CN108503487A - 一种添加水溶性聚磷酸铵的稳定性肥料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种添加水溶性聚磷酸铵的稳定性肥料，包括以下重量份数的原料：尿素400‑500份，磷酸一铵120‑200份，氯化钾200‑320份，脲酶抑制剂0.1‑5份，硝化抑制剂0.1‑5份，水溶性聚磷酸铵1‑50份，生物炭0.1‑15份，壳聚糖0.1‑15份，海藻酸盐0.1‑10份，微量元素20‑60份，腐植酸1‑30份，填充剂50‑90份。本发明克服了传统复合肥养分损失多、肥料利用率低、肥效时间不长的问题，养分配比科学，提高了肥料利用率，促进作物提质增产。
Description
技术领域
本发明涉及肥料技术领域，具体涉及一种添加水溶性聚磷酸铵的稳定性肥料及其制备方法。
背景技术
随着我国高效生态农业的快速发展，稳定性肥料因其养分利用率高、肥效长、对作物提质增产效果好等优势，成为我国应用范围广泛的重要新型肥料品类之一。稳定性肥料通过添加硝化抑制剂或（和）脲酶抑制剂，有效提高了肥料中的氮素利用率，延长了肥效。
聚磷酸铵是一种含有氮和磷的聚磷酸盐，低聚度的水溶性聚磷酸铵因其良好的理化特性，可以作为肥料添加剂或直接作为肥料应用于农业生产。水溶性聚磷酸铵能够提高土壤中磷元素的有效性，螯合肥料及土壤中的中微量元素，有效减少磷和无机金属离子在土壤中的固定，提高作物对中微量元素的吸收。
高效化、复合化和长效化是复合肥料发展的重要方向，针对复合肥料中氮素养分利用率不高、磷和中微量元素易被土壤固定、肥效期不长等问题，通过在普通复合肥料生产技术基础上，科学添加硝化抑制剂、脲酶抑制剂、水溶性聚磷酸铵，研发含水溶性聚磷酸铵的稳定性肥料，对提高肥料利用率、减少化肥不合理使用造成的环境污染、提升作物产量和品质具有重要的意义。
发明内容
为弥补现有技术的不足，本发明提供一种含有水溶性聚磷酸铵、营养元素配比科学、能够提高肥料利用率、延长肥效时间稳定性的添加水溶性聚磷酸铵的稳定性肥料及其制备方法。
本发明是通过如下技术方案实现的：
一种添加水溶性聚磷酸铵的稳定性肥料，其特殊之处在于：
包括以下重量份数的原料：
尿素 400-500份，
磷酸一铵 120-200份，
氯化钾 200-320份，
脲酶抑制剂 0.1-5份，
硝化抑制剂 0.1-5份，
水溶性聚磷酸铵 1-50份，
生物炭 0.1-15份，
壳聚糖 0.1-15份，
海藻酸盐 0.1-10份，
微量元素 20-60份，
腐植酸 1-30份，
填充剂 50-90份。
作为优选方案，本发明的一种添加水溶性聚磷酸铵的稳定性肥料，包括以下重量份数的原料：
尿素 450-480份，
磷酸一铵 140-180份，
氯化钾 220-280份，
脲酶抑制剂 1-3份，
硝化抑制剂 0.5-2份，
水溶性聚磷酸铵 20-40份，
生物炭 2-8份，
壳聚糖 1-5份，
海藻酸盐 1-5份，
微量元素 10-30份，
腐植酸 5-20份，
填充剂 60-80份。
本发明的一种添加水溶性聚磷酸铵的稳定性肥料，进一步优选为：包括以下重量份数的原料：
尿素 463份，
磷酸一铵 159份，
氯化钾 251份，
脲酶抑制剂 2份，
硝化抑制剂 1份，
