CN105801254A - 一种高磷缓控释肥及制备方法 - Google Patents

一种高磷缓控释肥及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种高磷缓控释肥及其制备方法。本发明高磷缓控释肥，由内至外依次为丸芯、中间层和包膜层。本发明还提供了上述高磷缓控释肥的制备方法，首先通过挤出滚圆法制备丸芯，然后包裹中间层和包膜层，本发明制备方法工艺简单，制备得到的高磷缓控释肥肥效释放完全，具有质量可控、稳定的特点。解决了现有的控释肥不能很好控制肥料的流失和释放速率，不利于作物生长的问题，能有效提高肥料利用率，防止肥料的自然流失，减少肥料对土壤的封闭污染，保证作物增产增收，且生产和贮存过程中有效成分无升华等损失。

Description

一种高磷缓控释肥及制备方法
技术领域
本发明属于农业肥料技术领域，涉及一种高磷缓控释肥及制备方法。
技术背景
肥料在农业生产中占有重要地位，在诸多增产因素中所占权重为30%以上。我国为化肥生产和使用大国，其产量和使用量均居世界首位，但产品质量还有待进一步提高，主要问题是肥料利用率低、肥效期短、功能单一。化学肥料对农作物的增产已被公认为起到举足轻重的作用。而目前化学肥料的利用率不足30%，其余部分随水土流失，施用化学肥料不仅造成极大浪费，还污染了土壤及地下水资源。
磷是最重要的生命物质，我国可以经济开采的磷矿储量只剩下37亿吨，仅占世界总量的5.8％，我国可经济开采的磷矿资源难以维持30年，由于磷肥利用率低，以致大量磷素累积于土壤中。因此，开发具有促进土壤磷素释放和磷素肥料缓控效的新型肥料，进而提高磷肥的利用率，充分利用土壤中大量富集的磷素，是解决我国磷肥消费过大、磷矿枯竭的有效途径。
另外研制和生产长效缓释肥料也是一项事半功倍，行之有效的措施。现有的长效缓释肥料有三种类型：1、物理型：各种包衣、涂层、包被、大颗粒长效缓释肥料；2、化学型：脲甲醛、异丁又二脲、草酰胺等；3、生物化学型：添加各种微生物和生物酶抑制剂的稳定性肥料。因成本、工艺等诸多因素，前两类缓释肥料推广应用较少，80%长效缓释肥料都属于添加抑制剂的生物化学型长效缓释肥料即稳定性肥料。
结合国内外肥料研究及市场发展趋势，研发新型可有效融合有机-无机营养组分，对环境友好，可以显著保水保肥，具备保持和改善土壤胶体性能，以优势生物大分子作为生物基材料，创制环境友好、经济高效、多功能的新型缓控释肥料是现代肥料产业发展的重要方向，对于促进我国生态产业的可持续性发展，破解粮食、环境等生存危机，实现最大程度的资源节约和生态循环具有重要的战略意义。因此，开发一种全新的高磷缓控释肥是当务之急。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的上述缺点，提供一种高磷缓控释肥，解决了现有的控释肥不能很好控制肥料的流失和释放速率，不利于作物生长的问题，能有效提高肥料利用率，防止肥料的自然流失，减少肥料对土壤的封闭污染，保证作物增产增收，且生产和贮存过程中有效成分无升华等损失。
本发明还提供了上述高磷缓控释肥的制备方法，首先通过挤出滚圆法制备丸芯，然后包裹中间层和包膜层，本发明制备方法工艺简单，制备得到的高磷缓控释肥肥效释放完全，具有质量可控、稳定的特点。
本发明一种高磷缓控释肥，由内至外依次为丸芯、中间层和包膜层；所述的丸芯、中间层和包膜层的重量比为1:1.5～2.5:2～3；
所述的高磷缓控释肥由以下重量份的组分组成：
丸芯：磷酸二铵30～50、一水硫酸锌10～15、***钠8～10、木质素磺酸钙15～18、黄腐酸3～6、核苷酸5～8、微晶纤维素20～30、聚乙烯吡咯烷酮4～8和羟丙基纤维素1～15；
中间层：磷灰石粉25～50、尿素20～30、硫酸亚铁10～15、贝壳粉1～5、瓜尔胶5～15、交联羧甲基纤维素钠1～5、腐殖酸2～5、硅藻土10～15；
包膜层：磷酸一铵50～70、磷酸二铵30～50、硝酸铵10～15、氯化钾10～15、长石粉20～30、萘乙酸10～15、海藻酸钠10～15、丙烯酸树脂15～20和聚乙二醇10～15。
所述的丸芯、中间层和包膜层的重量比优选1:2:2.5。
所述的丸芯的粒径分布为0.5～1.0cm，优选0.8cm。
本发明高磷缓控释肥的制备方法，步骤包括：
1）挤出滚圆法制备丸芯：按配比称取丸芯各原料，混合均匀，于挤出机内，选择孔径为0.5～1cm的筛网，挤出粗细、长度均匀的条状物，然后于滚圆机内，10～15Hz条件下，滚圆10～20min，得球状颗粒，于流化床中干燥，得丸芯，备用；
2）包覆中间层和包膜层：按配比称取中间层各原料，溶解分散于95%乙醇中，配制成中间层原料液，然后与步骤1）制备的丸芯共同置于流化床中，控制物料温度为25℃，包覆中间层，备用；按配比称取包膜层各原料，溶解分散于水中，配制成包膜层原料液，将包膜层原料液和已包覆中间层的丸芯置于流化床中，控制物料温度为25℃，包覆包膜层；
3）固化：将步骤2）包覆了中间层和包膜层的丸芯于40～60℃固化15～20h，得高磷缓控释肥。
所述的步骤1）中优选孔径0.8～1cm的筛网；滚圆频率优选12Hz，滚圆时间优选15min。
