CN106431653A - 高活性腐植酸大田作物专用水溶肥料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高活性腐植酸大田作物专用水溶肥料及其制备方法，按质量百分比计：腐植酸比例12％～20％；盐酸溶液比例3％～5％；碳酸氢铵比例2.4％～4％；尿素比例45％～55％；磷酸二氢铵比例8％～12％；磷酸二氢钾比例6％～12％；硝酸钾比例10％～18％；水溶性高分子聚合物质比例2％～3％。本发明通过对腐植酸进行酸析和氨化处理，提高腐植酸活性功能团的数量，增强腐植酸的效果和提高水溶性,防止了使用时由于腐植酸水溶性差堵塞滴灌管路喷头，造成设备不能正常使用的问题，并利用腐植酸螯合土壤中的重金属生成沉淀，抑制作物对重金属的吸收,以达到改良土壤，促进肥料增效，提高作物产量和品质的效果。

Description

高活性腐植酸大田作物专用水溶肥料及其制备方法
技术领域
本发明属于肥料技术领域，具体涉及一种高活性腐植酸大田作物专用水溶肥料及其制备方法。
背景技术
我国是全球淡水资源贫乏的国家之一，农业的季节性及产业分布不均、区域性缺水等问题更为突出，发展水溶肥料具有重要的战略意义。目前，含有腐植酸的水溶肥料已在农业上开始应用，使用中发现，现有技术的含有腐植酸的水溶肥料存在以下问题：许多腐植酸肥料主要以风化煤经简单处理的普通腐植酸为原料来源，这种腐植酸中存在着大量难溶性的腐植酸钙、镁盐，即不利于作物吸收，又造成产品水溶性达不到国家标准要求，使用时堵塞滴灌管路喷头，设备不能正常使用，并且普通腐植酸由于未经氨化处理，与尿素混合后发生弱反应，造成产品存储时结块严重，影响施用。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种高活性腐植酸大田作物专用水溶肥料及其制备方法，通过腐植酸的酸析处理，将腐植酸中难溶性的腐植酸钙、镁盐生成可溶性的、能被作物吸收利用的钙、镁盐，以提高腐植酸的活性；通过加入碳酸氢铵，在烘干过程中完成腐植酸的氨化处理，生成水溶性的腐植酸铵，进一步的提高腐植酸的活性；通过加入水溶性高分子聚合物质增加土壤的团粒结构，达到防止土壤板结、改良土壤的效果，并且高分子聚合物质还具有防止产品结块的功能。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是这样实现的：一种高活性腐植酸大田作物专用水溶肥料，包括以下配比的原料：腐植酸占总投入原料量的质量百分比12％～20％；盐酸溶液占总投入原料量的质量百分比3％～5％；碳酸氢铵占总投入原料量的质量百分比2.4％～4％；尿素占总投入原料量的质量百分比45％～55％；磷酸二氢铵占总投入原料量的质量百分比8％～12％；磷酸二氢钾占总投入原料量的质量百分比6％～12％；硝酸钾占总投入原料量的质量百分比10％～18％；水溶性高分子聚合物质占总投入原料量的质量百分比2％～3％；所述盐酸溶液的质量百分比浓度为20％～25％。
所述盐酸溶液与腐植酸的质量比为1：4；碳酸氢铵与腐植酸的质量比为1：5。
所述水溶性高分子聚合物质是聚丙烯酰胺或聚丙烯酸盐，加入量根据土壤状况和产品结块程度确定。
所述的高活性腐植酸大田作物专用水溶肥料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)高活性腐植酸的制备
A、将经计量的腐植酸、盐酸溶液加入到密封的反应釜中，在充分搅拌下反应40～45分钟，完成腐植酸的酸析处理，将腐植酸中难溶性的腐植酸钙、镁盐生成可溶性的钙、镁盐，并使腐植酸游离出来；
B、将经计量的碳酸氢铵与步骤A制备的物料加入到搅拌罐中，均匀搅拌5～8min后进入烘干机干燥氨化，干燥氨化温度控制在50℃—60℃，干燥氨化时间4—5h,利用碳酸氢铵遇热分解的特性，使分解出的氨与游离腐植酸结合成水溶性腐植酸铵，并将物料含水量控制在1％以下；
