專利名稱：多功能土壤改良型緩釋環(huán)保肥及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種緩釋性肥料，特別是涉及土壤改良型緩釋環(huán)保肥及其制備方法。
背景技術：
目前我國(2010年)復合肥總產(chǎn)量為5300萬噸左右，比上年增長約7%，預計2011 年我國復合肥產(chǎn)量仍會保持一定速度增長，且增速有所加快，有望超過8%。國際公認的化肥施用安全上限是225千克/公頃(純養(yǎng)分，以下同)，但目前我國農(nóng)用化肥單位面積平均施用量達到434. 3千克/公頃，是安全上限的1. 93倍。我國氮肥利用率為27. 5%左右，不及發(fā)達國家的一半，遠遠低于發(fā)達國家的水平。造成肥料利用率低的問題除了肥料施用量大外，還存在以下原因一方面，在化學肥料施用方面氮磷鉀施用比例不平衡是主要原因?；实牟缓侠硎┯弥饕憩F(xiàn)在過量施用氮肥和磷肥，鉀肥施用不足，全國缺鉀耕地面積占總耕地面積的 56 %，20-30 %耕地面積氮素超標。另一方面，我國三十多年的不合理施肥造成土壤狀況的嚴重惡化，主要表現(xiàn)在 (1) 土壤酸化，個別地區(qū)開始向強酸性發(fā)展；( 土壤板結，土壤孔隙度降低，土壤保水保肥性降低；C3) 土壤養(yǎng)分比例嚴重失調(diào)，特別是中微量元素嚴重缺乏或過剩；(4) 土壤有益微生物含量降低，病原性微生物大幅度上升。其結果導致土壤耕作質(zhì)量差，土壤肥料的養(yǎng)分流失多，肥料利用率低，作物土傳病害和生理性病害加重，生產(chǎn)成本提高，農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量下降，經(jīng)濟效益不高；造成對地表水和地下水的面源污染，破壞了生態(tài)環(huán)境。因此，有關肥料的研發(fā)應在改良土壤、改進氮磷鉀施用比例、提高肥料利用率方面尋求有效的途徑。目前國內(nèi)有關土壤改良型肥料主要有有機無機復混月巴、生物有機肥等，如中國專利文件有CN101643377A(CN200910066064. 0) 土壤改良型復混肥料、CN1156134A(CN96100729. X)特殊土壤改良有機肥料的生產(chǎn)方法、 CN86103258A(CN86103258)微生物肥料和土壤改良劑。CN101417904B (CN200810160178. 7 山東省農(nóng)業(yè)科學院土壤肥料研究所)提供一種風化煤土壤鹽堿改良劑及其制備方法，改良劑組成為風化煤陽-65份，磷酸一銨10-12份，尿素2-6份，硫酸亞鐵2-6份，硫酸鋅1_4 份，硫酸錳1-3份，鈣質(zhì)粘合劑5-15份；稀硝酸15-30份。本發(fā)明的土壤鹽堿改良劑可做基肥或追肥施用。該風化煤土壤鹽堿改良劑能夠中和土壤堿性，含有的活性鈣離子可以置換土壤膠體上吸附的鈉離子，使鈉離子隨降水或灌溉淋洗出土壤；能夠提高鹽堿土壤的有機質(zhì)含量，還能夠彌補鹽堿土壤的中量元素和微量元素的不足；其含有的活性腐植酸能夠刺激作物生長。以上所述現(xiàn)有技術土壤改良型有機無機復混肥和生物有機肥能夠在一定程度上增加土壤的有機質(zhì)含量，改善土壤團粒結構，促進作物生長發(fā)育，提高肥料的利用率，增加作物產(chǎn)量和提高作物品質(zhì)，但不能解決我國目前土壤酸化和土壤鈣、鐵等中微量素營養(yǎng)缺乏問題；例如CN101417904B “風化煤土壤鹽堿改良劑”具有與土壤膠體鈉發(fā)生陽離子代換作用，降低土壤鈉離子濃度，還可促進作物生長，但這種土壤改良型肥料為酸性肥料，適宜鹽堿性土壤，不適合酸性土壤，更不能解決我國目前的土壤酸化問題。