本發(fā)明涉及一種抗旱保水長(zhǎng)效有機(jī)－無(wú)機(jī)復(fù)混肥料及其制備方法，以具有保水抗旱增效作用的有機(jī)－無(wú)機(jī)復(fù)合抗旱保水劑、腐植酸銨與植物生長(zhǎng)所需大、中、微量元素及有機(jī)質(zhì)合理配伍，在達(dá)到有機(jī)—無(wú)機(jī)復(fù)混肥料(GB18877—2009)各項(xiàng)指標(biāo)的前提下，并具有抗旱、保水、長(zhǎng)效功能。
背景技術(shù)：
“有收無(wú)收在于水，收多收少在于肥”的農(nóng)諺說(shuō)明了水和肥對(duì)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要性。
用于農(nóng)業(yè)方面的農(nóng)林保水劑，已有近半個(gè)世紀(jì)之久，但至今未能在干旱、半干旱地區(qū)的大田作物土地上推廣應(yīng)用，讓其為節(jié)水、增產(chǎn)、增收的農(nóng)業(yè)服務(wù)，有以下幾方面原因：
1、使用不方便(標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)中缺少粒型、粒度)，不宜于與肥料摻混。
2、只適宜于植樹造林(移栽)，大棚經(jīng)濟(jì)作物種植的手工施肥方法的小范圍之內(nèi)。
3、大量的干旱、半干旱地區(qū)，大田種植效益低，再加上農(nóng)村青壯年勞動(dòng)力匱乏。用人工的方法撒施、耕地、施肥、播種，不易被農(nóng)民接受。目前基本在園林種植、大棚經(jīng)濟(jì)作物等政府行為的生態(tài)環(huán)保項(xiàng)目上使用。
4、由于現(xiàn)在的農(nóng)林抗旱保水劑基本是以丙烯酸(PAA)、澎潤(rùn)土(BT)、丙烯酰胺(Am)、腐植酸鉀鹽(KHA)、氨水(NH4OH)，過(guò)硫酸銨通過(guò)枝接交聯(lián)形成的不溶于水的膠質(zhì)聚合體。吸水、吸潮能力可達(dá)自身質(zhì)量的100—700倍， 無(wú)粘性物質(zhì)。產(chǎn)品呈不規(guī)則顆粒或粉狀，將其與大、中、微量元素混合制成復(fù)混肥料中，存在吸水不易成球，產(chǎn)品顆粒強(qiáng)度小，遇潮濕空氣致使肥料顆粒膨大，和丙烯酸類物資遇肥料中的鹽溶液會(huì)降低效果等問(wèn)題。
現(xiàn)今的保水劑基本上均為丙烯酸(PPA)與丙烯酰胺枝接交聯(lián)共聚而成。該產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)吸水指標(biāo)為100—700g/g，一般每畝用量為3—5kg才能達(dá)到抗旱保水的效果。在年降雨量300mm地區(qū)植物可收獲。但加在化肥中生產(chǎn)保水抗旱復(fù)混肥料，因其特性的關(guān)系，很難達(dá)到GB18877—2009有機(jī)－無(wú)機(jī)復(fù)混肥料標(biāo)準(zhǔn)的各項(xiàng)指標(biāo)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種抗旱保水長(zhǎng)效有機(jī)—無(wú)機(jī)復(fù)混肥料及其制備方法，通過(guò)有機(jī)－無(wú)機(jī)復(fù)合保水劑(高吸水性樹脂)與天然保蓄水性物質(zhì)—煤基腐植酸銨相結(jié)合，具有抗旱、保水、長(zhǎng)效，一次性施肥即可?？山档娃r(nóng)業(yè)投入，達(dá)到增產(chǎn)、增收、節(jié)水、環(huán)保的目的。
一種保水抗旱長(zhǎng)效有機(jī)—無(wú)機(jī)復(fù)混肥料，其特殊之處是：
1)以質(zhì)量份數(shù)計(jì)由以下原料組成：