C、物料干燥氨化后进行冷却，冷却时间25～30min；
(2)尿素粉碎：将尿素粉碎至80目—100目；
(3)物料混合：通过微机配料***将经计量的步骤(2)粉碎的尿素、磷酸二氢铵、磷酸二氢钾、硝酸钾、水溶性高分子聚合物质与来自步骤(1)制备的高活性腐植酸加入混合搅拌机，均匀搅拌时间8～10min；
(4)包装：物料混合后进行包装，制成高活性腐植酸大田作物专用水溶肥料。
相对于现有技术，本发明所述的高活性腐植酸大田作物专用水溶肥料及其制备方法，具有以下优势：
1)本发明通过对腐植酸进行酸析和氨化处理，提高活性功能团的数量，提高腐植酸的效果,并将腐植酸中难溶性的腐植酸钙、镁盐生成作物可以吸收利用的可溶性钙、镁盐，并使这部分腐植酸游离出来，通过与氨化应,生成水溶性腐植酸铵。
2)利用腐植酸螯合土壤中的重金属生成沉淀，抑制作物对重金属的吸收。以达到改良土壤，提高作物产量和品质的效果。
3)本发明的产品：除含有高活性腐植酸、氮、磷、钾元素外，还含有改良土壤，防止土壤板结，增加土壤团粒结构的水溶性高分子聚合物质。
4)本发明的产品氮、磷、钾养分含量配比适合大田作物需肥的特点。
5)所用原料(包括产品防结块物质)均为水溶效果好的原料，产品水溶效果好，完全符合国家标准要求。
6)利用高分子聚合物可以吸收冷凝水防止重结晶，使肥料在较高的湿度下保持一定的抗结块效果，产品可长时间存放不结块。
附图说明
图1为本发明的高活性腐植酸大田作物专用水溶肥料的制备方法的流程图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
如图1所示，本发明的高活性腐植酸大田作物专用水溶肥料，腐植酸占总投入原料量的质量百分比12％～20％；盐酸溶液占总投入原料量的质量百分比3％～5％；碳酸氢铵占总投入原料量的质量百分比2.4％～4％；尿素占总投入原料量的质量百分比45％～55％；磷酸二氢铵占总投入原料量的质量百分比8％～12％；磷酸二氢钾占总投入原料量的质量百分比6％～12％；硝酸钾占总投入原料量的质量百分比10％～18％；水溶性高分子聚合物质占总投入原料量的质量百分比2％～3％。
所述盐酸溶液与腐植酸的质量比为1：4,碳酸氢铵与腐植酸的质量比为1：5。
所述盐酸溶液的质量百分比浓度20％～25％之间，经过大量的对比试验，这个浓度范围内，盐酸与腐植酸的反应效果最佳。
所述水溶性高分子聚合物质是聚丙烯酰胺或聚丙烯酸盐，加入量根据土壤状况和产品结块程度确定，聚丙烯酰胺或聚丙烯酸盐不但可以提高土壤的团粒结构，防止土壤板结，还可以吸收冷凝水防止重结晶，使肥料在较高的湿度下保持一定的抗结块效果，有效防止产品结块，并具有良好的水溶性，
达到水溶肥料的国家标准。
本发明同时提供一种制备如上所述的高活性腐植酸大田作物专用水溶肥料的方法，包括以下步骤，
(1)高活性腐植酸的制备(备用)
A、将经计量的腐植酸、盐酸溶液加入到密封的反应釜中，在充分搅拌下反应40～45分钟，完成腐植酸的酸析处理，将腐植酸中难溶性的腐植酸钙、镁盐生成可溶性的钙、镁盐，转化成为作物能吸收利用的中微量元素，并使腐植酸游离出来，实现了通过酸化提高腐植酸的活性；
B、将经计量的碳酸氢铵与步骤(A)制备的物料加入到搅拌罐中，均匀搅拌5～8min后进入烘干机干燥氨化，干燥氨化温度控制在50℃—60℃，干燥氨化时间4—5h,完成腐植酸的氨化处理和物料干燥,利用碳酸氢铵遇热分解的特性，使分解出的氨与游离腐植酸结合成水溶性腐植酸铵，并将物料含水量控制在1％以下，实现了通过氨化进一步提高腐植酸的活性，这一过程中干燥氨化温度和时间特别重要，如果温度高和时间过长会造成氨损失，降低氨化效果；如果温度低和时间过短反应不充分，同样达不到氨化效果；
