本發(fā)明涉及肥料
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別是涉及一種有機(jī)無機(jī)復(fù)合型的保水緩釋肥料，同時(shí)還涉及其生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
：目前我國土壤退化問題日益突出，主要表現(xiàn)為土壤緊實(shí)與硬化、侵蝕、鹽堿化、酸化、元素失衡、化學(xué)污染、有機(jī)質(zhì)流失和動(dòng)植物區(qū)系的退化等，嚴(yán)重限制了土地生產(chǎn)力的發(fā)展。我國作為一個(gè)農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，在這種現(xiàn)狀的壓力下，必須加快發(fā)展以低投入、高產(chǎn)出、高效率和可持續(xù)發(fā)展為特征的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)。其中化肥工業(yè)和水資源利用是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。化肥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占重要地位，每年我國的化肥施用量非常驚人。在達(dá)到增產(chǎn)效果的同時(shí)，還出現(xiàn)了一些問題需要解決。其中最突出的問題就是由于化肥的揮發(fā)、流失、滲透等因素，導(dǎo)致我國化肥的利用率遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國家水平，化肥損失嚴(yán)重。低的肥料利用率不僅造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，而且還會(huì)造成土壤退化、水體污染等，已成為制約農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率及影響環(huán)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(nóng)業(yè)節(jié)水的緊迫性日益增強(qiáng)，必須走保水節(jié)水的發(fā)展途徑。基于以上分析，有必要研究開發(fā)既能緩釋/控釋又能吸水保水的功能多元化肥料。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種復(fù)合型保水緩釋肥料，以有效提高肥料利用率，節(jié)水增效，達(dá)到提高水肥利用率的目的。本發(fā)明解決的技術(shù)問題還在于提供一種復(fù)合型保水緩釋肥料的生產(chǎn)方法，制得的復(fù)合型保水緩釋肥料外觀好，分散性佳。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下所述。一種復(fù)合型保水緩釋肥料，由以下質(zhì)量百分含量的原料制成：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(jī)肥原料25％～35％、有益活性菌0.5％、膨潤土2％。作為本發(fā)明一種優(yōu)選的實(shí)施方式，復(fù)合型保水緩釋肥料由以下質(zhì)量百分含量的原料制成：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(jī)肥原料25％、有益活性菌0.5％、膨潤土2％。其中，保水劑優(yōu)選為丙烯酸鹽-丙烯酰胺交聯(lián)型共聚物。脲酶抑制劑優(yōu)選為正丁基硫代磷酰三胺。有益活性菌優(yōu)選自側(cè)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(yōu)選的，尿素為小顆粒尿素，粒徑范圍為0.85mm～2.80mm，總含氮(N)量(以干基計(jì))的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥46.4％。磷酸一銨為普通粉狀磷酸一銨，總養(yǎng)分(N+P2O5)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥55％，含N量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥11％，有效磷(以P2O5計(jì))的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥44％。硫酸鉀為粉末狀硫酸鉀或細(xì)微結(jié)晶硫酸鉀，其中含K2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥50％。本發(fā)明提供的一種復(fù)合型保水緩釋肥料的生產(chǎn)方法，包括以下步驟：按以下質(zhì)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(jī)肥原料25％～35％、有益活性菌0.5％、膨潤土2％；將稱好后的各原料混合，進(jìn)行充分?jǐn)嚢瑁瑪嚢杈鶆蚝蠹尤朕D(zhuǎn)鼓造粒機(jī)內(nèi)，在所述轉(zhuǎn)鼓造粒機(jī)旋轉(zhuǎn)的過程中向轉(zhuǎn)鼓造粒機(jī)內(nèi)噴入水蒸汽，完成造粒，水蒸汽的用量為各原料總重量的35％。