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供一種多功能土壤改良型緩釋環(huán)保肥及其制備方法。本發(fā)明的技術方案如下一種多功能土壤改良型緩釋環(huán)保肥，是由以下重量份的原料按干法擠壓造粒工藝制備而成尿素16 25份，磷酸一胺17 19份，硫酸鉀或氯化鉀25 35份，氰氨化鈣8 15份，填料18 30份。所述的填料選自膨潤土與凹凸棒土的組合。進一步優(yōu)選的，所述的填料是膨潤土與凹凸棒土11質(zhì)量比的組合。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述磷酸一銨總養(yǎng)分> 55%;硫酸鉀總養(yǎng)分> 50%;氯化鉀總養(yǎng)分彡60%。氰氨化鈣，含氮(N) 18 20%，含氧化鈣(CaO) 50 52%。均為質(zhì)量百分含量。本發(fā)明優(yōu)選下列方案之一A、多功能土壤改良型緩釋環(huán)保肥，是由以下重量份的原料制備而成尿素18份，磷酸一胺18份，硫酸鉀32份，氰氨化鈣10份，填料22份。B、多功能土壤改良型緩釋環(huán)保肥，是由以下重量份的原料制備而成尿素18份，磷酸一胺18份，氯化鉀26份，氰氨化鈣10份，填料觀份。C、多功能土壤改良型緩釋環(huán)保肥，是由以下重量份的原料制備而成尿素20份，磷酸一銨18份，硫酸鉀32份，氰氨化鈣15份，填料15份。D、多功能土壤改良型緩釋環(huán)保肥，是由以下重量份的原料制備而成尿素20份，磷酸一胺18份，氯化鉀26份，氰氨化鈣15份，填料21份。優(yōu)選的，以上所述的填料為膨潤土與凹凸棒土 1 1重量比的組合。根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的，所述多功能土壤改良型緩釋環(huán)保肥粒徑為2 3mm。本發(fā)明所述原料均為市購產(chǎn)品。本發(fā)明所述多功能土壤改良型緩釋環(huán)保肥的制備方法是將原料按配比混合均勻，采用擠壓造粒工藝制成顆粒，無需加水，粒徑為2 3mm。本發(fā)明以農(nóng)業(yè)中常用的尿素(氮肥)、磷酸一胺(氮磷肥)、硫酸鉀或氯化鉀(鉀肥)和氰氨化鈣(多功能改良劑)為原料，依據(jù)本發(fā)明要解決的技術問題和我國農(nóng)作物生產(chǎn)和土壤現(xiàn)狀，進行科學配比。原料的適應性強，尿素加入量< 20%，制備時不需要干燥和冷卻工序。本發(fā)明的多功能土壤改良型緩釋環(huán)保肥優(yōu)點是，效果穩(wěn)定、養(yǎng)分利用率高，為改良土壤、促進作物生長、提高農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)提供技術支持。圖1所示是本發(fā)明中的氰氨化鈣在土壤中的作用原理，其中有關的反應如下CaCN2+H20 — Ca (OH) 2+Ca (HCN2) 2 (酸性氰胺化鈣)Ca (HCN2) 2+ [ 土壤膠體]H+ — H2CN2 (單氰胺)+ [ 土壤膠體]Ca2+2H2CN2 — H4C2N4 (雙氰胺) H2CN2+H20 — CO (NH2) 2 (尿素)
H4C2N4+2H20 — 2C0 (NH2) 2CO (NH2) 2+H20 — (NH4)2CO4NH4++02 — HN02+H20HN02+02 — HNO3與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的土壤改良型緩釋環(huán)保肥的優(yōu)良效果如下(1)養(yǎng)分配比趨向科學合理；本發(fā)明環(huán)保肥根據(jù)我國目前土壤養(yǎng)分氮磷元素的相對偏高、鉀元素相對偏低的現(xiàn)狀，進行高鉀中氮低磷配比，不僅有利于充分發(fā)揮肥料的養(yǎng)分作用，同時也有利于發(fā)揮土壤潛在的相對富裕的氮磷養(yǎng)分作用。