显的累积，积累的SO2- 4可造成土壤pH显著下降。很多研究结果表明，含硫肥料是有利于水稻生长和其品质的提高的。特别是在土壤有效硫含量不高的土壤，水稻的增产尤为明显。苗期是水稻吸收营养的关键时期。研究发现：适度增施硫肥，可加快水稻返青、分蘖、抽穗和成熟，平均产量可增加6.8%～11.4%。
有益元素Si和中量元素Mg在水稻的生长过程中发挥着必不可少的作用，土壤施用硅肥后，硅元素参与农作物的生长，可提高农作物的产量和抗逆性，同时通过提高稻叶直立度，增强了水稻抗倒伏能力，施硅能使茎叶表面硅质化，增加水稻茎粗和机械强度，提高水稻抗倒伏能力。随着农业的发展和高浓度肥料施用量的日益上涨，作物对镁的需要量也日益明显，镁是叶绿素的组成成分和一些酶的活化剂，参加叶片的光合作用以及新陈代谢，施用镁肥可加快作物的生长发育，增加产量和改善品质。孙兰英等研究表明：水稻施用镁肥，可缩短水稻秧苗返青时间，促进水稻早分蘖，相比对照产量可提高7.6%，每公顷增加经济效益1400元；杜树勋等研究表明：施用镁肥能促进水稻对硅元素的吸收，使生育后期水稻剑叶壮而不垂，成熟期黄叶少，粒重在一定程度上有所增加；李延等人研究表明：基肥施用镁肥可有效促进水稻根系早生快发，提高水稻有效分蘖数，增加有效穗数及结实率。镁能增加水稻对大量元素的吸收，提高叶绿素合成速度及光合速率，加快植株生长发育，改善水稻品质，提高产量；阳永寿等人研究表明：施用镁肥能够满足水稻生长发育过程中对镁需求，增强叶片光合作用，加速果糖转化和碳水化合物的代谢，增加水稻有效分蘖剂穗数，使产量大幅度增长。土壤中有效镁含量低于20ppm表示土壤提供作物镁的能力较低，当大于50ppm时表示土壤供应镁量较高，白由路等人对全国土壤的有效镁含量进行了调查，调查结果显示，我国54%的土地需要在不同程度上施用镁肥。
尽管缓释肥有诸多优点，但是目前市场上的缓释肥还存在很多局限性，如市场上存在的缓释肥释放养分的模式不能完全符合作物对养分的吸收规律；市场上的缓释肥大多数用的包衣材料在土壤中不易被微生物分解，会对环境造成一定污染；大多数缓释肥主要针对草坪、瓜果和烟草等高经济价值作物，应用范围较小，还没有针对水稻作物的高效生物缓释肥。符合水稻营养需求特点的环保型控释肥产品研发成为未来水稻专用肥的必然趋势，但目前市场上无富含镁、硅的硫包膜水稻专用控释肥。
发明内容
为了克服背景技术中存在的问题，本发明提供了一种富含镁、硅的硫包膜水稻专用缓释肥及其制备方法，可增加土壤中氮、磷、镁、硅、硫的含量，且养分缓慢释放，为水稻整个生育期适时提供全面的矿质营养，提高肥料利用率，平衡土壤供肥能力，提高水稻的产量和品质。
为实现上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的：
所述的富含镁、硅的硫包膜水稻专用缓释肥包括磷酸一铵32～40份，液氨9～12.2份，液态硫12.2～20.2份，硅酸镁19.4～38.8份，无水硫酸镁3.1～9.2份。
上述一种富含镁、硅的硫包膜水稻专用缓释肥的制备方法包括以下步骤：
（1）将粉、粒状硫磺融化成液态硫，除杂后在精硫槽储备；
（2）称量一定份数的磷酸一铵、硅酸镁和无水硫酸镁粉碎、混合后输送到转鼓造粒机内；
（3）浓硫酸加水稀释后喷入造粒物料床的反应器内；
（4）液氨进入反应器后与硫酸反应生成高温硫酸铵料浆；
（5）将高温硫酸铵料浆输送至转鼓造粒机内与固体物料反应后滚动造粒；
（6）造粒后的物料经烘干、冷却、筛分后用液硫枪将液态硫均匀地喷在物料表面；
（7）喷好液态硫的物料输送到干燥机经热风干燥；
（8）干燥好的物料依次进行工艺筛分、成品筛分，筛分合格的物料进入成品包装系统计量包装。
进一步地，生产时将液态硫从精硫槽用液硫泵输送至液硫槽，且全程用130～150℃蒸汽保温。
进一步地，步骤（1）的粉、粒状硫磺用0.5～1MP蒸汽融化形成液态硫。
进一步地，步骤（2）的磷酸一铵含量为58%-60%。
进一步地，步骤（3）的浓硫酸和水的稀释比例为60%～70%。
