CN115197033A - 一种植物秸秆包衣控释肥及其制备方法与设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种植物秸秆包衣控释肥及其制备方法与设备;本发明的植物秸秆包衣控释肥包括心核肥料颗粒和至少一层秸秆粉层。本发明通过将秸秆堆肥、化肥、农家肥、粘连剂进行造粒得心核肥料颗粒;将缓释剂液体喷在心核肥料颗粒上,将秸秆粉料喷洒在心核肥料颗粒上形成缓释层,得到一层秸秆粉层包裹的心核肥料颗粒;再把缓释剂液体喷洒在已经包了一层秸秆粉的心核颗粒上,再把秸秆粉料喷洒在心核颗粒上进行第二次包衣,得到二层秸秆粉层包裹的心核肥料颗粒;重复前述操作得到三层以上的秆粉层包裹的心核肥料颗粒。本发明通过控制各层包衣的秸秆粉的纤维长度及秸秆粉的包衣厚度,实现肥料的可控释放;具有操作简单、成本低的优势。
Description
技术领域
本发明属于缓释肥制备方法和生产设备技术领域,具体涉及一种植物秸秆包衣控释肥及其制备方法与设备。
背景技术
控释肥,是缓释肥料的高级形式,目前主要是通过包膜技术来控制养分的释放,特别适合现代机械化生产以及满足种肥同播的需求。目前,重建的控释肥包括:树脂包衣、硫包衣(肥包肥)、尿酶抑制剂等;按照生产工艺也可以分为:混合型、掺混型、化合型等。控释肥和普通肥料相比,具有以下优势:(一)提高化肥利用率,减少化肥用量;(二)减少施肥次数,节省劳力;(三)改善农产品品质和减轻农作物病害。但是控释肥同样存在很大的缺陷,比如包裹剂的残留会造成二次污染。在过去几年里,我们了解到了一种秸秆生物质炭包裹缓释肥料的制备方法(CN107353169A),不过这种方法需要将农作物秸秆和污泥颗粒进行碳化处理,存在耗能大以及肥料的不可控释放等缺陷,因此我们提出了一种利用植物秸秆作为控释肥包衣的策略以及生产设备,既可以通过控制各层包衣的秸秆粉的纤维长度及秸秆粉的包衣厚度,实现肥料的可控释放,即可控制缓释、控释时间,还提高了秸秆应用的附加值,拓展了秸秆资源化利用的新思路,避免了二次污染。
发明内容
为了解决现有控释肥造价成本高而且后期溶解速度快、缓释性差,而且现有控释肥包衣制作工艺复杂,无法实现可控释放的问题;本发明的目的在于提供一种植物秸秆包衣控释肥及其制备方法与设备。
本发明提供的一种制备植物秸秆包衣控释肥的制备方法及设备,首先将经高温堆沤或生物降解的植物秸秆及农家肥和适量的化肥做成肥料最后释放基本心核肥料颗粒,由滚筒做旋转运动;然后通过液体喷雾口将含缓释剂肥料的液体喷在心核颗粒上,通过喷粉口将混合了泥炭土或膨润土等粘性土的秸秆粉喷洒在心核颗粒上形成缓释层;再通过液体喷雾口把次后释放的肥料喷洒在已经包了一层秸秆粉的心核颗粒上,再通过秸秆粉喷粉口把混合泥炭土或膨润土等粘性土的秸秆粉喷洒在在心核颗粒上进行第二次、第三次等多层包衣。通过控制各层包衣的秸秆粉的纤维长度及秸秆粉的包衣厚度,实现肥料的可控释放,即可控制缓释、控释时间。
本发明的技术方案提供的一种制备植物秸秆包衣控释肥的制备方法及设备,设备简单易操作,成本低,制备的控释肥具有良好的吸水性、机械性能和对肥料优异的缓释效果,提高肥料的利用率,减少后期农田的养护成本,提高农作物的收率及质量。还提高了秸秆应用的附加值,拓展了秸秆资源化利用的新思路,避免了二次污染。
本发明的目的通过以下技术方案实现:
一种植物秸秆包衣控释肥,包括心核肥料颗粒和至少一层秸秆粉层。
优选的,秸秆粉层两层以上,心核肥料颗粒外秸秆粉层和肥料层交替排列,最外一层为秸秆粉层。