水溶性聚磷酸铵 30份，
生物炭 5份，
壳聚糖 3份，
海藻酸盐 2份，
微量元素 4份，
腐植酸 10份，
填充剂 70份。
所述脲酶抑制剂为正丁基硫代磷酰三胺、苯基磷酰二胺、硫代硫酸铵、硫代磷酸三酰胺的一种或两种以上的混合物；所述硝化抑制剂为双氰铵、包被碳化钙、2-氯-6-（三氯甲基）吡啶、硫代硫酸铵、亚乙基脲的一种或两种以上的混合物。
所述生物炭为以作物秸秆、树枝、树叶、果皮等生物质为原料，在温度为350-400℃的厌氧条件下制备的固体含碳物质。
所述壳聚糖为甲壳素经脱乙酰化反应制成的白色或灰白色固体。
所述海藻酸盐为从海带、巨藻等褐藻中提取获得的水溶性多糖类物质，包括海藻酸钠、海藻酸钾、海藻酸铵、海藻酸钙、海藻酸铵-钙混合盐、海藻酸和海藻酸丙二醇酯中的一种或两种以上的混合物。
所述微量元素为硫酸锌、硫酸铁、硫酸亚铁、硫酸铜、硫酸锰、硼砂的一种或两种以上的混合物。
所述填充剂为硝铵、硝铵磷、硫酸镁、氯化铵、硫酸铵、硫酸钾、硝酸钾、高岭土、粘土、滑石粉、膨润土、硅藻土中的一种或两种以上的混合物。
所述尿素为小颗粒尿素，其中氮元素质量含量为46.2%，粒径为0.85-2.80mm；
所述磷酸一铵呈普通粉末状，其中氮元素质量含量为11%，五氧化二磷质量含量为44%；
所述氯化钾中氧化钾质量含量为60%；
所述水溶性聚磷酸铵呈普通粉末状，由小颗粒尿素和85%磷酸通过聚合反应制得，其聚合度为4-18，氮元素质量含量不低于23%，五氧化二磷质量含量不低于44%；
所述腐植酸分子量为2000-5000，外观呈褐黑色粉末状，氮元素质量含量为2-5％；
本发明的原料除尿素外，其余原料的粒径均小于1mm。
一种添加水溶性聚磷酸铵的稳定性肥料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将85%磷酸由磷酸泵输送至加热槽，加热至130-150℃后，通过溢流槽进入反应釜，将尿素通过传送带输送至反应釜，控制磷酸与尿素的物质的量之比为1：1.5-2.0；搅拌、溶解、混匀后，加热反应釜进行聚合反应，反应温度控制在150-200℃，反应时间为2-3小时，经冷却、粉碎、筛分后制得白色粉末状水溶性聚磷酸铵；
（2）将尿素、磷酸一铵、氯化钾、脲酶抑制剂、硝化抑制剂、水溶性聚磷酸铵、生物炭、壳聚糖、海藻酸盐、微量元素、腐植酸、填充剂分别计量，进行塔式熔体造粒，自然冷却、筛分后，制得肥料颗粒；
（3）将肥料颗粒分筛、计量、包装，制得添加水溶性聚磷酸铵的稳定性肥料成品。
本发明的有益效果是：本发明克服了传统复合肥养分损失多、肥料利用率低、肥效时间不长的问题，养分配比科学，合理添加生物炭、壳聚糖、海藻酸盐、腐植酸等肥料增效物质，综合提升肥效，通过添加脲酶抑制剂和硝化抑制剂减少了氮素的损失、延长了肥效时间，通过添加水溶性聚磷酸铵增加了磷的有效性，减少了土壤对肥料施入土壤后磷的固定，同时还起到了螯合肥料和土壤中的中微量元素作用，进一步提高了作物对养分的吸收，提高肥料利用率，促进作物提质增产。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，本发明的保护范围包括但不限于以下实施例，在不偏离本申请的精神和范围的前提下任何对本发明的技术方案的细节和形式所做出的修改均落入本发明的保护范围内。
