CN102557802B

CN102557802B - 一种水稻专用肥及其制备方法

Info

Publication number: CN102557802B
Application number: CN201210039656.5A
Authority: CN
Inventors: 陈新平; 张毅; 崔振岭; 张福锁
Original assignee: China Agricultural University
Current assignee: China Agricultural University
Priority date: 2012-02-20
Filing date: 2012-02-20
Publication date: 2014-03-26
Anticipated expiration: 2032-02-20
Also published as: CN102557802A

Abstract

本发明公开了一种水稻专用肥。所述专用肥包括热法磷肥、氮肥和钾肥；所述专用肥中P和K的含量分别以P₂O₅和K₂O计，N、P₂O₅和K₂O的质量份数比为(11～13)∶(9～11)∶(7～9)，N、P₂O₅和K₂O总的质量百分含量为27％～33％。本发明具有以下优点：1)使用中低品位磷矿通过含镁、含硅矿石在高温下熔融生成热法磷肥作为专用肥磷肥来源，保留了中低品位磷矿中的富含的中量元素；2)通过对水稻养分需求规律和长江流域稻田土壤养分含量的分析，合理氮磷钾配方，适合长江流域水稻生长发育规律；3)因为以热法磷肥作为主要磷源，其肥料中富含多种中量元素，不但可以为水稻提供各种营养元素，而且这些中量元素还可以有效提高水稻的抗倒伏、抗病虫害等抗性，同时还可以补充稻田土壤的中量元素。

Description

一种水稻专用肥及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种水稻专用肥及其制备方法。

背景技术

水稻是我国第一大粮食作物，其播种面积约占我国粮食作物总面积的27％，稻谷产量占全国谷物总产40％以上，单产超过6t/ha，这对于保证我国粮食安全和社会和谐发展有着重要的作用。长江流域是我国重要的水稻生产区域之一，它包括云南、贵州、四川、重庆、湖南、湖北、江西、安徽、江苏和河南南部10省市。区域内单季、双季稻共存，籼、粳、糯稻均有种植。该区耕地总面积5100万公顷左右，水稻播种面积近1900万公顷，产量1.2亿吨，占全国水稻面积和总产的64％和66％左右，单产6.75t/ha左右。最近30年，特别是从上世纪90年代中业开始，水稻全国平均单产一直徘徊不前，尤其在长江流域的水稻生产大省江苏、湖南、湖北等省份。同时，由于集约化水稻生产，氮、磷、钾肥的大量投入，水稻的连年高产，土壤中的中量元素(Ca、Mg、S、Si等)每年被大量带走，土壤中养分限制因子逐渐变化为中量元素，特别在长江流域，这种情况限制了未来我国水稻的可持续生产。

最近10年是我国化肥产业发展速度最快的阶段，化肥总量迅速增长，氮、磷肥自给率超过100％，高浓度氮肥和磷肥的比重都超过50％，最显著的特征是复合肥的快速发展。2005年我国复合肥产量达到135万吨P₂O₅，占磷肥总产量的8％，占化肥总用量的27％；2007年我国复合肥产量达到196万吨P₂O₅，占磷肥总产量的14.5％。通过分析发现大型企业仍以生产养分含量大于40％的高浓度产品为主，生产这些高浓度的肥料通常选用中高品位的磷矿石，通过选矿等过程生产出高浓度的肥料，在这个过程大量的Ca、Mg、S、Si等中量元素被遗弃，同时产生大量的磷石膏等尾矿。高浓度、一次性基施通用型复合肥在发展现状已经造成了很多的问题，如会造成土壤养分大量累积、肥料价格高昂等问题。

中国目前拥有大约141亿吨的磷矿储备，居世界第二位，但在矿石质量、可选性和磷矿石的开采方面有很大的缺陷，可供开采加工利用的磷矿石的基础储量相对较低，大约40亿吨左右，其中又以中低品位磷矿储备较多，其中P₂O₅含量大于30％的富矿仅有11.08亿吨。磷矿石P₂O₅的平均含量为17％左右，绝大部分磷矿必须经选矿富集后才能满足磷酸和高浓度磷肥生产要求。按目前开采磷矿石速度，如果全部利用P₂O₅含量为30％的富矿仅能维持10年左右，经济储量仅能维持40年左右，未来将被迫开采成本更高的资源。因此，如何合理开发利用中国大量的低品位磷矿，是磷肥和磷化工行业迫切需要解决的重要问题。