其中N、P205及K2O總養(yǎng)分的含量為20wt％－40wt％，有機(jī)質(zhì)的含量為8wt％－25wt，水分為8％－12％。
上述保水抗旱長(zhǎng)效有機(jī)—無(wú)機(jī)復(fù)混肥料，其特殊之處是：
該復(fù)混肥料以質(zhì)量份數(shù)計(jì)由以下原料組成：
其中N、P205及K2O總養(yǎng)分的含量為35.25％，有機(jī)質(zhì)的含量為15％，水分為10％。
本發(fā)明涉及的保水抗旱長(zhǎng)效有機(jī)—無(wú)機(jī)復(fù)混肥的制備方法，其步驟如下：
1、螯合預(yù)處理
按照質(zhì)量份數(shù)計(jì)將60－100份有機(jī)－無(wú)機(jī)復(fù)合保水劑與(有機(jī)質(zhì)含量≧65％)腐植酸銨150－350份充分混合，進(jìn)行螯合預(yù)處理，制得混合物A；
2、混合造粒
將尿素200－260份與普鈣50－60份混合，得混合物B；將混合物A加入滾筒造粒機(jī)中，再將硫酸鉀120－200份、磷酸一銨60－300份、粘合劑60－100份加入滾筒造粒機(jī)中，并加入混合物B和水，形成造粒液，所述水的加入量為尿素、硫酸鉀、磷酸一銨、普鈣、腐植酸銨、有機(jī)－無(wú)機(jī)復(fù)合保水劑和粘合劑總質(zhì)量的7％－15％，利用普鈣與尿素接觸產(chǎn)生適量的游離酸協(xié)助造粒；
在滾筒造粒機(jī)中加入占造粒液總質(zhì)量1－5‰的羧鉀基纖維素鈉溶液，進(jìn)行造粒，制得成品；其中N、P205及K2O總養(yǎng)分含量為20％－40％，有機(jī)質(zhì)含量為8％－25％，水分為8％－12％。
上述保水抗旱長(zhǎng)效有機(jī)—無(wú)機(jī)復(fù)混肥的制備方法，其步驟如下：
1、螯合預(yù)處理
按照質(zhì)量份數(shù)計(jì)將60份有機(jī)－無(wú)機(jī)復(fù)合保水劑與200份腐植酸銨份充分混合，進(jìn)行螯合預(yù)處理，制得混合物A；
3、混合造粒
將200份尿素與50份普鈣混合，得混合物B；將混合物A加入滾筒造粒機(jī)中，再將180份硫酸鉀、250份磷酸一銨、60份粘合劑加入滾筒造粒機(jī)中，并加入混合物B和水，形成造粒液，所述水的加入量為尿素、硫酸鉀、磷酸一銨、普鈣、腐植酸銨、有機(jī)－無(wú)機(jī)復(fù)合保水劑和粘合劑總質(zhì)量的12％，利用普鈣與尿素接觸產(chǎn)生適量的游離酸協(xié)助造粒；
在滾筒造粒機(jī)中加入占造粒液總質(zhì)量4‰的羧鉀基纖維素鈉溶液，進(jìn)行造粒，制得粒徑為1mm－3mm的成品；成品中N、P205及K2O總養(yǎng)分的含量為35.25％，有機(jī)質(zhì)的含量為15％，水分為10％。
所述腐植酸銨是按照以下步驟制得的：
1)選取有機(jī)質(zhì)含量≥65％、腐植酸含量≥40％、游離水含量≤20％的風(fēng)化煤或年輕褐煤，過(guò)60-80目篩；將篩下物投入到底部設(shè)有排水室的專用攪拌筒中，并加水?dāng)嚢?，利用離心分離原理，將排水室中的水抽空，使其呈分層柱狀體，選取含腐植酸物質(zhì)層；
2)以質(zhì)量份數(shù)計(jì)將N含量≥17％的碳酸氫銨250-300份預(yù)先在保溫密封容器內(nèi)與105-115份水混合，經(jīng)攪拌溶解；
3)再向碳酸氫銨溶液中加入所述含腐植酸物質(zhì)層，按照每含一摩爾腐植酸銨則所要1.8—2.0摩爾的銨進(jìn)行配料，直接進(jìn)行氨化反應(yīng)；經(jīng)充分?jǐn)噭虼嫒朊芊馐旎瘋}(cāng)或外層編織內(nèi)襯塑料的袋子內(nèi)，在20-50℃下存放熟化5-7天或在室溫下存放熟化10-15天，制得腐植酸銨。
本發(fā)明的有益效果是：