隨后再對所得顆粒進(jìn)行拋光、烘干、分篩、計(jì)量、包裝，即可得到復(fù)合型保水緩釋肥料成品。本發(fā)明提供的復(fù)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(jī)肥原料、有益活性菌進(jìn)行合理的復(fù)配，實(shí)現(xiàn)了肥料與保水劑、脲酶抑制劑、有益活性菌的復(fù)合一體化。本發(fā)明提供的復(fù)合型保水緩釋肥料，是以化學(xué)節(jié)水保墑技術(shù)和“以水促肥，以肥調(diào)水”的水肥調(diào)控技術(shù)為理論依據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)的。在本發(fā)明提供的復(fù)合型保水緩釋肥料中，采用保水劑作為肥料養(yǎng)分的載體進(jìn)行復(fù)合一體化造粒處理，使其將肥料的養(yǎng)分進(jìn)行有機(jī)吸附與結(jié)合，一方面由于保水劑本身具有的吸水作用，它能在土壤水分多時(shí)(如降雨或灌溉時(shí))，吸收保存水分，在土壤水分降低時(shí)釋放出水分，達(dá)到節(jié)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(nèi)部，而后這部分肥料可通過與土壤溶液中的礦物質(zhì)的交換作用而被解吸附，逐漸進(jìn)入土壤溶液中，所以表現(xiàn)出一定的緩釋性,可以有效延緩肥料養(yǎng)分的釋放，達(dá)到緩釋效果，降低肥料養(yǎng)分的損失。另外，脲酶是在土壤中水解尿素的一種酶，當(dāng)尿素施入土壤后，脲酶將其水解為銨態(tài)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(tài)氮的揮發(fā)和硝化。其作用機(jī)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(tài)環(huán)境的氧化還原條件，打亂了產(chǎn)生脲酶的微生物的代謝途徑，減少土壤中脲酶的分布范圍。因此，本發(fā)明提供的復(fù)合型保水緩釋肥料可以保證植物在整個(gè)生長過程中水肥、養(yǎng)分所需，提高肥料利用率、節(jié)水增效，達(dá)到同時(shí)提高水、肥利用率，降低環(huán)境污染的多重目的。此外，保水劑在土壤中可生物降解，對環(huán)境友好，降解的成分可有效的改良土壤的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明提供的復(fù)合型保水緩釋肥料，其中復(fù)配有有機(jī)肥和無機(jī)肥，在養(yǎng)分上是根據(jù)施肥土壤養(yǎng)分狀況，結(jié)合施肥作物的需肥規(guī)律進(jìn)行科學(xué)配方，使其能滿足作物在不同的生育期所要求的養(yǎng)分。其中復(fù)配有有機(jī)肥原料，有機(jī)肥原料中富含有機(jī)質(zhì)，無機(jī)肥料與有機(jī)質(zhì)搭配也是提高化肥利用率，降低肥料損失的有效途徑。本發(fā)明提供的復(fù)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(jié)肥，同時(shí)又提高了化學(xué)肥料的利用率，減輕了化學(xué)肥料對土壤和地下水系的污染。本發(fā)明提供的復(fù)合型保水緩釋肥料產(chǎn)品性能優(yōu)良。本發(fā)明提供的復(fù)合型保水緩釋肥料，復(fù)配有機(jī)肥原料，有機(jī)肥原料富含有機(jī)質(zhì)，有機(jī)質(zhì)中富含大量有益物質(zhì)，包括黃腐酸、植物蛋白、肽類以及鈣、鎂、鋅、鉬在內(nèi)的豐富的營養(yǎng)元素。本發(fā)明提供的復(fù)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(bǔ)充作物生長所需中微量營養(yǎng)元素，中微量營養(yǎng)元素和有益活性菌可增強(qiáng)作物抗逆能力，增強(qiáng)作物根、莖、葉的抗病能力，增加作物光合作用，提高植物體內(nèi)酶的活性，進(jìn)而提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)。本發(fā)明提供的復(fù)合型保水緩釋肥料，應(yīng)用上降低了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，達(dá)到了保水保肥的目的，為農(nóng)民提供了質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的新型肥料。本發(fā)明提供的復(fù)合型保水緩釋肥料具有保護(hù)環(huán)境、改良土壤結(jié)構(gòu)、增強(qiáng)作物抗逆能力、提高作物吸收營養(yǎng)能力、提高產(chǎn)品品質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)還能減少肥料的浪費(fèi)，分解土壤中有機(jī)污染物，降低化學(xué)肥料對土壤的破壞，從而達(dá)到營養(yǎng)平衡，在滿足農(nóng)作物生長所需的養(yǎng)分的同時(shí)，還可以起到保水、改良土壤等作用。