CN1473805A - 荔枝异粒变速控释肥料及其制备 - Google Patents

Abstract

荔枝异粒变速控释肥料制备方法涉及到一种供肥数量和供肥速度与作物生长期各个营养阶段的需求基本同步的颗粒状控释肥料制造技术。它由供肥期短、供肥期较长、供肥期长的三种包膜型控释肥料，按1∶1∶2的比例有机的配伍而成的一种在作物生长期间肥料释放的速度、供肥数量、供应氮磷钾的比例随作物生长期不同而异，能保障作物生育期各个营养阶段有适量养分供应的速度复合型控释肥料。本发明能有效地解决现行控释肥料养分供应速度、供应数量和氮磷钾比例与作物生长发育需求不吻合的问题。

Description

荔枝异粒变速控释肥料及其制备

                        技术领域

本发明涉及肥料制备领域尤其是颗粒状控释肥料的制备。

                        技术背景

到目前为止尚没有供肥速度、供肥数量(氮磷钾比例)与作物需求同步或吻合的控释肥料制造技术及其相应的控释肥料。根据现有资料报道，国际、国内相关的肥料有缓释肥料(或长效肥料)和供应养分速度单一的控释肥料两大类。这两类肥料的状况和不足之处如下：

缓释肥料或长效肥料

相对于普通肥料而言，缓释肥料或长效肥料是养分释放速度缓慢，供肥时间较长的一种肥料。这种肥料通常是通过以下四种方法制造的缓释或长效氮肥。第一类是涂层或包裹尿素，如硫衣尿素(美国、日本、中国等)、钙镁磷肥包裹尿素(中国)；第二类是加脲酶抑制剂或硝化抑制剂的稳定型氮肥，如ASN+DMPP(德国等)、长效碳铵(中国)；第三类是尿素衍生物，如草酰胺(Oxamide OM)、亚丁烯二脲(Crotonylidene diurea CDU)、亚异丁基二脲(Isobutylidene diurea IBDU)、硫酸脒基脲(Guanylurea sulfateGUS)等(日本、德国、芬兰、挪威、美国等)；第四类是大粒肥料，如德国、中国的大粒尿素，中国的大粒碳氢酸铵。这四类肥料的供氮时间较纯尿素长，且第四类的供氮时间＜第一类＜第二类＜第三类。

存在问题：

实际上缓释肥料或长效肥料是把普通尿素经过物理或化学的改性而生产的长效氮肥。如通过增大颗粒减少肥料与土壤和大气的接触，或通过在尿素外包裹一层疏水物质减小尿素的溶解速度，或在尿素或其他氮肥中添加脲酶抑制剂或硝化抑制剂而延缓尿素水解或防止尿素水解后进一步硝化损失氮素，或经过化学反应使尿素彻底改性生成可以使氮素能较长时间的保存在土壤中的改性尿素。但是这些抑制剂均具有毒性，且此类缓释或长效肥料中的大粒肥料、涂层或包裹尿素、稳定型氮肥的肥效常常因土壤水分多少和温度高低而有较大幅度的变化，在作物生长期，供肥过程有供肥突然过猛的问题，从而造成肥效不稳或危害作物。尿素衍生物类长效肥的供肥速度又过缓，在作物生长发育需求养分量大的时候，肥料中的养分却常常供不应求。肥料价格偏高，其价格通常是普通尿素的5～8倍。此外，肥料供应养分的数量和速度既和土壤的物理化学性质有关，又受土壤微生物活性的影响。控制释放的养分主要是氮，所以其他养分供应速度和数量无法控制。故缓效肥料或长效肥料的养分释放速度和供应量不可能与作物需求相一致，在农业生产中的应用受到肥效不可调控和肥料价格过高等双重限制。