1、采用遇鹽溶液不影響其膨脹系數(shù)的無(wú)機(jī)礦物質(zhì)與丙烯酸合成的有機(jī)－無(wú)機(jī)復(fù)合保水劑，將保水劑與腐植酸銨進(jìn)行螯合預(yù)處理，形成腐植酸銨(PH6—7中性)復(fù)合保水劑。腐植酸銨中的氮氧化合物及游離水被保水劑吸附成為含有腐植酸銨的物質(zhì)，而腐植酸對(duì)無(wú)機(jī)金屬離子的螯合效果，已被理論實(shí)踐所承認(rèn)。腐植酸、具有很強(qiáng)絡(luò)合、吸附性能的膠體物質(zhì)，具有絮凝作用、表面活性作用及對(duì)高嶺土、蒙脫土、粘土的吸附作用，并對(duì)某些礦物具有抑制作用，保水劑與NHHA反應(yīng)物能提高保水效率30—80％。
腐植酸銨與高吸水性物質(zhì)絡(luò)螯合不但可以提高兩種物質(zhì)(保水劑、腐植酸銨)的吸(蓄)水能力，具有保肥(提高化肥利用率)、蓄氧(提高土壤溫度)作用，刺激了植物生長(zhǎng)，并具有固氮、游磷、解鉀作用，還可以改善土壤微生物生存繁殖環(huán)境，在修復(fù)土壤，保護(hù)環(huán)境等方面，也有明顯效果；并且可以降低保水劑用量，降低抗旱成本。讓抗旱、保水肥料盡快為干旱、半干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)增收服務(wù)。
2、粘合劑選對(duì)改良土壤有益的膨潤(rùn)土，利用普鈣與尿素接觸產(chǎn)生適量的游離酸液協(xié)助造粒。在滾筒造粒液中加入羧鉀基纖維素鈉溶液，不但解決了造粒問(wèn)題，在防止結(jié)塊上也有幫助。
3、由于該復(fù)混肥料中的有機(jī)質(zhì)是由天然氨化腐植酸而來(lái)，是天然有機(jī)物質(zhì)，與糞便等不同，故不存在GB18877－2009有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥料對(duì)蛔蟲卵死亡率、 糞大腸菌，氯離子和重金屬含量等指標(biāo)要求。
附圖說(shuō)明
圖1是本發(fā)明的制備含腐植酸物質(zhì)層示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
一種保水抗旱長(zhǎng)效有機(jī)—無(wú)機(jī)復(fù)混肥，由以下原料組成：
所述有機(jī)－無(wú)機(jī)復(fù)合保水劑采用任丘市華北化工有限公司生產(chǎn)的農(nóng)林抗旱保水劑，所述粘合劑采用膨潤(rùn)土。
該保水抗旱長(zhǎng)效有機(jī)—無(wú)機(jī)復(fù)混肥的制備方法，其步驟如下：
1、制備腐植酸銨
1)如圖1所示，將有機(jī)質(zhì)含量為65％、腐植酸含量為40％、游離水含量為20％的風(fēng)化煤或年輕褐煤，過(guò)60目篩，將篩下物投入到底部設(shè)有排水室的專用攪拌筒中，并加水?dāng)嚢瑁秒x心分離原理，將排水室中的水抽空，使其呈分層柱狀體，選取含腐植酸物質(zhì)層；
2)將N含量為17％的碳酸氫銨250kg預(yù)先在保溫密封容器內(nèi)與105kg水混合，經(jīng)攪拌溶解；
3)再向碳酸氫銨溶液中加入所述含腐植酸物質(zhì)層，按照每含一摩爾腐植酸銨則所要1.8摩爾的銨進(jìn)行配料，直接進(jìn)行氨化反應(yīng)；經(jīng)充分?jǐn)噭虼嫒朊芊馐旎瘋}(cāng)或外層編織內(nèi)襯塑料的袋子內(nèi)，在20－30℃下存放熟化7天(或在室溫下存放熟化10天)，制得含氮量為4％、有機(jī)質(zhì)含量為65％的腐植酸銨；
2、螯合預(yù)處理
將80kg有機(jī)－無(wú)機(jī)復(fù)合保水劑與290kg腐植酸銨充分混合，進(jìn)行螯合預(yù)處理，制得混合物A；
3、混合造粒
