CN101774850B - 一种多功能复混肥添加剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多功能复混肥添加剂及其制备方法。将微量元素Fe、B、Mn、Cu、Zn和Mo、稀土元素Ce和La、有益矿质元素Ni、Co和Ti的复合氨基酸络合物溶液均匀喷洒在草炭、褐煤或风化煤粉上，风干或烘干后粉碎得物料A；将硝化抑制剂双氰胺配成氨水溶液吸附在保水剂羧甲基纤维素上，风干或烘干后粉碎得物料B；将固氮催化剂硫化钴、硫化钼与豆饼或玉米淀粉混合得物料C，将物料A、B和C混合均匀即得添加剂。添加本发明添加剂的多功能复混肥具有以下优点：固氮解磷肥土，减少养分损失，提高养分利用率，提高作物酶的活性，促进新陈代谢，提高作物品质，增加作物产量，保水节水抗旱，调节缓冲酸性或盐碱地，改善土壤结构。

Description

一种多功能复混肥添加剂及其制备方法

技术领域

本发明属于肥料添加剂技术领域，尤其是涉及一种多功能复混肥添加剂及其制备方法。

背景技术

目前国内生产的多功能复混肥品牌不少，但实际使用功能不能令人满意，有的功能几乎没有，导致这种结果的原因是多方面的。为使复混肥具有多功能，目前采取的方法措施有：加入脲酶抑制剂和硝化抑制剂，抑制尿素水解NH4⁺化和NH4⁺的硝化，延长氮肥的肥效期。因为两种抑制剂价格均高，加量不足，抑制有限。另外，两种抑制剂也同氮肥一样随雨水流失或因土壤沙化漏失。因此。氮肥的长效性不够，有待研究开发；为防止以无机盐形态存在的稀土元素和微量元素与复混肥中存在的PO₄ ^3-反应生成不溶性磷酸盐而失效，先把它们转变成氨基酸或腐殖酸络合物，再与氮、磷、钾肥混合生产复混肥。因它们络合物的稳定性小于其磷酸盐的稳定性，必然有相当大一部分会生成不溶性磷酸盐而失效。另外，农用稀土络合物和微量元素络合物单独添加，其生理效应远小于同时添加。因此，农用稀土和微量元素的生理功能表现不足，有待研究开发；目前，复混肥的固氮解磷解钾功能，是依靠与具有固氮解磷解钾功能的生物菌肥混合施用实现的。因细菌的生存繁衍与环境条件关系很大，复混肥中的无机盐对细菌所造成的渗透压，给细菌的生存繁衍带来很***烦，可能会使其死亡。大量细菌死亡，菌肥功能丧失。因此，应致力开发具有固氮解磷解钾功能的非菌类复混肥添加剂；水肥是作物的食粮，为解决旱地土壤水分供给不持续问题，极少数复混肥中添加了保水节水剂。因保水剂选择性能、加量等原因，造成复混肥保水节水功能很差。在致力开发吸水率极高、用量极少、廉价无污染的保水剂的同时，还应开发减少植物蒸腾水分的生长调节剂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种使微量元素和农用稀土元素不生成不溶性磷酸盐且具有固氮、解磷、解钾功能的非菌类多功能复混肥添加剂，以延长复混肥中氮肥的肥效期，提高磷、钾肥的肥效，保水节水，调节缓冲酸性或盐碱地，改善土壤结构，提高作物品质，增加作物产量。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种多功能复混肥添加剂，其特征在于，由物料A、物料B和物料C三种物料混合均匀制得，其中：物料A4130～4165kg，物料B 155kg，物料C 65kg；