实施例1
同时含有水溶性聚磷酸铵、硝化抑制剂、脲酶抑制剂的稳定性肥料
（1）将85%磷酸由磷酸泵输送至加热槽，加热至140℃后，通过溢流槽进入反应釜，将尿素通过传送带输送至反应釜，控制磷酸与尿素的物质的量之比为1：1.5；搅拌、溶解、混匀后，加热反应釜进行聚合反应，反应温度控制在180℃，反应时间为2.5小时，经冷却、粉碎、筛分后制得白色粉末状水溶性聚磷酸铵；
（2）将463份尿素、159份磷酸一铵、251份氯化钾、2份脲酶抑制剂（正丁基硫代磷酰三胺、苯基磷酰二胺、硫代硫酸铵、硫代磷酸三酰胺）、1份硝化抑制剂（双氰铵、包被碳化钙、2-氯-6-（三氯甲基）吡啶、硫代硫酸铵、亚乙基脲）、30份水溶性聚磷酸铵、5份生物炭、3份壳聚糖、2份海藻酸盐（海藻酸钾、海藻酸铵、海藻酸钙、海藻酸铵-钙混合盐）、4份微量元素（硫酸亚铁、硫酸铜、硫酸锰、硼砂）、10份腐植酸、70份填充剂（硝铵、硝铵磷、硫酸铵、硫酸钾、硝酸钾、高岭土、滑石粉、膨润土、硅藻土）分别计量，进行塔式熔体造粒，自然冷却、筛分后，制得肥料颗粒；
（3）将肥料颗粒分筛、计量、包装，制得复合肥料成品。
得到稳定性肥料（23-7-15），同时含有水溶性聚磷酸铵、硝化抑制剂、脲酶抑制剂。
实施例2
同时含有水溶性聚磷酸铵、硝化抑制剂、脲酶抑制剂的稳定性肥料
（1）将85%磷酸由磷酸泵输送至加热槽，加热至130℃后，通过溢流槽进入反应釜，将尿素通过传送带输送至反应釜，控制磷酸与尿素的物质的量之比为1：2.0；搅拌、溶解、混匀后，加热反应釜进行聚合反应，反应温度控制在150℃，反应时间为3小时，经冷却、粉碎、筛分后制得白色粉末状水溶性聚磷酸铵；
（2）将463份尿素、159份磷酸一铵、251份氯化钾、2份脲酶抑制剂（正丁基硫代磷酰三胺、硫代磷酸三酰胺）、1份硝化抑制剂（双氰铵、亚乙基脲）、30份水溶性聚磷酸铵、5份生物炭、3份壳聚糖、2份海藻酸盐（海藻酸钙、海藻酸、海藻酸丙二醇酯）、4份微量元素（硫酸铁、硼砂）、10份腐植酸、70份填充剂（硝铵、硝酸钾、高岭土、粘土、滑石粉）分别计量，进行塔式熔体造粒，自然冷却、筛分后，制得肥料颗粒；
（3）将肥料颗粒分筛、计量、包装，制得复合肥料成品。
得到稳定性肥料（23-7-15），同时含有水溶性聚磷酸铵、硝化抑制剂、脲酶抑制剂。
实施例3
同时含有水溶性聚磷酸铵、硝化抑制剂、脲酶抑制剂的稳定性肥料
（1）将85%磷酸由磷酸泵输送至加热槽，加热至150℃后，通过溢流槽进入反应釜，将尿素通过传送带输送至反应釜，控制磷酸与尿素的物质的量之比为1：1.8；搅拌、溶解、混匀后，加热反应釜进行聚合反应，反应温度控制在200℃，反应时间为2小时，经冷却、粉碎、筛分后制得白色粉末状水溶性聚磷酸铵；
（2）将463份尿素、159份磷酸一铵、251份氯化钾、2份脲酶抑制剂（硫代硫酸铵）、1份硝化抑制剂（双氰铵、2-氯-6-（三氯甲基）吡啶）、30份水溶性聚磷酸铵、5份生物炭、3份壳聚糖、2份海藻酸盐（海藻酸钠、海藻酸铵-钙混合盐、海藻酸丙二醇酯）、4份微量元素（硫酸锌、硫酸铁）、10份腐植酸、70份填充剂（硝铵、硫酸钾、硅藻土）分别计量，进行塔式熔体造粒，自然冷却、筛分后，制得肥料颗粒；
