一種複合型保水緩釋肥料及其生產方法與流程
2023-11-11 05:54:52 4
本發明涉及肥料
技術領域：
，特別是涉及一種有機無機複合型的保水緩釋肥料，同時還涉及其生產方法。
背景技術：
：目前我國土壤退化問題日益突出，主要表現為土壤緊實與硬化、侵蝕、鹽鹼化、酸化、元素失衡、化學汙染、有機質流失和動植物區系的退化等，嚴重限制了土地生產力的發展。我國作為一個農業大國，農業是國民經濟的基礎，在這種現狀的壓力下，必須加快發展以低投入、高產出、高效率和可持續發展為特徵的現代農業。其中化肥工業和水資源利用是現代農業生產和發展的重要物質基礎。化肥在農業生產中佔重要地位，每年我國的化肥施用量非常驚人。在達到增產效果的同時，還出現了一些問題需要解決。其中最突出的問題就是由於化肥的揮發、流失、滲透等因素，導致我國化肥的利用率遠低於發達國家水平，化肥損失嚴重。低的肥料利用率不僅造成巨大的經濟損失，而且還會造成土壤退化、水體汙染等，已成為制約農業生產效率及影響環境的重大問題。緩/控釋肥料是解決肥料利用率低這一問題的有效途徑。此外，我國水資源的緊缺使得農業節水的緊迫性日益增強，必須走保水節水的發展途徑。基於以上分析，有必要研究開發既能緩釋/控釋又能吸水保水的功能多元化肥料。技術實現要素：本發明主要解決的技術問題是提供一種複合型保水緩釋肥料，以有效提高肥料利用率，節水增效，達到提高水肥利用率的目的。本發明解決的技術問題還在於提供一種複合型保水緩釋肥料的生產方法，製得的複合型保水緩釋肥料外觀好，分散性佳。為解決上述技術問題，本發明採用的技術方案如下所述。一種複合型保水緩釋肥料，由以下質量百分含量的原料製成：尿素17％～22％、磷酸一銨20％～30％、硫酸鉀14％～19％、保水劑6％、脲酶抑制劑0.5％、有機肥原料25％～35％、有益活性菌0.5％、膨潤土2％。作為本發明一種優選的實施方式，複合型保水緩釋肥料由以下質量百分含量的原料製成：尿素17％、磷酸一銨30％、硫酸鉀19％、保水劑6％、脲酶抑制劑0.5％、有機肥原料25％、有益活性菌0.5％、膨潤土2％。其中，保水劑優選為丙烯酸鹽-丙烯醯胺交聯型共聚物。脲酶抑制劑優選為正丁基硫代磷醯三胺。有益活性菌優選自側短芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌、巨大芽孢桿菌、酵母菌中的一種或幾種。優選的，尿素為小顆粒尿素，粒徑範圍為0.85mm～2.80mm，總含氮(N)量(以幹基計)的質量分數≥46.4％。磷酸一銨為普通粉狀磷酸一銨，總養分(N+P2O5)的質量分數≥55％，含N量的質量分數≥11％，有效磷(以P2O5計)的質量分數≥44％。硫酸鉀為粉末狀硫酸鉀或細微結晶硫酸鉀，其中含K2O的質量分數≥50％。本發明提供的一種複合型保水緩釋肥料的生產方法，包括以下步驟：按以下質量百分含量組成稱取各原料：尿素17％～22％、磷酸一銨20％～30％、硫酸鉀14％～19％、保水劑6％、脲酶抑制劑0.5％、有機肥原料25％～35％、有益活性菌0.5％、膨潤土2％；將稱好後的各原料混合，進行充分攪拌，攪拌均勻後加入轉鼓造粒機內，在所述轉鼓造粒機旋轉的過程中向轉鼓造粒機內噴入水蒸汽，完成造粒，水蒸汽的用量為各原料總重量的35％。隨後再對所得顆粒進行拋光、烘乾、分篩、計量、包裝，即可得到複合型保水緩釋肥料成品。本發明提供的複合型保水緩釋肥料，將尿素、磷酸一銨、硫酸鉀與保水劑、脲酶抑制劑、有機肥原料、有益活性菌進行合理的復配，實現了肥料與保水劑、脲酶抑制劑、有益活性菌的複合一體化。