專利名稱：一種氮磷鉀長效復(fù)合肥及生產(chǎn)方法
目前，我國化肥利用率低的現(xiàn)象普遍存在。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)，氮肥的利用率約為35％-60％，磷肥約為10-15％，鉀肥約為30-60％，也就是說，施到田里的氮磷鉀約有一半甚至是大部分末被當(dāng)季作物吸收利用。其中一部分在土壤中轉(zhuǎn)化為遲效養(yǎng)分，另一部分因損失白白浪費(fèi)掉。
導(dǎo)致化肥利用率低的原因是多方面的，各種營養(yǎng)元素利用率低的原因也不盡相同。氮肥一般認(rèn)為是由硝酸鹽的反硝化作用和氨的揮發(fā)損失所致。尿素主要是被土壤尿酶很快水解生成碳酸銨，進(jìn)而分解損失所致。另外，雨水淋濕而進(jìn)入深層土壤中的殘留氮素基本也是無效的。
化肥營養(yǎng)元素的釋放速率與作物全生育期不同步也是有效成份利用率低的原因之一。
磷肥不揮發(fā)，并且淋濕也較少，但是它在土壤中移動性差。同時，易被土壤中Ca2+，Mg2+等離子固定，所以，磷肥的利用率更低。
鉀肥利用率低的原因和氮肥相似。鉀肥利用率低的主要原因是鉀離子在土壤中干濕交替下，可進(jìn)入粘土礦物的晶格內(nèi)而被固定，也可經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)和生物作用而周定。
另外，氮磷鉀的比例不協(xié)調(diào)及缺乏微量元素等也是造成作物生長不良，導(dǎo)致化肥利用率低的原因之一。
目前，由于大量使用化肥，有機(jī)肥用量相對減少，導(dǎo)致土壤養(yǎng)份結(jié)構(gòu)比例失調(diào)，土壤板結(jié)，特別在我國北方地區(qū)，由于長期干旱而造成地表水位下降，上壤砂化速度加劇，產(chǎn)生嚴(yán)重的漏肥現(xiàn)象，也是導(dǎo)致化肥利用率低的主要原因之一。
農(nóng)民常用的速溶速效肥如碳銨、磷銨、尿素等，施到地里靠澆水，或下雨溶解后才能被吸收，如果不澆水或者不下雨、干旱不但產(chǎn)生不了肥效，反而危害農(nóng)作物，甚至于燒死苗。長期以來，農(nóng)民施肥基本上都是高氮、低磷鉀，年年往地里施入大量氮肥確實(shí)能夠增產(chǎn)。但是，由于地里的磷鉀元素缺少。造成農(nóng)作物果實(shí)口感品質(zhì)逐年下降。例如西瓜個大但不甜，雪花梨?zhèn)€大，肉糠缺少甜味等等?？梢哉f，農(nóng)作物都已不同程度地存在著品質(zhì)下降的問題。這并不是農(nóng)作物品種的退化所致，其主要原因是由于高氮、低磷鉀所致。
土壤肥力是影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)持續(xù)發(fā)展的主要因素。要保持農(nóng)業(yè)生產(chǎn)穩(wěn)定持續(xù)發(fā)展，首先要增加土壤養(yǎng)份含量，協(xié)調(diào)養(yǎng)分組成，改善土壤營養(yǎng)條件，不斷提高土壤肥力。
當(dāng)前，世界化肥生產(chǎn)已進(jìn)入一個新階段，高效多元素復(fù)合肥正在代替過去的單一低濃度的化肥品種。同時，許多國家已將包膜，生物抑制技術(shù)應(yīng)用于化肥工業(yè)，生產(chǎn)出諸如包膜，生物抑制劑肥料。但是，這些肥料的工藝復(fù)雜、成本高、環(huán)境效益欠佳，尤其將單元素肥料，經(jīng)過二次加工，其性能并末見改善成本反而增加，加重了農(nóng)民的負(fù)擔(dān)。
近年來，國內(nèi)已經(jīng)把腐植酸應(yīng)用于化肥工業(yè)，生產(chǎn)出含腐植酸和黃腐植酸的復(fù)合肥產(chǎn)品。腐植酸是一類結(jié)構(gòu)性質(zhì)相近物質(zhì)的復(fù)雜混合物，是草炭、褐煤或風(fēng)化煤的堿抽提物。因?yàn)樗且环N親水膠體帶有能和金屬離子交換結(jié)合的酸性基團(tuán)，又帶有氧化還原反應(yīng)的基團(tuán)(也許還有一些沒搞清楚的基團(tuán))，因而是一種多功能混合物。腐植酸作為一種植物生產(chǎn)調(diào)節(jié)劑早已被證明，且還能抑制氣孔開度，使植物減少蒸騰。因此，抗旱或抗枯萎。
