CN1746138A - 长效碳酸氢铵蔬菜复混肥的生产方法 - Google Patents

Abstract

一种长效碳酸氢铵蔬菜复混肥及其制备方法，该肥料氮(N)磷(P₂O₅)钾(K₂O)养分总含量为18％～27％，碳(C)含量为11％～17％，氨稳定剂含量为0.3％～1.0％，腐植酸含量为10％～20％，粘合剂为2％～3％，防结块剂为2％～5％。该肥料肥效期可延长到90～110天，可作基肥施用，免去追肥工序；可用氮磷钾粉状肥料及其辅料混配直接造粒法、长效碳酸氢铵系统生产法或直接用机械混配法制备。由于本发明长效碳酸氢铵含有氨稳定剂DCD，可减少土壤硝态氮和亚硝态氮的形成量，是理想的绿色环保肥料。

Description

长效碳酸氢铵蔬菜复混肥的生产方法

技术领域

本发明涉及一种化肥，具体地说涉及一种长效碳酸氢铵蔬菜复混肥。

本发明还涉及上述化肥的制备方法。

背景技术

建国初期，由于中国工业基础的薄弱和国情需要，侯德榜博士提出了联碱生产碳酸氢铵的生产工艺，生产出中国的国肥碳酸氢铵。四十多年来，碳酸氢铵生产量一直稳定在氮素总量的50％左右，占中国肥料的半壁江山，为中国的农业发展做出了巨大的贡献。然而，从它诞生之日起，碳酸氢铵的不稳定性、易挥发性，氮素的逸散多，难以长期储存等缺点，国家一直进行着攻关研究。通过中国科学院和化学工业部的10年合作研究，于1994年通过了长效碳酸氢铵的成果鉴定。该项研究成果得到广大农民的拥护，十几年来长效碳酸氢铵在全国累积推广面积超过了一亿亩，为国家增产粮食达40亿公斤；也使中国的小氮肥企业获得了新生。该项成果荣获中国科学院科技进步特等奖，国家科技进步二等奖。由于该项技术能增加二氧化碳的固定，减少氧化亚氮的排放和亚硝态氮的形成量，作为环保肥料已引起了世界各国的重视。

长效碳酸氢铵的技术特点是在碳酸氢铵生产过程中添加了一种氨稳定剂(DCD)，由于DCD含有伯胺基和仲胺基与碳酸氢铵的游离氨分子能形成氢键团簇缔合作用，从而改变了碳酸氢铵的特性，肥效期从原来的35天可延长到90～110天，氮素利用率从原来的25％可增加到35％；同等施肥量长效碳酸氢铵可增产13％左右，并有明显的节肥效果；可减少氧化亚氮的排放量70％左右，减少亚硝态氮的形成量18％～30％，有明显的保护环境作用；长效碳酸氢铵可使碳酸氢铵中的二氧化碳缓慢释放，是蔬菜大棚理想的CO₂肥源。

在室温模拟条件下，供试的几种长效氮肥与普通氮肥比较，CO₂的释放量有明显差异。试验表明，土壤施肥能增加CO₂的排放量，例如土壤施用尿素比不施肥的对照区，土壤向大气中排放的CO₂量可增加17.7％；而供试的长效碳酸氢铵蔬菜复混肥，与普通尿素比较CO₂排放量能减少12.0％～15.5％，而且CO₂排放均匀，不会产生CO₂的浓度过高，抑制作物生长，有利于大棚蔬菜的CO₂供给。所以通过长效碳酸氢铵蔬菜复混肥的开发，可实现国内环保肥料的供应。

环境的氮素污染对人、畜健康的危害性很大，通过中国癌症高发区调查，肝癌死亡率与饮水中的硝酸盐和亚硝酸盐含量呈正相关，所以硝化抑制剂在肥料上的应用是一项值得重视的环保项目。而氨稳定剂DCD本身就是一种理想的硝化抑制剂，对亚硝化细菌有一定的抑制作用。我们通过水稻盆栽试验证明，DCD加入到尿素中可使硝态氮形成量减少33.8％，亚硝态氮减少83％；将DCD加入到硫酸铵中使硝态氮的形成量减少49％，亚硝态氮减少74％；将DCD加入到碳酸氢铵中，使硝态氮的形成量减少34％，亚硝态氮的形成量减少61％。作土壤无机氮的动态变化和土壤残留氮量测定，DCD加入到碳酸氢铵中，28天之后测定，土壤铵态氮(NH₄ ⁺)含量为18.0mg/kg，而硝态氮(NO₃ ^-)含量为166.3mg/kg，与普通尿素比较，铵态氮(NH₄ ⁺)增加3.91倍。而硝态氮(NO₃ ^-)减少了33.4％。上述试验表明，DCD有明显的抑制铵态氮转化成硝态氮的作用功能，有保护环境作用。蔬菜作物和饲料作物中过高的硝酸盐含量能危及人畜的健康，会增加癌症的发病率。而施用含DCD的长效碳酸氢铵蔬菜复混肥，可以降低蔬菜中的硝酸盐含量，提高蔬菜的品质和质量，是生产绿色食品的环境友好肥料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种长效碳酸氢铵蔬菜复混肥。

