專利名稱：一種緩釋肥及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及肥料及肥料的制備方法，確切講本發(fā)明涉及一種可以緩釋的肥料，及這種肥料的制備方法，特別是一種其中含有凹凸棒土的肥料。
背景技術(shù)：
肥料可以促進(jìn)農(nóng)作物生長(zhǎng)，在農(nóng)作物種植中施用肥料是公知的常識(shí)。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐表明，由于肥料性質(zhì)與土壤環(huán)境條件的綜合影響，肥料利用率低是化肥使用上普遍存在的問題。目前我國(guó)化肥的當(dāng)季利用率較低氮為30% 35%,磷為10% 20%,鉀為 30% 35%。普通化肥容易潮解、結(jié)塊，再加上分解、淋溶、揮發(fā)作用導(dǎo)致養(yǎng)分損失非常嚴(yán)重。為使肥料能長(zhǎng)時(shí)間釋放，在現(xiàn)有技術(shù)中多有在肥料中添加凹凸棒土，以使肥料緩慢釋放的做法。凹凸棒石粘土(attapulgite)是一種天然非金屬粘土礦物,在我國(guó)分布廣、儲(chǔ)量大。它具有以下特點(diǎn)比重輕(2. O 2. 3g/cm3) ;PH = 8. 5±1 ;潮濕時(shí)呈粘性和可塑性，干燥收縮小，且不產(chǎn)生龜裂；吸水性強(qiáng)，可達(dá)到150%以上；內(nèi)部多孔道，比表面大，可達(dá) 500m2/g以上；電化學(xué)性能穩(wěn)定，不易被電解質(zhì)所絮凝，在高溫和鹽水中穩(wěn)定性良好。以上這些特性決定了凹凸棒土是一種理想的包膜材料。在中國(guó)專利中公開了多種以凹凸棒土為包膜材料的緩釋肥料，如:201110181781. 5,200710302509. 1，200810099402. 6 等。緩釋肥料就是在化肥顆粒表面包上一層很薄的疏水物質(zhì)制成包膜化肥，這可大大提高肥料利用率。但由于目前緩釋肥料存在生產(chǎn)工藝復(fù)雜、成本過高、有些包膜材料對(duì)環(huán)境不友好等方面的不足，限制了這些肥料在大田作物上的廣泛使用。其次，現(xiàn)有技術(shù)中的緩釋肥料均以肥料與凹凸棒土均勻混合后造料制備。近年來我國(guó)大范圍推廣了測(cè)土配方施肥技術(shù)。測(cè)土配方施肥技術(shù)是指通過化驗(yàn)分析耕地土壤養(yǎng)分含量，及時(shí)掌握和了解土壤肥力狀況，按不同作物的需肥規(guī)律和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要求，在農(nóng)業(yè)技術(shù)人員的指導(dǎo)下，將不同養(yǎng)分適量配比平衡施用，提高肥料養(yǎng)分利用率，促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)高產(chǎn)、高效、優(yōu)質(zhì)的一種科學(xué)施肥方法。相關(guān)的研究還表明，植物在不同的生長(zhǎng)階段對(duì)不同營(yíng)養(yǎng)素的需求是不同的，但現(xiàn)有的通過均勻混合制備的緩釋肥并不能滿足植物在不同的生長(zhǎng)階段對(duì)不同營(yíng)養(yǎng)素的需求， 這也造成現(xiàn)有肥料使用效率不高的問題。為此，尋找一種用高效、廉價(jià)的天然和半天然材料制備的可適合植物在不同生長(zhǎng)階段對(duì)肥料需求的肥料，以及這種肥料的制備方法的發(fā)展方向之一。