腐植酸是一種優(yōu)良的土壤改良劑和植物生產(chǎn)刺激劑。對養(yǎng)分和水份具有較強(qiáng)的吸附作用，同時，可與土壤中的鋁、鎂、鈣等多種元素形成螯合物，阻止了土壤中鋁、鎂、鐵、鈣等元素對磷的固定，從而大大地提高了磷的利用率。
腐植酸還能通過鹽基交換，并經(jīng)過分解以及作為螯合劑，經(jīng)常不斷地釋放各類元素。
腐植酸肥料是我國近年來發(fā)展起來的一類肥料。CN1025430C和CN1030655C中有過介紹。這類肥料中有的是固體肥料。有的是液體肥料。從貯運(yùn)和使用方便的角度考慮，農(nóng)民更愿意使用固體肥料。特別是高效固體復(fù)合肥。目前已生產(chǎn)的長效復(fù)合肥中氮磷鉀的營養(yǎng)比例不夠協(xié)調(diào)。氮磷含量比較鉀含量高得多，這不能夠有效地調(diào)整土壤中氮磷鉀的比例，不利于一些作物的成長發(fā)育，同時也使得土壤養(yǎng)分失調(diào)。不利于農(nóng)作物的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)。
雖然腐植酸對養(yǎng)分和水份具有較強(qiáng)的吸附作用，但是，其使用濃度不同且來源不同其效果也不相同。因此，仍熟會導(dǎo)致肥料養(yǎng)分的部分流失和浪費(fèi)現(xiàn)象。
天然石膏可以用作土壤調(diào)理劑。一致的意見是，硫酸鈣中的Ca2+與2Na+交換，從而改善了粘土的滲透性。磷石膏也可以作為土壤調(diào)理劑而不需要凈化。美國和澳大利亞使用磷石膏作為土壤調(diào)理劑都已獲得成功。
磷石膏的組成，因不同的濕法磷酸工藝流程和不同地區(qū)的原料礦石而有差異。以73-75BPL摩洛哥礦為原料，采用半水物流程，二水物流程，半水-二水物流程所得磷石膏(濾餅)的組成，其重量百分比(干基)分別為P2O5＜1.4％，CaO 32％-37％，SO42-52.8％-60.1％，F(xiàn)0.5％-1.5％，SiO20.4％-0.7％，F(xiàn)e2O3＜0.1％，Al2O3＜0.1％，MgO＜0.1％，另外，痕量元素Cd，Cu，Zn，Pb，Cr，V也會從磷礦中轉(zhuǎn)移到磷石膏中，其中它們的轉(zhuǎn)移量按重量百分比計(jì)Cd 20％，Cu 64％-100％，Zn 20％-49％，Pb 100％，Cr 3％-26％，V1％-100％。
濕法磷酸中所副產(chǎn)的磷石膏的量根據(jù)不同的原料礦和不同的工藝流程而不同。一般生產(chǎn)1tP2O5約副產(chǎn)4-6t磷石膏。在我國，這種副產(chǎn)磷石膏尚未被大量地利用，因此，許多磷酸廠和磷銨廠都有大量積壓。甚至給生產(chǎn)廠家?guī)砗艽蟮穆闊?。因?yàn)樗剂舜笃膱龅囟譄o法利用它。無論從環(huán)境保護(hù)還是從經(jīng)濟(jì)效益方面都不利。開發(fā)利用磷石膏是一件利國利民的事情。
尿素與甲醛經(jīng)縮聚反應(yīng)而制得的脲醛，反應(yīng)方程式為
產(chǎn)物脲醛(樹脂)分子是網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，由于分子中空間阻礙作用，縮合反應(yīng)總是含有部分末反應(yīng)的羥甲醛(工業(yè)生產(chǎn)中，當(dāng)PH7～8時，經(jīng)測定反應(yīng)物中游離醛達(dá)6～8％時即為反應(yīng)終點(diǎn))，所以具有較大的吸水性。可以制成水溶液和醇溶液。脲醛樹脂硬而脆，通常加入纖維素，云母、金屬粉等改性。脲醛(樹脂)可以作為緩效肥使用，早已為眾人所知。
將尿醛縮合反應(yīng)的產(chǎn)物真空脫水制得脲醛樹脂膠，并加入滑石粉和工業(yè)面粉改性?；酆凸I(yè)面粉同時作為填料用作肥料的載體。
氧化淀粉是以玉米淀粉為原料，利用次氯酸鈉中的氯(Cl+)被還原成(Cl-)，釋放出新生態(tài)的氧〔O〕，，而新生態(tài)的氧使淀粉分子中的伯醇基(-CH2OH)先氧化成醛基(-CHO)，最后氧化成羧基(-COOH)，即