（3）将肥料颗粒分筛、计量、包装，制得复合肥料成品。
得到稳定性肥料（23-7-15），同时含有水溶性聚磷酸铵、硝化抑制剂、脲酶抑制剂。
对比例1
不含水溶性聚磷酸铵、硝化抑制剂、脲酶抑制剂的普通复合肥料
（1）将463份尿素、159份磷酸一铵、251份氯化钾、20份微量元素、18份腐植酸、89份填充剂分别计量，进行塔式熔体造粒，自然冷却、筛分后，制得肥料颗粒；
（2）将肥料颗粒分筛、计量、包装，制得复合肥料成品。
对比例2
市售普通三元复合肥（20-12-14）。
将实施例1和对比例1、2进行应用效果对比，具体如下：
将试验设在山东省临沂市临沭县周庄史丹利现代农业示范园，土壤类型为棕壤，土壤养分含量：有机质18.2g/kg，碱解氮109mg/kg，速效磷10.2mg/kg，速效钾95.6mg/kg。供试作物为水稻，品种为临稻18号。
采用随机区组排列，试验小区面积为22.5m2，重复三次，施肥量为1.69kg/22.5m2（折合50kg/666.7m2），所有肥料均一次性基施；小区间起20cm高、30cm宽田埂隔离，埂上覆膜，实行单独排灌。2017年5月6日播种，6月12日移栽，移栽密度23cm×23cm，移栽时，选个体素质好、生长匀称的秧苗，每穴插3-4粒谷秧，移栽3-4天内差缺补苗，其他管理同当地水稻大田生产***均有效穗数，每处理选有代表性的稻株5蔸（测产时尽可能回避），进行室内考种测定株高、穗长、有效穗数、实粒数、结实率、千粒重；收获时各小区分开脱粒、扬净、干燥并称重，单独计产，结果如下表所示：
水稻产量性状指标
由上表可知，施用不同肥料对水稻的产量性状影响不同。与对比例2（普通肥料20-12-14）相比，整体来看，除水稻结实率外，对比例1（普通肥料23-7-15）和实施例1（稳定性肥料23-7-15）的各项水稻产量性状指标均有所提高，产量分别提高3.7%和8.5%，这说明对比例1和实施例1的肥料配比更利于水稻的生长和产量的形成。与对比例1相比，实施例1的水稻在株高、穗长、有效穗数、千粒重和产量分别提高了1.1%、1.9%、2.1%、5.1%和4.6%，这说明整体上稳定性肥料能够进一步提高肥效，促进水稻生长。
本发明制备的添加水溶性聚磷酸铵的稳定性肥料较普通复合肥具有更好的肥效，促进作物提质增产，值得推广和应用。
Claims (10)
1.一种添加水溶性聚磷酸铵的稳定性肥料，其特征在于：包括以下重量份数的原料：
尿素 400-500份，
磷酸一铵 120-200份，
氯化钾 200-320份，
脲酶抑制剂 0.1-5份，
硝化抑制剂 0.1-5份，
水溶性聚磷酸铵 1-50份，
生物炭 0.1-15份，
壳聚糖 0.1-15份，
海藻酸盐 0.1-10份，
微量元素 20-60份，
腐植酸 1-30份，
填充剂 50-90份。
2.根据权利要求1所述的一种添加水溶性聚磷酸铵的稳定性肥料，其特征在于：所述脲酶抑制剂为正丁基硫代磷酰三胺、苯基磷酰二胺、硫代硫酸铵、硫代磷酸三酰胺的一种或两种以上的混合物；所述硝化抑制剂为双氰铵、包被碳化钙、2-氯-6-（三氯甲基）吡啶、硫代硫酸铵、亚乙基脲的一种或两种以上的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种添加水溶性聚磷酸铵的稳定性肥料，其特征在于：所述生物炭为以作物秸秆、树枝、树叶、果皮生物质为原料，在温度为350-400℃的厌氧条件下制备的固体含碳物质。