我國(guó)從2005年開始了測(cè)土配方施肥的推廣，專用的緩控釋肥由于其養(yǎng)分釋放能符合作物養(yǎng)分需求曲線、且能夠?qū)崿F(xiàn)一次性施肥而使其在這個(gè)項(xiàng)目中具有非常重要的作用。有著一次性施肥優(yōu)勢(shì)的緩控釋肥如果能和測(cè)土配方施肥的推廣結(jié)合起來，對(duì)于這個(gè)新型肥料的推廣來說無疑是一個(gè)難得的歷史機(jī)遇。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種用高效、廉價(jià)的天然和半天然材料制備的可適合植物在不同生長(zhǎng)
3階段對(duì)肥料需求、并具有緩釋作用的肥料粒，以及這種肥料粒的制備方法。本發(fā)明的緩釋肥料粒的每個(gè)肥料粒呈至少為兩層的分層結(jié)構(gòu)，其核心及其外的每層由按確定比例混合的多種肥料構(gòu)成，各肥料層間以凹凸棒土層相隔。本發(fā)明的緩釋肥料粒最好為三層，其最外層、中層和核心的內(nèi)層分別按所適用植物的苗期、生長(zhǎng)期和成熟期所需要肥料確定不同肥料的比例與數(shù)量。作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，一種適用于玉米的緩釋肥料粒中所用的氮肥為尿素，所用的磷肥為過磷酸鈣，各層中的氮、磷肥的相對(duì)重量比分別為外層=2. 13
5.73 O. 25 O. 57 ;中層=48. 31 130. 37 14. 35 32. 53 ;位于核心的內(nèi)層= 43. 78 118. 13 7. 89 17. 88 ;各肥料層間的凹凸棒土層重量分別為外層=O. 60
2.70 ;中層=15. 67 41. 22 ;內(nèi)層=12. 92 58. 29。作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，一種適用于馬鈴薯的緩釋肥料粒中所用的氮肥為尿素，所用的磷肥為過磷酸鈣，所用的鉀肥為硫酸鉀，各層中的氮、磷、鉀肥的重量比分別為 外層=5. 67 13. 4 O. 36 I. 92 O 7. 29 ;中層=35. 89 84. 89 14. 35 32. 53 O 29. 15 ;位于核心的內(nèi)層=52. 89 125. I 2. 61 13. 91 O 44. 53 ; 各肥料層間的凹凸棒土層重量分別為外層=I. 51 9. 69沖層=9. 36 52. 37 ;內(nèi)層= 13. 88 78. 66。本發(fā)明所述的任一緩釋肥料粒的制備方法是先將尿素、過磷酸鈣粉或者還包括硫酸鉀粉碎成直徑小于等于Imm的粉末，按預(yù)先確定的重量稱核心內(nèi)層的各種肥料粉末并灑水為粘結(jié)劑進(jìn)行造粒，待大部分肥料成型后投入確定量的凹凸棒土，繼續(xù)灑水，使凹凸棒土均勻包裹在肥料顆粒外面，形成緩釋肥料粒的內(nèi)層；再投入確定的中間層肥料重量，灑水使其均勻包裹在內(nèi)層緩釋肥的圓粒外面，再加入確定量的凹凸棒土，灑水使其繼續(xù)包裹在顆粒外面，如此逐層形成緩釋肥料粒的各肥料層與包裹層。本發(fā)明肥料粒制備方法簡(jiǎn)單、效果可靠、成本低廉，整個(gè)處理過程無污染。經(jīng)本發(fā)明得到的肥料有非常好的緩釋性，同時(shí)可比現(xiàn)有技術(shù)制備的緩釋肥料有更好的效果。


附圖I為本發(fā)明的一個(gè)緩釋肥料粒r的剖面示意圖，其中I為位于核心處的內(nèi)層， 2為中層，3為外層，圖中各層間的黑色帶為用于相隔各層的凹凸棒土的包裹層。圖2為玉米地土壤無機(jī)氮變化情況。圖3為玉米地土壤速效磷變化情況圖4為馬鈴薯地土壤無機(jī)氮變化情況。