本发明的另一目的在于提供一种制备上述复混肥的方法。

为实现上述目的，本发明提供的长效碳酸氢铵蔬菜复混肥主要由氮、磷、钾、碳和氨稳定剂组成，按总重量计算，氮磷钾养分总含量为18％～27％，其中氮素(N)为11％～17％，磷素(P₂O₅)为4％～6％，钾素(K₂O)为4％～6％；碳(C)含量为11％～17％；氨稳定剂(DCD)含量为0.3％～1.0％。

其中氮素主要选用长效碳酸氢铵(NH₄HCO₃.DCD)，如果要提高氮素含量，也可适量添加尿素((NH₂)₂CO)和硫酸铵氮肥，因硫酸铵的施用能增补土壤的硫元素。其中磷素主要选用国产磷酸一铵(NH₄H₂PO₄)和/或磷酸二氨((NH₄)₂HPO₄)，为了增加中、微量元素，可以适量添加过磷酸钙(CaHPO₄)。钾肥可选用氯化钾(KCl)和/或硫酸钾(K₂SO₄)。对于瓜果类蔬菜可选用硫酸钾为益，能提高瓜果的品质。而对于叶菜类可选用氯化钾，可以增加蔬菜叶绿素含量，减少病害。也可选用氯化钾和硫酸钾混合钾肥，对提高蔬菜品质和产量都有好处。为防止豆科蔬菜的重茬、迎茬而产生的土传病，要添加钼、硼、锌和铜等微量元素。为了增强人们体质，可适量添加硒、碘、矾等微量元素，以增强人群抗心、脑血管疾病和癌症的发病率。

本发明的复混肥还包括2％～3％的粘合剂，2％～5％的防结块剂，10％～20％的腐植酸。粘合剂可以选用膨润土或凹凸棒，防结剂可以选用轻烧镁，因为轻烧镁除了含镁肥外还可以起到防结块作用，对化肥的使用和贮存带来方便，腐植酸较适合地选用过60目筛的褐煤粉或草炭粉。本发明添加了大量的腐植酸物质，在提高蔬菜的品质同时，还增加了土壤的碳素营养。

蔬菜肥料是制约蔬菜发展的限制因素之一。普通氮肥施用量太高，会引起土壤和蔬菜亚硝酸盐含量超标，而长效碳酸氢铵蔬菜复混肥料的问世，将为生产A级绿色食品提供一种比较理想的换代肥料。长效碳酸氢铵含有的氮素和二氧化碳，其特征介入于有机无机复混肥之间，是目前唯一含有二氧化碳最多的氮素肥料。其合成过程中基本不排放二氧化碳，是目前通过肥料途径固定二氧化碳，增加土壤对作物碳素供应的唯一好肥料。普通碳酸氢铵由于它的不稳定性，在施入土壤后短时间内会使碳酸氢铵分解成氨气(NH₃)和二氧化碳(CO₂)，所以普通碳酸氢铵作为大棚蔬菜用肥时，易引起氨气(NH₃)制毒；而二氧化碳(CO₂)在短时间内释放，由于浓度过高易抑制蔬菜生长。而长效碳酸氢铵分解速度可延缓到普通碳酸氢铵的三倍时间，即从35天延长至90～110天。由于长效碳酸氢铵氮素缓释而不能引起氨致毒，二氧化碳缓慢释放则能满足蔬菜CO₂气肥的需要；同时由于长效碳酸氢铵也含有硝化抑制剂DCD，可减少硝态氮和亚硝态氮的形成量，是环境友好肥料。本发明也考虑到磷肥的长期施用会造成磷毒害问题，所以降低了磷肥的施用量。并且建议少用美国磷酸二铵((NH₄)₂HPO₄)，美国磷酸二铵有较高的放射性元素，对人畜危害性较大。而国产磷酸一铵(NH₄H₂PO₄)放射性较小，应多用于蔬菜复混肥。

