CN1371345A - 含硫代硫酸铵的肥料 - Google Patents

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永田宏
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Abstract

本发明的目的是提供含有ATS的环保型肥料。即向碱交换量大的材料和/或多孔质材料(以下记作ATS保持材料)中,添加混合1～50w%的硫代硫酸铵(以下记作ATS)水溶液,向该混合物中添加酸或酸性材料,调整pH为5.5～7.6,在这样得到的粉末状的含硫代硫酸铵肥料和含氮、磷、钾成分中的一种以上的肥料粉末或该肥料粉末中添加ATS保持材料得到的混合物中,添加混合1～15w%ATS水溶液,形成粉末状或粒状的含硫代硫酸铵肥料。

Description

含硫代硫酸铵的肥料
技术领域
本发明是关于将具有氮(N)、硫(S)成分的硫代硫酸铵(以下称作ATS)水溶液粉末化或粒状化的肥料。
背景技术
ATS作为水溶液而流通，就作为肥料的用途来讲，是作为液体肥料使用。这种情况可并用的肥料，只限于氮、磷酸、钾肥料等pH6以上的液体肥料。因为对植物产生药害，所以在植物种子的横5cm、下5cm的位置施用。
发明解决的课题
以前供使用的ATS(液肥)时，可并用的肥料也只限定液肥，同时，如前所述，对施用位置也存在限制，误用时也存在产生药害的危险。
因此，本发明鉴于这种已有技术的缺点，其目的是提供一种环保型的肥料，这种肥料处理容易，同时能避免ATS引起的对植物的危害，此外，在土壤中的氮成分也很少因硝酸化引起向河流、湖泊中溶脱。
发明的公开
本发明为了达到该目的，对以下诸问题进行了研究。
1)为了避免因施用ATS而引发的药害，扩大作为肥料的使用范围，对产生药害的积理进行了研究。
由各种研究结果可知，产生药害的主要因素，如式1所示，是由来自ATS的引发源硫(S)所致。
(式1)
因此发现，为了使生成的硫(S)不与植物的根和叶直接接触，将ATS水溶液形成细粒(粉末)或颗粒状，即可避免药害。
即，本发明是向碱交换量大的材料(沸石、膨润土、高岭土等)或多孔质材料(硅藻土、轻量气泡混凝土(以下称作ALC)粉末、白炭黑等)(以下将这些材料叫作ATS保持材料)中，添加混合1～50w％的硫代硫酸铵(以下缩写成ATS)水溶液，预先添加酸或酸性材料，将混合物的pH调整到7左右，就这样，或者造料、干燥这种含有硫代硫酸铵的肥料，即可达到本发明目的。
第2个发明是向含有氮、磷酸、钾成分的一种以上的肥料粉末或向该肥料粉末中添加混合ATS保持材料的材料中，添加混合1～15w％ATS水溶液的粉末状或粒状含有硫代硫酸铵的肥料。
第4个发明是在含有氮、磷酸、钾成分的一种以上的肥料粒子表面上喷淋1-15w％ATS水溶液后，原样进行干燥，或者用添加1-10w％的ATS保持材料进行包覆的粒状含有硫代硫酸铵的肥料。
用上述方法制造的肥料，物理性很好，即使长期贮存也不固结，仍能使用。即使将这些肥料在70-80℃下加热干燥，也不会引起化学变化，仍能干燥。
实施发明的最佳形态
在以下的发明实施形态中，按照具体的实施例详细说明本发明。
本发明基于上述见解完成的，根据本发明提供由以下构成形成的粉末或粒状含ATS的肥料。
①在硅藻土、膨润土、高岭土、ALC粉末或白炭黑等ATS保持材料中添加混合含70-80％w/v ATS的水溶液，相当于1.0～50w％量。在这种保持材料中预先添加约1w％的过磷酸石灰(过磷酸钙)、磷酸一铵(MAP)等酸或酸性材料，使混合物的pH为5.5～7.6。
②在作为ATS保持材料的沸石、硅藻土、膨润土、ALC粉末、高岭土或白炭黑中加入调整pH、消除氨臭用的酸性材料，边添加ATS水溶液边进行造粒。这时根据需要可添加造粒助剂(粘合剂)。
作为造粒助剂(粘合剂)最好是石膏、膨润土或赤糖糊、木质素废液等。造粒物原样或进行干燥制成制品。
③向含有氮、磷酸、钾成分的一种以上的肥料粉末中，或向其中混合了硅藻土等ATS保持材料的粉末中，添加混合1-15w％的ATS水溶液，原样，或干燥制成制品。
④在含有氮、磷、钾成分的一种以上的肥料粉末中，或向其中混合了作为ATS保持材料的硅藻土等的粉末中，边添加5～20w％的ATS水溶液边造粒，造粒物原样或干燥后制成含ATS的肥料。
⑤在含有氮、磷、钾成分的一种以上的粒状肥料中，喷淋添加4～8w％的ATS水溶液，根据需要在包覆作为ATS保持材料的硅藻土等粉末后，原样或干燥后制成含ATS的肥料。