圖5為馬鈴薯地土壤速效磷變化情況。
圖6至圖8分別為在三種施肥梯度下，馬鈴薯葉片無機(jī)氮含量變化情況。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供以下的實(shí)施例。其中一個(gè)實(shí)施例提供一種適用于玉米的的緩釋肥料粒，另一個(gè)實(shí)施例提供一種適用于馬鈴薯的緩釋肥料粒。實(shí)施例I適用于玉米的的緩釋肥料粒本實(shí)施例確定的種植地區(qū)是甘肅榆中中連川地區(qū)，這是典型的黃土高原雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)區(qū)，該區(qū)主要糧食作物為玉米、馬鈴薯。由于降水有限、土壤肥力較低，導(dǎo)致該地區(qū)生產(chǎn)條件惡劣，農(nóng)業(yè)發(fā)展受到限制。在生產(chǎn)實(shí)踐中，許多農(nóng)民對(duì)玉米和馬鈴薯的營(yíng)養(yǎng)特性、需肥規(guī)律、 施肥方法不了解，按照傳統(tǒng)的施肥方法進(jìn)行施肥，養(yǎng)分利用率低，導(dǎo)致玉米和馬鈴薯生長(zhǎng)后期脫肥，嚴(yán)重影響產(chǎn)量的提高。I.玉米測(cè)土施肥量確定I. I按照目標(biāo)產(chǎn)量確定需肥量目標(biāo)產(chǎn)量就是當(dāng)年種植玉米要確定多少產(chǎn)量，當(dāng)?shù)赜衩灼骄a(chǎn)量約為畝產(chǎn)375kg， 為了便于對(duì)比，我們?cè)诖嘶A(chǔ)上分別上浮和下調(diào)20%，再確定畝產(chǎn)450kg和畝產(chǎn)300kg兩個(gè)目標(biāo)產(chǎn)量。玉米一般每生產(chǎn)IOOkg籽粒，需從土壤中吸收純氮2. 5kg、五氧化二磷I. 2kg、氧化鉀2. 0kg，氮、磷、鉀比例為1 O. 48 0.8。以目標(biāo)產(chǎn)量為450kg/畝為例，玉米整個(gè)生育期所需純氮為450kg/畝X 2. 5/100 = 11. 25kg/畝，需五氧化二磷為450kg/畝X I. 2/100 =5. 4kg/ 畝，需氧化鉀為 450kg/ 畝 X 2/100 = 9kg/ 畝。I. 2 土壤養(yǎng)分供給量計(jì)算土壤養(yǎng)分供應(yīng)量(kg/畝)=土壤測(cè)試值(mg/kg) X0. 15 X校正系數(shù)(I)根據(jù)榆中地區(qū)的情況，氮的校正系數(shù)是O. 5、磷是O. 5、鉀是O. 8。通過化驗(yàn)，該地區(qū)土壤堿解氮平均值為71mg/kg,速效磷為30. 04mg/kg、速效鉀135mg/kg。則該地區(qū)堿解氮供給量(kg/畝)=71mg/kgX0. 15X0. 5 = 5. 325kg/ 畝。速效磷供給量(kg/畝)=30. 04mg/kgX0. 15X0. 5 = 2. 253kg/ 畝。速效磷供給量(kg/畝)=135mg/kgX0. 15X0. 8 = 16. 2kg/ 畝。I. 3玉米施肥量的確定肥料施用量(kg)=目標(biāo)產(chǎn)量所需養(yǎng)分總量(kg)_ 土壤養(yǎng)分供給總量(kg)/肥料當(dāng)季利用率(％ ) (2)氮、磷、鉀化肥當(dāng)季利用率為氮30% 35%、磷10% 20%、鉀40% 50%。