氨稳定剂DCD是电石的下游产品，在我国的生产量较大，每年约生产三万吨左右，能占世界总生产量的60％以上，有一半用于出口，所以我国是世界DCD的生产第一大国和使用第一大国。DCD的化学名称为氰基胍或称二氰二胺、双氰胺，它的降解产物是胍脲或尿素，本身是一种缓释肥料。在工业上是一种潜育性固化剂，在肥料上应用是一种硝化抑制剂。通过研究认为，DCD含有的仲胺基(-NH₂)和伯胺基(＝NH)与土壤中的游离氨分子能产生氢键团簇缔合作用，能直接减少碳酸氢铵的挥发量52％，增加土壤铵态氮贮存量63％。由于氢键的作用，可使铵态氮较稳定的吸附在土壤胶体和粘粒上，使作物从幼苗期到生长旺盛期都可以满足其氮素养分的供给，所以肥效期可延长至90～110天，用于蔬菜生产可作基肥一次性施入，免去追肥工序，优于冲施肥，省工省力。

DCD的化学结构是(NH₂)₂CNCN，是磺胺类药物的中间体，无毒副作用。作大、小白鼠毒理试验，DCD的最小致死剂量为10000～15000mg/kg；长期的致奇致癌试验表明，应用DCD没有发生任何机体基因突变作用。德国的公众健康机构已证明，使用DCD不会给人类健康带来任何威胁。按毒理分级，DCD属于低毒或相对无毒物质。对人畜比较安全，是理想的硝化抑制剂和氨稳定剂。

本发明提供的制备方法：

1)制备长效碳酸氢铵，然后再以长效碳酸氢铵为氮源和碳源制备复混肥，其中制备长效碳酸氢铵的方法可以是以下二种：

第一种制备长效碳酸氢铵的方法：将DCD溶解于氨水中，经高位吸氨进入浓氨水槽，浓氨水中的氨浓度至180～200tt。将含有DCD的浓氨水经氨水泵打入碳化副塔，与来自碳化主塔的CO₂气体进行化学反应，提高碳化度。由碳化副塔底部出来碳化液经碳化泵打入碳化主塔，与CO₂气体进一步反应，生成碳酸氢铵与DCD共结晶体的长效碳酸氢铵。再经稠厚器、离心机脱离母液制成长效碳酸氢铵。

制备长效碳酸氢铵设备见下表：

序号	名称与规格	型号	材料	数量
					1	DCD溶解槽Vg＝10m3	CT9602	Q235-A	1
2	DCD溶解储槽Vg＝50m3	CT9603	Q235-A	1
					3	DCD溶液循环泵电机5.5kW	FB65-25	Icr18Ni9Ti	2
4	螺旋加料器电机0.75kW	D-120Y-411		3
					5	电动葫芦电机1.5kW	CD1-12D		1

第二种制备长效碳酸氢铵的方法：选用普通碳酸氢铵置于搅拌机中，加入氨稳定剂DCD搅拌，用褐煤粉作跟踪剂，当见到褐煤粉均匀分布在碳酸氢铵中也证明DCD分布均匀了。

2)将上述任何一种方法制备的长效碳酸氢铵加入粘合剂膨润土和防结块剂轻烧镁粉，搅拌均匀，用对辊式压粒机压成粒径为4～6mm的颗粒状长效碳酸氢铵，该颗粒状为椭圆型。

3)将颗粒状长效碳酸铵与颗粒状的磷肥、钾肥、腐植酸一起混合均匀，即得到本发明的复混肥。

上述制备步骤中，还可以将步骤2制备的颗粒状长效碳酸氢铵经过打磨机和筛分机筛分，粉碎后的物料再返回造粒机重新压粒，在压粒前将磷肥、钾肥、腐植酸及其它中、微量元素按比例与碳酸氢铵一起进行压球，一次性成颗粒型，生产出长效碳酸氢铵氮、磷、钾蔬菜颗粒复混肥料。