本發明提供的複合型保水緩釋肥料，是以化學節水保墒技術和「以水促肥，以肥調水」的水肥調控技術為理論依據進行設計的。在本發明提供的複合型保水緩釋肥料中，採用保水劑作為肥料養分的載體進行複合一體化造粒處理，使其將肥料的養分進行有機吸附與結合，一方面由於保水劑本身具有的吸水作用，它能在土壤水分多時(如降雨或灌溉時)，吸收保存水分，在土壤水分降低時釋放出水分，達到節水保水效果；另一方面保水劑可以使部分肥料吸附在其表面或包裹在其內部，而後這部分肥料可通過與土壤溶液中的礦物質的交換作用而被解吸附，逐漸進入土壤溶液中，所以表現出一定的緩釋性,可以有效延緩肥料養分的釋放，達到緩釋效果，降低肥料養分的損失。另外，脲酶是在土壤中水解尿素的一種酶，當尿素施入土壤後，脲酶將其水解為銨態氮才能被作物吸收。配方中添加的脲酶抑制劑可以抑制脲酶活性，降低尿素的水解速度，減少銨態氮的揮發和硝化。其作用機理為：脲酶抑制劑堵塞了土壤脲酶對尿素水解的活性位置，使脲酶活性降低；脲酶抑制劑本身還是還原劑，可以改變土壤中微生態環境的氧化還原條件，打亂了產生脲酶的微生物的代謝途徑，減少土壤中脲酶的分布範圍。因此，本發明提供的複合型保水緩釋肥料可以保證植物在整個生長過程中水肥、養分所需，提高肥料利用率、節水增效，達到同時提高水、肥利用率，降低環境汙染的多重目的。此外，保水劑在土壤中可生物降解，對環境友好，降解的成分可有效的改良土壤的結構。本發明提供的複合型保水緩釋肥料，其中復配有有機肥和無機肥，在養分上是根據施肥土壤養分狀況，結合施肥作物的需肥規律進行科學配方，使其能滿足作物在不同的生育期所要求的養分。其中復配有有機肥原料，有機肥原料中富含有機質，無機肥料與有機質搭配也是提高化肥利用率，降低肥料損失的有效途徑。本發明提供的複合型保水緩釋肥料，在施肥上可以做到一次施肥，不需追肥；在效益上可以做到提高水肥利用率，省工節肥，同時又提高了化學肥料的利用率，減輕了化學肥料對土壤和地下水系的汙染。本發明提供的複合型保水緩釋肥料產品性能優良。本發明提供的複合型保水緩釋肥料，復配有機肥原料，有機肥原料富含有機質，有機質中富含大量有益物質，包括黃腐酸、植物蛋白、肽類以及鈣、鎂、鋅、鉬在內的豐富的營養元素。本發明提供的複合型保水緩釋肥料中所含有的作物生長必需的中微量元素和有益活性菌，可補充作物生長所需中微量營養元素，中微量營養元素和有益活性菌可增強作物抗逆能力，增強作物根、莖、葉的抗病能力，增加作物光合作用，提高植物體內酶的活性，進而提高作物產量和品質。本發明提供的複合型保水緩釋肥料，應用上降低了農業生產成本，達到了保水保肥的目的，為農民提供了質優價廉的新型肥料。本發明提供的複合型保水緩釋肥料具有保護環境、改良土壤結構、增強作物抗逆能力、提高作物吸收營養能力、提高產品品質的優點，同時還能減少肥料的浪費，分解土壤中有機汙染物，降低化學肥料對土壤的破壞，從而達到營養平衡，在滿足農作物生長所需的養分的同時，還可以起到保水、改良土壤等作用。附圖說明圖1是本發明試驗例1中土壤水分損失率測試曲線圖；圖2是本發明試驗例2中土壤室內模擬釋放速度測試曲線圖。具體實施方式下面結合實施例，對本發明的技術方案進行詳細說明。實施例1本實施例提供的複合型保水緩釋肥料，由以下質量百分含量的原料製成：尿素22％、磷酸一銨20％、硫酸鉀14％、保水劑6％、脲酶抑制劑0.5％、有機肥原料35％、有益活性菌0.5％、膨潤土2％。