專利名稱：玻璃基質(zhì)型緩釋復(fù)合肥料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于肥料學(xué)中緩/控釋肥料技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種以玻璃基質(zhì)材料 與礦質(zhì)肥料復(fù)配熔融的玻璃基質(zhì)型緩釋復(fù)合肥料及其制備方法。
背景技術(shù)：
20世紀(jì)80年代以來，控釋肥料成為國內(nèi)外新型肥料的研究熱點，目前國內(nèi)外已 研制出多種不同控釋途徑的控釋肥料，包括低水溶性有機氮化合物、低水溶性無機化合物、 物理障礙物控釋肥料和載體型控釋肥料等。然而，盡管控釋肥料的研究取得了較大的進(jìn)展， 但是還存在諸多不足，尤其是生產(chǎn)工藝較復(fù)雜、生產(chǎn)成本過高和某些控釋材料難于降解等 方面的問題尚未解決，以至于半個多世紀(jì)以來，控釋肥料的商品化進(jìn)展不大，所占的市場份 額還非常小，僅占化肥用量的1%，主要在花卉、草坪、苗圃等經(jīng)濟價值比較高的非農(nóng)業(yè)領(lǐng)域 上使用，限制了這些肥料在各種大田作物上的廣泛使用。為此，尋找高效、廉價、易得的天然或半天然材料作為控釋材料來研制緩/控釋肥 料是新型肥料的發(fā)展方向之一。由于玻璃的溶解速度慢，持續(xù)時間長，所以玻璃肥料能長期 地為植物提供所需要的某些微量營養(yǎng)元素，因此它是一種理想的緩釋長效肥料。玻璃基質(zhì) 型緩釋肥料的研究國外進(jìn)行比較早，國內(nèi)只有少數(shù)學(xué)者進(jìn)行過類似研究，在生產(chǎn)和應(yīng)用基 本屬于空白。傳統(tǒng)的玻璃基質(zhì)緩釋肥料是將植物所需要的微量元素以適當(dāng)比例熔入玻璃材 料中，再將其研磨成一定粒度的粉末，作為緩釋微量肥料使用，僅添加植物生長所需的微量 元素如硼、鋅、銅、錳、鉬等，后來也有學(xué)者在玻璃基質(zhì)中加入鉀，作為緩釋鉀來應(yīng)用。但是由 于玻璃肥料的制作過程需要經(jīng)過高溫熔融的過程，而氮素又存在熱不穩(wěn)定性，因此目前還 未見同時含有氮、磷、鉀和鈣、鎂等大中量元素玻璃基質(zhì)型緩釋復(fù)合肥的相關(guān)報道。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種玻璃基質(zhì)型緩釋復(fù)合肥料，同 時含有氮、磷、鉀、鈣、鎂等大中量元素，滿足植物生長所需的各種營養(yǎng)元素。本發(fā)明的另一目的在于提供一種玻璃基質(zhì)型緩釋復(fù)合肥料的制備方法，該方 法解決了傳統(tǒng)玻璃肥料加工制作過程中需要大量熱能熔(軟)化玻璃基質(zhì)材料的問題，節(jié)約 了能源動力費，降低生產(chǎn)成本。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實施的
一種玻璃基質(zhì)型緩釋復(fù)合肥料的配方及其質(zhì)量配比為
廢玻璃10-30份
碳化鈣40-60份
磷肥1-30份
鉀肥0-30份
填充劑0-10份
氮氣300-400方/噸肥料(標(biāo)準(zhǔn)大氣壓)所述的復(fù)合肥料的配方及其質(zhì)量配比為
廢玻璃10-30份
碳化鈣40-60份
磷肥1-30份
鉀肥1-30份
填充劑1-10份