进一步地，步骤（3）的浓硫酸和步骤（4）的液氨均用流量计计量。
本发明的有益效果：
1、本发明的硫包膜水稻专用缓释肥可增加土壤中氮、磷、镁、硅、硫的含量，且养分缓慢释放，为水稻整个生育期适时提供全面的矿质营养，提高肥料利用率，平衡土壤供肥能力，提高水稻的产量和品质，且其缓释肥的养分含量及释放规律符合水稻的营养需求规律；采用硫作为包衣材料，在土壤中易被微生物分解，避免对环境造成污染。
2、本发明的硫包膜水稻专用缓释肥富含镁营养，单质镁含量为1%～3%，能增强水稻的光合作用，增加干物质积累量，提升水稻的产量和品质。
3、本发明的硫包膜水稻专用缓释肥富含硅营养，单质硅含量为4%～8%，能增强水稻的抗倒伏能力，减少水稻倒伏导致的病害及产量损失，提升水稻的产量和品质。
4、本发明的硫包膜水稻专用缓释肥富含硫营养，单质硫含量为12%～20%，能为水稻营养生长长期提供充足的硫营养之外，还能减缓氮、磷、镁、硅等养分释放的速率，提高肥料利用率。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的说明，以方便技术人员理解。
一种富镁、硅的硫包膜水稻专用缓释肥的各养分指标范围如下表：
养分 指标
总氮（以N计）的质量分数% 12%～18%
总磷（以P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>计）的质量分数% 16%～20%
镁（以Mg<sup>2+</sup>计）的质量分数% 1%～3%
硅（以Si<sup>4+</sup>计）的质量分数% 4%～8%
硫 （以单质S计）的质量分数% 12%～20%
总硫（以S计） ≥16%
水分（H<sub>2</sub>O）含量 ≤2.5%
粒度（1.00mm～4.75mm）的质量分数% ≥90%
实施例1
一种富含镁、硅的硫包膜水稻专用缓释肥，其特征在于：所述的富含镁、硅的硫包膜水稻专用缓释肥按重量份包括：磷酸一铵32份，液氨9份，液态硫12.2份，硅酸镁19.4份，无水硫酸镁3.1份。其富含镁、硅的硫包膜水稻专用缓释肥的制备方法包括以下步骤：
（1）将粉、粒状硫磺用0.5～1MP蒸汽融化成液态硫，除杂后在精硫槽储备，生产时将液态硫从精硫槽用液硫泵输送至液硫槽，全程用130～150℃蒸汽保温；
（2）称量一定份数的50%~60%的磷酸一铵、硅酸镁和无水硫酸镁粉碎、混合后输送到转鼓造粒机内；
（3）浓硫酸加水稀释至60%~70%后喷入造粒物料床的反应器内；
（4）液氨经流量计计量后进入反应器，与硫酸发生中和反应，生产温度较高的硫酸铵料浆；
（5）将高温硫酸铵料浆输送至转鼓造粒机内，粉状物与硫酸铵料浆混合，形成液相的固溶体，在转股造粒机内滚动造粒；
（6）造粒后的物料经烘干、冷却、筛分后用液硫枪将液态硫均匀地喷在物料表面；
（7）喷好液态硫的物料输送到干燥机内经热风干燥；
（8）干燥好的物料通过斗提机、皮带等输入工艺筛，筛分不合格的物料并入进原料筛之前的原料；筛分合格的物料经输送设备输送至成品筛再次筛分，成品筛分不合格的物料并入进原料筛之前的原料，筛分合格的物料通过输送设备进入成品包装系统计量包装。
实施例2
一种富含镁、硅的硫包膜水稻专用缓释肥，其特征在于：所述的富含镁、硅的硫包膜水稻专用缓释肥按重量份包括：磷酸一铵36份，液氨10份，液态硫16.2份，硅酸镁29份，无水硫酸镁6份。其富含镁、硅的硫包膜水稻专用缓释肥的制备方法包括以下步骤：
（1）将粉、粒状硫磺用0.5～1MP蒸汽融化成液态硫，除杂后在精硫槽储备，生产时将液态硫从精硫槽用液硫泵输送至液硫槽，全程用130～150℃蒸汽保温；
（2）称量一定份数的50%~60%的磷酸一铵、硅酸镁和无水硫酸镁粉碎、混合后输送到转鼓造粒机内；
（3）浓硫酸加水稀释至60%~70%后喷入造粒物料床的反应器内；
（4）液氨经流量计计量进入埋在造粒物料床中的反应器，与硫酸发生中和反应，生产温度较高的硫酸铵料浆；
（5）将高温硫酸铵料浆输送至转鼓造粒机内粉状物与硫酸铵料浆混合，形成液相的固溶体，在转股造粒机内滚动造粒；