上述的植物秸秆包衣控释肥的制备方法,包括以下步骤:
(1)心核肥料颗粒的制备:秸秆堆肥60-70质量份;化肥10-20质量份;农家肥10-20质量份;粘连剂5-10质量份;进行混合搅拌同时进行挤出造粒分晒出3-5mm的心核肥料颗粒;
(2)第一秸秆粉层的制备:将步骤(1)所述心核肥料颗粒通过进出料口放入滚筒,通过液体喷雾口将缓释剂液体喷在心核肥料颗粒上,通过喷粉口将秸秆粉料喷洒在心核肥料颗粒上形成缓释层,得到一层秸秆粉层包裹的心核肥料颗粒;
(3)第二秸秆粉层的制备:再通过液体喷雾口把缓释剂液体喷洒在已经包了一层秸秆粉的心核颗粒上,再通过秸秆粉喷粉口把秸秆粉料喷洒在心核颗粒上进行第二次包衣,得到二层秸秆粉层包裹的心核肥料颗粒;
(4)重复步骤(3)得到三层以上的秆粉层包裹的心核肥料颗粒。
优选的,步骤(1)中,所述秸秆堆肥是经过高温堆沤或生物降解所得;所述化肥为尿素;所述农家肥包括动物粪尿、泥肥、绿肥、草木灰中的至少一种;所述粘连剂为硅溶胶。秸秆堆肥、动物粪尿、泥肥、绿肥、草木灰等,获取途径简单、绿色环保。
优选的,步骤(1)中,所述搅拌的速度为50-70转/分钟,搅拌的时间为30-60分钟。当搅拌速度和搅拌时间在上述范围时,制备得到心核颗粒的平均孔径合适,且具有优异的机械性能,为后期包衣和次后释放肥料的喷涂奠定了基础。
优选的,步骤(2)和(3)中,所述缓释剂液体是由心核肥料加入水调配而成,所述心核肥料和水的质量比为1:5-1:10。
优选的,步骤(2)和(3)中,所述秸秆粉料混合有膨润土和泥炭土,其中秸秆粉70-80质量份,膨润土10-15质量份,泥炭土10-15质量份。
优选的,步骤(2)中,所述液体喷雾口的工作时间为1-8分钟,所述喷粉口的工作时间为1-8分钟;
优选的,步骤(3)中,所述液体喷雾口的工作时间为1-8分钟,所述喷粉口的工作时间为1-8分钟。
优选的,步骤(2)和(3)中,所述缓释剂液体的体积与心核肥料颗粒的质量的比为为0.1-10mL/g,秸秆粉层的厚度为0.5-1.5mm。
制备上述的植物秸秆包衣控释肥的设备,包括:电机、滚筒转轴1、轴承2、滚筒3、进出料口4、固定盖板5、液体喷雾口6、秸秆粉喷粉口7、翻滚筋板8、滚动支承10;电机通过滚筒轴承1带动滚筒3做摆动或旋转运动,翻滚筋板8位于滚筒3内壁。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
(1)本发明的技术方案提供的一种制备植物秸秆包衣控释肥的制备方法及设备,通过控制各层包衣的秸秆粉的纤维长度及秸秆粉的包衣厚度,实现肥料的可控释放,即可控制缓释、控释时间;
(2)本发明的技术方案提供的一种制备植物秸秆包衣控释肥的制备方法及设备,设备简单易操作,成本低,制备的控释肥具有良好的吸水性、机械性能和对肥料优异的缓释效果,提高肥料的利用率,减少后期农田的养护成本,提高农作物的收率及质量。还提高了秸秆应用的附加值,拓展了秸秆资源化利用的新思路,避免了二次污染。
附图说明
图1为本发明实施例1-6与对比例1中制备的肥料在土壤中的淋溶曲线;
图2为本发明实施例7的一种植物秸秆包衣控释肥生产设备的结构示意图;
图3为本发明实施例7的一种植物秸秆包衣控释肥生产设备的剖视图;
图4为植物秸秆包衣控释肥的分层示意图。
图中标号:
1.滚筒转轴;2.轴承;3.滚筒;4.进出料口;5.固定盖板;6.液体喷雾口;7.喷粉口;8.翻滚筋板;9.心核肥料粒;10.滚动支承。