氮氣300-400方/噸肥料(標(biāo)準(zhǔn)大氣壓)
所述的磷肥為磷酸二氫鈣，磷酸氫鈣、磷酸氫鉀或其它含磷化合物。所述的鉀肥為氯化鉀，硫酸鉀或其他含鉀化合物。所述的填充劑為氧化鎂、硼酸、硼酸鈉、硫酸鎂、鉬酸鈉、鉬酸銨、硫酸錳、硫酸鋅中 的一種或幾種。所述的廢玻璃也可以加工玻璃的原材料硅酸鹽、磷酸鹽替代。所述的復(fù)合肥料可根據(jù)作物的養(yǎng)分需求減少其中任何一種或多種營養(yǎng)元素，制作 成為單質(zhì)控釋肥料或二元以及多元控釋復(fù)合肥料，也可以根據(jù)作物的養(yǎng)分需求加入微量元 素硼、鐵、鋅、銅、錳、鉬等，制作成為玻璃基質(zhì)型緩釋多元肥。玻璃基質(zhì)型緩釋復(fù)合肥料的制備方法的具體步驟為將物料粉碎，過Imm篩，按所 述比例將各種物料混合均勻，放入高溫爐，并加入氮氣；氮氣與碳化鈣反應(yīng)生成氮化鈣，利 用碳化鈣產(chǎn)生的熱量加熱使玻璃軟化，各種材料熔融成塊狀；出爐，冷卻后將塊狀肥料進(jìn)行 破碎，便可制成所述玻璃基質(zhì)型緩釋復(fù)合肥料。本發(fā)明的優(yōu)點在于利用廢玻璃或者玻璃制造的原材料作為控釋材料，研制玻璃 基質(zhì)型緩釋復(fù)合肥，解決了緩/控釋肥料成本過高、制作加工工藝復(fù)雜等問題。利用在高溫 條件下直接合成氮化合物用于玻璃基質(zhì)型緩釋復(fù)合肥的制作，解決氮素?zé)岵环€(wěn)定的問題。 此外，對比傳統(tǒng)玻璃加工制作過程中需要大量的熱能來熔(軟)化玻璃基質(zhì)材料，加工成本 比較高的問題，本發(fā)明利用碳化鈣反應(yīng)產(chǎn)生的熱量來熔(軟)化玻璃基質(zhì)材料，節(jié)約了能源 動力費，降低了加工制作成本。并且制備的玻璃基質(zhì)型緩釋復(fù)合肥料同時含有氮、磷、鉀、 鈣、鎂等大中量元素，具有調(diào)節(jié)土壤酸堿度，改良土壤酸化的作用；可以減緩肥料養(yǎng)分釋放 速度，提高養(yǎng)分利用率，減少肥料損失，減輕施肥帶來的環(huán)境壓力，具良好的生態(tài)環(huán)境效益； 在相同施肥量的條件下，玻璃基質(zhì)型緩釋復(fù)合肥料在減少多次追肥的處理下還可以增加作 物產(chǎn)量，提高作物生產(chǎn)的經(jīng)濟效益。
具體實施例方式一種玻璃基質(zhì)型緩釋復(fù)合肥料的配方及其質(zhì)量配比為廢玻璃10-30份，碳化鈣 40-60份，磷肥1-30份，鉀肥0-30份，填充劑0_10份，氮氣300-400方/噸肥料(標(biāo)準(zhǔn)大氣壓)。所述的復(fù)合肥料的配方及其質(zhì)量配比為廢玻璃10-30份，碳化鈣40-60份，磷肥 1-30份，鉀肥1-30份，填充劑1-10份，氮氣300-400方/噸肥料(標(biāo)準(zhǔn)大氣壓)；
所述的磷肥為磷酸二氫鈣，磷酸氫鈣、磷酸氫鉀或其它含磷化合物。所述的鉀肥為氯化鉀，硫酸鉀或其他含鉀化合物。所述的填充劑為氧化鎂、硼酸、硼酸鈉、硫酸鎂、鉬酸鈉、鉬酸銨、硫酸錳、硫酸鋅中的一種或幾種。所述的廢玻璃也可以加工玻璃的原材料硅酸鹽、磷酸鹽替代。所述的復(fù)合肥料可根據(jù)作物的養(yǎng)分需求減少其中任何一種或多種營養(yǎng)元素，制作 成為單質(zhì)控釋肥料或二元以及多元控釋復(fù)合肥料，也可以根據(jù)作物的養(yǎng)分需求加入微量元 素硼、鐵、鋅、銅、錳、鉬等制作成為玻璃基質(zhì)型緩釋多元肥。玻璃基質(zhì)型緩釋復(fù)合肥料的制備方法的具體步驟為將物料粉碎，過Imm篩，按所 述比例將各種物料混合均勻，放入高溫爐，并加入氮氣；氮氣與碳化鈣反應(yīng)生成氮化鈣，利 用碳化鈣產(chǎn)生的熱量加熱使玻璃軟化，各種材料熔融成塊狀；出爐，冷卻后將塊狀肥料進(jìn)行 破碎，便可制成所述玻璃基質(zhì)型緩釋復(fù)合肥料。實施例1