（6）造粒后的物料经烘干、冷却、筛分后用液硫枪将液态硫均匀地喷在物料表面；
（7）喷好液态硫的物料输送到干燥机内经热风干燥；
（8）干燥好的物料通过斗提机、皮带等输入工艺筛，筛分不合格的物料并入进原料筛之前的原料；筛分合格的物料经输送设备输送至成品筛再次筛分，成品筛分不合格的物料并入进原料筛之前的原料，筛分合格的物料通过输送设备进入成品包装系统计量包装。
实施例3
一种富含镁、硅的硫包膜水稻专用缓释肥，其特征在于：所述的富含镁、硅的硫包膜水稻专用缓释肥按重量份包括：磷酸一铵40份，液氨12.2份，液态硫20.2份，硅酸镁38.8份，无水硫酸镁9.2份。其富含镁、硅的硫包膜水稻专用缓释肥的制备方法包括以下步骤：
（1）将粉、粒状硫磺用0.5～1MP蒸汽融化成液态硫，除杂后在精硫槽储备，生产时将液态硫从精硫槽用液硫泵输送至液硫槽，全程用130～150℃蒸汽保温；
（2）称量一定份数的50%~60%的磷酸一铵、硅酸镁和无水硫酸镁粉碎、混合后输送到转鼓造粒机内；
（3）浓硫酸加水稀释至60%~70%后喷入造粒物料床的反应器内；
（4）液氨经流量计计量进入埋在造粒物料床中的反应器，与硫酸发生中和反应，生产温度较高的硫酸铵料浆；
（5）将高温硫酸铵料浆输送至转鼓造粒机内粉状物与硫酸铵料浆混合，形成液相的固溶体，在转股造粒机内滚动造粒；
（6）造粒后的物料经烘干、冷却、筛分后用液硫枪将液态硫均匀地喷在物料表面；
（7）喷好液态硫的物料输送到干燥机内经热风干燥；
（8）干燥好的物料通过斗提机、皮带等输入工艺筛，筛分不合格的物料并入进原料筛之前的原料；筛分合格的物料经输送设备输送至成品筛再次筛分，成品筛分不合格的物料并入进原料筛之前的原料，筛分合格的物料通过输送设备进入成品包装系统计量包装。
最后说明的是，以上优选实施例仅用于说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (7)

1.一种富含镁、硅的硫包膜水稻专用缓释肥，其特征在于：所述的富含镁、硅的硫包膜水稻专用缓释肥按重量份包括：磷酸一铵32～40份，液氨9～12.2份，液态硫12.2～20.2份，硅酸镁19.4～38.8份，无水硫酸镁3.1～9.2份。
2.根据权利要求1所述的一种富含镁、硅的硫包膜水稻专用缓释肥的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
将粉、粒状硫磺融化成液态硫，除杂后在精硫槽储备；
称量一定份数的磷酸一铵、硅酸镁和无水硫酸镁破碎混匀后输送到转鼓造粒机内；
浓硫酸加水稀释后喷入造粒物料床的反应器内；
液氨进入反应器后与硫酸反应生成高温硫酸铵料浆；
将高温硫酸铵料浆输送至转鼓造粒机内与固体物料反应后滚动造粒；
造粒后的物料经烘干、冷却、筛分后用液硫枪将液态硫均匀地喷在物料表面；
喷好液态硫的物料输送到干燥机经热风干燥；
干燥好的物料依次进行工艺筛分、成品筛分，筛分合格的物料进入成品包装系统计量包装，筛分不合格的混入原料重新破碎。
3.根据权利要求2所述的一种富含镁、硅的硫包膜水稻专用缓释肥的制备方法，其特征在于：生产时将液态硫从精硫槽用液硫泵输送至液硫槽，且全程用130～150℃蒸汽保温。
4.根据权利要求2所述的一种富含镁、硅的硫包膜水稻专用缓释肥的制备方法，其特征在于：步骤（1）的粉、粒状硫磺用0.5～1MP蒸汽融化形成液态硫。
5.根据权利要求2所述的一种富含镁、硅的硫包膜水稻专用缓释肥的制备方法，其特征在于：步骤（2）的磷酸一铵含量为58%-60%。
6.根据权利要求2所述的一种富含镁、硅的硫包膜水稻专用缓释肥的制备方法，其特征在于：步骤（3）的浓硫酸和水的稀释比例为60%～70%。
7.根据权利要求2所述的一种富含镁、硅的硫包膜水稻专用缓释肥的制备方法，其特征在于：步骤（3）的浓硫酸和步骤（4）的液氨均用流量计计量。
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