上述②～⑤中使用的ATS水溶液的ATS浓度，与①相同，为70～80w/v％的水溶液。
以下示出了本发明特别适用的含ATS肥料的制造方法和肥料效果的试验例和实施例。本试验例和实施例只是示例，并不对本发明范围构成限定。
(试验例1)
相对于ATS保持材料，ATS添加量对添加混合物的物理化学特性的影响。
在ATS保持材料中添加各种量的酸性材料和ATS水溶液，研究混合物的物理化学特性。根据所得结果(表1)，保持材料中不加调整pH用的酸性材料时(No.1)，pH为8左右，有很强的氨臭。
然而，通过添加0.1～0.3w％的酸性材料，使pH为5.5～7.6，没有出现氨臭。就造粒性来讲，除了膨润土保持材料外都不好，但通过添加1-5w％的石膏或赤糖糊作造粒助剂(粘合剂)，提高了造粒性。根据以上试验结果，必须添加酸或酸性材料，在造粒时，最好添加石膏或赤糖糊等粘合剂。
表1
  No   保持材料  ATS添加量   pH调整剂   造粒助剂   pH   氨臭   造粒性
  1   硅藻土   20％*1   -    -   7.9   有   不好
  2   硅藻土   20％   MAP*20.1％    -   6.8   有   不好
  3   硅藻土   20％   MAP 0.2％    -   6.8   无   不好
  4   硅藻土   20％   过磷酸钙*30.1％    -   6.7   无   不好
  5   硅藻土   20％   过磷酸钙0.5％    -   5.5   无   不好
  6   硅藻土   40％   过磷酸钙0.2％    -   6.7   无   不好
  7   硅藻土   40％   过磷酸钙0.4％    -   6.7   无   不好
  8   硅藻土   50％   过磷酸钙0.5％    -   6.7   无   不好
  9   膨润土   40％   过磷酸钙0.3％    -   7.0   无   好
  10   膨润土   40％   过磷酸钙0.3％    *4石膏1％   7.0   无   好
  11   膨润土   40％   过磷酸钙0.3％    石膏5％   6.6   无   好
  12   沸石   40％   过磷酸钙0.3％    -   6.8   无   不好
  13   高岭土   40％   过磷酸钙0.3％    -   6.7   无   不好
  14   高岭土   40％   过磷酸钙0.3％    石膏2％   6.7   无   好
  15   ALC粉末*5   40％   过磷酸钙0.3％    -   7.2   无   不好
注：*1    ATS：75％水溶液              pH 8.6
*2    MAP：肥料用磷酸铵            pH 4.1
*3    酸性磷酸盐   过磷酸钙               pH 2.8
*4    石膏：       排脱石膏               pH 7.0
*5    ALC粉末：轻量气泡混凝土粉粹物       pH 9.6
(实施例1)
在添加了酸性材料磷酸一铵0.1kg的硅藻土50.9kg中，添加混合含75w/V％ATS的水溶液40kg，得到含有氮(N)：4.4％、S：10.4％的加入ATS的肥料100kg。
得到松散的粉末，无臭，易于处理，即使长期放置也不固结。该制品的pH为6.7，将5g这种肥料加入到5kg a/5000规模的盆载土壤中，再添加混合5g的15-15-15化学肥料，以旱田状态播种小松菜，与不添加ATS的比较，研究有无植物受害、发育状况的差异。
所得结果，两种肥料对植物无害，发育也很好。加入ATS的肥料，施用氮(N)的溶脱损失很少，从表3中的结果即可明确，没有进行测定。
(试验例2)
市售肥料中的ATS水溶液添加量和添加物加热物的物理化学特性的影响
在市售的普通肥料中添加各种量的ATS水溶液，对添加物的物理化学特性以及将添加物在80℃左右下加热时的化学变化，用表2中所示NO.16～No.35的试验品进行研究。
根据所得结果(表2)，关于肥料粉末，可知ATS水溶液的可添加量虽然达到15％，但从添加物的状态看，最好添加7～15％。可知在市售的粒状普通肥料中，喷淋3～15w％的ATS水溶液，用硅藻土等实施包覆加工，形成很好的含ATS肥料。混合粉末不需要添加造粒助剂，也能进行造粒。这些肥料即使在70～80℃下加热干燥，也不会产生化学变化。