一種玻璃基質(zhì)型緩釋復(fù)合肥料的配方及其質(zhì)量配比為廢玻璃20份，碳化鈣50份，磷 酸二氫鈣8份，氯化鉀14份，氧化鎂8份，氮氣380方/噸肥料(標(biāo)準(zhǔn)大氣壓)。玻璃基質(zhì)型緩釋復(fù)合肥料的制備方法的具體步驟與具體實施方式
相同，制備成 2mm-5mm的肥料顆料。實施例2
一種玻璃基質(zhì)型緩釋復(fù)合肥料的配方及其質(zhì)量配比為硅酸鈉10份，碳化鈣60份，磷 酸氫鈣20份，氮氣400方/噸肥料(標(biāo)準(zhǔn)大氣壓)。玻璃基質(zhì)型緩釋復(fù)合肥料的制備方法的具體步驟與具體實施方式
相同，制備成 2mm-5mm的肥料顆料。實施例3
一種玻璃基質(zhì)型緩釋復(fù)合肥料的配方及其質(zhì)量配比為硅酸鈉四份，磷酸氫鈣1份，碳 化鈣40份，碳酸鉀30份，硫酸錳10份，氮氣400方/噸肥料(標(biāo)準(zhǔn)大氣壓)。玻璃基質(zhì)型緩釋復(fù)合肥料的制備方法的具體步驟與具體實施方式
相同，制備成 2mm-5mm的肥料顆料。實施例4
一種玻璃基質(zhì)型緩釋復(fù)合肥料的配方及其質(zhì)量配比為廢玻璃25份，碳化鈣40份，磷 酸二氫鈣和磷酸氫鉀25份，碳酸鉀10份，氮氣300方/噸肥料(標(biāo)準(zhǔn)大氣壓)。玻璃基質(zhì)型緩釋復(fù)合肥料的制備方法的具體步驟與具體實施方式
相同，制備成 2mm-5mm的肥料顆料。實施例5
一種玻璃基質(zhì)型緩釋復(fù)合肥料的配方及其質(zhì)量配比為廢玻璃30份，碳化鈣45份，磷 肥5份，氯化鉀15份，硼酸鈉和硫酸鋅5份，氮氣350方/噸肥料(標(biāo)準(zhǔn)大氣壓)。玻璃基質(zhì)型緩釋復(fù)合肥料的制備方法的具體步驟與具體實施方式
相同，制備成 2mm-5mm的肥料顆料。實施例6
一種玻璃基質(zhì)型緩釋多元肥的配方及其質(zhì)量配比為廢玻璃20份，碳化鈣40份，磷肥 5份，氯化鉀15份，硼酸鈉和硫酸鋅5份，添加微量元素鐵、鉬，氮氣350方/噸肥料(標(biāo)準(zhǔn)大 氣壓)。該肥料的制備方法的具體步驟與具體實施方式
相同，制備成2mm-5mm的肥料顆料。對比例1
對比例，普通尿素(養(yǎng)分含量46%)，鈣鎂磷(鈣含量12%)，氯化鉀(氧化鉀含量60%) 將實例1中制成的玻璃基質(zhì)型緩釋復(fù)合肥料放入裝有IOOml去離子水的培養(yǎng)瓶中，蓋 上瓶蓋，在25°C恒溫箱中靜置培養(yǎng)，分別于.5天、1天、2天、4天和6天測定水溶液中的養(yǎng)分 含量，并與相同處理的、等養(yǎng)分量和比例的普通肥料(尿素、鈣鎂磷和氯化鉀)對比。對比結(jié) 果表明，該肥料具有較好的養(yǎng)分控釋效果。玻璃肥料養(yǎng)分在去離子水中培養(yǎng)試驗結(jié)果顯示， 普通肥料培養(yǎng)0. 5天氮素和鉀素基本釋放完全，而玻璃基質(zhì)型緩釋復(fù)合肥料的養(yǎng)分釋放可 以持續(xù)到6天后，這說明玻璃基質(zhì)型緩釋復(fù)合肥料對氮素和鉀有較好的控釋效果。0. 5天、1 天和2天的培養(yǎng)過程中，玻璃基質(zhì)型緩釋復(fù)合肥料的氮素和鉀素釋放率分別比普通肥料降 低了 41. 75,24. 64、11. 98 個百分點和 35. 22,22. 36、12. 87 個百分點，差異顯著(P < 0. 01) 對比例2