根據(jù)(2)計(jì)算,玉米單產(chǎn)450kg/畝,所需純氮(N)= (11. 25-5. 325)/0. 35 = 16. 9kg/畝。五氧化二磷(P2O5)= (5. 4-2. 253)/0. 2 = 15. 735 (kg/畝)，考慮到磷肥后效明顯， 所以磷肥可以減半施用，即施7. 87 (kg/畝)。氧化鉀(K2O) = (9-16. 2)/0. 50 =-14. 4 (kg/畝)，結(jié)果是負(fù)值,所以玉米在該地區(qū)不需要鉀肥。由以上方法計(jì)算可得，當(dāng)玉米畝產(chǎn)300千克時(shí)，每畝土地需要投入氮6. 3千克和磷 I. 5千克；當(dāng)玉米畝產(chǎn)450千克時(shí),每畝土地需要投入氮16. 9千克和磷3. 4千克。當(dāng)玉米畝產(chǎn)為當(dāng)?shù)仄骄a(chǎn)量(375千克)時(shí)，按照當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的習(xí)慣量施肥，即每畝土地施氮9. 3千克和磷2. 6千克。因?yàn)橥寥拦┾浤芰?qiáng)，不需另外投入鉀肥。I. 4養(yǎng)分在玉米生長(zhǎng)期的具體分配玉米苗期吸收氮2. 5%、有效磷I. 12%、有效鉀3% ;生長(zhǎng)期吸收氮素51. 15%、有效磷63. 81 %、有效鉀97% ;成熟期吸收氮46. 35%、有效磷35. 07%、有效鉀0%。以氮的分配為例，玉米單產(chǎn)450kg/畝時(shí)，苗期施氮量為16. 9kg/畝X2. 5% = O. 42kg/畝;生長(zhǎng)期施氮量為16. 9kg/畝X 51. 15% = 8. 65kg/畝;成熟期施氮量為16. 9kg/ 畝 X46. 35%= 7. 83kg/ 畝。
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其他養(yǎng)分的具體分配計(jì)算方法同上。I. 5玉米商品肥用量的確定供試肥料為市售尿素(含N46. 4% )、過磷酸鈣(含P20516% )。商品肥用量(kg/畝)=養(yǎng)分純量/所用肥料養(yǎng)分含量)以尿素用量為例，玉米單產(chǎn)450kg/畝時(shí)，苗期尿素用量為O. 42kg/畝/0. 46 = O. 91 (kg/畝)，生長(zhǎng)期尿素用量為8. 65kg/畝/0. 46 = 18. 8 (kg/畝)，成熟期尿素用量為 7. 83kg/ 畝 /0. 46 = 17. 02 (kg/ 畝)。在以上基礎(chǔ)上并參考現(xiàn)有技術(shù)中凹凸棒土緩釋肥的中用土量確定了本實(shí)施例中受度的肥料粒各層肥料配比及凹凸棒土用量，參見表I及表2.，表I和表2配方稱取各組分制造玉米分層環(huán)包緩釋肥(PCF代表分層環(huán)包緩釋肥，20%代表各層環(huán)包凹凸棒土重量占該層和相應(yīng)包裹的凹凸棒土層的總重的20%，30%代表各層環(huán)包凹凸棒土重量占該層和相應(yīng)包裹的凹凸棒土層的總重的30 %，I、2、3分別代表300kg/畝，375kg/畝和450kg/畝三個(gè)不同的目標(biāo)產(chǎn)量)。表I玉米分層環(huán)包緩釋肥配方(20% PCF)
權(quán)利要求
1.一種緩釋肥料，其特征在于每個(gè)肥料粒呈至少為兩層的分層結(jié)構(gòu)，其核心及其外的各層由按確定比例混合的多種肥料構(gòu)成，在各肥料層間以凹凸棒土層相隔。