与现有技术相比，本发明高磷缓控释肥有益效果为：
1）具有质量可控、稳定，肥料缓控释、保水释水、改善土壤等功能，能够准确、均匀地释放养分，有效提高了肥料利用率，减少了因一次施肥带来的肥料流失和作物供养不足，同时能明显改善土壤团粒结构，缓解土壤板结和酸化，增加透气性，增加土壤蓄水能力，具有松土保水功能。
2）制备方法工艺简单，肥效释放完全且重现性好，肥料颗粒圆整度好、脆碎度低，表面光滑，其结构可以有效调节养分的释放速度，避免有效成分在土壤中快速释放，提升肥效利用率，且生产成本低，生态环保，便于大规模推广应用。
具体实施方式
下面将通过实施例对本发明作进一步的描述，这些描述并不是对本发明内容作进一步的限定。本领域的技术人员应理解，对本发明内容所作的等同替换，或相应的改进，仍属于本发明的保护范围之内。
实施例1
一种高磷缓控释肥，由内至外依次为丸芯、中间层和包膜层。所述的丸芯、中间层和包膜层的重量比为1:2:2.5；
所述的高磷缓控释肥由以下重量份的组分组成：
丸芯：磷酸二铵40、一水硫酸锌12、***钠9、木质素磺酸钙16、黄腐酸5、核苷酸7、微晶纤维素25、聚乙烯吡咯烷酮7和羟丙基纤维素10；
中间层：磷灰石粉35、尿素25、硫酸亚铁13、贝壳粉3、瓜尔胶10、交联羧甲基纤维素钠4、腐殖酸4、硅藻土13；
包膜层：磷酸一铵60、磷酸二铵45、硝酸铵13、氯化钾13、长石粉25、萘乙酸13、海藻酸钠12、丙烯酸树脂18和聚乙二醇14。
所述的丸芯的粒径为0.5～1.0cm。
实施例1高磷缓控释肥的制备方法，步骤包括：
1）挤出滚圆法制备丸芯：按配比称取丸芯各原料，混合均匀，于挤出机内，选择孔径为0.8～1cm的筛网，挤出粗细、长度均匀的条状物，然后于滚圆机内，12Hz条件下，滚圆15min，得球状颗粒，于流化床中干燥，得丸芯，备用；
2）包覆中间层和包膜层：按配比称取中间层各原料，溶解分散于95%乙醇中，配制成中间层原料液，然后与步骤1）制备的丸芯共同置于流化床中，控制物料温度为25℃，包覆中间层，备用；按配比称取包膜层各原料，溶解分散于水中，配制成包膜层原料液，将包膜层原料液和已包覆中间层的丸芯置于流化床中，控制物料温度为25℃，包覆包膜层；
3）固化：将步骤2）包覆了中间层和包膜层的丸芯于50℃固化18h，得高磷缓控释肥。
实施例2
一种高磷缓控释肥，由内至外依次为丸芯、中间层和包膜层。所述的丸芯、中间层和包膜层的重量比为1:1.5:2；
所述的高磷缓控释肥由以下重量份的组分组成：
丸芯：磷酸二铵30、一水硫酸锌10、***钠8、木质素磺酸钙15、黄腐酸3、核苷酸5、微晶纤维素20、聚乙烯吡咯烷酮4和羟丙基纤维素1；
中间层：磷灰石粉25、尿素20、硫酸亚铁10、贝壳粉1、瓜尔胶5、交联羧甲基纤维素钠1、腐殖酸2、硅藻土10；
包膜层：磷酸一铵50、磷酸二铵30、硝酸铵10、氯化钾10、长石粉20、萘乙酸10、海藻酸钠10、丙烯酸树脂15和聚乙二醇10。
所述的丸芯的粒径为0.5～1.0cm。
制备方法，步骤同实施例1。
实施例3
一种高磷缓控释肥，由内至外依次为丸芯、中间层和包膜层。所述的丸芯、中间层和包膜层的重量比为1:2.5:3；
所述的高磷缓控释肥由以下重量份的组分组成：
丸芯：磷酸二铵50、一水硫酸锌15、***钠10、木质素磺酸钙18、黄腐酸6、核苷酸8、微晶纤维素30、聚乙烯吡咯烷酮8和羟丙基纤维素15；
中间层：磷灰石粉50、尿素30、硫酸亚铁15、贝壳粉5、瓜尔胶15、交联羧甲基纤维素钠5、腐殖酸5、硅藻土15；
包膜层：磷酸一铵70、磷酸二铵50、硝酸铵15、氯化钾15、长石粉30、萘乙酸15、海藻酸钠15、丙烯酸树脂20和聚乙二醇15。
所述的丸芯的粒径为0.5～1.0cm。
制备方法，步骤同实施例1。
实施例1-3肥效释放结果分析：实施例1～3制得的高磷缓控释肥在土壤中肥效释放百分率见表1。
表1实施例1～3高磷缓控释肥肥效释放百分率
为了更好的说明本发明高磷缓控释肥有益效果，本发明以冬小麦为对象进行了田间试验。
1、试验地块及基本情况：小麦田间试验，小麦品种为良星99，麦田2.5亩，中等肥力，均匀一致，冬小麦和玉米轮种，已连续种植15年。
2、实验分组及肥料施用方式：
麦田随机分为5小区，小区面积为0.5亩。
实验组：共3组，实验组1～3分别使用实施例1～3制得的高磷缓控释肥。
对照组：使用普通肥料，氮磷钾等成分含量比接近于本发明高磷缓控释肥。
肥料施用方式：60kg/亩，条施，加土覆盖，深度8cm。
3、结果分析
麦田使用肥料10天后后土壤养分测试，结果见表2
表2土壤养分含量及测试结果
注：每个指标数值为3个重复的平均值。
使用本发明高磷缓控释肥和对照组对小麦产量等因素影响效果情况，与不施用肥料时的产量和单穗重量对比，结果见表3
表3实验组和对照组肥料使用效果对比
由表2和3可见，本发明高磷缓控释肥与普通肥料相比，在相同用量氮磷钾的使用条件下，实验组1～3土壤肥力明显增加，增产8.2～8.9％，病虫害率和冻害率明显减低，均优于对照组。使用本发明的高磷缓控释肥的小麦光泽好、抗性强，生长速度快，成熟后的籽粒饱满，单穗增重明显，产量高，病虫害也大大减少。

