CN1166594C - 一种生化长效肥 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种生化长效肥。该长效肥的有效配比(重量百分比)为：FAS(富菲酸)2.5-3.7%；全N11-15%；速效P₂O₅8-10%；全 K₂O5.2-7.5%；矿质稳定剂8-10%；金属硫酸盐0.16-2.0%；其他矿物质43-56%。生产出高效、多功能、有-无机复合化的生化长效肥。

Description

一种生化长效肥

技术领域：

本发明涉及一种生化长效肥。

背景技术：

1.国外化学肥料发展的“先导技术”：国外化学肥料的发展已引进新技术。欧美和日本等国家的学者和化工企业家，将包膜和生物抑制剂作为“先导技术”引进化肥工业，取得了多项专利※。相继生产出诸如(SCU)硫衣尿素、(PCU)硅石聚合物外衣尿素、(S)硫磺包膜、聚乙烯塑料包膜肥料等。

2.国内也有(CP)硝化细菌抑制剂、(PPD)苯磷酸二酰胺脲酶抑制剂、(HQ)氢醌脲酶抑制剂等长效尿素肥料※。但是，在国内外化肥市场上大批量使用的仍然是二元或三元复合肥料。

包膜和生物抑制剂肥料工艺复杂、造价高、养分单一、环境效应不佳；肥料利用率较普通化肥只提高5-8％，增产幅度仅有8-11％。作为长效肥料的剂型并非可取，选用的包膜和生物抑制剂亦并非属于“先导技术”。国内生产或从国外进口的三元或二元复合肥，仍属于化学肥料，亦称“裸露肥料”。这类肥料不仅利用率低(20-25)％，而且长期施用，对土壤“肥力库”产生渐进的、累积性破坏。

3.我们是从生态农业的技术观点出发，从长效肥对发展我国现代农业的战略高度，选用高技术水平的有机—无机添加剂，应用造型技术，养分元素比例技术，研制出具有物理化学、生物化学复合效应的生化长效肥。与国内外三元或二元复合肥相比，不仅充分合理的利用了我国的自然资源，而且肥料的生产工艺简单、节能省时、造价低廉，对土壤、作物、水系等生态环境，有良好的促进作用。肥料本身性能：高效、多功能、有机—无机复合化。室内和田间试验证明，该肥料的农艺性状是科学的，能以最低的消耗换取最高的技术经济效果。

※注参考文献：《世界专利索引》(350-351)1963-1996、4；《美国农业文摘》(10)1979-1996、4；《英联邦农业文摘》(50-53)1972-1996、4；《生物文摘》(5)1969-1996、4；《日本公开专利文摘》(101454-1014931)1979、6；《全国报刊索引》(化学肥料工业)1981-1991；《科技成果公报》(化肥)1981-1991；《土壤学报》1986、23卷；《土壤学进展》1980-1984，第1、2期。

发明内容：

本发明的目的在于利用我国丰富的风化煤、泥炭、蛭石矿等自然资源，作为高技术水平的有机—无机添加剂，应用物理化学、生物化学复合效应，不同粒径的造型技术，养分元素的比例技术，生产出高效、多功能、有机—无机复合化的生化长效肥。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