(2)本發(fā)明環(huán)保肥增加了 5% -7. 5%的氧化鈣，而且其利用率可達到50%以上，有效解決了我國目前肥料中鈣素缺乏的問題。(3)本發(fā)明環(huán)保肥中的氮素在土壤中的硝化動態(tài)與作物吸收氮肥的動態(tài)基本一致，氮肥的肥效時間可達到90 120天，延長銨態(tài)氮在土壤中存在的時間，減少氮肥淋失， 明顯增加土壤中的堿解氮含量，氮肥利用率可達到50%以上。(4)有效降低土壤酸性；本發(fā)明環(huán)保肥中的氰氨化鈣與水反應生成的氫氧化鈣能中和土壤溶液中的H+，降低了土壤中的表面性酸；生成的酸性氰氨化鈣和土壤膠體上的H+ 發(fā)生陽離子代換，降低了土壤中的潛在性(交換性)酸。(5)改良土壤結構；本發(fā)明環(huán)保肥中的氰氨化鈣與土壤膠體上的H+發(fā)生陽離子代換生產(chǎn)土壤膠體鈣，增加了土壤團粒結構，有效增加了土壤的空隙度，降低了土壤容重，解決了土壤板結問題。(6)提高土壤養(yǎng)分含量；本發(fā)明環(huán)保肥通過調(diào)節(jié)土壤酸性、增加土壤團粒結構來提高土壤的保肥性能，減少養(yǎng)分的流失與土壤固定，達到提高土壤養(yǎng)分的目的。(7)促進作物根系生長；本發(fā)明環(huán)保肥中的氰氨化鈣與水反應生成的單氰胺在適宜濃度范圍內(nèi)具有刺激作物根系生長的作用。(8)提高肥料養(yǎng)分利用率；本發(fā)明環(huán)保肥具有氮肥緩釋作用和提高土壤的保肥性能，通過促進根系生長來提高作物對養(yǎng)分的吸收性能，從而提高肥料養(yǎng)分利用率。減少了肥料的面源污染，真正達到環(huán)保目的。(9)提高作物的品質(zhì)；本發(fā)明環(huán)保肥配方特別適合解決土壤酸化與土壤鈣素營養(yǎng)缺乏問題，同時養(yǎng)分配比合理，提高土壤養(yǎng)分的含量，促進作物根系生長發(fā)育，改善作物的營養(yǎng)條件，達到提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)的目的。本發(fā)明采用擠壓造粒工藝，是依靠外部壓力使原料團聚的干法造粒過程。原料在一定壓力下，粒子緊密靠近而引起分子力、靜電力、價力，使分子緊密結合團聚成型。具有生產(chǎn)工藝環(huán)保低能耗的特點。本發(fā)明的工藝優(yōu)點為1、適應大中小各種規(guī)模的生產(chǎn)，且便于根據(jù)市場需求靈活調(diào)整產(chǎn)品生產(chǎn)規(guī)模，便于添加微量元素；2、生產(chǎn)能耗低、返料少，物料損失 < 1%，生產(chǎn)成本低；3、在生產(chǎn)過程中沒有高溫作業(yè)，腐蝕性小，設備造價低，無污水排放， 環(huán)境污染?。?、工程投資少，據(jù)國際肥料開發(fā)中心研究表明，對于年產(chǎn)12萬t粒狀復合肥的裝置，擠壓造粒法的投資，比團聚造粒法低20%，而僅為料漿涂布造粒的50%。其建設周期短、經(jīng)濟效益好。本發(fā)明提供的肥料，既能改良土壤，又能提供合理養(yǎng)分，而且還有一定的緩釋的效果，可廣泛應用于各種作物和各類土壤，很好地解決我國目前的土壤酸化與土壤板結等問題。


圖1是本發(fā)明中的氰氨化鈣在土壤中的作用原理示意。圖2是不同時間段作物吸收氮肥及不同肥料養(yǎng)分釋放量的對比曲線，橫坐標是天數(shù)，縱坐標是硝態(tài)氮占可溶性總氮的百分比。三條曲線分別為在土壤中常規(guī)肥氮肥硝化動態(tài)、作物(春花生)吸收氮肥動態(tài)和實施例1的肥料氮素硝化動態(tài)。