控释肥料

控释肥料是美国、以色列、德国等国生产的树脂包膜复合肥和日本、中国等国生产的聚乙烯类包膜尿素。事实上聚乙烯类包膜尿素应该属于长效尿素，而真正的控释肥料当属美国生产的树脂包膜复合肥。树脂包膜复合肥的养分供应速度只取决于包膜的厚度和土壤的温度。一般包膜厚度越大，供肥速度越小；土壤温度越高，供肥速度越大。在膜厚度一定时，养分释放速度与温度成正比。因此这种包膜肥料的供肥速度可以人为控制(通过控制包膜的厚度)。然而这种控释肥料也存在一定的问题。

存在问题：

虽然这类控释肥料供应养分的速度和数量与除温度外土壤的物理化学性质、土壤微生物活性无关，仅与温度有关，但是在一定的土壤条件下，肥料供应养分的速度恒定不变，无论在作物生长的任何时期，不管作物需求什么样的氮磷钾比例，而该控释肥料释放或供应的养分比例不变，供肥速度和数量实际上也无法调节，即供肥数量和速度与作物需求不同步。同时，肥料制造工艺复杂，生产条件严格，肥料成本较高，是普通复合肥的5～6倍。其中聚乙烯类包膜尿素的供肥速度过缓，在作物生长发育需求养分量大的时候，肥料中的养分却常常供不应求，而且养分释放后往往把不可降解的聚乙烯类塑料物质残留于土壤，久而久之造成环境二次污染的问题。故这类控释肥料的养分释放速度和供应量也不可能与作物需求一致，在农业生产中的应用也受到肥效不能与作物需求同步以及肥料价格过高等双重限制。

综上所述，现行缓效、长效肥料和控释肥料的共同缺点在于：肥料的制造成本高，肥料中养分释放速度、供应量和氮磷钾比例与作物不同生长阶段的需求又不一致，因此使控释肥料在生产实践中不能真正起到控制养分释放或控制供应养分的作用。换言之，施用现行的长效、缓效和控释肥料并不能达到既省工(根据产品的介绍，一次施用一生见效)，又高效节肥(根据产品的介绍，这种肥料在土壤中可以缓慢释放养分，供作物吸收)的目的。

                        技术内容

本发明的目的：提供一种根据荔枝生长期各个阶段的营养特性而控制养分释放速度、供应数量、供应氮磷钾比例的控释肥料，固体颗粒状可降解高分子材料包膜控释肥料及其制备方法，利用该方法制造的高分子材料包膜控释肥料能保障控制肥料供应养分速度、养分供应数量和氮磷钾比例与荔枝生长发育中的需求基本同步或基本一致。

本发明根据作物各生长期的营养特点确定氮、磷、钾比例，并将适合于各个营养期的氮磷钾复合肥制备成包膜控释肥料。根据作物的营养特性，将控释肥料按比例配成异粒变速控释肥料。

荔枝异粒变速控释肥根据荔枝生长期的营养特点，分别确定适合于荔枝秋梢生长期的氮磷钾比例、花芽分化至开花期的氮磷钾比例和果实生长发育期的氮磷钾比例。根据这三个营养期的长短，将适合于各个营养期的氮磷钾复合肥制备成包膜控释肥料。根据荔枝的营养特性将这三种控释肥料按比例配成适合于荔枝的异粒变速控释肥。具体内容如下：

(1)营养体(秋梢)生长期。荔枝秋梢生长发育和老熟的秋梢是来年荔枝的结果母质。从采果后到秋梢抽生发育和老熟一般需要5～6个月，在此期间荔枝的营养需求如下：一方面要恢复树体，另一方面要推进新梢快抽速长。适合于此期的氮磷钾复合肥分析式是20-10-10或22-6-12。这种复合肥可以使用一种进口复合肥，或以尿素、三料磷肥、硫酸钾为原料，采用圆盘或滚筒造粒法制成颗粒复混肥。