附圖說明圖1是本發(fā)明試驗(yàn)例1中土壤水分損失率測試曲線圖；圖2是本發(fā)明試驗(yàn)例2中土壤室內(nèi)模擬釋放速度測試曲線圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合實(shí)施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。實(shí)施例1本實(shí)施例提供的復(fù)合型保水緩釋肥料，由以下質(zhì)量百分含量的原料制成：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(jī)肥原料35％、有益活性菌0.5％、膨潤土2％。實(shí)施例2本實(shí)施例提供的復(fù)合型保水緩釋肥料，由以下質(zhì)量百分含量的原料制成：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(jī)肥原料25％、有益活性菌0.5％、膨潤土2％。實(shí)施例3本實(shí)施例提供的復(fù)合型保水緩釋肥料，由以下質(zhì)量百分含量的原料制成：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(jī)肥原料30％、有益活性菌0.5％、膨潤土2％。在以上實(shí)施例1-3中，各原料具體選擇如下。保水劑采用丙烯酸鹽-丙烯酰胺交聯(lián)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(chǎn)的土壤保水劑，產(chǎn)品型號(hào)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酰三胺(NBPT)，其結(jié)構(gòu)式如下所示：有益活性菌任選自側(cè)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，粒徑范圍為0.85mm～2.80mm，總含N量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥46.4％。磷酸一銨選用普通粉狀磷酸一銨，總養(yǎng)分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥55％，含N量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥11％，有效磷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥44％。硫酸鉀選用粉末狀硫酸鉀或細(xì)微結(jié)晶硫酸鉀，其中K2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥50％。有機(jī)肥原料，即生產(chǎn)有機(jī)肥所需的原料，市場有售。有機(jī)肥原料很多，具體可以分為以下幾類：農(nóng)業(yè)廢棄物，比如秸稈、豆粕、棉粕、菇渣、沼渣、木質(zhì)素渣等；畜禽糞便，比如雞糞、牛羊馬糞、兔糞；工業(yè)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；城市污泥，比如河道淤泥、下水道淤泥等。實(shí)施例1-3提供的復(fù)合型保水緩釋肥料的生產(chǎn)方法，包括以下步驟：首先分別將各原料粉碎，之后按質(zhì)量百分含量組成稱取各原料；將稱好后的各原料混合，進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，攪拌均勻后加入轉(zhuǎn)鼓造粒機(jī)內(nèi)，在轉(zhuǎn)鼓造粒機(jī)旋轉(zhuǎn)的過程中向轉(zhuǎn)鼓造粒機(jī)內(nèi)噴入水蒸汽，在轉(zhuǎn)鼓造粒機(jī)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)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(jīng)試驗(yàn)證明，該用量的水最后制得的顆粒外觀好，分散性好；隨后對所得顆粒進(jìn)行拋光、烘干、分篩、計(jì)量、包裝，即可成為成品。實(shí)施例4本實(shí)施例提供的復(fù)合型保水緩釋肥料，由以下質(zhì)量百分含量的原料制成：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(jī)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(chǎn)的土壤保水劑，產(chǎn)品型號(hào)為SPB110，脲酶抑制劑為正丁基硫代磷酰三胺(NBPT)，有益活性菌為枯草芽孢桿菌和巨大芽孢桿菌混合。實(shí)施例4提供的復(fù)合型保水緩釋肥料的效果試驗(yàn)試驗(yàn)例1吸水保水性能測試吸水性能測試：精密稱取實(shí)施例4制得的肥料樣品0.50g,放入盛有200ml自來水的500ml容量燒杯中，做3個(gè)平行樣。在25℃的環(huán)境下浸泡90min，用0.076mm篩網(wǎng)過濾，靜置5min，分別稱取肥料樣品的重量，記為M1，根據(jù)下式計(jì)算出吸水率WA：吸水率WA＝M1/0.5-1。3個(gè)平行樣的試驗(yàn)結(jié)果如表1所示：表1樣1樣2樣3吸水前重量(g)0.49580.49120.4988吸水后重量(g)0.59360.58870.5984吸水率19.73％19.85％19.97％表1結(jié)果表明，實(shí)施例4制得的復(fù)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(shí)施例4制得的肥料樣品2.0g，與200g干土混合均勻后裝入300mL燒杯中，再向燒杯中加入200g自來水，此時(shí)稱重(記為W0)。