表2
  No   市售肥料  ATS添加量   状态改良材料 添加物形状   pH   造粒性   加热变化
  16   MAP粉末     7％   -   松散状   6.3   不好   无
  17   MAP粉末     10％   -   稍湿润   6.6   稍好   无
  18   MAP粉末     10％   膨润土3％   松散状   6.6   好   无
  19   MAP粉末     13％   膨润土3％   稍湿润   6.7   好   无
  20   MAP粉末     15％   硅藻土2％   稍湿润   6.7   好   无
  21   MAP粉末     15％   硅藻土3％   稍湿润   6.7   好   无
  22   MAP粉末     20％   硅藻土3％   稍湿润   6.8   好   稍有硫臭
  23   MAP粒     7％   硅藻土4％   松散状   6.3   不要   无
  24   DAP粉末     5％   -   松散状   7.4   稍好   无
  25   DAP粉末     7％   -   松散状   7.6   稍好   无
  26   DAP粉末     10％   -   稍湿润   7.6   好   无
  27   DAP粉末     10％   硅藻土2％   稍湿润   7.6   好   无
  28   DAP粉末     13％   硅藻土3％   稍湿润   7.7   好   无
  29   DAP粉末     15％   硅藻土3％   稍湿润   7.7   好   稍有硫臭
  30   DAP粉末     20％   硅藻土4％   稍湿润   7.8   好   稍有硫臭
  31   DAP粒     4％   硅藻土4％   松散状   7.4   -   无
  32   DAP粒     5％   硅藻土4％   松散状   7.6   -   无
  33   DAP粒     15％   硅藻土4％   稍湿润   7.6   -   无
  34   15-15-15化学肥料     7％   硅藻土3％   稍湿润   7.0   稍好   无
  35   15-15-15化学肥料     10％   硅藻土3％   稍湿润   7.0   好   稍有硫臭
ATS：使用75w/v％的水溶液。
对于本试验例中的状态改进材料，示出了使用硅藻土和膨润土的实例，使用沸石、ALC、高岭土、白炭黑时，也获得同样效果。
造粒性，根据盘型试验机的结果进行判定。
加热变化，示出了在80℃下加热40分钟后的结果。加热时出现的硫臭，冷却后消失。
DAP是肥料用磷酸二铵，pH为7.6
MAP是肥料用磷酸一铵，pH为4.1
(试验例3)
关于抑制ATS硝酸化效果，在表3试验区(①～④)中，在表4中所示的表层腐植质的黑色草牧土(东京都杉并区)的土壤中添加表3中所示的氮，用以下示出的试验方法，观察添加后7天、14天和21天后的土壤变化状态。
(试验方法)
作为氮，将相当于25mg的供试试样加入到各50g的土壤中，装入200ml三角烧瓶内，加入脱盐水，调节土壤水分，达到最大容水量的60％，再装入30±1℃的恒温器内，每次按规定天数从恒温器定量测定研究对照的上述三角烧瓶中的氨性氮和硝酸性氮。结果如表5和表6中所示。
(结果)
将ATS水溶液作为N，相对于硫铵的N，添加10％以上时，硝酸化合率，相对于不添加ATS的30.4％，显示出很低的数值，为13.6％。
由以上可知，ATS最好添加10％以上。
表3
试验区
  试验区     添加氮的混合比率(％)
    ATS水溶液     硫铵
    ①     0％     100％
    ②     5％     95％
    ③     10％     90％
    ④     15％     85％
注)每1区的N添加量为25mg表4供试验土壤表层腐植质黑草牧土(东京都杉并区)
          pH       CEC(meq/干上)     最大溶水量(％)
    H2O     KCL
    5.6     4.9       36.1     105
表5试验结果(1)氨性氮和硝酸性氮的测定值(每50g土壤)
           成分试验区  经过天数              NH4-N               NO3-N