實施例2本實施例提供的複合型保水緩釋肥料，由以下質量百分含量的原料製成：尿素17％、磷酸一銨30％、硫酸鉀19％、保水劑6％、脲酶抑制劑0.5％、有機肥原料25％、有益活性菌0.5％、膨潤土2％。實施例3本實施例提供的複合型保水緩釋肥料，由以下質量百分含量的原料製成：尿素20％、磷酸一銨26％、硫酸鉀15％、保水劑6％、脲酶抑制劑0.5％、有機肥原料30％、有益活性菌0.5％、膨潤土2％。在以上實施例1-3中，各原料具體選擇如下。保水劑採用丙烯酸鹽-丙烯醯胺交聯型共聚物。具體可以選用任丘市長興石油化工有限公司生產的土壤保水劑，產品型號為SPB110、SPB102、SPB204、SPB410中的一種或幾種組合使用。原料脲酶抑制劑選用正丁基硫代磷醯三胺(NBPT)，其結構式如下所示：有益活性菌任選自側短芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌、巨大芽孢桿菌、酵母菌中的一種或幾種。尿素選用小顆粒尿素，粒徑範圍為0.85mm～2.80mm，總含N量的質量分數≥46.4％。磷酸一銨選用普通粉狀磷酸一銨，總養分的質量分數≥55％，含N量的質量分數≥11％，有效磷的質量分數≥44％。硫酸鉀選用粉末狀硫酸鉀或細微結晶硫酸鉀，其中K2O的質量分數≥50％。有機肥原料，即生產有機肥所需的原料，市場有售。有機肥原料很多，具體可以分為以下幾類：農業廢棄物，比如秸稈、豆粕、棉粕、菇渣、沼渣、木質素渣等；畜禽糞便，比如雞糞、牛羊馬糞、兔糞；工業廢棄物，比如酒糟、醋糟、木薯渣、糖渣、糠醛渣等；生活垃圾，比如餐廚垃圾等；城市汙泥，比如河道淤泥、下水道淤泥等。實施例1-3提供的複合型保水緩釋肥料的生產方法，包括以下步驟：首先分別將各原料粉碎，之後按質量百分含量組成稱取各原料；將稱好後的各原料混合，進行充分攪拌，攪拌均勻後加入轉鼓造粒機內，在轉鼓造粒機旋轉的過程中向轉鼓造粒機內噴入水蒸汽，在轉鼓造粒機旋轉產生的離心力的作用下，完成造粒，水蒸汽的用量為各原料總重量的35％，經試驗證明，該用量的水最後製得的顆粒外觀好，分散性好；隨後對所得顆粒進行拋光、烘乾、分篩、計量、包裝，即可成為成品。實施例4本實施例提供的複合型保水緩釋肥料，由以下質量百分含量的原料製成：尿素17％、磷酸一銨30％、硫酸鉀19％、保水劑6％、脲酶抑制劑0.5％、有機肥原料25％、有益活性菌0.5％、膨潤土2％。其中，保水劑為任丘市長興石油化工有限公司生產的土壤保水劑，產品型號為SPB110，脲酶抑制劑為正丁基硫代磷醯三胺(NBPT)，有益活性菌為枯草芽孢桿菌和巨大芽孢桿菌混合。實施例4提供的複合型保水緩釋肥料的效果試驗試驗例1吸水保水性能測試吸水性能測試：精密稱取實施例4製得的肥料樣品0.50g,放入盛有200ml自來水的500ml容量燒杯中，做3個平行樣。在25℃的環境下浸泡90min，用0.076mm篩網過濾，靜置5min，分別稱取肥料樣品的重量，記為M1，根據下式計算出吸水率WA：吸水率WA＝M1/0.5-1。3個平行樣的試驗結果如表1所示：表1樣1樣2樣3吸水前重量(g)0.49580.49120.4988吸水後重量(g)0.59360.58870.5984吸水率19.73％19.85％19.97％表1結果表明，實施例4製得的複合型保水緩釋肥料具有較好的吸水能力，平均吸水率為19.85％。土壤保水性能測試：精密稱取實施例4製得的肥料樣品2.0g，與200g幹土混合均勻後裝入300mL燒杯中，再向燒杯中加入200g自來水，此時稱重(記為W0)。於室溫下放置，每隔5天稱重一次，記為W1，連續觀測30天，同時做對照實驗(對照實驗不加肥料，其餘條件同上述)。