1′.心核肥料颗粒;2′.秸秆包衣层;3′.次后释放肥料;4′.二次秸秆包衣层;5′.较早释放肥料;6′.最外层秸秆包衣层。
具体实施方式
为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点,下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
本实施例提供的植物秸秆包衣控释肥的制备包括以下步骤:
(1)心核肥料颗粒(最后释放肥)的配制:秸秆堆肥70质量份;化肥(尿素)10质量份;其他农家肥(泥肥)10质量份;粘连剂(硅溶胶)10质量份;进行混合搅拌同时进行挤出造粒分筛出直径为4mm的心核肥料颗粒,搅拌时间为10分钟,搅拌速度为70转/分钟;
(2)秸秆包衣层和次后释放肥料的喷涂:将步骤(1)所述心核肥料颗粒100g通过进出料口4放入滚筒,通过液体喷雾口6将缓释剂液体喷在心核颗粒上,喷洒时间为5分钟(缓释剂的量为50mL),缓释剂液体是由心核肥料加入一定比例的水(心核肥料和水的质量比为1:8)调配而成;通过喷粉口7将秸秆粉料喷洒在心核颗粒上形成缓释层,喷洒时间为5分钟(包衣层厚度约为1mm),秸秆粉料混合有膨润土和泥炭土,其中秸秆粉70质量份,膨润土15质量份,泥炭土15质量份,秸秆粉长度大约1mm,得到初级包裹的心核肥料颗粒;
(3)二次秸秆包衣层和较早释放肥料的喷涂:再通过液体喷雾口6把次后释放的肥料(缓释剂液体)喷洒在步骤(2)已经包了一层秸秆粉的心核颗粒上,喷洒时间为5分钟(缓释剂的量为50mL),缓释剂液体如步骤(2);再通过秸秆粉喷粉口把秸秆粉料喷洒在心核颗粒上进行第二次包衣,喷洒时间为5分钟(包衣层厚度约为1mm),秸秆粉料如步骤(2),最终得到植物秸秆包衣控释肥。
实施例2
本实施例提供的植物秸秆包衣控释肥的制备包括以下步骤:
(1)心核肥料颗粒(最后释放肥)的配制:秸秆堆肥80质量份;化肥(尿素)5质量份;其他农家肥(泥肥)5质量份;粘连剂(硅溶胶)10质量份;进行混合搅拌同时进行挤出造粒分筛出直径为4mm的心核肥料颗粒,搅拌时间为10分钟,搅拌速度为70转/分钟;
(2)秸秆包衣层和次后释放肥料的喷涂:将步骤(1)所述心核肥料颗粒100g通过进出料口4放入滚筒,通过液体喷雾口6将缓释剂液体喷在心核颗粒上,喷洒时间为5分钟(缓释剂的量为50mL),缓释剂液体是由心核肥料加入一定比例的水(心核肥料和水的质量比为1:8)调配而成;通过喷粉口7将秸秆粉料喷洒在心核颗粒上形成缓释层,喷洒时间为5分钟(包衣层厚度约为1mm),秸秆粉料混合有膨润土和泥炭土,其中秸秆粉70质量份,膨润土15质量份,泥炭土15质量份,秸秆粉长度大约1mm,得到初级包裹的心核肥料颗粒;
(3)二次秸秆包衣层和较早释放肥料的喷涂:再通过液体喷雾口6把次后释放的肥料(缓释剂液体)喷洒在步骤(2)已经包了一层秸秆粉的心核颗粒上,喷洒时间为5分钟(缓释剂的量为50mL),缓释剂液体如步骤(2);再通过秸秆粉喷粉口把秸秆粉料喷洒在心核颗粒上进行第二次包衣,喷洒时间为5分钟(包衣层厚度约为1mm),秸秆粉料如步骤(2),最终得到植物秸秆包衣控释肥。
实施例3
本实施例提供的植物秸秆包衣控释肥的制备包括以下步骤:
(1)心核肥料颗粒(最后释放肥)的配制:秸秆堆肥70质量份;化肥(尿素)10质量份;其他农家肥(泥肥)10质量份;粘连剂(硅溶胶)10质量份;进行混合搅拌同时进行挤出造粒分筛出直径为4mm的心核肥料颗粒,搅拌时间为5分钟,搅拌速度为60转/分钟;
