- 技术(专利)类型 发明专利
- 申请号/专利号 200610002160.5
- 技术(专利)名称 一种根际友好肥料及其制造方法
- 项目单位
- 发明人 李菂萍 许秀成 王好斌 胡云才
- 行业类别 化学、冶金
- 技术成熟度 可以量产
- 交易价格 ¥面议
- 联系人 齐敏光
- 发布时间 2020-03-27
项目简介
本发明涉及一种植物根际友好肥料,它是基于使用二价金属磷酸铵钾盐包裹的控释肥料和/或微溶性含氮化合物缓释肥料与水溶性钾肥、促根剂、诱根剂、含微量元素肥料与粘合剂制成的胶结型或包囊型缓释-控释肥。本发明的根际肥料对种子、幼苗根系友好,可以直接用于根际施肥,能促使作物根系发育,促进根系向深层土壤延伸,其肥效可长达3年之久。
说明书
【技术领域】 本发明属于缓释、控释肥料技术领域,更具体地,本发明涉及缓 释-控释类肥料其制造法。 【背景技术】 按照国际标准化组织(ISO)的规定,缓释肥料(slow-release fertilizer,SRF)定义为一种其肥料养分以化合物形态或以某种物理状 态存在而能对植物有效性延长的肥料;缓释肥料与控释肥料没有法定 的区别,在美国作物营养检查官协会(AAPFCO)的官方用语和定义 中,同时使用二者名称,但遵循国际惯例控释肥料(controlled-release fertilizer,CRF)定义为水溶性速效肥料被非水溶性材料包膜(包裹)或 包囊而控制其释放速率的肥料。 于1998年8月22日授权的中国发明专利CN95109720.2(发明人 李菂萍、王好斌、许秀成、候翠红)“一种控制释放肥料”,于1998年 12月15日授权的美国专利US 5 849 060(发明人Li Diping、Wang Heobin、Xu Xiucheng、Hou Cuihong)“Controlled release fertilizer and proparations thereof”介绍了一种使用二价金属磷酸铵钾盐包裹水溶性 颗粒肥料而得到符合ISO及AAPFCO定义的缓释、控释肥料。二价 金属磷酸铵钾盐本身微溶于水,是一种以化合物形态存在的缓释肥 料;而采用这种缓释肥料包裹颗粒状尿素,使水溶性颗粒肥料尿素对 植物的有效性延长,从而符合控释肥料的定义。 尽管上述缓释、控释肥料,以肥料包裹肥料,无有机聚合物残留 于土壤中,属于环境友好型缓释、控释肥料;但其缺点在于尿素核心 的释放期仅为3~4个月。在施用这种肥料时,由于尿素释放速度较 快,释放的尿素与种子或幼苗接触,会致使种子发芽率降低与烧死幼
苗;另外,尿素水解所形成的氨,会使肥料附近的局部区域环境碱性 值升高,于是导致作物根系出现“避肥性”的现象。例如,在种植夏玉 米时,采用精播机,撒玉米种子与施肥同时进行,必须注意使上述的 控释肥料施于种子下方5cm处,否则会影响玉米种籽的发芽和幼苗 的生长。其它非有机聚合物包膜的控释肥料或缓释肥料也都存在同样 的缺陷。 人们知道根是某些植物长期适应陆上生活过程中,发展起来的一 种向下生长的器官。当主根生长到一定长度后,它会产生一些分枝, 这些分枝统称为侧根。侧根生长过程中,可能再分枝,形成新的侧根, 这就是第二级侧根。当然还可以有第三级、第四级等。这些根具有吸 收、输送、贮藏、固着养分的功能,植物通过根部有效吸收、输送、 贮藏、固着无机态和有机态养料而茁壮成长,才能大量获得人们所需 要的果实。因此,我们不仅需要对环境友好,还同时迫切需要一种与 作物或植物种籽和/或根系友好相处的控释肥料或缓释肥料。 