将复合肥20-10-10或22-6-12用流化包膜方法制造成供肥速度为0～5个月的包膜颗粒控释肥料，称为控释肥料A。流化包膜如下：

将树脂溶解于醋酸水溶液中，调配成质量比40％的树脂溶液。包膜前先将肥料进行筛分，去除粉尘，并烘干。然后在流化包膜床内，在40～46℃条件下，将树脂均匀的包裹在肥料颗粒的表面。

(2)花芽分化至开花期。此期荔枝的特点是营养体(秋梢)生长与生殖体(花器官)生长共存。花芽分化从秋梢老熟后开始，约经3个月完成开花。在此期间的营养要求：一方面要控制秋梢旺长促使叶芽向花芽转化，另一方面要促进着花和座果。适合于此期的氮磷钾复合肥分析式是10-20-20。这种复合肥可以使用一种进口复合肥或以尿素、三料磷肥、硫酸钾为原料，采用圆盘或滚筒造粒法制成颗粒复混肥。

将复合肥10-20-20用流化包膜方法制造成供肥速度为6～9个月的包膜颗粒控释肥料，称为控释肥料B。流化包膜方法同上。

(3)果实生长发育和膨大期。此期荔枝的特点是果实的膨大生长(前期)与果实糖分的积累(后期)。从座果到菜果约经3～4个月。在此期间的营养要求：一方面果实膨大期要有足量、适量的氮素保障果实迅速长大，另一方面要由足量的钾素营养保障碳水化合物和糖分向果实运输和在果实中的积累，并保障果皮的强度降低裂果率。适合于此期的复合肥的氮磷钾分析式是13-10-21或11-6-23。这种复合肥可以使用一种进口复合肥或以尿素、三料磷肥、硫酸钾为原料，采用圆盘或滚筒造粒法制成颗粒复混肥。

将复合肥13-10-21或11-6-23用流化包膜方法制造成供肥速度为0～5个月的包膜颗粒控释肥料，称为控释肥料C。流化包膜方法同上。

控释肥料A、控释肥料B和控释肥料C的颗粒大小一致。A的供肥速度快，供氮为主以磷钾为辅，养分供应主要量集中在作物生长前期；B的供肥速度较慢，供磷钾为主以氮为辅，养分供应主要量集中在作物生中期；C的供肥速度最慢，供钾为主以氮磷为辅，养分供应主要集中在果实生长发育阶段的前四分之三时期。

将控释肥料A、控释肥料B和控释肥料C按照重量比1∶1∶2的比例混合均匀即成异粒变速控释肥料。

本发明可用于设计和制备荔枝等果树专用异粒变速控释肥料或速度复合型控释肥料。

与现有技术相比，本发明的优点如下：

(1)发展了以往控释肥料的思想，扩充了控释肥料的内涵。即异粒变速控释肥料或速度复合型控释肥料在以往控释肥料仅仅局限于控制肥料中养分的释放，延长其供肥时间的思想基础上，将控释肥料的理念扩展到不仅仅延缓肥料的供肥时间，而是控制肥料中养分的释放或供应速度、供应数量、供应氮、磷、钾的比例与作物各个生育期的氮、磷、钾需求量基本吻合。

(2)提供了一种生产控释肥料的方法，利用该方法生产的肥料能满足供肥速度和供应养分数量、比例与作物的需求基本同步。

现结合实列说明荔枝异粒变速复合肥料的制备过程：

实施项目：利用星王复合肥制备荔枝异粒变速控释肥料制备过程和步骤：

1.确定荔枝年生长期各个营养阶段适宜的氮磷钾配比

自1999年至2002年6月，利用回归正交设计开展荔枝大田定位试验，每一个荔枝年生育期，采集各个营养阶段前中后三个时段的植株样品，分析荔枝体的氮磷钾营养元素组成。肥料试验结果表明，适宜于荔枝秋梢发育期的氮磷钾比例为2∶1∶1；适合于花芽分化和开花期的氮磷钾比例为1∶2∶2；适合于果实发育期的氮磷钾比例为1.3∶1∶2.1。