于室溫下放置，每隔5天稱重一次，記為W1，連續(xù)觀測30天，同時(shí)做對照實(shí)驗(yàn)(對照實(shí)驗(yàn)不加肥料，其余條件同上述)。根據(jù)下式計(jì)算水分損失率：水分損失率W％＝(W0-W1)*100/200。試驗(yàn)結(jié)果見圖1所示。圖中結(jié)果表明，添加有實(shí)施例4復(fù)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。不加復(fù)合型保水緩釋肥料的土壤水分損失率在15天和30天時(shí)，分別為54％和98.0％；而加復(fù)合型保水緩釋肥料的土壤水分損失率在第15天和30天時(shí)，分別為38.O％和65.0％。另外，水分損失率達(dá)到50％所需的時(shí)間，對加有復(fù)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(gè)月后，含有復(fù)合型保水緩釋肥料的土壤含水率比不加的高出約33％。說明所制備的復(fù)合型保水緩釋肥加入土壤后不僅具有較好的吸水能力，同時(shí)還具有較好的保水能力，可減緩?fù)寥乐兴值恼舭l(fā)，緩慢釋放所存儲(chǔ)的水分，使其被作物充分吸收，有效提高水資源的利用率，在干旱、缺水或日蒸發(fā)量大的地區(qū)有較好的應(yīng)用前景。試驗(yàn)例2緩釋性能測試緩釋性能是復(fù)合型保水緩釋肥料的重要的性能，測試方法采用室內(nèi)模擬法，將1g復(fù)合型保水緩釋肥料與180g土(26目以下)混合均勻后放入200ml燒杯中，平行做8份(實(shí)驗(yàn)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(shí)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復(fù)合型保水緩釋肥料等氮含量的未經(jīng)任何處理的尿素，分別于第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(jì)算：N(％)＝(V-V0)*C*0.01401*100/m，上式中：C為標(biāo)準(zhǔn)氫氧化鈉滴定液的濃度，mol/L；V為空白試驗(yàn)使用標(biāo)準(zhǔn)氫氧化鈉滴定液的體積，ml；V0為樣品使用標(biāo)準(zhǔn)氫氧化鈉滴定液的體積，ml；0.0141為氮的毫摩爾質(zhì)量數(shù)值，g/mmol；M為式樣的質(zhì)量，g。試驗(yàn)結(jié)果見圖2所示。圖中結(jié)果表明，普通尿素在加入土壤1天時(shí)，其氮釋放量已超過25％，而復(fù)合型保水緩釋肥料中的氮具有很好的緩釋性能：在復(fù)合型保水緩釋肥料加入土壤第2、5和30天時(shí)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(gè)結(jié)果也符合歐洲標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)(CEN)制定的緩釋肥料的緩釋標(biāo)準(zhǔn)，表明實(shí)施例4制得的復(fù)合型保水緩釋肥料具有較好的緩釋性能。試驗(yàn)例3田間效果試驗(yàn)試驗(yàn)用對照肥料為普通復(fù)合肥(N-P2O5-K2O：15-15-15)和尿素(N≥46.4％)。試驗(yàn)田于2016年5月8日播種，試驗(yàn)各處理于2016年7月12日玉米小喇叭口期按方案要求劃分小區(qū)，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(yàn)設(shè)4個(gè)施肥處理，每個(gè)試驗(yàn)處理三次重復(fù)，采用隨機(jī)區(qū)組排列，每試驗(yàn)處理小區(qū)面積為10m×4m，每小區(qū)玉米播種7行，行距55cm，株距24cm，單株，292株/小區(qū)。于2016年10月3日收獲，生長期115天。通過各小區(qū)的產(chǎn)量折算出畝產(chǎn)，各試驗(yàn)處理產(chǎn)量分析結(jié)果見表3。表3由表3可知，試驗(yàn)處理3的畝產(chǎn)量最高，為680.28kg，比試驗(yàn)處理1每畝增產(chǎn)22.48％，比試驗(yàn)處理2每畝增產(chǎn)6.97％；其次是試驗(yàn)處理4，畝產(chǎn)量為656.49kg/畝，比試驗(yàn)處理1每畝增產(chǎn)18.19％，比試驗(yàn)處理2每畝增產(chǎn)3.22％。由此可見，本發(fā)明實(shí)施例4提供的復(fù)合型保水緩釋肥料，無論是單獨(dú)使用，還是與其他肥料混合使用，都有非常顯著的增產(chǎn)效果。以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書內(nèi)容所作的等效變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的
技術(shù)領(lǐng)域：
，均包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3