【发明内容】 [要解决的技术问题] 本发明的目的在于提供一种植物根际友好肥料,它可与作物或植 物种籽和/或根系友好相处,因此可以与种子混播,与幼苗或根系密 切接触,作物或植物的根系表现出具有“趋肥性”;另外,它也可用作 灌溉施肥(Fertigation)的底肥,诱导根系向下发展,以克服灌溉施肥根 系浅的缺点。 本发明另一个目的在于提供一种植物根际友好肥料的制造方法。 [技术方案] 本发明的植物根际友好肥料是基于使用二价金属磷酸铵钾盐包 裹的控释肥料和/或微溶性含氮化合物缓释肥料与水溶性钾肥、促根 剂、诱根剂、含微量元素肥料与粘合剂以压力成型机制成球状、片状、 柱状、椭园状的胶结型或包囊型缓释-控释肥。 本发明涉及一种根际友好肥料,其特征在于该肥料含有以重量份 计如下组分: 控释肥料和/或缓释肥料 200-700 水溶性钾肥 100-600 促根剂 100-200 诱根剂 3-15 含微量元素肥料 5-30 粘结剂 10-60 优选地,该肥料含有以重量份计如下组分: 控释肥料和/或缓释肥料 300-700 水溶性钾肥 200-350 促根剂 110-190 诱根剂 5-10 含微量元素肥料 10-25 粘结剂 20-50 根据本发明的一种实施方式,所述的控释肥料是一种或多种选自用 含微溶性营养元素的化合物包裹的控释肥料。 这种控释肥料包括以控释肥料质量计20-65%的粒状水溶性肥料 为核心,以控释肥料质量计30-80%的3-5层微溶性化合物为包裹层, 其层中含有以控释肥料质量计3-10%的粘结剂。 所述的粒状水溶性肥料是一种或多种选自尿素、硝铵、硫酸铵、 硝酸钾或磷酸铵的肥料。 所述的含微溶性化合物是一种或多种选自(1)混合金属磷酸盐 MM′PO4,其式中M是K、Na、NH4离子,M′是Mg、Ca、Zn、Mn、 Cu、Fe离子;(2)MgHPO4·3H2O、CaHPO4·2H2O、CaK2(SO4)2·H2O、 3MgCO3·Mg(OH)2·3H2O、Mg(OH)2·3H2O、Mg(OH)2、MgO;(3)熔 融含镁磷肥,含营养元素的玻璃肥料;(4)甲醛、淀粉、羧基甲基纤 维素与尿素缩合反应生成的微溶性含氮化合物,尿甲醛(UF或MU)、 异亚丁基二脲(IBDU)、亚丁烯基二脲(CDU)、草酸胺的化合物及改性 淀粉缓释肥、含吸水树脂缓释肥料。 优选地,所述的微溶性化合物是一种或多种选自(1)混合金属磷
酸盐MM′PO4,其式中M是K、Na、NH4离子,M′是Mg、Ca、Zn、Mn、 Cu、Fe离子;(2)MgHPO4·3H2O、CaHPO4·2H2O、CaK2(SO4)2H2O、 3MgCO3·Mg(OH)2·3H2O(3)熔融含镁磷肥;(4)尿甲醛、异亚丁基二脲、 亚丁烯基二脲的化合物,改性淀粉缓释肥。 所述的粘结剂通常是反应性粘结剂,也可使用非反应性粘结剂。所述 的反应性粘结剂选自6%-30%质量的含镁硫酸溶液,由MgO溶解于硫酸 溶液中配制而成,或20%~60%质量的含镁磷酸溶液,由MgO溶解于磷酸 溶液中配制而成,MgO与硫酸或磷酸质量比为(0-1)∶(4-40)或质量比1∶ (0.3-0.6)的6%~30%质量的硫酸与磷铵混合物的粘结剂,或含N≥32%质 量的脲甲醛溶液;所述的非反应性粘结剂选自2%~10%质量的尿素与羧基 甲基纤维素混合物或2%~10%质量的淀粉溶液。 根据本发明的一种实施方式,所述的缓释肥料是一种或多种选自熔 融含镁磷肥、含微量元素的玻璃肥料、磷酸氢钙、脱氟磷肥、烧结钙 钠磷肥、偏磷酸钙、钢渣磷肥或活性磷矿粉的缓释肥料。 