C、物料干燥氨化后进行冷却，冷却时间25～30min；
(2)尿素粉碎：将尿素粉碎至80目—100目；
(3)物料混合：通过微机配料***将经计量的步骤(2)粉碎的尿素、磷酸二氢铵、磷酸二氢钾、硝酸钾、水溶性高分子聚合物质与来自步骤(1)制备的高活性腐植酸加入混合搅拌机，均匀搅拌时间8～10min；
(4)包装：物料混合后进行包装，制成高活性腐植酸大田作物专用水溶肥料。
腐植酸的活化就是将其不溶状态转化为可溶状态，并增加活性官能团数量，以提高腐植酸的效果，并使产品达到水溶肥料国家标准。本发明利用盐酸与腐植酸进行酸析反应，将腐植酸中难溶性的腐植酸钙、镁盐生成可溶的氯化钙、氯化镁，成为作物能吸收利用的中微量元素，并使这部分腐植酸游离出来，再通过氨化反应生成水溶性腐植酸铵。
实施例1：25—10—10产品
一种高活性腐植酸大田作物专用水溶肥料，包括如下重量的原料，腐植酸120公斤；盐酸溶液30公斤；碳酸氢铵24公斤；尿素466公斤；磷酸二氢铵100公斤；磷酸二氢钾80公斤；硝酸钾160公斤；聚丙烯酰胺20公斤。
本实施例所述高活性腐植酸大田作物专用水溶肥料制备方法的流程图，如图1所示。
一种如上所述的高活性腐植酸大田作物专用水溶肥料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将腐植酸(质量百分比，下同，含有机质60％)120公斤，质量浓度为20％的盐酸溶液30公斤加入到密封的反应釜中，在充分搅拌下反应42分钟，完成腐植酸的酸析处理，将腐植酸中难溶性的腐植酸钙、镁盐生成可溶性的钙、镁盐,便于作物吸收利用；
(2)将碳酸氢铵24公斤与步骤(1)制备的物料加入到搅拌罐中，均匀搅拌6min后进入烘干机干燥氨化，干燥氨化温度控制在55℃，干燥氨化4.5h,物料含水量0.8％；
(3)物料干燥氨化后进行冷却，冷却时间25min；
(4)冷却后物料与经微机计量的粉碎至90目的尿素(含N 46.2％，质量百分比，下同)466公斤，磷酸二氢铵(含N 12％，P2O5 61％)100公斤，磷酸二氢钾(含P2O5 50％，K2O34％)80公斤，硝酸钾(含N 14％，K2O 46％)160公斤，聚丙烯酰胺20公斤加入到混合搅拌机，均匀搅拌9min；
(5)物料混合后进行包装，制得合格产品。产品含N—P2O5—K2O质量百分比为25.5％—10.1％—10.0％，含有机质质量百分比7.2％。
田间使用情况：通过在辽宁省开源地区使用本发明的高活性腐植酸大田作物专用水溶肥料与常规水溶肥料在玉米上进行对比，为保证可比性，每亩用量50公斤，产品养分含量相同，施用次数相同，对比结果如下表：
使用处理 穗长cm 穗行数 百粒重g 亩产量Kg
常规水溶肥料 20.8 16 35.76 740.72
实施例1肥料 22.5 18 36.97 837.52
使用本发明肥料与施用常规水溶肥料，在亩施用量相同，成本差距不大的前提下，实现亩增产玉米96.8公斤，增产幅度13.06％。
实施例2：25-10-8产品
一种高活性腐植酸大田作物专用水溶肥料，包括如下重量的原料，腐植酸150公斤；盐酸溶液37.5公斤；碳酸氢铵30公斤；尿素470公斤；磷酸二氢铵92公斤；磷酸二氢钾90公斤；硝酸钾110公斤；聚丙烯酸盐20公斤。
本实施例所述高活性腐植酸大田作物专用水溶肥料制备方法的流程图，如图1所示。
一种如上所述的高活性腐植酸大田作物专用水溶肥料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将腐植酸(质量百分比，下同，含有机质60％)150公斤，质量浓度为23％的盐酸溶液37.5公斤加入到密封的反应釜中，在充分搅拌下反应45分钟，完成腐植酸的酸析处理，将腐植酸中难溶性的腐植酸钙、镁盐生成可溶性的钙、镁盐,便于作物吸收利用；