制备长效碳酸氢铵蔬菜颗粒复混肥料机械混合法造粒的设备是：

1、破碎设备：可选用立式和全连式破碎机，也可以选用笼式破碎机。

2、混合设备：将获得破碎后的物料通过养分配方进入混合机进行充分混合，可选用立式刮拨混合机或锥形混合机，也可以用搅拌机混合。

3、造粒设备：可选用轮辗挤压破碎，打磨筛分方法来造粒，也可以直接选用压球机进行压球造粒。

4、电子秤和包装机：该肥料生产过程可免去干燥和冷却设备，造粒后经打磨可直接进行称重包装。

5、皮带机：调节物料加入量，停车要清理。

具体实施方式

长效碳酸氢铵蔬菜复混肥配方实施例。

1.长效碳酸氢铵蔬菜复混肥配方实例1

1.1、长效碳酸氢铵58公斤，含10公斤氮，8.8公斤碳；

1.2、磷酸一铵8公斤，含4公斤磷(P₂O₅)，1公斤氮；

1.3、氯化钾7公斤，含4公斤钾(K₂O)；

1.4、腐植酸(褐煤粉)21公斤，含8公斤碳；

1.5、粘合剂3公斤；

1.6、防结块剂(干燥剂)3公斤；

氮∶磷∶钾∶碳＝11∶4∶4∶16.8。

2.长效碳酸氢铵蔬菜复混肥配方实例2

2.1、长效碳酸氢铵75公斤，含12.8公斤氮，11.2公斤碳；

2.2、磷酸一铵10公斤，含5公斤磷(P₂O₅)，1.2公斤氮；

2.3、氯化钾9公斤，含5公斤钾(K₂O)；

2.4、腐植酸(草炭粉)16公斤，含6.4公斤碳；

2.5、粘合剂3公斤；

2.6、防结块剂3公斤；

氮∶磷∶钾∶碳＝14∶5∶5∶17.6。

3.长效碳酸氢铵蔬菜复混肥配方实例3

3.1、长效碳酸氢铵80公斤，含13.8公斤氮，12.1公斤碳；

3.2、磷酸一铵9公斤，含4.7公斤磷(P₂O₅)，1.1公斤氮；

3.3、氯化钾7公斤，含4.0公斤钾(K₂O)；

3.4、腐植酸(草炭粉)18公斤，含7.2公斤碳；

3.5、粘合剂2公斤；

3.6、防结块剂2公斤；

氮∶磷∶钾∶碳＝15∶4.7∶4∶19.3。

4.长效碳酸氢铵蔬菜复混肥配方实例4

4.1、长效碳酸氢铵40公斤，含6.8公斤氮，6公斤碳；

4.2、尿素20公斤，含9.2公斤氮；

4.3、磷酸一铵9公斤，含4.7公斤磷(P₂O₅)，1.0公斤氮；

4.4、氯化钾7公斤，含4.0公斤钾(K₂O)；

4.5、腐植酸(褐煤粉)20公斤，含8.0公斤碳；

4.6、粘合剂2公斤；

4.7、防结块剂2公斤；

氮∶磷∶钾∶碳＝17∶4.7∶4∶14。

长效碳酸氢铵蔬菜复混肥应用实例：

蔬菜是属喜肥的作物，而大棚蔬菜的发展对肥料又有新的要求，过去大棚蔬菜多用硫酸铵肥料，因它挥发性小，不烧苗。但长期使用会造成硫酸根在土壤中的积累，使土壤板结酸化，土壤结构变坏，地下水污染，硝酸盐增加，影响蔬菜质量和产量。而后来改施尿素和碳酸氢铵，该两种肥料由于在大棚中分解挥发快，在短时间内会造成氨气浓度过高而产生氨致毒，导致蔬菜叶片枯黄，影响蔬菜生长。为了克服上述缺点，现在提倡多次施肥，一般一季蔬菜要施用5～6次肥料，要施肥就得有灌水，所以现在普遍使用冲施肥方法，造成人力和财力的浪费，而冲施肥又会造成肥料随水下渗，加速地下水的污染。

使用长效碳酸氢铵蔬菜复混肥，基本克服了普通蔬菜肥的上述缺点，可以在蔬菜播种和蔬菜移栽时做基肥一次性施入，免去蔬菜生长中后期的多次追肥。长效碳酸氢铵由于有氨稳定剂的作用，氨气的挥发量可减少52％以上，增产增收，省时省力，深受蔬菜种植农户的欢迎。多年来在大棚蔬菜上应用长效碳酸氢铵复混肥获得成功，以大连市七顶山蔬菜基地为例：