该长效肥的有效配比，按重量百分比计：

富菲酸                               2.5-3.7％；

全氮N                                11-15％；

速效磷P₂O₅                        8-10％；

全钾K₂O                             5.2-7.5％；

矿质稳定剂                           8-10％；

其中：矿物硅SiO₂                    3.2-4.0％；

      矿物钾K₂O                     1.2-1.5％；

      矿物钙和镁CaO+MgO              3.6-4.5％；

      金属硫酸盐                     0.16-2.0％；

上述总有效成份比为33.66～46.7％，剩余为其他矿物质。

该成品具有下述特性：

(1)H₂O＜5％；

(2)有效粒径：1-3，4-6，7-10mm/粒；

(3)强度≥15N/粒；

(4)PH5.5-6.5。

该生产方法为：

原料经粉碎后，搅拌混合，造粒，在回转炉内进行回转反应，进料口温度450-500℃，出口温度40-50℃，反应时间10-15分钟，反应产物经冷却，筛分得到产品。

所述富菲酸载体为风化煤或泥炭，含富菲酸15-25％重量百分比；

蛭石矿—黑云母原生矿物，其SiO₂含量≥50％，K₂O含量在15-20％重量百分比；

金属硫酸盐做为络合剂，其通式M²⁺SO₄ ^2-，硫酸盐有效成分95％，含水量在1％以下。

蛭石物料粒径在200目以下；风化煤或草炭物料粒径在40目以下；钾盐+过磷酸钙物料粒径在20目以下，蛭石+磷酸二胺+金属硫酸盐物料粒径在40目以下。

本发明的优点与积极效果是：

(1)在技术上摒弃了传统复混肥机械混拌的物理过程，代之以有机—无机添加剂与养分元素在非均相介质中发生物理化学、生物化学复合化反应，故而生化长效肥不是混合物，而是化合物；

(2)在理论上探明了有机—无机添加剂与养分元素具有特殊的“专性反应”和“反馈效应”，才使该肥料具有高效、多功能、复合化的特征。这一研究结果在国内外开辟了土壤酶学研究的新领域，奠定了长效性肥料研究的理论基础；

(3)该产品采取低能耗高工效的技术路线，减去了传统腐植酸复混肥生产中对风化煤先‘氨化’或‘酸化’的工艺环节。该产品集添加剂、造型、养分元素比例技术于一体，对粮谷作物、果树、蔬菜等具有特殊的“专一性”、“选择性”，年生长周期只一次施肥；

(4)该产品具有科学的农艺性状：在等价值的投入情况下，较美国二铵或其他三元、二元复合肥有较大的增产效应：水稻平均每亩增产15-20％；小麦增产20-24％；玉米增产17-20％；苹果平均单株增产19-25％。该肥料能激活土壤潜在供肥能力，N元素激发率达46.1％，P元素激发率达52.3％。该肥料具有较高的残留效应：¹⁵N残留率较等养分化肥高4-6％。因此该肥料具有科学的农艺性状。

附图说明：

图1为本发明的工艺流程方框图。

具体实施方式：

下面将结合附图所示对本发明做进一步详述：

1.工艺流程(见工艺流程图)：

(1)干燥处理：Q₁(风化煤)、Q₂(泥炭)、过磷酸钙等物料水分降低至10％以下；W(蛭石矿—黑云母矿渣)水分降至5％以下，降低水分的措施依原材料干湿度和当地的气候条件而定，可采取自然风干或加热烘干。

(2)熟化处理：按产品配方技术的要求，称取各原材料，进行熟化反应。熟化的时间，依不同物料，不同水分含量而异。

(3)物料粉碎：蛭石-球磨粉碎，物料粒径在200目以下；风化煤或草炭初始粉碎后再二级粉碎，物料粒径在40目以下；钾盐+过磷酸钙-初始粉碎，物料粒径在20目以下；蛭石+磷酸二铵+金属络合剂-二级粉碎，物料粒径在40目以下。

(4)计量搅拌：要求混合物料色泽均一，无白色尿素结块。

(5)喷布造粒：要求喷布粘合剂高度雾化，无小水滴，使成粒率大于90％以上；成粒时间10-15分钟；成粒的水分系数14-16％。

(6)升温反应：要求回转反应炉进料口温度450-500℃，出料口温度40-50℃，进出料口物料温度分别为110-120℃，45-50℃。

(7)冷却包装：通过自然或机械使成品物料冷却至30-35℃以下方可包装。

2.关键技术：

(1)风化煤或草炭、蛭石—黑云母矿、金属硫酸盐等，有效成份必须满足配方中富菲酸FAS 2.5-3.7％、矿质稳定剂8-10％、金属硫酸盐0.16-2.0％的要求。

(2)在粉碎处理环节中，蛭石经球磨粉碎后，其粒径必须在200目以下；风化煤或草炭必须经初始和二级粉碎，其最终粒径必须在40目以下；钾盐必须先行与过磷酸钙拌合熟化，而后才能进行初始粉碎，其粒径必须在20目以下，否则不利与尿素等原料进行合成反应。