根據下式計算水分損失率：水分損失率W％＝(W0-W1)*100/200。試驗結果見圖1所示。圖中結果表明，添加有實施例4複合型保水緩釋肥料的土壤保水性能要比未添加的土壤保水性要好。不加複合型保水緩釋肥料的土壤水分損失率在15天和30天時，分別為54％和98.0％；而加複合型保水緩釋肥料的土壤水分損失率在第15天和30天時，分別為38.O％和65.0％。另外，水分損失率達到50％所需的時間，對加有複合型保水緩釋肥料的土壤而言為20.3天，而對不加的土壤而言是12.5天。一個月後，含有複合型保水緩釋肥料的土壤含水率比不加的高出約33％。說明所製備的複合型保水緩釋肥加入土壤後不僅具有較好的吸水能力，同時還具有較好的保水能力，可減緩土壤中水分的蒸發，緩慢釋放所存儲的水分，使其被作物充分吸收，有效提高水資源的利用率，在乾旱、缺水或日蒸發量大的地區有較好的應用前景。試驗例2緩釋性能測試緩釋性能是複合型保水緩釋肥料的重要的性能，測試方法採用室內模擬法，將1g複合型保水緩釋肥料與180g土(26目以下)混合均勻後放入200ml燒杯中，平行做8份(實驗過程中通過定期加入蒸餾水來保持各樣品中水分含量為30％)，同時做空白樣和對照樣，其中空白樣中不加肥料，對照樣中加入與1g複合型保水緩釋肥料等氮含量的未經任何處理的尿素，分別於第1，2，5，10，15，20，25，30天取一份，以上各樣中氮含量按凱氏定氮法測定,釋放出的氮的量用下式來計算：N(％)＝(V-V0)*C*0.01401*100/m，上式中：C為標準氫氧化鈉滴定液的濃度，mol/L；V為空白試驗使用標準氫氧化鈉滴定液的體積，ml；V0為樣品使用標準氫氧化鈉滴定液的體積，ml；0.0141為氮的毫摩爾質量數值，g/mmol；M為式樣的質量，g。試驗結果見圖2所示。圖中結果表明，普通尿素在加入土壤1天時，其氮釋放量已超過25％，而複合型保水緩釋肥料中的氮具有很好的緩釋性能：在複合型保水緩釋肥料加入土壤第2、5和30天時分別釋放6％、10％、52％，其第二天釋放量不超過15％，28天釋放量不超過75％，這個結果也符合歐洲標準委員會(CEN)制定的緩釋肥料的緩釋標準，表明實施例4製得的複合型保水緩釋肥料具有較好的緩釋性能。試驗例3田間效果試驗試驗用對照肥料為普通複合肥(N-P2O5-K2O：15-15-15)和尿素(N≥46.4％)。試驗田於2016年5月8日播種，試驗各處理於2016年7月12日玉米小喇叭口期按方案要求劃分小區，小喇叭口期一次施入，溝施。施肥方案具體見表2所示。表2試驗設4個施肥處理，每個試驗處理三次重複，採用隨機區組排列，每試驗處理小區面積為10m×4m，每小區玉米播種7行，行距55cm，株距24cm，單株，292株/小區。於2016年10月3日收穫，生長期115天。通過各小區的產量折算出畝產，各試驗處理產量分析結果見表3。表3由表3可知，試驗處理3的畝產量最高，為680.28kg，比試驗處理1每畝增產22.48％，比試驗處理2每畝增產6.97％；其次是試驗處理4，畝產量為656.49kg/畝，比試驗處理1每畝增產18.19％，比試驗處理2每畝增產3.22％。由此可見，本發明實施例4提供的複合型保水緩釋肥料，無論是單獨使用，還是與其他肥料混合使用，都有非常顯著的增產效果。以上所述僅為本發明的實施例，並非因此限制本發明的專利範圍，凡是利用本發明說明書內容所作的等效變換，或直接或間接運用在其他相關的
技術領域：
，均包括在本發明的專利保護範圍內。當前第1頁1 2 3