优选地,所述的缓释肥料是一种或多种选自熔融含镁磷肥、磷酸 氢钙、脱氟磷肥、烧结钙钠磷肥或活性磷矿粉的缓释肥料。 更优选地,所述的缓释肥料是一种或多种选自熔融含镁磷肥、磷 酸氢钙、脱氟磷肥或活性磷矿粉的缓释肥料。 根据本发明的意义,所述的诱根剂应该理解是促使肥料与植物或作 物根系友好相处,具有引诱或吸引根系向根际友好肥料延伸的“趋肥 性”作用,促进根系吸收输送营养物质的任何有益物质。 根据本发明的另一种实施方式,所述的诱根剂是一种或多种选自过 碳酸钠、过硼酸钠、过氧化镁、过氧化钙、过氧化锌或过氧化尿素的 诱根剂。 优选地,所述的诱根剂是一种或多种选自过氧化钙或过氧化尿素 的诱根剂。 根据本发明的意义,所述的促根剂应该理解是促进根系生长,增强 根系活力,促进根系吸收、转移养分,提高光合效率,实现壮根、齐 苗、壮苗与活化土壤,抑制病菌滋生的任何物质。 稀土元素可以提高植物的叶绿素含量、增强光合作用、促进根系 的发育、增加根系对养分的吸收、转化和利用。稀土还能促进种子萌 发、增加种子萌发率、促进幼苗生长。 根据本发明的另一种实施方式,所述的促根剂是一种或多种选自稀 土磷酸盐、稀土硝酸盐、稀土氧化物、过磷酸钙或磷酸铵盐类的促根 剂。所述的稀土磷酸盐例如是混合稀土磷酸盐,像La、Ce、Pr、Nd 轻稀土磷酸盐;混合稀土氧化物,像La、Ce、Pr、Nd轻稀土氧化物。 更具体地,使用农用碳酸稀土、农用稀土。 优选地,所述的促根剂是一种或多种选自稀土磷酸盐、稀土硝酸 盐、过磷酸钙或磷酸铵盐类的促根剂。 根据本发明的另一种实施方式,所述的水溶性钾肥是一种或多种选 自氯化钾、硫酸钾、硝酸钾或磷酸二氢钾的钾肥。 根据本发明的另一种实施方式,所述的粘结剂是一种或多种选自含 镁或含铵的硫酸、磷酸、盐酸、硝酸或尿素与甲醛反应原液的反应型 粘结剂。它们与肥料中的某些组份反应发生胶结作用,并放出反应热, 能够蒸去粘结剂所带入的水分,因此,制造肥料时可省去干燥过程, 于是节省了能源,降低了生产成本。 根据本发明的另一种实施方式,所述的含微量元素肥料是一种或多种 选自硼、铁、锰、锌、铜或镍微量元素肥料或玻璃肥料以及腐植酸螯 合微量元素肥料。 本发明还涉及一种根际友好肥料的制备方法,其特征在于取 200-700质量份上述控释肥料和/或缓释肥料、100-600质量份上述水 溶性钾肥、100-200质量份上述促根剂、3-15质量份上述诱根剂以及 5-30质量份上述含微量元素肥料在混合机中充分混合;在上述混合物 料中,一边混合,一边喷入10-60质量份粘结剂,使混合物料充分润 湿后,采用滚动成球或压力成型机压制成型的根际友好肥料。通常地, 采用滚动成球或压力成型机压制成型的根际友好肥料为0.5-500g,这 些肥料组分相互胶结成型于一个坚实的块状肥料内,呈球状、片状、 柱状、椭园状等任何可行的形状。 粘接剂的质量浓度及类型是影响凝固的主要因素,调节混料速 度,粘接剂浓度、类型及造粒、成型速度是获得具有足够强度及预定 释放速率根际友好肥料的技术关键。本技术领域的技术人员可以根据 肥料造粒技术的一般试验方法确定所述的因素。 [有益效果] 本发明的根际友好肥料可以将其肥效期由3个月延长达3年之久, 且对种子、幼苗根系友好,可以直接用于根际施肥,所含促根剂能促 使作物根系发育,所含诱根剂可促进根系向深层土壤延伸,成为根际 友好的缓释肥料。 