所述物料A由以下原料制成：

ZnSO₄·7H₂O       50kg    FeSO₄·7H₂O     100kg

MnSO₄·H₂O        50kg    CuSO₄·5H₂O     50kg

Na₂B₄O₇·10H₂O    50kg    (NH₄)₂MoO₄      25kg

NiSO₄·7H₂O       10kg    TiCl₃           10kg

CoCl₂·2H₂O       20kg    Ce(NO₃)₃·6H₂O  50kg

La(NO₃)₃·6H₂O    50kg    草炭、褐煤或风化煤粉3000kg

复合氨基酸溶液    3500L；

其中，复合氨基酸溶液的浓度190g/L～200g/L，草炭、褐煤或风化煤粉中腐殖酸质量含量不小于30％；

所述物料B由以下原料制成：

双氰胺氨水溶液20L，羧甲基纤维素150kg；

所述双氰胺氨水溶液是将5kg双氰胺溶于20L农用氨水中的氨水溶液，所述农用氨水中的NH₃≥15wt％，羧甲基纤维素的粒度为80～100目；

所述物料C由以下原料制成：

硫化钴和硫化钼的混合物15kg，豆饼粉末或玉米淀粉50kg；

所述硫化钴与硫化钼的质量比为1∶1，粒度≤100目，豆饼粉末或玉米淀粉的粒度≤60目。

本发明的另一目的是提供一种多功能复混肥添加剂的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、物料A的制备：称取以下各原料：ZnSO₄·7H₂O50kg、FeSO₄·7H₂O100kg、MnSO₄·H₂O50kg、CuSO₄·5H₂O50kg、Na₂B₄O₇·10H₂O50kg、(NH₄)₂MoO₄25kg、NiSO₄·7H₂O10kg、TiCl₃10kg、CoCl₂·2H₂O20kg、Ce(NO₃)₃·6H₂O50kg和La(NO₃)₃·6H₂O50kg，在6000L带搅拌器的搪瓷反应釜中加入浓度为190g/L～200g/L的复合氨基酸溶液3500L，通蒸汽加热至50℃，开启搅拌器，缓慢依次加入上述称取的原料，待原料完全溶解后升温至100℃～110℃，保持搪瓷反应釜内液体沸腾，反应4h，趁热将搪瓷反应釜内溶液喷洒于3000kg草炭、褐煤或风化煤粉上，边喷边翻动，喷洒尽量均匀，风干或烘干后粉碎，即得物料A；

步骤二、物料B的制备：称取双氰胺5kg溶于20L农用氨水中制得双氰胺氨水溶液，农用氨水中的NH₃≥15wt％，称取粒度为80～100目的羧甲基纤维素150kg，将双氰胺氨水溶液均匀喷洒于羧甲基纤维素上，边喷边翻动，喷洒尽量均匀，风干或烘干后粉碎，即得物料B；

步骤三、物料C的制备：称取粒度不大于100目的硫化钴和硫化钼混合物15kg，硫化钴与硫化钼质量比为1∶1，称取粒度不大于60目的豆饼粉末或玉米淀粉50kg，将上述两种原料混合均匀即得物料C；

步骤四、多功能复混肥添加剂的制备：将步骤一中的物料A4130～4165kg、步骤二中的物料B155kg和步骤三中的物料C65kg混合均匀，即得多功能复混肥添加剂。

本发明添加剂选用的微量元素、农用稀土元素、有益矿质元素均为该元素的可溶性无机盐。为防止上述元素与磷肥或土壤中的PO₄ ^3-反应生成不溶性磷酸盐而失效，应对它们进行络合。先用复合氨基酸溶液络合，继续用富含腐殖酸的草炭、褐煤或风化煤络合。因它们氨基酸或腐殖酸络合物的稳定性均小于它们的磷酸盐，故它们部分生成不溶性磷酸盐是难免的。若选择络合能力更强的络合剂，如EDTA等，因价高、成本大，不宜选用。为减少损失，把它们的氨基酸、腐殖酸络合物吸附在具有较强吸附能力的草炭、褐煤或风化煤上，尽量减少在复混肥加工过程中它们与磷肥的接触机会。腐殖酸也是作物营养成分、生长调节剂、生物酶的活化剂、脲酶抑制剂、土壤解磷剂、蓄肥保水剂、土壤改良剂。

本发明选用复合氨基酸络合剂及腐殖酸络合剂两种。复合氨基酸络合物比单一氨基酸络合物生产成本低且增产提质效果好。复合氨基酸络合剂与腐殖酸络合剂同时作用，由于协同效应，络合效果比单一络合剂好。

本发明添加剂中微量元素为Fe、B、Mn、Cu、Zn、Mo，稀土元素为Ce、La，有益矿质元素为Ni、Co、Ti。三类元素同时使用，效应协同，作用互补，功能突出。

本发明添加剂中抑制剂一剂多用。双氰胺(DCD)既是硝化抑制剂，抑制NH₄ ⁺→NO₃ ^-、NO₃ ^-→NO和NO₃ ^-→N₂O反应，减少NH₄ ⁺损失，同时它又是氮肥。富含腐殖酸的草炭、褐煤、风化煤既是脲酶抑制剂，抑制尿素在脲酶作用下的水解反应，即