具體實施例方式下面結合實施例對本發(fā)明做進一步說明，但不僅限于此。實施例中所用原料說明如下氰氨化鈣，德國德固賽公司生產(chǎn)，外觀深灰色或黑灰色的微型顆粒，含氮 (N) 19.8%,含氧化鈣(CaO) 50%, pH {t 12. 5左右；相對密度2. 29 ；表觀密度1. 0 1. 2g/ cm3 ；熔點1300°C，在溫度大于1150°C時開始升華。小顆粒尿素，山東明水大化集團、中化平原化肥廠產(chǎn)；粒徑2mm ；磷酸一銨，云南云天化國際化工股份有限公司產(chǎn)，粉末狀，總養(yǎng)分彡55% ；硫酸鉀，山東海化集團有限公司產(chǎn)，粉末狀，總養(yǎng)分彡50% ；氯化鉀，青海格爾木鐵源鉀鎂有限公司產(chǎn)，粉末狀，總養(yǎng)分> 60% ；實施例中所用原料的量均為重量份。實施例1 多功能土壤改良緩釋性環(huán)保肥(S)，原料按重量份組成如下尿素18份，磷酸一銨18份，硫酸鉀32份，氰氨化鈣10份。按配比，將氰氨化鈣、尿素、磷酸一銨和硫酸鉀攪拌均勻，加入22份填料，填料為膨潤土與凹凸棒土 1 1重量比的組合，混均后采用擠壓造粒，包裝制得總養(yǎng)分>36% (N-P2O5-K20,12-8-16)多功能土壤改良緩釋性環(huán)保肥(S)。實施例2 多功能土壤改良緩釋性環(huán)保肥，原料按重量份組成如下尿素18份，磷酸一銨18份，氯化鉀26份，氰氨化鈣10份。按配比，將氰氨化鈣、尿素、磷酸一銨和氯化鉀攪拌均勻，加入觀份填料，填料為膨潤土與凹凸棒土 1 1重量比的組合，混均后采用擠壓造粒，包裝制得總養(yǎng)分>36% (N-P2O5-K20,12-8-16)多功能土壤改良緩釋性環(huán)保肥(CL)。實施例3 多功能土壤改良緩釋性環(huán)保肥，原料按重量份組成如下尿素20份，磷酸一銨18份，硫酸鉀32份，氰氨化鈣15份。按配比，將氰氨化鈣、尿素、磷酸一銨和硫酸鉀攪拌均勻，加入15份填料，填料為膨潤土與凹凸棒土 1 1重量比的組合，混均后采用擠壓造粒，包裝制得總養(yǎng)分>38% (N-P2O5-K20,14-8-16)多功能土壤改良緩釋性環(huán)保肥(S)。實施例4 多功能土壤改良緩釋性環(huán)保肥，原料按重量份組成如下尿素20份，磷酸一銨18份，氯化鉀26份，氰氨化鈣15份。按配比，將氰氨化鈣、尿素、磷酸一銨和氯化鉀攪拌均勻，加入21份填料，填料為膨潤土與凹凸棒土 1 1重量比的組合，混均后采用擠壓造粒，包裝制得總養(yǎng)分>38% (N-P2O5-K20,14-8-16)多功能土壤改良緩釋性環(huán)保肥(CL)。
本發(fā)明的多功能土壤改良緩釋性環(huán)保肥具有調(diào)節(jié)土壤酸性，改良土壤結構，提高土壤有機質(zhì)、堿解氮、有效磷、有效鉀、有效鈣、有效鐵等含量，能夠促進作物生長、增加作物產(chǎn)量，改善作物品質(zhì)的優(yōu)點。下面結合圖1和圖2對本發(fā)明的效果作進一步說明。一、不同肥料在桃樹上的田間應用對比試驗試驗地土壤臨沂市蘭山區(qū)半程鎮(zhèn)，土壤類型為壤土，供試作物品種蒙山紅，試驗時間2008年8月至2011年11月。用實施例3所得產(chǎn)物(O)進行桃樹田間應用試驗，同時以等養(yǎng)分含量的化肥 (A3)、無機復混肥(B3，增加硝酸鈣，各種養(yǎng)分與實施例3相同)作為對照。所選試驗材料為樹齡8年，三主枝自然開心形，樹干周26. 7至38. 3cm,冠幅16. 61至18. 52m2，株行距2 3mX3m0每個試驗小區(qū)有4棵果樹，三次重復，隨機區(qū)組排列，肥料底施，每株施肥量按施氮量為 0. 21kg。試驗結果見表1，較A3處理，B3施肥區(qū)土壤pH值降低0. 09，C3施肥區(qū)土壤pH值提高0. 49 ；B3、C3處理施肥區(qū)有機質(zhì)含量分別提高3. 