本发明采用的反应型粘结剂,它们与肥料料中的某些组份反应发 生胶结作用,放出反应热,能够蒸去粘结剂所带入的水分,因此,可 以省去干燥过程,于是节省了能源,降低了生产成本。 试验证明,本发明的根际友好肥料养分利用率可达75%-90%, 比本技术领域的技术人员已知的缓释、控释肥料养分利用率高 5%-10%,属于高利用率肥料;达相同产量,施用量可比普通复合肥 少用50%。因此,有显著的经济效益。根际友好肥料的所有组分全部 由C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S、Fe、Zn、Mn、Cu、B、Cl、 Mo、Ni植物生长17种必需营养元素所组成,对环境友好,生产过程 自热干燥节省能源,符合生态工艺要求,属于环境友好型肥料。 它可与作物或植物种籽和/或根系友好相处,因此可以与种子混 播,与幼苗或根系密切接触,作物或植物的根系表现出具有“趋肥性”; 另外,它也可用作灌溉施肥(Fertigation)的底肥,诱导根系向下发展, 以克服灌溉施肥根系浅的缺点;它还可以用于鱼塘,增加水体氧含量 及时解决鱼虾危急缺氧状态。 【具体实施方式】 实施例1称取粒状尿素205kg作为粒状水溶性肥料核心,70kg一水磷酸 铵镁、75kg硫酸钾与100kg轻烧氧化镁混合物作物包裹层原料,以 50kg含P2O5 30%的磷酸作为粘结剂,将这些原料置于包裹机中生产
出500kg含N 20%、P2O5 9%、K2O 10%、10%MgO的二价金属磷酸 铵钾盐控释肥料。 再称取100kg含P2O5 18%、MgO 10%、CaO 25%、SiO2 22%的 熔融含镁磷肥作为缓释磷肥原料。 再分别称取225kg硫酸钾作为水溶性钾肥原料、3kg农用稀土氧 化物(RE2O3含量38%)和127kg磷酸二铵作为促根剂、5kg过氧化尿 素(N含量30%、O2含量15%)作为诱根剂及10kg硼砂。将上述物料 混合20分钟,再在10分钟内一边混合,一边用压缩空气将30kg含 P2O5 20%的稀磷酸喷入上述混合物中。在喷完所述的稀磷酸后1小时 内,采用压力为60吨压力机将所述1000kg混合物料压制成园柱状根 际友好肥料,每粒直径70mm、高33mm、重量200g,其组成以质量 百分数计含N 12%、P2O5 12%、K2O 16%、MgO 6%、B2O3 0.3%,它 可以作为成年油棕根际肥料使用,其使用方法是将园柱状根际肥料放 置于油棕树冠4周深200~300mm。试验测定表明,这种肥料的肥料 有效期可达3年。 实施例2. 称取长链尿甲醛(Ureaform,UF)375kg与80kg含P2O5-20%、MgO 10%、CaO 27%、SiO2 20%的含镁熔融磷肥作为缓释氮、磷源肥料原 料。 再分别称取300kg氯化钾作为水溶性钾肥、3kg农用稀土、120kg 磷酸二铵和50kg含P2O5 18%的过磷酸钙作为促根剂、5kg过氧化尿 素作为诱根剂、20kg腐植酸螯合微量元素(腐植酸10kg、硫酸锰2kg、 硫酸锌2kg、硫酸亚铁5kg、硫酸铜1kg)在混合器中混合均匀。以10kg 氧化镁(含MgO80%)溶入40kg磷酸溶液(含P2O5 25%)作为粘结剂, 在园盘成球机上将上述混合物制成直径为10±2mm的球状根际友好 肥料,每粒重1.5-2.0g,含有以质量计N 16%、P2O5 9%、K2O 18%的 果蔬根际肥料。将这种根际肥料放置莲藕池的藕种下部80~120mm 处。试验测定表明,这种肥料的肥料有效期可达6个月。 实施例3. 