2.權(quán)利要求I所述的緩釋肥料，其特征在于肥料粒為三層，其最外層、中層和核心的內(nèi)層分別根據(jù)所適用植物的苗期、生長(zhǎng)期和成熟期所需要肥料量確定不同肥料的比例與數(shù)量。
3.權(quán)利要求2所述的適用于玉米的緩釋肥料，其特征在于緩釋肥料粒所用的氮肥為尿素，所用的磷肥為過磷酸鈣，各層中的氮、磷肥的相對(duì)重量比分別為外層=2. 13 5.73 O. 25 O. 57 ;中層=48. 31 130. 37 14. 35 32. 53 ;位于核心的內(nèi)層= 43. 78 118. 13 7. 89 17. 88 ;各肥料層間的凹凸棒土層重量與相應(yīng)被包裹肥料層和凹凸棒土層總重量之比為O. 2 O. 3。
4.權(quán)利要求2所述的適用于馬鈴薯的緩釋肥料，其特征在于緩釋肥料粒所用的氮肥為尿素，所用的磷肥為過磷酸鈣，所用的鉀肥為硫酸鉀，各層中的氮、磷、鉀肥的重量比分別為外層=5. 67 13. 4 O. 36 I. 92 O 7. 29 ;中層=35. 89 84. 89 14. 35 32. 53 O 29. 15 ;位于核心的內(nèi)層=52. 89 125. I 2. 61 13. 91 O 44. 53 ;各肥料層間的凹凸棒土層重量與相應(yīng)被包裹肥料層和凹凸棒土層總重量之比為O. 2 O. 3。
5.權(quán)利要求I至3所述的任一緩釋肥料的制備方法，其特征是先將尿素、過磷酸鈣粉碎成直徑小于等于Imm的粉末，按預(yù)先確定的重量稱取核心內(nèi)層的各種肥料粉末并灑水為粘結(jié)劑進(jìn)行造粒，待大部分肥料成型后投入確定量的凹凸棒土，繼續(xù)灑水，使凹凸棒土均勻包裹在肥料顆粒外面，形成緩釋肥料粒的內(nèi)層；再投入確定的中間層肥料重量，灑水使其均勻包裹在內(nèi)層緩釋肥的圓粒外面，再加入確定量的凹凸棒土，灑水使其繼續(xù)包裹在顆粒外面， 如此逐層形成緩釋肥料粒的各層。
6.權(quán)利要求4所述的任一緩釋肥料的制備方法，其特征是先將尿素、過磷酸鈣和硫酸鉀粉碎成直徑小于等于Imm的粉末，按預(yù)先確定的重量稱核心內(nèi)層的各種肥料粉末并灑水為粘結(jié)劑進(jìn)行造粒，待大部分肥料成型后投入確定量的凹凸棒土，繼續(xù)灑水，使凹凸棒土均勻包裹在肥料顆粒外面，形成緩釋肥料粒的內(nèi)層；再投入確定的中間層肥料重量，灑水使其均勻包裹在內(nèi)層緩釋肥的圓粒外面，再加入確定量的凹凸棒土，灑水使其繼續(xù)包裹在顆粒外面，如此逐層形成緩釋肥料粒的各層。
全文摘要
本發(fā)明公開一種含有凹凸棒土的緩釋的肥料及其制備方法。本發(fā)明的緩釋肥料粒的每個(gè)肥料粒呈至少為兩層的分層結(jié)構(gòu)，其核心及其外的每層由按確定比例混合的多種肥料構(gòu)成，各肥料層間以凹凸棒土層相隔。本發(fā)明提供了兩個(gè)分別適用于玉米和馬鈴薯的緩釋肥料的實(shí)施例。本發(fā)明的緩釋肥料粒的制備方法是先將各組份肥料粉碎成粉末，再按預(yù)先確定的重量稱取核心內(nèi)層的各種肥料粉末并灑水為粘結(jié)劑進(jìn)行造粒，待大部分肥料成型后投入確定量的凹凸棒土，繼續(xù)灑水，使凹凸棒土均勻包裹在肥料顆粒外面，重復(fù)前述過程，逐層形成緩釋肥料粒的各肥料層與包裹層。
文檔編號(hào)C05G3/00GK102603398SQ20121005272
公開日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月1日
發(fā)明者關(guān)鈺, 劉長(zhǎng)安, 宋超, 李鳳民 申請(qǐng)人:蘭州大學(xué)