(因NH₄ ⁺不易在土壤中保留，易造成流失)。同时它们又是有机肥、还是络合剂、植物生长调节剂、多种酶的活化剂、解磷剂(因腐殖酸具有弱酸性，能将土壤中固定下来而难被作物吸收利用的不溶性磷转化为可溶性磷)、蓄肥保水剂(因风化煤具有较强的吸附性)、节水抗旱剂(因腐殖酸能抑制作物气孔开度、减少植物水分蒸腾)、土壤改良剂(因腐殖酸具有很好的离子交换性能，对酸性土壤及盐碱土壤都具有调节缓冲作用，草炭、褐煤或风化煤属有机物，能改善土壤结构)。

本发明添加剂中的保水剂为羧甲基纤维素，是一种有机高分子聚合物，网状分子链结构。遇水后电离生成的离子对水有极强的亲合作用，能迅速吸收比自身质量大数百倍甚至上千倍的水。吸水后膨胀为水凝胶，可缓慢释放吸收的水分供给作物。吸水剂具有反复吸水性能，吸足水后释放水的周期长，可达4-6个月，比其他吸水剂如聚丙烯酰胺价格低得多。

本发明添加剂中的固氮催化剂为硫化钴和硫化钼的混合物，并与豆饼、玉米淀粉混合。豆饼、玉米淀粉为微生物菌群的生存繁衍提供丰富营养，微生物生命活动中分泌的酶等活性物质能激发硫化钴、硫化钼的常温固氮活性，加速其固氮过程的进行。

本发明的添加剂100kg与900kg生产复混肥的其他原料(氮肥、磷肥、钾肥、膨润土)混合造粒，可得具有多功能的复混肥产品。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

(1)用本发明添加剂制备的复混肥产品养分齐全、缓释、长效、有效。用本发明添加剂制备的复混肥产品中不仅含有作物生长必需的大量元素、中量元素，还含有作物生长必需的微量元素、农用稀土元素及有益矿质元素。大、中量元素采用加入抑制剂、吸附剂等进行缓释长效化处理。微量元素、稀土元素、矿质元素采用氨基酸、腐殖酸络合，再用具有较强吸附性的草炭、褐煤、风化煤进行吸附和包裹处理，阻止微量、稀土、矿质元素生成不溶性磷酸盐而失效，保持了元素供给的长效性和有效性。氮的释放期可延长30～50天，氮的利用率可提高20％～25％，磷的利用率可提高25％～30％。

(2)刺激促进作物生长，提高作物产量。用本发明添加剂制备的复混肥产品中含有的复合氨基酸及腐殖酸是多种酶的活化剂，作物体内酶的活化无疑会促进作物生长。氨基酸、腐殖酸也是作物的有机营养，小分子的氨基酸、腐殖酸可被作物直接吸收利用，不同氨基酸对不同作物有独特的生理作用，这种作用是其他物质难以替代的。腐殖酸不仅是作物生长调节剂，还是抗旱抗枯萎剂。它能调节控制植物气孔开度，使植物在缺水时气孔开度变小，减少水分蒸腾，增强抗旱性，使在干旱缺水时产量不致降得很低。氨基酸螯合稀土对作物有良好的生理作用，增强作物根系发育，促进水肥吸收，增强作物呼吸作用，促进叶绿素合成，增强光合作用，促进酶的活化，加速物质转化，提高作物产量。有益矿质元素Ti对氮及多种营养元素的吸收转化均有良好作用，Ni对某些作物的生长有促进作用，钴能加速豆科植物根瘤菌的固氮过程，Si能提高水稻叶片直立度，减少相互遮阴，防止倒伏，防止真菌感染，增加抗病性。保水剂羧甲基纤维素及时供给水分，若营养元素及时充足供给，通过水、肥两种增产因素交互作用，能大大提高作物产量。