称取中链尿甲醛(Methylene Urea,MU)410kg与实施例1同样的含 镁熔融磷肥100kg分别作为缓释氮、磷源原料。 再称取230kg硝酸钾作为水溶性钾肥,120kg磷酸一铵及70kg 农用稀土、过磷酸钙(以重量计含RE2O3 2%)作为促根剂、10kg过氧 化钙为诱根剂以及10kg实施例2使用的腐植酸螯合微肥在混合机中 充分混合。再在10分钟内一边混合,一边喷入50kg含镁硫酸溶液(5kg 氧化镁溶解在25kg 65%的H2SO4溶液中)粘结剂。在喷完所述的稀 磷酸后1小时内,采用压力为60吨的压力机将所述1000kg混合物料 压制成园柱状根际友好肥料,每粒直径30mm、高15mm、重量20g, 其组成以质量百分数计N 20%、P2O5 8%、K2O 10%的速生林根际肥 料,施于树冠四周150~250mm处。试验测定表明,这种肥料的肥料 有效期可达1年。 实施例4 称取535kg粒状硝酸钾为核心,以295kg含P2O5 16%、MgO 12%、 CaO 27%、SiO2 28%的熔融含镁磷肥为包裹层以50kg含镁硫酸溶液 (2kg氧化镁溶解在28kg 60%的H2SO4溶液中),为粘结剂,在包裹 机中生产出880kg含N 8%、P2O5 6%、K2O 27%的包裹型缓释肥料。 再取,65kg磷酸二铵、35kg含P2O5 16%的过磷酸钙为促根剂、 8kg过氧化镁为诱根剂及12kg硫酸锌,在包裹型肥料尚未完全自热 干燥前,与包裹型肥料混合均匀,在对辊挤压机中,压成重量为2g 的椭园形颗粒,产品组成含N 8%,P2O5 8%、K2O 24%,可用作烟草 专用肥。其使用方法将椭园形粒肥,施于烟草幼苗前后两方下侧 100mm处。这种根际友好肥料的有效期为1年。 实施例5 称取300kg含N 31%的异亚丁基二脲(IBDU)与175kg含P2O541%的磷酸氢钙分别为缓释氮、磷源肥料原料。 再分别称取240kg硫酸钾作为水溶性钾肥,10kg稀土硝酸盐一 R(NO3)3·6H2O、R2O3≥38%。120kg含P2O5的过磷酸钙作为促根剂, 10kg过碳酸钠为诱根剂,加入15kg腐植酸螯合的微量元素,在混合
器中混合均匀,以30kg含N 10%的尿素与羧基甲基纤维素为粘结剂, 在压力机上压制成园柱状根际友好肥料。每粒直径50mm,高35mm, 质量100g,其组成以质量百分数计含N 13%、P2O5 9%、K2O 12%。 用于茶园种植,放置在茶树冠4周深150~200mm处,这种根际友好 肥料的有效期为1年。 实施例6 称取300kg含N 32%的亚丁烯基二脲(CDU)与150kg含有效 P2O5 8%的活性磷矿粉及100kg氧化镁粉作为缓释氮、磷、镁源肥料 原料。 再分别称取200kg硫酸钾;10kg稀土氧化物,160kg磷酸一铵为 促根剂;8kg过氧化钙为诱根剂及12kg含B2O3 3%、MnO 3%、FeO 3% 的玻璃微量元素肥料,在混合器中混合均匀,以50kg含N 35%的脲 甲醛原液为粘结剂,在压力机上压制成园柱状根际友好肥料,每粒直 径30mm,高15mm,重量20g,其组成为N 13%、P2O5 8%、K2O 10%、 MgO 10%。用于猕猴桃专用肥、在猕猴桃由苗圃至定植时,每个定 植坑(直径0.8~1m、深0.6~0.8m)底部呈三角形放置3粒,这种根 际友好肥料的有效期为3年。
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