  7日     14日     21日     7日     14日     21日
        ①   23.1     21.1     17.5     3.7     5.9     9.8
        ②   23.5     21.5     20.3     3.4     5.3     7.1
        ③   23.8     22.7     21.8     3.1     4.5     5.6
        ④   24.0     23.1     22.4     2.7     4.0     5.0
      未添加   0.4     0.4     0.6     2.3     2.2     2.2
表6硝酸化合率
             成分试验区   经过天数            硝酸化合率
    7日     14日     21日
         ①     5.6     14.8     30.4
         ②     4.4     14.8     19.6
         ③     3.2     9.2     13.6
         ④     1.6     7.2     11.2
注)硝酸化合率表示相对试样中氮总量的比率
(实施例2)
将磷酸铵(DAP)粉末88kg装入盘型造粒机内，边添加12kg 75w/v％的ATS水溶液，边进行造粒，得到100kg肥料。造粒物是松散的粒子，其pH为7.6，含有N：19.1％、P2O5：40.5％、S：3％。
将该造粒物在80℃下干燥40分钟，得到97kg制品。将5g这种肥料加入到5kg a/5000规格盆载土壤中，以旱田状态播种小松菜，进行研究有无植害及发育状况。所得结果，ATS没有引发植害，显示出良好的发育。
(实施例3)
将92kg粒状DAP装入盘型造粒机内，喷淋5kg75w/v％ATS水溶液后，边添加3kg多孔性ATS保持材料即硅藻土，边进行包覆。将其在80℃下加热干燥40分钟。制品的pH为7.5，含有N：17.4％、P2O5：43.9％、S：1.3％，和实施例2一样，利用小松菜进行载培试验，显示出良好的发育。
(实施例4)
向41kg实施例2中得到的加入ATS的DAP粒状干燥肥料中，加入16kg粒状硫酸铵、12kg粒状尿素和28kg粒状氯化钾，作为固结防止剂，添加3kg硅藻土，制得100kgBB肥料。
这种肥料是含有N：16.7％、P2O5：16.6％、K2O：16.8％和S：2.1％的高成分复合肥料。对这种肥料的肥效，和实施例2一样，利用小松菜实施载培试验，与不添加ATS的对照区进行比较。所得结果，两个区都显示出良好的发育。
工业上利用可能性
根据本发明，使用ATS保持材料，将以前作为液体流通而使其处理、使用范围受到限制的ATS水溶液变成粉状或粒状的形态，获得如下效果。
①ATS的输送、贮藏和处理变得很容易。
②避免了来自ATS的植害。
③除了液肥外，可与其他普通肥料混合。特别是与氮质肥料的混合，由于抑制住氮的硝酸化，所以减少了N的溶脱损失，同时也能抑制住湖泊、河流的富养化。
④施用肥料的利用率，特别是提高了N的利用率，从而能减少施肥量。

Claims (5)

1.一种粉末状的含硫代硫酸铵肥料，其特征是，向碱交换量大的材料和/或多孔质材料(以下记作ATS保持材料)中，添加混合1～50w％硫代硫酸铵(以下简写作ATS)水溶液，向该混合物中添加酸或酸性材料，将pH调整为5.5～7.6。
2.一种粉末状或粒状的含硫代硫酸铵肥料，其特征是，向含有氮、磷、钾成分的一种以上的肥料粉末或向该肥料粉末中添加混合了ATS保持材料的混合物中，添加混合1-15w％ATS水溶液。
3.一种粒状的含硫代硫酸铵肥料，其特征是，在边添加ATS水溶液，边将ATS保持材料造粒的肥料中，上述ATS水溶液为5～20w％。
4.一种粒状的含硫代硫酸铵肥料，其特征是，在含有氮、磷、钾成分的一种以上的肥料粒子表面，喷淋1～15w％ATS水溶液后，进行干燥或用ATS保持材料添加1～10％进行包覆。
5.根据权利要求1～4中任一项记载的粒状或粉末状的含硫代硫酸铵肥料，其特征是，上述的ATS保持材料是沸石、膨润土、高岭土或多孔质的硅藻土、轻量气泡混凝土(以下称ALC)粉末或白炭黑。
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