Claims (7)

1.一种高磷缓控释肥，其特征在于：由内至外依次为丸芯、中间层和包膜层；所述的丸芯、中间层和包膜层的重量比为1:1.5～2.5:2～3；
所述的高磷缓控释肥由以下重量份的组分组成：
丸芯：磷酸二铵30～50、一水硫酸锌10～15、***钠8～10、木质素磺酸钙15～18、黄腐酸3～6、核苷酸5～8、微晶纤维素20～30、聚乙烯吡咯烷酮4～8和羟丙基纤维素1～15；
中间层：磷灰石粉25～50、尿素20～30、硫酸亚铁10～15、贝壳粉1～5、瓜尔胶5～15、交联羧甲基纤维素钠1～5、腐殖酸2～5、硅藻土10～15；
包膜层：磷酸一铵50～70、磷酸二铵30～50、硝酸铵10～15、氯化钾10～15、长石粉20～30、萘乙酸10～15、海藻酸钠10～15、丙烯酸树脂15～20和聚乙二醇10～15。
2.根据权利要求1所述的高磷缓控释肥，其特征在于：所述的丸芯、中间层和包膜层的重量比为1:2:2.5。
3.根据权利要求1所述的高磷缓控释肥，其特征在于：所述的丸芯的粒径分布为0.5～1.0cm。
4.根据权利要求3所述的高磷缓控释肥，其特征在于：所述的丸芯的粒径分布为0.8cm。
5.一种1～4任一权利要求所述高磷缓控释肥的制备方法，其特征在于，步骤包括：
1）挤出滚圆法制备丸芯：按配比称取丸芯各原料，混合均匀，于挤出机内，选择孔径为0.5～1cm的筛网，挤出粗细、长度均匀的条状物，然后于滚圆机内，10～15Hz条件下，滚圆10～20min，得球状颗粒，于流化床中干燥，得丸芯，备用；
2）包覆中间层和包膜层：按配比称取中间层各原料，溶解分散于95%乙醇中，配制成中间层原料液，然后与步骤1）制备的丸芯共同置于流化床中，控制物料温度为25℃，包覆中间层，备用；按配比称取包膜层各原料，溶解分散于水中，配制成包膜层原料液，将包膜层原料液和已包覆中间层的丸芯置于流化床中，控制物料温度为25℃，包覆包膜层；
3）固化：将步骤2）包覆了中间层和包膜层的丸芯于40～60℃固化15～20h，得高磷缓控释肥。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：步骤1）中筛网孔径位0.8～1cm。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：步骤1）中滚圆频率为12Hz，滚圆时间为15min。
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