2.选择适宜的复合肥料。根据上述的实验结果，分别选择20-10-10，10-20-20和13-10-21的星王氮磷钾复合肥分别为上述各个生育阶段的复合肥。

3.根据荔枝年生长周期的营养特点和生育期长短确定各个生育阶段的控释肥料的供肥期。秋梢发育期控释肥料(20-10-10包膜肥)的供肥期为0～5个月，花芽分化和开花期的控释肥料(10-20-20包膜肥)的供肥期为0～9个月，果实发育期的控释肥料(13-10-21包膜肥)的供肥期为0～12个月。

4.按照供肥期的要求分别利用流化包膜机制备包膜控释肥。其方法如下：

1).将400g水溶性树脂溶解于1000ml醋酸水溶液中制成40％的树脂水溶液。

2).根据荔枝生长期各营养阶段的营养需求选择氮磷钾分析式分别是20-10-10，10-20-20和13-10-21的三种星王氮磷钾复合肥。

3).将肥料按照要求计量后置于流化室，并将计量后的包膜材料溶液置于盛液罐中。

4).开机后先将流化室的温度调至50～60℃，并在流化的情况下工作20～30分钟。在包膜前使肥料完全干燥。

5).待肥料烘干后，把流化室的温度降至42℃，把流化压力调至肥料在流化床内可以升高至流化室2/3高处，把雾化压力阀打开使雾化压力达到0.2Mpa，开动蠕动泵，并调节泵的转速为3～5rpm。

6).在上述条件下进行流化包膜，直至将树脂溶液包完。包膜过程随时观察流化室内的肥料有无结块。如有结块现象表明流化压力不足，应增加流化压力。包完后继续在流化室内烘干20～30分钟。

7).烘干后用肥料重5％的膨润石粉在流化状态下处理包膜肥的表面以防结块。

8).把肥料置于密封袋内包装。

5.把制备好的三种包膜控释肥料，按照1∶1∶2的比例混合即成适用于荔枝的异粒变速控释肥料。

荔枝异粒变速控释肥料使用效果试验

试验地点：茂名电白麻岗大路街村荔枝园

试验时间：2001～2002年

试验方案：试验设荔枝异粒变速控释肥料和普通水溶性肥料两个处理。控释肥料包膜内的肥料和水溶性肥料相同。各个处理的氮磷钾比例相同，氮磷钾养分相等。异粒变速控释肥料在2001年采果后2周1次使用，水溶性复合肥按照荔枝年生育期，第一次施肥在2001年采果后2周1使用，的2次在2001年12月使用，第3次在2002年3月初使用。试验布置在同一山坡，树龄、品种和长势相同的山坡上。每处理选择48棵树，按照6行8株划分小区。2002年6月采收，采收时选取中心8棵树全部收获果实并分别记产。

试验结果：1)水溶性复合肥处理每棵树荔枝产量：24.37kg。

          2)荔枝异粒变速控释肥料处理每棵树荔枝产量：24.49kg。

经过方差分析结果检验，两个处理的结果没有统计上的差异。

试验结果表明，一次施用荔枝异粒变速控释肥的效果与3次施用水溶性复合肥的效果一样。荔枝异粒变速控释肥料适用于荔枝生产，并能简化施肥，节约劳动生产力。

Claims (1)

1. 荔枝异粒变速控释肥料依据作物生育期的营养特点，将荔枝的生育期划分为营养体生长期、生殖体生长期和果实生长发育期三个营养阶段，在确定适合于各营养阶段的氮磷钾复合肥的基础上，分别将其制备成保肥供肥期短、保肥供肥期较长、保肥供肥期长等三种控释肥料，其特征在于确定营养体生长期需求的氮磷钾为20-10-10或22-6-12，生殖体生长期需求的氮磷钾为10-20-20，果实生长发育期需求的氮磷钾为13-10-21或11-6-23，并按各营养期的营养配比制备成控释肥料，将三种控释肥料按重量计以1∶1∶2的比例混合制造异粒变速控释肥料。