(3)提升作物品质，降低硝酸盐含量。用本发明添加剂制备的复混肥中含有的蛋白、淀粉、氨基酸、腐殖酸纤维素在分解过程中，除生成作物生长需要的养分外，还产生作物光合作用必需的CO₂，为光合作用的进行提供了物质条件。氨基酸、腐殖酸能提高光合作用中多种酶的活性，使作物能更有效地进行碳素同化和糖分的合成分解及转化，增加果实中糖分及维生素含量。在无需光合作用的条件下，氨基酸直接参与作物体内蛋白质的合成，增加果实中蛋白质含量。氨基酸和腐殖酸激发和提高了多种酶的活性，加速作物新陈代谢，提高作物抗毒排毒能力，降低了果实中硝酸盐、亚硝酸盐及重金属含量。如番茄果实的有机酸含量降幅为3.5％～10.0％，可溶性糖含量增幅为0.5％～10.2％，VC含量增幅为10.5％～25.5％，硝酸盐含量降幅为10.0％～18.6％，重金属含量降幅为30.5％～40.3％；红富士苹果的糖酸比提高5.5％～8.5％，VC含量增幅为9％～20％，硝酸盐含量降幅为8.0％～12.0％，重金属含量降幅为32.3％～43.5％。

(4)固氮解磷，增加土壤肥力。用本发明添加剂制备的复混肥中含有的腐殖酸是一种有机酸，它能将被土壤固定下来而难被作物吸收的元素重新解析出来供作物吸收利用。如将难溶性磷酸盐转变成可溶性或拘溶性磷酸盐供作物吸收利用。固氮催化剂能促进固氮反应的进行，增加土壤氮含量。草炭、褐煤、风化煤、羧甲基纤维素、豆饼、玉米淀粉增加了土壤中有机质含量，为土壤中微生物的生存繁衍提供了丰富的食粮。通过微生物的活动，加快有机质的降解，降解过程中释放出来的气体和水分又为微生物在土壤中复苏并进入对数期提供了良好条件。土壤中有益微生物菌群(如固氮菌、解磷解钾菌)大量增加，通过功能生物菌的作用，可增加土壤中含氮量，转化土壤中潜在养分磷和钾。

(5)改良土壤，为作物生长提供良好的土壤环境。用本发明添加剂制备的复混肥中含有的氨基酸、腐殖酸、纤维素等有机物，能改善土壤团粒结构，分解土壤沉积物，清除土壤垃圾，降解农药残留。氨基酸、腐殖酸均具有很强的离子交换作用，对酸性土壤、盐碱土壤均具有很好的调节、缓冲、改良作用。草炭、褐煤、风化煤、羧甲基纤维素是一种松散性有机物，使土壤变得疏松，它们也是土壤微生物生存繁衍的食粮。通过微生物活动，增加了土壤孔穴，提高了土壤的透气性、吸收性和保蓄性，为作物生长提供了良好的水、肥、气、热、土壤环境。

(6)增产提质，提高种植效益。前文叙述过使用本发明添加剂制备的复混肥增产提质的显著效果，因增产提质，必然降低施肥成本，提高种植效益。如加入本发明添加剂制备的复混肥，氮、磷、钾总养分为45％，氮、磷、钾质量比为1∶1∶1的复混肥产品与不加入本发明添加剂，氮、磷、钾总养分为45％，氮、磷、钾质量比为1∶1∶1的复混肥产品相比，加入本发明添加剂制备的多功能复混肥增产效果非常显著，小麦每亩单施50kg加入本发明添加剂制备的多功能复混肥与小麦每亩单施50kg其他复混肥相比，小麦亩产由355kg提高至405kg，增产14.7％。十年生红富士苹果每亩单施100kg加入本发明添加剂制备的多功能复混肥与每亩单施100kg其他复混肥相比，红富士苹果亩产由2350kg提高至2730kg，增产16.2％。

下面通过实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

具体实施方式

实施例1

称取ZnSO₄·7H₂O：50kg，FeSO₄·7H₂O：100kg，MnSO₄·H₂O：50kg，CuSO₄·5H₂O：50kg，Na₂B₄O₇·10H₂O：50kg，(NH₄)₂MoO₄：25kg，NiSO₄·7H₂O：10kg，TiCl₃：10kg，CoCl₂·2H₂O：20kg，Ce(NO₃)₃·6H₂O：50kg，La(NO₃)₃·6H₂O：50kg。

在6000L带搅拌器的搪瓷反应釜中加入浓度为190g/L～200g/L的复合氨基酸溶液3500L，通蒸汽加热至50℃，开启搅拌器，缓慢依次加入上述称取的物料，待物料完全溶解后升温至100℃～110℃，保持搪瓷反应釜内液体沸腾，反应4h。趁热将搪瓷反应釜内溶液喷洒于3000kg草炭、褐煤或风化煤粉上，边喷边翻动，喷洒尽量均匀，风干或烘干、粉碎，即得物料A。