所以，氧化后的淀粉是以含有羧基或醛基分子結(jié)構(gòu)為主的變性淀粉。
而脲醛樹脂生成后含有大量的二羥基甲基脲，也含有編合而成的鏈狀有次甲基鍵存在的乙階段樹脂。這種乙階段樹脂在淀粉粘合劑中的羧基(-COOH)作用下，很快就成為三向交聯(lián)的脲醛樹脂。另一方面，淀粉粘合劑中的羧基也容易促使脲醛樹脂中的羥基(-OH)發(fā)生反應(yīng)。所以，其干燥性能要比一般的淀粉粘合劑好。
氧化淀粉在土壤水分的作用下，具有溶脹性。因此，對尿素氮具有吸附能力。將改性脲醛樹脂膠與氧化淀粉膠混合而形成一種新型的復(fù)合材料，并成為一種新型的尿素氮吸附劑。用它作為粘合材料和載體制造的復(fù)合肥，在土壤水分的作用下，氧化淀粉易于溶脹，從而提高了對尿素氮的吸附能力。
淀粉和纖維素等多糖天然聚合物，其制品在潮濕條件下，容易在氧或無氧過程中被生物降解生成CO2和H2O。大多數(shù)微生物降解的聚合物是通過水解的增溶作用。淀粉、蛋白質(zhì)是在真菌或細(xì)菌分沁的酶的作用下，先水解而后氧化降解的。因此，氧化淀粉和工業(yè)面粉不但不會影響環(huán)境，而且具有改良土壤的作用。隨著氧化淀粉和工業(yè)面粉的逐漸降解，被吸附和被包裹的養(yǎng)分逐漸被釋放出來，從而具有延緩肥效的作用。
本發(fā)明的目的在于利用自然資源，合理調(diào)整作用施肥中的養(yǎng)分含量，提高作物產(chǎn)量和質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，保護(hù)環(huán)境，改善土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤肥力，提高經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
本發(fā)明復(fù)合肥是在綜合小麥、玉米及水稻等主要農(nóng)作物生產(chǎn)發(fā)育過程中對氮磷鉀及微量元素需求量的基礎(chǔ)上。在對山東、河南兩省部分地市的土壤結(jié)構(gòu)和肥力進(jìn)行初步調(diào)查了解的基礎(chǔ)上，從發(fā)展我國農(nóng)業(yè)、保護(hù)環(huán)境、改善土壤結(jié)構(gòu)、提高土壤肥力、提高農(nóng)作物產(chǎn)量和質(zhì)量，降低成本，提高經(jīng)濟(jì)效益和社會效益的戰(zhàn)略高度出發(fā)，利用國內(nèi)資源十分豐富的泥煤和尚未被大量開發(fā)利用的磷石膏，采用復(fù)合有機(jī)材料包裹工藝，將無機(jī)材料、泥煤和磷石膏混合造粒，采用不同粒經(jīng)的造粒技術(shù)和不同的施肥方法，研制出氮磷鉀長效復(fù)合肥。與國內(nèi)外長效肥，多元肥相比較，不僅合理地利用了自然資源，生產(chǎn)成本低，生產(chǎn)工藝簡單，而且對土壤、作物、水系算生態(tài)環(huán)境具有良好的保護(hù)和促進(jìn)作用。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的按重量百分配比稱取20％的尿素，19％的硫酸鉀，16％的磷酸二銨或者是23％的尿素，13％的磷酸一銨，19％的硫酸鉀，25％的泥煤，8％的磷石膏，4％的滑石，原料經(jīng)粉碎后，泥煤粒度不大于40目，水分含量＜10％，磷石膏粒度小于100目，游離水分含量＜5％，滑石粉粒度小于100目，含水量＜3％。上述無機(jī)肥料各組分的粒度不大于60目，其中各有較成份含量及含水量按國家標(biāo)準(zhǔn)要求。
按重量百分配比稱取85％的氧化淀粉膠，10％的尿醛樹脂膠，5％的工業(yè)面粉，混合攪拌均勻，攪拌混合時間約30分鐘，制得復(fù)合有機(jī)(粘合)材料。
將無機(jī)肥料與泥煤混合，摻入8％(重量)的復(fù)合有機(jī)(粘合)材料，攪拌混合均勻，再摻入磷石膏和滑石粉混合攪拌均勻，送入滾筒造粒機(jī)造粒，按要求造出2-3mm和4-6mm的顆粒，然后送入干燥器中控制干燥溫度120-130℃之間進(jìn)行干燥，出料后常溫下逐漸冷卻，冷卻后的肥料進(jìn)入回轉(zhuǎn)篩進(jìn)行分篩，最后將篩分的成品按粒度大小進(jìn)行計(jì)量包裝。