我国磷矿资源中高品位矿主要分布在云南、贵州等省份，而占我国大部分磷矿的中低品位矿主要分布在湖北、四川等省份，由于湖北、四川等省份处于长江流域水稻生产集中区域，相比云南、贵州等省份离水稻生产集中区域距离更近，因而如何利用中低品位磷矿的区位优势开发出适合长江流域水稻生长的肥料产品就是未来亟待解决的问题，它对于保障我国水稻的粮食生产安全，同时更高效合理的使用我国磷矿资源具有重要的意义。

中国专利申请(02154678.9和03111906)分别公开了两种水稻专用肥，其中一种为以尿素和高浓度磷肥等为主要氮磷养分来源的水稻专用肥，一种为以尿素、碳铵为原料的氮素高效盐碱地水稻专用氮肥。以上两种肥料中没有完全考虑水稻氮磷钾养分的规律与配比等问题，同时专用肥中磷的来源为以中高品位磷矿生产的高浓度磷肥，肥料中中量元素含量低，且不是针对长江流域水稻所生产，不能适应未来长江流域水稻的可持续生产与保持稻田土壤养分平衡。

发明内容

本发明的目的是提供一种水稻专用肥及其制备方法。

本发明所提供的一种水稻专用肥，包括热法磷肥、氮肥和钾肥；所述专用肥中P和K的含量分别以P₂O₅和K₂O计，N、P₂O₅和K₂O的质量份数比为(11～13)∶(9～11)∶(7～9)，N、P₂O₅和K₂O总的质量百分含量为27％～33％。

上述的水稻专用肥中，所述专用肥中P和K的含量分别以P₂O₅和K₂O计，N、P₂O₅和K₂O的质量份数比具体可为11∶9∶7或12∶10∶8，N、P₂O₅和K₂O总的质量百分含量具体可为27％或30％。

上述的水稻专用肥中，所述热法磷肥可由中低品位磷矿石与含镁矿石和/或含硅矿石经熔融得到的。

上述的水稻专用肥中，所述中低品位磷矿石中P的含量以P₂O₅计可为17％～24％，具体可为18.80％或20.5％。

上述的水稻专用肥中，所述热法磷肥中P₂O₅的含量可为12％～18％，具体可为13.5％或15.2％，CaO的含量为20％～35％，具体可为28.12％或30.35％，SiO₂的含量为20％～30％，具体可为24.35％或28.61％，MgO的含量为8％～15％，具体可为8.75％或9.16％。

上述的水稻专用肥中，所述专用肥还可包括磷铵，所述磷铵为磷酸一铵或磷酸二铵，具体可根据所述热法磷肥中磷的含量加入适量的磷铵。

上述的水稻专用肥中，所述氮肥可为尿素或硝铵；所述钾肥可为氯化钾或硫酸钾。

上述的水稻专用肥中，所述专用肥具体可为以所述氮肥为核，以所述热法磷肥与钾肥，或与钾肥和磷铵的混合物为包裹层的包裹型复合肥料。

本发明还提供了上述水稻专用肥的制备方法，包括如下步骤：将所述热法磷肥与所述钾肥，或与所述钾肥和磷铵的混合物制作成包裹层；所述氮肥用所述包裹层进行包裹即得产品。

上述的制备方法中，所述热法磷肥可为颗粒状，其细度可为大于80％通过80目筛；所述氮肥可为颗粒状，其粒径可为1.5mm～2.8mm；所述钾肥和磷铵可为粉末状。

上述的制备方法中，所述专用肥的粒度可为1.5mm～5.6mm，如1.5mm～3mm。

本发明具有以下优点：

1)使用中低品位磷矿通过含镁、含硅矿石在高温下熔融生成热法磷肥作为专用肥磷肥来源，不经过选矿等过程，保留了中低品位磷矿中的富含的中量元素，无尾矿等的废弃物产生；

2)通过对水稻养分需求规律和长江流域稻田土壤养分含量的分析，合理氮磷钾配方，适合长江流域水稻生长发育规律；

3)因为以中低品位磷矿资源制备的热法磷肥作为主要磷源，其肥料中富含多种中量元素，它不但可以为水稻提供各种营养元素，而且这些中量元素还可以有效提高水稻的抗倒伏、抗病虫害等抗性，同时还可以补充稻田土壤的中量元素。

具体实施方式

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。

下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

实施例1、水稻专用肥的制备

将中低品位磷矿石(其中P的含量以P₂O₅计为18.80％)与一种或多种含硅、钙、镁的矿石在1450℃下熔融，经水淬、干燥、粉碎得到热法磷肥，其中，P₂O₅的含量为13.50％，CaO的含量为28.12％，SiO₂的含量为24.35％，MgO的含量为8.75％，细度为80％通过80目筛；然后以粒状尿素为核心，将粉末状的氯化钾和磷酸一铵加入至上述制备得到的热法磷肥中，制作成包裹层原料；在包裹机中用包裹层原料对尿素核进行包裹然，后经干燥和冷却即得水稻专用肥，其粒度为1.5mm～3.0mm。