將260kg尿素與60kg普鈣混合，得混合物B；將混合物A加入滾筒造粒機(jī)中，再將150kg硫酸鉀、60kg磷酸一銨、100kg粘合劑加入滾筒造粒機(jī)中，并加入混合物B和150kg水，形成造粒液，利用普鈣與尿素接觸產(chǎn)生適量的游離酸協(xié)助造粒；
在滾筒造粒機(jī)中加入占造粒液總質(zhì)量2‰的羧鉀基纖維素鈉溶液，進(jìn)行造粒，制得粒徑為1mm－4.75mm的成品。成品中N、K2O和P205總養(yǎng)分含量為24.52％，有機(jī)質(zhì)含量為18.85％，水分為12％。
實(shí)施例2
一種保水抗旱長(zhǎng)效有機(jī)—無(wú)機(jī)復(fù)混肥，其特殊之處是：
1)該復(fù)混肥由以下原料組成：
其中N、P205及K2O總養(yǎng)分的含量為35.25％，有機(jī)質(zhì)的含量為15％，水分為10％。
所述有機(jī)－無(wú)機(jī)復(fù)合保水劑采用任丘市華北化工有限公司生產(chǎn)的農(nóng)林抗旱保水劑，所述粘合劑采用膨潤(rùn)土。
該保水抗旱長(zhǎng)效有機(jī)—無(wú)機(jī)復(fù)混肥的制備方法，其步驟如下：
1、制備腐植酸銨
1)如圖1所示，將有機(jī)質(zhì)含量為70％、腐植酸含量為45％、游離水含量為18％的風(fēng)化煤(或年輕褐煤)，過(guò)70目篩，投入到底部設(shè)有排水室的專用攪拌筒中，并加水?dāng)嚢?，利用離心分離原理，將排水室中的水抽空，使其呈分層柱狀體，選取含腐植酸物質(zhì)層；
2)將N含量為17.1％的碳酸氫銨300kg預(yù)先在保溫密封容器內(nèi)與115kg水混合，經(jīng)攪拌溶解；
3)再向碳酸氫銨溶液中加入所選取的含腐植酸物質(zhì)層，按照每含一摩爾腐植酸銨則所要1.9摩爾的銨進(jìn)行配料，直接進(jìn)行氨化反應(yīng)；經(jīng)充分?jǐn)噭虼嫒朊芊馐旎瘋}(cāng)或外層編織內(nèi)襯塑料的袋子內(nèi)，在40－50℃下存放熟化5天(或在室溫下存放熟化15天)，制得含氮量為4％、有機(jī)質(zhì)含量為75％的腐植酸銨。
2、螯合預(yù)處理
將60kg有機(jī)－無(wú)機(jī)復(fù)合保水劑與200kg腐植酸銨份充分混合，進(jìn)行螯合預(yù)處理，制得混合物A；
3、混合造粒
將200kg尿素與50kg普鈣混合，得混合物B；將混合物A加入滾筒造粒機(jī)中，再將180kg硫酸鉀、250kg磷酸一銨、60kg粘合劑加入滾筒造粒機(jī)中，并加入混合物B和120kg水，形成造粒液，利用普鈣與尿素接觸產(chǎn)生適量的游離酸協(xié)助造粒；
在滾筒造粒機(jī)中加入占造粒液總質(zhì)量4‰的羧鉀基纖維素鈉溶液，進(jìn)行造粒，制得粒徑為1mm－3mm的成品。成品中N、P205及K2O總養(yǎng)分的含量為35.25％，有機(jī)質(zhì)的含量為15％，水分為10％。
對(duì)比試驗(yàn)
采用遼寧東萌集團(tuán)肥業(yè)有限公司生產(chǎn)的執(zhí)行GB18877－2009有機(jī)－無(wú)機(jī)復(fù)混肥料標(biāo)準(zhǔn)的復(fù)混肥料，總養(yǎng)分(N+K2O+P205)為35％、有機(jī)質(zhì)含量為15％，水分為10％，粒徑≤3mm，設(shè)計(jì)試驗(yàn)編號(hào)A。
采用本發(fā)明制得的復(fù)混肥料，設(shè)計(jì)試驗(yàn)編號(hào)為B。
在遼寧錦州凌海市雙羊鎮(zhèn)興隆村(308省道邊)沙質(zhì)土壤，肥份中等的同樣地塊(凌海市土肥站提供該土壤狀況：有機(jī)質(zhì)1.80％，堿解氮90mg/kg，有效磷6mg/kg，速效鉀95mg/kg，有效鋅0.75mg/kg)。
種植作物：玉米
平均年降雨量平均年降雨量500-700mm，無(wú)澆灌條件的旱田，經(jīng)2014-2015兩年連續(xù)試驗(yàn)對(duì)比情況見表1(2014降雨量450mm，2015降雨量430mm)。