(2)秸秆包衣层和次后释放肥料的喷涂:将步骤(1)所述心核肥料颗粒100g通过进出料口4放入滚筒,通过液体喷雾口6将缓释剂液体喷在心核颗粒上,喷洒时间为5分钟(缓释剂的量为50mL),缓释剂液体是由心核肥料加入一定比例的水(心核肥料和水的质量比为1:8)调配而成;通过喷粉口7将秸秆粉料喷洒在心核颗粒上形成缓释层,喷洒时间为5分钟(包衣层厚度约为1mm),秸秆粉料混合有膨润土和泥炭土,其中秸秆粉70质量份,膨润土15质量份,泥炭土15质量份,秸秆粉长度大约1mm,得到初级包裹的心核肥料颗粒;
(3)二次秸秆包衣层和较早释放肥料的喷涂:再通过液体喷雾口6把次后释放的肥料(缓释剂液体)喷洒在步骤(2)已经包了一层秸秆粉的心核颗粒上,喷洒时间为5分钟(缓释剂的量为50mL),缓释剂液体如步骤(2);再通过秸秆粉喷粉口把秸秆粉料喷洒在心核颗粒上进行第二次包衣,喷洒时间为5分钟(包衣层厚度约为1mm),秸秆粉料如步骤(2),最终得到植物秸秆包衣控释肥。
实施例4
本实施例提供的植物秸秆包衣控释肥的制备包括以下步骤:
(1)心核肥料颗粒(最后释放肥)的配制:秸秆堆肥70质量份;化肥(尿素)10质量份;其他农家肥(泥肥)10质量份;粘连剂(硅溶胶)10质量份;进行混合搅拌同时进行挤出造粒分筛出直径为4mm的心核肥料颗粒,搅拌时间为10分钟,搅拌速度为70转/分钟;
(2)秸秆包衣层和次后释放肥料的喷涂:将步骤(1)所述心核肥料颗粒100g通过进出料口4放入滚筒,通过液体喷雾口6将缓释剂液体喷在心核颗粒上,喷洒时间为8分钟(缓释剂的量为80mL),缓释剂液体是由心核肥料加入一定比例的水(心核肥料和水的质量比为1:8)调配而成;通过喷粉口7将秸秆粉料喷洒在心核颗粒上形成缓释层,喷洒时间为8分钟(包衣层厚度约为1.6mm),秸秆粉料混合有膨润土和泥炭土,其中秸秆粉70质量份,膨润土15质量份,泥炭土15质量份,秸秆粉长度大约1mm,得到初级包裹的心核肥料颗粒;
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实施例5
本实施例提供的植物秸秆包衣控释肥的制备包括以下步骤:
(1)心核肥料颗粒(最后释放肥)的配制:秸秆堆肥70质量份;化肥(尿素)10质量份;其他农家肥(泥肥)10质量份;粘连剂(硅溶胶)10质量份;进行混合搅拌同时进行挤出造粒分筛出直径为4mm的心核肥料颗粒,搅拌时间为10分钟,搅拌速度为70转/分钟;
(2)秸秆包衣层和次后释放肥料的喷涂:将步骤(1)所述心核肥料颗粒100g通过进出料口4放入滚筒,通过液体喷雾口6将缓释剂液体喷在心核颗粒上,喷洒时间为5分钟(缓释剂的量为50mL),缓释剂液体是由心核肥料加入一定比例的水(心核肥料和水的质量比为1:8)调配而成;通过喷粉口7将秸秆粉料喷洒在心核颗粒上形成缓释层,喷洒时间为5分钟(包衣层厚度约为1mm),秸秆粉料混合有膨润土和泥炭土,其中秸秆粉70质量份,膨润土15质量份,泥炭土15质量份,秸秆粉长度大约3mm,得到初级包裹的心核肥料颗粒;
(3)二次秸秆包衣层和较早释放肥料的喷涂:再通过液体喷雾口6把次后释放的肥料(缓释剂液体)喷洒在步骤(2)已经包了一层秸秆粉的心核颗粒上,喷洒时间为5分钟(缓释剂的量为50mL),缓释剂液体如步骤(2);再通过秸秆粉料喷粉口把秸秆粉喷洒在心核颗粒上进行第二次包衣,喷洒时间为5分钟(包衣层厚度约为1mm),秸秆粉料如步骤(2),最终得到植物秸秆包衣控释肥。
实施例6
本实施例提供的植物秸秆包衣控释肥的制备包括以下步骤:
(1)心核肥料颗粒(最后释放肥)的配制:秸秆堆肥70质量份;化肥(尿素)10质量份;其他农家肥(泥肥)10质量份;粘连剂(硅溶胶)10质量份;进行混合搅拌同时进行挤出造粒分筛出直径为4mm的心核肥料颗粒,搅拌时间为10分钟,搅拌速度为70转/分钟;
(2)秸秆包衣层和次后释放肥料的喷涂:将步骤(1)所述心核肥料颗粒100g通过进出料口4放入滚筒,通过液体喷雾口6将缓释剂液体喷在心核颗粒上,喷洒时间为5分钟(缓释剂的量为50mL),缓释剂液体是由心核肥料加入一定比例的水(心核肥料和水的质量比为1:8)调配而成;通过喷粉口7将秸秆粉料喷洒在心核颗粒上形成缓释层,喷洒时间为5分钟(包衣层厚度约为1mm),秸秆粉料混合有膨润土和泥炭土,其中秸秆粉70质量份,膨润土15质量份,泥炭土15质量份,秸秆粉长度大约1mm,得到初级包裹的心核肥料颗粒;
(3)二次秸秆包衣层和较早释放肥料的喷涂:再通过液体喷雾口6把次后释放的肥料(缓释剂液体)喷洒在步骤(2)已经包了一层秸秆粉的心核颗粒上,喷洒时间为5分钟(缓释剂的量为50mL),缓释剂液体如步骤(2);再通过秸秆粉喷粉口把秸秆粉料喷洒在心核颗粒上进行第二次包衣,喷洒时间为5分钟(包衣层厚度约为1mm),秸秆粉料如步骤(2),最终得到植物秸秆包衣控释肥。
(4)三次秸秆包衣层和较早释放肥料的喷涂:再通过液体喷雾口6把次后释放的肥料(缓释剂液体)喷洒在步骤(2)已经包了两层秸秆粉的心核颗粒上,喷洒时间为5分钟(缓释剂的量为50mL),缓释剂液体如步骤(2);再通过秸秆粉喷粉口把秸秆粉料喷洒在心核颗粒上进行第三次包衣,喷洒时间为5分钟(包衣层厚度约为1mm),秸秆粉料如步骤(2),最终得到植物秸秆包衣控释肥。
对比例1
本对比例提供的肥料的制备包括以下步骤:
(1)心核肥料颗粒的配制:秸秆堆肥70质量份;化肥(尿素)10质量份;其他农家肥(泥肥)10质量份;粘连剂(硅溶胶)10质量份;进行混合搅拌同时进行挤出造粒分筛出直径为4mm心核肥料颗粒,搅拌时间为10分钟,搅拌速度为70转/分钟。
实施效果
将实施例1-6和对比例1制备的植物秸秆包衣控释肥进行淋溶测试,结果如图1所示。通过对比实施例1-3和对比例1,本发明利用植物秸秆作为控释肥包衣的策略以及生产设备可以有效控制肥料肥力的释放速度,同时,可以通过调节秸秆包衣层的厚度(实施例4)和秸秆包衣层秸秆的尺寸(实施例5)来进一步实现肥料的可控释放,即可控制缓释、控释时间。另外通过对比例1和实施例6,可实现第三层、或第四层等多层包衣。
实施例7
一种植物秸秆包衣控释肥生产设备,结构示意图如图2,剖视图如图3,包括:滚筒转轴1、轴承2、滚筒3、进出料口4、固定盖板5、液体喷雾口6、秸秆粉喷粉口7、翻滚筋板8、滚动支承10。翻滚筋板8位于滚筒3内壁。
电机通过滚筒轴承1带动滚筒3做摆动或旋转运动;心核肥料颗粒9通过进出料口4放入滚筒3内进行旋转,滚筒3内部的翻滚筋板8可实现心核颗粒9的翻转。液体喷雾口6和喷粉口7将缓释剂肥料和秸秆粉喷洒在心核颗粒9上。
实施例1-6的肥料通过上述的设备制备得到。
最后应当说明的是,以上实施例以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制,尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (10)
1.一种植物秸秆包衣控释肥,其特征在于,包括心核肥料颗粒和至少一层秸秆粉层。