普通尿素(養(yǎng)分含量46%)，鈣鎂磷(鈣含量12%)，氯化鉀(氧化鉀含量60%) 將實施例1中制成的玻璃基質(zhì)型緩釋復(fù)合肥料與IOOg風(fēng)干土混合均勻后裝入一個在 離瓶底1/4處割開，并在瓶口套上尼龍網(wǎng)的500ml裝礦泉水瓶。加入去離子水，控制水分含 量為70%，放到25°C恒溫箱中靜置培養(yǎng)。分別于第1天、第4天、第8天、第12天、第16天、 第20天、第M天和第觀天用70ml去離子水進(jìn)行淋溶、過濾，分別測定濾出液中的N、P、K 含量，并按溶液體積計算養(yǎng)分釋放率。與相同處理、同等養(yǎng)分量的普通肥料(尿素、鈣鎂磷和 氯化鉀)對比。對比結(jié)果顯示，玻璃基質(zhì)型緩釋復(fù)合肥料第1天的氮素和鉀素溶出率明顯低 于普通肥料，分別比普通肥料降低了 40. 0個百分點和32. 1個百分點；而第4天后，玻璃基 質(zhì)型緩釋復(fù)合肥料的氮素和鉀素的溶出率開始顯著高于普通肥料。
對比例3
普通尿素(養(yǎng)分含量46%)，鈣鎂磷(鈣含量12%)，氯化鉀(氧化鉀含量60%) 供試作物為花生，土壤為水稻土。玻璃基質(zhì)型緩釋復(fù)合肥料作為基肥1次性施用，普通 肥分2次施用處理的氮肥和鉀肥60%作為基肥，40%作為追肥，磷肥全部作為基肥施用?；?肥于播種后開溝施肥，追肥于初花期開溝施用，施后覆土。對比試驗結(jié)果表明，花生生長前期各肥料處理的花生生物量差異不明顯，但是玻 璃基質(zhì)型緩釋復(fù)合肥料對花生根瘤的影響明顯小于普通肥料。這說明該肥料前期有一定的 養(yǎng)分釋放，但釋放量比普通肥料小，可以滿足花生前期生長的養(yǎng)分需求，又不至于會因為養(yǎng) 分(特別是氮肥)過多而影響花生根瘤的生長。到了花生生長的中后期，玻璃肥料還可以釋 放出部分養(yǎng)分，滿足花生生長發(fā)育的養(yǎng)分需求。因此，花生根瘤重、莢果產(chǎn)量和總生物量都 明顯高于普通肥料處理，花生莢果產(chǎn)量增產(chǎn)8. 1%，總生物量增產(chǎn)5. 6%。玻璃基質(zhì)型緩釋復(fù) 合肥料的氮和鉀利用率分別比普通肥料處理提高了 4. 3個百分點和8. 0百分點，氮磷鉀總 養(yǎng)分利用率分別比普通肥料提高了 11. 6個百分點。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與修 飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1. 一種玻璃基質(zhì)型緩釋復(fù)合肥料，其特征在于所述的復(fù)合肥料的配方及其質(zhì)量配比為廢玻璃10-30份碳化鈣40-60份磷肥1-30份鉀肥0-30份填充劑0-10份氮氣300-400方/噸肥料(標(biāo)準(zhǔn)大氣壓)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種玻璃基質(zhì)型緩釋復(fù)合肥料，其特征在于所述的復(fù)合肥 