表1
注：
一、2015年A、B試驗(yàn)田均施遼寧東萌集團(tuán)肥業(yè)有限公司生產(chǎn)的執(zhí)行GB18877－2009有機(jī)－無(wú)機(jī)復(fù)混肥料標(biāo)準(zhǔn)的復(fù)混肥料，總養(yǎng)分(N+K2O+P205)為35％、有機(jī)質(zhì)含量為15％，粒徑≤3mm；未施本發(fā)明的復(fù)混肥料。目的是試驗(yàn)本發(fā)明的復(fù)混肥料的五年保水、保肥效果。
二、A、B試驗(yàn)地均未追肥。
分析小結(jié)：
1、保水劑投入成本80元/畝(2014年)。
2、B比A增產(chǎn)(2014年)110kg(20％)，按玉米售價(jià)1.60元/kg，計(jì)為176元，增收184元/畝。
3、B比A(2015年)增收184元/畝。
4、由于2014、2015均為干旱年，故保水、保肥效果明顯。
5、施用本發(fā)明的保水抗旱長(zhǎng)效有機(jī)—無(wú)機(jī)復(fù)混肥，其抗旱保水、保肥效果(提高化肥利用率)和農(nóng)民增收應(yīng)該肯定；其它的保護(hù)環(huán)境、改良土壤功效，也不能忽視。
實(shí)施例3
一種保水抗旱長(zhǎng)效有機(jī)—無(wú)機(jī)復(fù)混肥，其特殊之處是：
1)該復(fù)混肥由以下原料組成：
所述有機(jī)－無(wú)機(jī)復(fù)合保水劑采用深圳旱保科技有限公司生產(chǎn)的農(nóng)林保水劑，所述粘合劑采用膨潤(rùn)土。
該保水抗旱長(zhǎng)效有機(jī)—無(wú)機(jī)復(fù)混肥的制備方法，其步驟如下：
1、制備腐植酸銨
1)如圖1所示，將有機(jī)質(zhì)含量為68％、腐植酸含量為42％、游離水含量為19％的風(fēng)化煤(或年輕褐煤)，過(guò)80目篩，投入到底部設(shè)有排水室的專用攪拌筒中，并加水?dāng)嚢?，然后將排水室中的水抽空，使其呈分層柱狀體，選取含腐植酸物質(zhì)層；
2)將N含量為17.2％的碳酸氫銨280kg預(yù)先在保溫密封容器內(nèi)與110kg水混合，經(jīng)攪拌溶解；
3)再向碳酸氫銨溶液中加入所選取的含腐植酸物質(zhì)層，按照每含一摩爾腐植酸銨則所要2.0摩爾的銨進(jìn)行配料，直接進(jìn)行氨化反應(yīng)；經(jīng)充分?jǐn)噭虼嫒朊芊馐旎瘋}(cāng)或外層編織內(nèi)襯塑料的袋子內(nèi)，在30－40℃下存放熟化6天(或在室溫下存放熟化12天)，制得含氮量為4％、有機(jī)質(zhì)含量為68％的腐植酸銨。
2、螯合預(yù)處理
將90kg有機(jī)－無(wú)機(jī)復(fù)合保水劑與制得的340kg腐植酸銨充分混合，進(jìn)行螯合預(yù)處理，制得混合物A；
3、混合造粒
將220kg尿素與55kg普鈣混合，得混合物B；將混合物A加入滾筒造粒機(jī)中，再將120kg硫酸鉀、100kg磷酸一銨、75kg粘合劑加入滾筒造粒機(jī)中，并 加入混合物B和80kg水，形成造粒液，利用普鈣與尿素接觸產(chǎn)生適量的游離酸協(xié)助造粒；
在滾筒造粒機(jī)中加入占造粒液總質(zhì)量3‰的羧鉀基纖維素鈉溶液，進(jìn)行造粒，制得粒徑≤4mm的成品。成品中N、K2O和P205含量為23.98％，有機(jī)質(zhì)含量為23.12％，水分為8％。
以上三種產(chǎn)品在質(zhì)量指標(biāo)上均達(dá)到和超過(guò)《GB/8877—2009》有機(jī)—無(wú)機(jī)復(fù)混肥料的要求，故頗受農(nóng)業(yè)界的歡迎。
以上僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。