(3)造粒和升温反应：在干燥处理时，必须将风化煤、过磷酸钙含水量降低至10％以下，否则不能进入粉碎处理工艺环节。钾盐与过磷酸钙熟化反应时间，视物料含水量和空气干湿度而定，一般熟化时间5-10小时；造粒时喷布的粘合剂(水或尿素硫酸盐溶液)，必须高度雾化(不见液滴)，成粒时的水分系数14-16％；时间系数10-15分钟；升温反应工艺环节，要求反应炉进、出料口温度分别在450-500℃，45-55℃，反应的时间是8-10分钟。

(4)生化长效肥的技术标准：

物理指标：水分≤5％；有效粒径：1-3、4-6、7-10mm/粒，成粒率≥90％；颗粒平均抗压强度≥15N/粒。

化学指标：总有效成分33.6-44.9％；三要素含量25-30％；生物抑制——激活剂2.5-3.7％；矿质稳定剂8-10％；金属硫酸盐0.16-2.0％；PH5.5-6.5。上述指标均达到或超过复混肥料GB15063-94的国家标准。

3.生化长效肥的反应机理：

该项发明在国内外首次探明了从风化煤有机提取物中A组分对土壤脲酶具有“专性抑制”效果；B组分对土壤蛋白酶、磷酸脂酶具有“专性激活”效应；C组分对土壤硝化细菌具有明显的抑制作用，对植物体酶系统又具有激活效应。我们将这种“同步异向效应”的作用机制，引进化肥工业，做为生化长效肥的理论基础；还探明了风化煤和蛭石矿做为有机—无机添加剂，在非均相介质中与尿素-N、磷酸盐中 钾盐中的K⁺，发生脱水缩合、阳离子桥接络合、胶体吸附反应。反应式如下：

(1)生物抑制作用：

(2)生物激活作用：

(3)金属离子桥接络合反应：

元素活性

(4)胶体吸附反应：

在工艺条件下，肥料养分元素实现了有机-无机复合化，在土壤中养分释放特征即长、缓、迟又短、急、快。

以1吨产品原料消耗定额为例：

                                                              有效成分

1.    风化煤                        100公斤                    2.5-3.7％

5.    氧化钾                       80公斤                     4.8％(K₂O)

6.    蛭石矿                       100公斤                    (SiO₂)5％

                                                              (K₂O)1.5％

7.金属硫酸盐                       20公斤                      2％

操作过程按上述工艺流程进行。

上述原料的技术规格为：

(1)生物抑制或激活剂其载体为风化煤或泥炭，含富菲酸(FAS)15-25％；

(2)矿质稳定剂：蛭石矿—黑云母原生矿物，其SiO₂含量≥50％，K₂O含量在15-20％；

(3)金属离子络合剂：为2价金属硫酸盐M²⁺SO₄ ^2-，有效成分为.95％，含水量在1％以下；

(4)三要素肥料原料为：尿素、磷酸二铵、过磷酸钙、氧化钾、硫酸钾等，其有效含量按国家标准要求。

Claims (5)

1.一种生化长效肥，其特征在于：该长效肥的有效配比，按重量百分比计：

富菲酸                      2.5-3.7％；

全氮N                       11-15％；

速效磷P₂O₅                8-10％；

全钾K₂O                    5.2-7.5％；

矿质稳定剂                  8-10％；

其中：矿物硅SiO₂           3.2-4.0％；

      矿物钾K₂O            1.2-1.5％；

      矿物钙和镁CaO+MgO     3.6-4.5％；

金属硫酸盐                  0.16-2.0％；

上述总有效成份比为33.66～46.7％，剩余为其他矿物质。

2.根据权利要求1所述的长效肥，其特征在于：该成品具有下述特性：

(1)H₂O＜5％；

(2)有效粒径：1-3，4-6，7-10mm/粒；

(3)强度≥15N/粒；

(4)PH5.5-6.5。

3.根据权利要求1或2所述的长效肥，其特征在于：所述富菲酸载体为风化煤或泥炭，含富菲酸15-25重量％。

4.根据权利要求1或2所述的长效肥，其特征在于：所述矿质稳定剂为蛭石矿-黑云母原生矿物，其SiO₂含量≥50％，K₂O含量在15-20重量％。

5.根据权利要求1或2所述的长效肥，其特征在于：金属硫酸盐做为络合剂，其通式M²⁺SO₄ ^2-，硫酸盐有效成分在95％，含水量在1％以下。