料的配方及其質(zhì)量配比為廢玻璃10-30份碳化鈣40-60份磷肥1-30份鉀肥1-30份填充劑1-10份氮氣300-400方/噸肥料(標(biāo)準(zhǔn)大氣壓)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種玻璃基質(zhì)型緩釋復(fù)合肥料，其特征在于所述的磷肥為 磷酸二氫鈣，磷酸氫鈣、磷酸氫鉀或其他含磷化合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種玻璃基質(zhì)型緩釋復(fù)合肥料，其特征在于所述的鉀肥為 氯化鉀，硫酸鉀或其他含鉀化合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種玻璃基質(zhì)型緩釋復(fù)合肥料，其特征在于所述的填充劑 為氧化鎂、硼酸、硼酸鈉、硫酸鎂、鉬酸鈉、鉬酸銨、硫酸錳、硫酸鋅中的一種或幾種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種玻璃基質(zhì)型緩釋復(fù)合肥料，其特征在于所述的廢玻璃 也可以加工玻璃的原材料硅酸鹽、磷酸鹽替代。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種玻璃基質(zhì)型緩釋復(fù)合肥料，其特征在于所述的復(fù)合肥 料可根據(jù)作物的養(yǎng)分需求減少其中任何一種或多種營養(yǎng)元素，制作成為單質(zhì)控釋肥料或二 元以及多元控釋復(fù)合肥料。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種玻璃基質(zhì)型緩釋復(fù)合肥料，其特征在于所述的復(fù)合肥 料可根據(jù)作物的養(yǎng)分需求加入微量元素硼、鐵、鋅、銅、錳、鉬制作成為玻璃基質(zhì)型緩釋多元 肥。
9.一種如權(quán)利要求1所述的玻璃基質(zhì)型緩釋復(fù)合肥料的制備方法，其特征在于所述 方法的具體步驟為將物料粉碎，過Imm篩，按所述比例將各種物料混合均勻，放入高溫爐， 并加入氮氣；氮氣與碳化鈣反應(yīng)生成氮化鈣，利用碳化鈣產(chǎn)生的熱量加熱使玻璃軟化，各種 材料熔融成塊狀；出爐，冷卻后將塊狀肥料進(jìn)行破碎，便可制成所述玻璃基質(zhì)型緩釋復(fù)合肥 料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種玻璃基質(zhì)型緩釋復(fù)合肥料及其制備方法，該復(fù)合肥料的配方及其質(zhì)量配比為廢玻璃10-30份，碳化鈣40-60份，磷肥1-30份，鉀肥0-30份，填充劑0-10份，氮氣300-400方/噸肥料(標(biāo)準(zhǔn)大氣壓)。該肥料具有調(diào)節(jié)土壤酸堿度，改良土壤酸化的作用，可以減緩肥料養(yǎng)分釋放速度，提高養(yǎng)分利用率，減少肥料損失，減輕施肥帶來的環(huán)境壓力，具良好的生態(tài)環(huán)境效益，并且利用在高溫下直接合成氮化鈣，解決了以住玻璃肥料中難以加入氮素的問題。
文檔編號C05G3/00GK102093127SQ20101058087
公開日2011年6月15日 申請日期2010年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月9日
發(fā)明者丁洪, 張玉樹, 鄭祥州 申請人:福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料研究所