4.根据权利要求1所述的一种添加水溶性聚磷酸铵的稳定性肥料，其特征在于：所述壳聚糖为甲壳素经脱乙酰化反应制成的白色或灰白色固体。
5.根据权利要求1所述的一种添加水溶性聚磷酸铵的稳定性肥料，其特征在于：所述海藻酸盐为从褐藻中提取获得的水溶性多糖类物质，包括海藻酸钠、海藻酸钾、海藻酸铵、海藻酸钙、海藻酸铵-钙混合盐、海藻酸和海藻酸丙二醇酯中的一种或两种以上的混合物。
6.根据权利要求1所述的一种添加水溶性聚磷酸铵的稳定性肥料，其特征在于：所述微量元素为硫酸锌、硫酸铁、硫酸亚铁、硫酸铜、硫酸锰、硼砂的一种或两种以上的混合物。
7.根据权利要求1所述的一种添加水溶性聚磷酸铵的稳定性肥料，其特征在于：所述填充剂为硝铵、硝铵磷、硫酸镁、氯化铵、硫酸铵、硫酸钾、硝酸钾、高岭土、粘土、滑石粉、膨润土、硅藻土中的一种或两种以上的混合物。
8.根据权利要求1所述的一种添加水溶性聚磷酸铵的稳定性肥料，其特征在于：所述尿素为小颗粒尿素，其中氮元素质量含量为46.2%，粒径为0.85-2.80mm；所述磷酸一铵呈普通粉末状，其中氮元素质量含量为11%，五氧化二磷质量含量为44%；所述氯化钾中氧化钾质量含量为60%；所述水溶性聚磷酸铵呈普通粉末状，由小颗粒尿素和85%磷酸通过聚合反应制得，其聚合度为4-18，氮元素质量含量不低于23%，五氧化二磷质量含量不低于44%；所述腐植酸分子量为2000-5000，外观呈褐黑色粉末状，氮元素质量含量为2-5％。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的一种添加水溶性聚磷酸铵的稳定性肥料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）将85%磷酸由磷酸泵输送至加热槽，加热至130-150℃后，通过溢流槽进入反应釜，将尿素通过传送带输送至反应釜，控制磷酸与尿素的物质的量之比为1：1.5-2.0；搅拌、溶解、混匀后，加热反应釜进行聚合反应，反应温度控制在150-200℃，反应时间为2-3小时，经冷却、粉碎、筛分后制得白色粉末状水溶性聚磷酸铵；
（2）将尿素、磷酸一铵、氯化钾、脲酶抑制剂、硝化抑制剂、水溶性聚磷酸铵、生物炭、壳聚糖、海藻酸盐、微量元素、腐植酸、填充剂分别计量，进行塔式熔体造粒，自然冷却、筛分后，制得肥料颗粒；
（3）将肥料颗粒分筛、计量、包装，制得添加水溶性聚磷酸铵的稳定性肥料成品。
10.根据权利要求1所述的一种添加水溶性聚磷酸铵的稳定性肥料，其特征在于：包括以下重量份数的原料：
尿素 450-480份，
磷酸一铵 140-180份，
氯化钾 220-280份，
脲酶抑制剂 1-3份，
硝化抑制剂 0.5-2份，
水溶性聚磷酸铵 20-40份，
生物炭 2-8份，
壳聚糖 1-5份，
海藻酸盐 1-5份，
微量元素 10-30份，
腐植酸 5-20份，
填充剂 60-80份。
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