注：复合氨基酸溶液来自以蛋白废料或角质蛋白生产胱氨酸的母液。

实施例2

称取双氰胺(DCD)5kg溶于20L农用氨水中得双氰胺氨水溶液，农用氨水中的NH₃≥15wt％。称取粒度为80～100目的羧甲基纤维素150kg。

将双氰胺氨水溶液均匀喷洒于羧甲基纤维素上，边喷边翻动，喷洒尽量均匀，风干或烘干、粉碎，即得物料B。

实施例3

称取粒度不大于100目的硫化钴和硫化钼混合料15kg，硫化钴与硫化钼的质量比为1∶1。

称取粒度不大于60目的豆饼粉末或玉米淀粉50kg。

将上述两种原料混合均匀即得物料C。

实施例4

称取物料A 4130～4165kg、物料B 155kg和物料C 65kg，将上述三种物料混合均匀，即得添加剂D。

实施例5

称取添加剂D100kg，复混肥其他原料(氮肥、磷肥、钾肥和膨润土)900kg，混合、粉碎、圆盘或转鼓选粒，干燥、计量、包装即得多功能复混肥产品。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (1)

1.一种多功能复混肥添加剂，其特征在于，由物料A、物料B和物料C三种物料混合均匀制得，其中：物料A 4130～4165kg，物料B 155kg，物料C 65kg；

所述物料A由以下原料制成：

其中，复合氨基酸溶液的浓度190g/L～200g/L，草炭、褐煤或风化煤粉中腐殖酸质量含量不小于30％；

所述物料B由以下原料制成：

双氰胺氨水溶液20L，羧甲基纤维素150kg；

所述双氰胺氨水溶液是将5kg双氰胺溶于20L农用氨水中的氨水溶液，所述农用氨水中的NH₃≥15wt％，羧甲基纤维素的粒度为80～100目；

所述物料C由以下原料制成：

硫化钴和硫化钼的混合物15kg，豆饼粉末或玉米淀粉50kg；

所述硫化钴与硫化钼的质量比为1∶1，粒度≤100目，豆饼粉末或玉米淀粉的粒度≤60目；

所述多功能复混肥添加剂的制备方法包括以下步骤：

步骤一、物料A的制备：称取以下各原料：ZnSO₄·7H₂O 50kg、FeSO₄·7H₂O 100kg、MnSO₄·H₂O 50kg、CuSO₄·5H₂O 50kg、Na₂B₄O₇·10H₂O50kg、(NH₄)₂MoO₄ 25kg、NiSO₄·7H₂O 10kg、TiCl₃ 10kg、CoCl₂·2H₂O 20kg、Ce(NO₃)₃·6H₂O 50kg和La(NO₃)₃·6H₂O 50kg，在6000L带搅拌器的搪瓷反应釜中加入浓度为190g/L～200g/L的复合氨基酸溶液3500L，通蒸汽加热至50℃，开启搅拌器，缓慢依次加入上述称取的原料，待原料完全溶解后升温至100℃～110℃，保持搪瓷反应釜内液体沸腾，反应4h，趁热将搪瓷反应釜内溶液喷洒于3000kg草炭、褐煤或风化煤粉上，边喷边翻动，喷洒尽量均匀，风干或烘干后粉碎，即得物料A；

步骤二、物料B的制备：称取双氰胺5kg溶于20L农用氨水中制得双氰胺氨水溶液，农用氨水中的NH₃≥15wt％，称取粒度为80～100目的羧甲基纤维素150kg，将双氰胺氨水溶液均匀喷洒于羧甲基纤维素上，边喷边翻动，喷洒尽量均匀，风干或烘干后粉碎，即得物料B；

步骤三、物料C的制备：称取粒度不大于100目的硫化钴和硫化钼混合物15kg，硫化钴与硫化钼质量比为1∶1，称取粒度不大于60目的豆饼粉末或玉米淀粉50kg，将上述两种原料混合均匀即得物料C；

步骤四、多功能复混肥添加剂的制备：将步骤一中的物料A 4130～4165kg、步骤二中的物料B 155kg和步骤三中的物料C 65kg混合均匀，即得多功能复混肥添加剂。