(2)将碳酸氢铵30公斤与步骤(1)制备的物料加入到搅拌罐中，均匀搅拌7min后进入烘干机干燥氨化，干燥氨化温度控制在60℃，干燥氨化5h,物料含水量0.7％；
(3)物料干燥氨化后进行冷却，冷却时间30min；
(4)冷却后物料与经微机计量的粉碎至95目的尿素(含N 46.2％、质量百分比，下同)470公斤，磷酸二氢铵(含N 12％，P2O5 61％)92公斤，磷酸二氢钾(含P2O5 50％，K2O34％)90公斤，硝酸钾(含N 14％，K2O 46％)110公斤，聚丙烯酸盐20公斤加入到混合搅拌机，均匀搅拌9min；
(5)物料混合后进行包装，制得合格产品。产品含N—P2O5—K2O质量百分比为25.0％—10.1％—8.1％，含有机质质量百分比9.0％。
田间使用情况：通过在吉林省通榆地区使用本发明的高活性腐植酸大田作物专用水溶肥料与常规水溶肥料在玉米上进行对比，为保证可比性，每亩用量40公斤，产品养分含量相同，施用次数相同，对比结果如下表：
使用处理 穗长cm 穗行数 百粒重g 亩产量Kg
常规水溶肥料 20.5 16 35.23 735.17
实施例二肥料 22.1 18 36.28 818.29
使用本发明肥料与施用常规水溶肥料，在亩施用量相同，成本差距不大的前提下，实现亩增产玉米83.1公斤，增产幅度11.30％。
以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种高活性腐植酸大田作物专用水溶肥料，其特征在于，包括以下配比的原料：腐植酸占总投入原料量的质量百分比12％～20％；盐酸溶液占总投入原料量的质量百分比3％～5％；碳酸氢铵占总投入原料量的质量百分比2.4％～4％；尿素占总投入原料量的质量百分比45％～55％；磷酸二氢铵占总投入原料量的质量百分比8％～12％；磷酸二氢钾占总投入原料量的质量百分比6％～12％；硝酸钾占总投入原料量的质量百分比10％～18％；水溶性高分子聚合物质占总投入原料量的质量百分比2％～3％；所述盐酸溶液的质量百分比浓度为20％～25％。
2.根据权利要求1所述的高活性腐植酸大田作物专用水溶肥料，其特征在于，所述盐酸溶液与腐植酸的质量比为1：4；碳酸氢铵与腐植酸的质量比为1：5。
3.根据权利要求1所述的高活性腐植酸大田作物专用水溶肥料，其特征在于，所述水溶性高分子聚合物质是聚丙烯酰胺或聚丙烯酸盐，加入量根据土壤状况和产品结块程度确定。
4.一种如权利要求1～3任一项所述的高活性腐植酸大田作物专用水溶肥料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)高活性腐植酸的制备
A、将经计量的腐植酸、盐酸溶液加入到密封的反应釜中，在充分搅拌下反应40～45分钟，完成腐植酸的酸析处理，将腐植酸中难溶性的腐植酸钙、镁盐生成可溶性的钙、镁盐，并使腐植酸游离出来；
B、将经计量的碳酸氢铵与步骤A制备的物料加入到搅拌罐中，均匀搅拌5～8min后进入烘干机干燥氨化，干燥氨化温度控制在50℃—60℃，干燥氨化时间4—5h,利用碳酸氢铵遇热分解的特性，使分解出的氨与游离腐植酸结合成水溶性腐植酸铵，并将物料含水量控制在1％以下；
C、物料干燥氨化后进行冷却，冷却时间25～30min；
(2)尿素粉碎：将尿素粉碎至80目—100目；
(3)物料混合：通过微机配料***将经计量的步骤(2)粉碎的尿素、磷酸二氢铵、磷酸二氢钾、硝酸钾、水溶性高分子聚合物质与来自步骤(1)制备的高活性腐植酸加入混合搅拌机，均匀搅拌时间8～10min；
(4)包装：物料混合后进行包装，制成高活性腐植酸大田作物专用水溶肥料。
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