本实施例制备的水稻专用肥中，P和K的含量分别以P₂O₅和K₂O计，N、P₂O₅和K₂O的质量份数比为11∶9∶7，N、P₂O₅和K₂O总的质量百分含量为27％。

实施例2、水稻专用肥的制备

将中低品位磷矿(其中P的含量以P₂O₅计为20.50％)，与含硅矿石在1450℃下熔融，得到热法磷肥，其中，P₂O₅的含量为15.20％，CaO的含量为30.35％，SiO₂的含量为28.61％，MgO的含量为9.16％，细度为85％通过80目筛；称取260kg粒状尿素为核心，称取450kg热法磷肥，与粉末状的氯化钾170kg和磷酸一铵40kg混合均匀，制成包裹层原料；在包裹机中用包裹层原料对尿素核进行包裹然后经干燥和冷却即得1000kg水稻专用肥，其粒度为1.5mm～3.0mm。

本实施例制备的水稻专用肥中，P和K的含量分别以P₂O₅和K₂O计，N、P₂O₅和K₂O的质量比为12∶10∶8，N、P₂O₅和K₂O的总的质量百分含量为30％；中量营养元素CaO、MgO和SiO₂的总的质量百分含量为30％。

实施例3、实施例2制备的水稻专用肥的田间试验

在长江流域水稻种植大省市，包括四川省、重庆市、湖北省、湖南省、江西省、安徽省、江苏省，利用实施例2制备的水稻专用肥分别在以上7省市的早、中和晚稻上进行肥料田间效果验证试验，总共进行20个专用肥田间效果验证试验。

各省市均以不施肥处理为对照组。

具体试验方法：以实施例2制备的水稻专用肥作基肥施用，分蘖期和抽穗期分别追施氮肥和钾肥，试验水稻品种选用试验当地水稻主载高产品种；肥料用量根据当时实际产量水平与高产栽培措施来确定，水稻专用肥用量为600～750kg/ha；栽培管理措施同当地水稻高产栽培措施。

各个省市的试验小区面积均为20m²，每处理设三次重复。

试验结果表明，实施例2所制备的水稻专用肥可以有效提高水稻生育前期群体生物量与分蘖数；平均最终收获时期的每穴穗数、每穗粒数、单位面积(667m²)收获穗数分别为14.80、73.10、3.15×10⁵，较不施肥处理分别平均提高72.09％、7.86％、71.20％；产量结果表明，实施例2所制备的水稻专用肥处理平均产量为7.91t/ha，比不施肥处理平均增加47.24％。

以上结果证明本发明的水稻专用肥可显著提高水稻产量，可以有效利用中低品位磷矿，具有较高的经济、社会和生态效益。

Claims

1.一种长江流域水稻专用肥，由热法磷肥、尿素、钾肥和磷铵组成；所述专用肥中P和K的含量分别以P₂O₅和K₂O计，N、P₂O₅和K₂O的质量份数比为12：10：8，N、P₂O₅和K₂O总的质量百分含量为30%；所述热法磷肥是由中低品位磷矿石与含镁矿石和/或含硅矿石经熔融得到的；所述磷铵为磷酸一铵；所述中低品位磷矿石中P的含量以P₂O₅计为17%～24%；所述热法磷肥中P₂O₅的含量为12%～18%，CaO的含量为20%～35%，SiO₂的含量为20%～30%，MgO的含量为8%～15%；所述钾肥为氯化钾或硫酸钾；

所述专用肥为以所述尿素为核，以所述热法磷肥与钾肥和磷铵的混合物为包裹层的包裹型复合肥料。

2.权利要求1所述长江流域水稻专用肥的制备方法，包括如下步骤：将所述热法磷肥与所述钾肥和磷铵的混合物制作成包裹层；所述尿素用所述包裹层进行包裹即得产品。

3.根据权利要求2所述长江流域水稻专用肥的制备方法，其特征在于：所述热法磷肥为颗粒状，其细度为大于80%通过80目筛；所述尿素为颗粒状，其粒径为1.5mm～2.8mm；所述钾肥和磷铵为粉末状。

4.根据权利要求2或3所述长江流域水稻专用肥的制备方法，其特征在于：所述专用肥的粒度为1.5mm～5.6mm。