3%和31. 2%;堿解氮分別提高2. 9% 和28. 3% ；速效磷分別提高1. 4%和10. 9% ；速效鉀分別提高4. 3%和16. 4% ；有效鈣分別提高1. 和4.0% ；有效鐵含量B3降低了 2.3%、C3 了提高63.8%。表明本發(fā)明具有明顯的調(diào)節(jié)土壤酸性，改良土壤結構，提高土壤養(yǎng)分含量，減少肥料養(yǎng)分流失，提高肥料利用率等作用。從表2可以看出，較A3處理，B3、C3處理施肥區(qū)20厘米范圍內(nèi)根系分別增加 11. 和29. 6% ；葉片厚度分別增加6. 5%和25% ；葉綠素含量分別增加1. 0%和14. 3% ； 桃樹產(chǎn)量分別提高4.1%、15. 26% ；可溶性固形物提高了 3.5%、11.3% ；硬度分別增加了 3. 8%,7. 7%。表明本發(fā)明產(chǎn)物能夠明顯促進桃樹根系生長發(fā)育，增加葉片厚度和葉綠素含量，顯著提高桃樹產(chǎn)量和改善桃樹品質(zhì)。表1不同處理在桃樹上的應用效果
權利要求
1.一種多功能土壤改良型緩釋環(huán)保肥，是由以下重量份的原料按干法擠壓造粒工藝制備而成尿素16 25份，磷酸一胺17 19份，硫酸鉀或氯化鉀25 35份，氰氨化鈣8 12 份，填料18 30份。
2.如權利要求1所述的多功能土壤改良型緩釋環(huán)保肥，其特征在于，所述填料選自膨潤土與凹凸棒土的組合。
3.如權利要求1所述的多功能土壤改良型緩釋環(huán)保肥，其特征在于，所述磷酸一銨總養(yǎng)分> 55% ；硫酸鉀總養(yǎng)分> 50% ；氯化鉀總養(yǎng)分> 60%。
4.如權利要求1所述的多功能土壤改良型緩釋環(huán)保肥，其特征在于，所述氰氨化鈣，含氮(N) 18 20%，含氧化鈣(CaO) 50 52%，均為質(zhì)量百分含量。
5.如權利要求1所述的多功能土壤改良型緩釋環(huán)保肥，其特征在于，是由以下重量份的原料制備而成A、尿素18份，磷酸一胺18份，硫酸鉀32份，氰氨化鈣10份，填料22份；或，B、尿素18份，磷酸一胺18份，氯化鉀沈份，氰氨化鈣10份，填料觀份；或，C、尿素20份，磷酸一銨18份，硫酸鉀32份，氰氨化鈣15份，填料15份；或，D、尿素20份，磷酸一胺18份，氯化鉀沈份，氰氨化鈣15份，填料21份； 以上所述的填料為膨潤土與凹凸棒土11重量比的組合。
6.如權利要求1所述的多功能土壤改良型緩釋環(huán)保肥，其特征在于，該肥料粒徑為2 3mm ο
7.權利要求1 4任一項所述多功能土壤改良型緩釋環(huán)保肥的制備方法，是將原料按配比混合均勻，采用擠壓造粒工藝制成顆粒，無需加水，粒徑為2 3mm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種多功能土壤改良型緩釋環(huán)保肥及其制備方法。該緩釋環(huán)保肥是由以下重量份的原料按干法擠壓造粒工藝制備而成尿素16～25份，磷酸一胺17～19份，硫酸鉀或氯化鉀25～35份，氰氨化鈣8～12份，填料18～30份。本發(fā)明依據(jù)我國農(nóng)作物生產(chǎn)和土壤現(xiàn)狀，進行科學配比，原料適應性強，尿素加入量＜20％，制備時不需要干燥和冷卻工序。本發(fā)明的多功能土壤改良型緩釋環(huán)保肥效果穩(wěn)定、養(yǎng)分利用率高，能改良土壤、促進作物生長、提高農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)。
文檔編號C05G3/00GK102531794SQ20121004892
公開日2012年7月4日 申請日期2012年2月28日 優(yōu)先權日2012年2月28日
發(fā)明者范永強 申請人:范永強