2.根据权利要求1所述的植物秸秆包衣控释肥,其特征在于,秸秆粉层两层以上,心核肥料颗粒外秸秆粉层和肥料层交替排列,最外一层为秸秆粉层。
3.权利要求1-2任一项所述的植物秸秆包衣控释肥的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)心核肥料颗粒的制备:秸秆堆肥60-70质量份;化肥10-20质量份;农家肥10-20质量份;粘连剂5-10质量份;进行混合搅拌同时进行挤出造粒分晒出3-5mm的心核肥料颗粒;
(2)第一秸秆粉层的制备:将步骤(1)所述心核肥料颗粒通过进出料口放入滚筒,通过液体喷雾口将缓释剂液体喷在心核肥料颗粒上,通过喷粉口将秸秆粉料喷洒在心核肥料颗粒上形成缓释层,得到一层秸秆粉层包裹的心核肥料颗粒;
(3)第二秸秆粉层的制备:再通过液体喷雾口把缓释剂液体喷洒在已经包了一层秸秆粉的心核颗粒上,再通过秸秆粉喷粉口把秸秆粉料喷洒在心核颗粒上进行第二次包衣,得到二层秸秆粉层包裹的心核肥料颗粒;
(4)重复步骤(3)得到三层以上的秆粉层包裹的心核肥料颗粒。
4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述秸秆堆肥是经过高温堆沤或生物降解所得;所述化肥为尿素;所述农家肥包括动物粪尿、泥肥、绿肥、草木灰中的至少一种;所述粘连剂为硅溶胶。
5.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述搅拌的速度为50-70转/分钟,搅拌的时间为30-60分钟。
6.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)和(3)中,所述缓释剂液体是由心核肥料加入水调配而成,所述心核肥料和水的质量比为1:5-1:10。
7.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)和(3)中,所述秸秆粉料混合有膨润土和泥炭土,其中秸秆粉70-80质量份,膨润土10-15质量份,泥炭土10-15质量份。
8.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,所述液体喷雾口的工作时间为1-8分钟,所述喷粉口的工作时间为1-8分钟;
步骤(3)中,所述液体喷雾口的工作时间为1-8分钟,所述喷粉口的工作时间为1-8分钟。
9.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)和(3)中,所述缓释剂液体的体积与心核肥料颗粒的质量的比为0.1-10mL/g,秸秆粉层的厚度为0.5-1.5mm。
10.制备权利要求1-2任一项所述的植物秸秆包衣控释肥的设备,其特征在于,包括:电机、滚筒转轴(1)、轴承(2)、滚筒(3)、进出料口(4)、固定盖板(5)、液体喷雾口(6)、秸秆粉喷粉口(7)、翻滚筋板(8)、滚动支承(10);电机通过滚筒轴承(1)带动滚筒(3)做摆动或旋转运动,翻滚筋板(8)位于滚筒(3)内壁。
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CN105294339A (zh) * | 2015-11-06 | 2016-02-03 | 遵义金素贸易有限公司道真鸿梁分公司 | 一种用于花椒的缓释肥 |
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