1.大棚西红柿的种植试验

1.1、一次性施肥量为1950kg/hm²；

1.2、施肥方法为，将肥料施入两条栽植西红柿苗的中间垅沟中，施肥深度15～20cm，然后培土与西红柿栽植垅为平垅，肥料在西红柿架的中间。

1.3、整个生育期不再追肥，仅从另一侧水沟定时浇水。

1.4、在整个成熟期内，采摘西红柿果实23次，每次称重计产。

1.5、在生长期间内，植株茂盛，枝叶健壮，提早3～5天开花座果，提早4～6天成熟上市。

1.6、西红柿产量为115400kg/hm²，比普通肥料增加产量12150kg/hm²，增加率为10.63％，增加产值为12150元/hm²。

2.大棚黄瓜的种植试验

2.1、一次性施肥量为1800kg/hm²；

2.2、施肥方法与西红柿相同，为两垅黄瓜栽植苗中间垅沟施肥，施肥深度15～20cm；

2.3、浇水和田间管理与西红柿相同；

2.4、在整个生育期内采摘黄瓜20次，每次称重计产；

2.5、生育期黄瓜根深叶茂，座果上市提早3～5天；

2.6、黄瓜产量为103290kg/hm²，与普通肥料比较增加产量15977kg/hm²，增加率为15.47％，增加产值为15977元/hm²。

长效碳酸氢铵蔬菜复混肥对中国农业可持续发展的贡献

长效碳酸氢铵是中国独有的长效氮素肥料，是一种低氮高碳的肥料，除了具有氮肥功效以外，还具有丰富的碳素营养，它具有固定二氧化碳，减少二氧化碳大气排放的功能，是理想的环保肥料。

40年来中国的碳酸氢铵占有氮肥产量的50％，为中国的农业发展做出了重大的贡献，而改性为长效碳酸氢铵以后，又增添了新的功能，可以成为蔬菜大棚的理想用肥，将为中国蔬菜打入国际市场，生产A级绿色蔬菜提供比较理想的长效复混肥料。

土地修复是中国目前稳定粮食生产和保证蔬菜基地建设的一项重要国策，而在土地修复的过程中，要进行土壤改造、土壤熟化、培肥地力，土壤净化，都需要施入大量的有机和无机肥料，而长效碳酸氢铵蔬菜复混肥有丰富的有机质和碳素营养，又有适量的无机肥料，是用于土地修复的好肥料。

Claims (10)

1、一种长效碳酸氢铵蔬菜复混肥，按总重量计算，氮磷钾总养份含量在18％～27％，及10％～20％腐植酸，所述氮磷钾总养份中氮素为11％～17％，磷素为4％～6％，钾素为4％～6％，碳为11％～17％，氨稳定剂为0.3％～1.0％；粘合剂为2％～3％；防结块剂为2％～5％。

并且，所述氨稳定剂为氰基胍；

所述粘合剂为膨润土或凹凸棒；

所述防结块剂为轻烧镁。

2、权利要求1的复混肥料，其特征在于，所述腐植酸为褐煤粉和草炭粉。

3.权利要求1的复混肥，其特征在于，所述复混肥中含有尿素。

4、一种制备权利要求1、2或3所述的长效碳酸氢铵蔬菜复混肥的方法，主要步骤为：

a)将碳酸氢铵中加入氨稳定剂搅拌均匀，制备成共结晶状长效碳酸氢铵；

b)长效碳酸氢铵中加入粘合剂和防结块剂进行搅拌，均匀后压成颗粒状产物；

c)颗粒状产物与颗粒状磷肥、钾肥和/或腐植酸混合得到目标肥料。

5、权利要求4的方法，其特征在于，步骤a所述长效碳酸氢铵用下述方法制备：将氨稳定剂溶解于氨水中，氨水浓度180～200tt，与二氧化碳反应，经离心分离出成品长效碳酸氢铵，再继续步骤b。

6、权利要求书4的方法，其特征在于，步骤a中碳酸氢铵加入氨稳定剂搅拌时还加入腐植酸作为跟踪剂。

7、权利要求4的方法，其特征在于，步骤b中还加入尿素。

8、权利要求4的方法，其特征在于，步骤a的共结晶状长效碳酸氢铵，加入粉状磷肥、钾肥和腐植酸搅拌均匀进行压球，得到颗粒状目标产物。

9、权利要求4的方法，其特征在于，步骤c中加入的磷肥为磷酸一铵、磷酸二铵和/或过磷酸钙。

10、权利要求4的方法，其特征在于，步骤c中加入的钾肥为氯化钾和/或硫酸钾。