該產(chǎn)品具有下述特性全養(yǎng)分(N，P2O5，K2O)含量＞30％游離水含量≤6％粒度2-3mm，4-6mm主要用途和用法本發(fā)明復(fù)合肥是一種農(nóng)作物長效復(fù)合肥，對小麥、玉米、水稻等作物具有良好的增產(chǎn)效果。同時具有提高農(nóng)作物質(zhì)量改善土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤肥力以及抗旱和延緩肥效的特性。經(jīng)田間試驗(yàn)表明小麥每畝增產(chǎn)10.8-16.7％，玉米每畝增產(chǎn)11.4-18.6％，水稻每畝增產(chǎn)13.5-21.3％等等。
使用方法小麥、作底肥、于播種前翻地時，每畝撒施大小粒度(2-3mm，4-6mm)各60斤，播種時，施用2-3mm肥料20斤，隨種子入土作種肥。
玉米，翻地時，每畝撤施大小粒經(jīng)肥料各50斤，布種時，施用2-3mm肥料30斤，隨種子作種肥。
水稻、作底肥，泡田前，4-6mm肥料，每畝80斤，2-3mm每畝60斤，托板耙平封閉。
權(quán)利要求
1.一種氮磷鉀長效復(fù)合肥，其特征在于它是由55％(重量)的無機(jī)肥料，25％(重量)的泥煤，8％(重量)的磷石膏，4％(重量)的滑石粉和8％(重量)的復(fù)合有機(jī)材料組成。所說的55％(重量)的無機(jī)肥料，是由20％(重量)的尿素，19％(重量)的硫酸鉀，16％(重量)的磷酸二銨或者是由23％(重量)的尿素，19％(重量)的硫酸鉀，13％(重量)的磷酸一銨所組成；所說的復(fù)合有機(jī)材料是由85％(重量)的氧化淀粉膠，10％(重量)的脲醛樹脂膠，5％(重量)的工業(yè)面粉所組成。
2.根據(jù)僅利要求1所述的一種氮磷鉀的長效復(fù)合肥，其生產(chǎn)方法是將無機(jī)肥料、泥煤、磷石膏、滑石粉碎，先將無機(jī)肥料和泥煤與復(fù)合有機(jī)材料混勻，然后摻入滑石粉和磷石膏，攪拌混勻、造粒、干燥得到其產(chǎn)品。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的生產(chǎn)方法，其特征在于泥煤中腐植酸含量不少于15％(重量)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的生產(chǎn)方法，其特征在于泥煤的粒度不大于40目。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的生產(chǎn)方法，其特征在于無機(jī)肥料的粒度不大于60目。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的生產(chǎn)方法，其特征在于磷石膏、滑石粉的粒度小于100目。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5、6所述的長效復(fù)合肥，其特征在于該成品具有下述特征全養(yǎng)分(N，P2O5，K2O)含量＞30％粒度2-3mm，4-6mm。游離水分含量≤6％。
全文摘要
本發(fā)明屬于一種農(nóng)用肥料,涉及一種新型長效復(fù)合肥及生產(chǎn)該復(fù)合肥的方法,磷石膏具有調(diào)理土壤的功能,泥煤中的腐植酸是一種優(yōu)良的土壤改良劑和植物生長刺激劑,利用這兩種資源豐富的原料和尿素,磷酸銨,硫酸鉀混合,采用復(fù)合有機(jī)材料包裹工藝生產(chǎn)長效復(fù)合肥,該肥料對玉米、小麥、水稻等作物使用,年生長周期一次施肥,增產(chǎn)率可達(dá)10%以上,不僅合理地利用了資源,改善土壤結(jié)構(gòu),而且生產(chǎn)工藝簡單,成本低廉,易于在農(nóng)業(yè)上大面積推廣。
文檔編號C05G3/00GK1198427SQ9710357
公開日1998年11月11日 申請日期1997年5月1日 優(yōu)先權(quán)日1997年5月1日
發(fā)明者呂慶淮 申請人:呂慶淮