专利名称：一种缓释肥及其制备方法
技术领域：
本发明涉及肥料及肥料的制备方法，确切讲本发明涉及一种可以缓释的肥料，及这种肥料的制备方法，特别是一种其中含有凹凸棒土的肥料。
背景技术：
肥料可以促进农作物生长，在农作物种植中施用肥料是公知的常识。农业生产实践表明，由于肥料性质与土壤环境条件的综合影响，肥料利用率低是化肥使用上普遍存在的问题。目前我国化肥的当季利用率较低氮为30% 35%,磷为10% 20%,钾为 30% 35%。普通化肥容易潮解、结块，再加上分解、淋溶、挥发作用导致养分损失非常严重。为使肥料能长时间释放，在现有技术中多有在肥料中添加凹凸棒土，以使肥料缓慢释放的做法。凹凸棒石粘土(attapulgite)是一种天然非金属粘土矿物,在我国分布广、储量大。它具有以下特点比重轻(2. O 2. 3g/cm3) ;PH = 8. 5±1 ;潮湿时呈粘性和可塑性，干燥收缩小，且不产生龟裂；吸水性强，可达到150%以上；内部多孔道，比表面大，可达 500m2/g以上；电化学性能稳定，不易被电解质所絮凝，在高温和盐水中稳定性良好。以上这些特性决定了凹凸棒土是一种理想的包膜材料。在中国专利中公开了多种以凹凸棒土为包膜材料的缓释肥料，如:201110181781. 5,200710302509. 1，200810099402. 6 等。缓释肥料就是在化肥颗粒表面包上一层很薄的疏水物质制成包膜化肥，这可大大提高肥料利用率。但由于目前缓释肥料存在生产工艺复杂、成本过高、有些包膜材料对环境不友好等方面的不足，限制了这些肥料在大田作物上的广泛使用。其次，现有技术中的缓释肥料均以肥料与凹凸棒土均勻混合后造料制备。近年来我国大范围推广了测土配方施肥技术。测土配方施肥技术是指通过化验分析耕地土壤养分含量，及时掌握和了解土壤肥力状况，按不同作物的需肥规律和农业生产要求，在农业技术人员的指导下，将不同养分适量配比平衡施用，提高肥料养分利用率，促进农业生产高产、高效、优质的一种科学施肥方法。相关的研究还表明，植物在不同的生长阶段对不同营养素的需求是不同的，但现有的通过均匀混合制备的缓释肥并不能满足植物在不同的生长阶段对不同营养素的需求， 这也造成现有肥料使用效率不高的问题。为此，寻找一种用高效、廉价的天然和半天然材料制备的可适合植物在不同生长阶段对肥料需求的肥料，以及这种肥料的制备方法的发展方向之一。我国从2005年开始了测土配方施肥的推广，专用的缓控释肥由于其养分释放能符合作物养分需求曲线、且能够实现一次性施肥而使其在这个项目中具有非常重要的作用。有着一次性施肥优势的缓控释肥如果能和测土配方施肥的推广结合起来，对于这个新型肥料的推广来说无疑是一个难得的历史机遇。
发明内容
本发明提供一种用高效、廉价的天然和半天然材料制备的可适合植物在不同生长
3阶段对肥料需求、并具有缓释作用的肥料粒，以及这种肥料粒的制备方法。本发明的缓释肥料粒的每个肥料粒呈至少为两层的分层结构，其核心及其外的每层由按确定比例混合的多种肥料构成，各肥料层间以凹凸棒土层相隔。本发明的缓释肥料粒最好为三层，其最外层、中层和核心的内层分别按所适用植物的苗期、生长期和成熟期所需要肥料确定不同肥料的比例与数量。作为本发明的一个实施例，一种适用于玉米的缓释肥料粒中所用的氮肥为尿素，所用的磷肥为过磷酸钙，各层中的氮、磷肥的相对重量比分别为外层=2. 13
5.73 O. 25 O. 57 ;中层=48. 31 130. 37 14. 35 32. 53 ;位于核心的内层= 43. 78 118. 13 7. 89 17. 88 ;各肥料层间的凹凸棒土层重量分别为外层=O. 60
2.70 ;中层=15. 67 41. 22 ;内层=12. 92 58. 29。作为本发明的一个实施例，一种适用于马铃薯的缓释肥料粒中所用的氮肥为尿素，所用的磷肥为过磷酸钙，所用的钾肥为硫酸钾，各层中的氮、磷、钾肥的重量比分别为 外层=5. 67 13. 4 O. 36 I. 92 O 7. 29 ;中层=35. 89 84. 89 14. 35 32. 53 O 29. 15 ;位于核心的内层=52. 89 125. I 2. 61 13. 91 O 44. 53 ; 各肥料层间的凹凸棒土层重量分别为外层=I. 51 9. 69冲层=9. 36 52. 37 ;内层= 13. 88 78. 66。本发明所述的任一缓释肥料粒的制备方法是先将尿素、过磷酸钙粉或者还包括硫酸钾粉碎成直径小于等于Imm的粉末，按预先确定的重量称核心内层的各种肥料粉末并洒水为粘结剂进行造粒，待大部分肥料成型后投入确定量的凹凸棒土，继续洒水，使凹凸棒土均匀包裹在肥料颗粒外面，形成缓释肥料粒的内层；再投入确定的中间层肥料重量，洒水使其均匀包裹在内层缓释肥的圆粒外面，再加入确定量的凹凸棒土，洒水使其继续包裹在颗粒外面，如此逐层形成缓释肥料粒的各肥料层与包裹层。本发明肥料粒制备方法简单、效果可靠、成本低廉，整个处理过程无污染。经本发明得到的肥料有非常好的缓释性，同时可比现有技术制备的缓释肥料有更好的效果。
附图I为本发明的一个缓释肥料粒r的剖面示意图，其中I为位于核心处的内层， 2为中层，3为外层，图中各层间的黑色带为用于相隔各层的凹凸棒土的包裹层。图2为玉米地土壤无机氮变化情况。图3为玉米地土壤速效磷变化情况图4为马铃薯地土壤无机氮变化情况。
图5为马铃薯地土壤速效磷变化情况。
图6至图8分别为在三种施肥梯度下，马铃薯叶片无机氮含量变化情况。
具体实施例方式本发明提供以下的实施例。其中一个实施例提供一种适用于玉米的的缓释肥料粒，另一个实施例提供一种适用于马铃薯的缓释肥料粒。实施例I适用于玉米的的缓释肥料粒本实施例确定的种植地区是甘肃榆中中连川地区，这是典型的黄土高原雨养农业区，该区主要粮食作物为玉米、马铃薯。由于降水有限、土壤肥力较低，导致该地区生产条件恶劣，农业发展受到限制。在生产实践中，许多农民对玉米和马铃薯的营养特性、需肥规律、 施肥方法不了解，按照传统的施肥方法进行施肥，养分利用率低，导致玉米和马铃薯生长后期脱肥，严重影响产量的提高。I.玉米测土施肥量确定I. I按照目标产量确定需肥量目标产量就是当年种植玉米要确定多少产量，当地玉米平均产量约为亩产375kg， 为了便于对比，我们在此基础上分别上浮和下调20%，再确定亩产450kg和亩产300kg两个目标产量。玉米一般每生产IOOkg籽粒，需从土壤中吸收纯氮2. 5kg、五氧化二磷I. 2kg、氧化钾2. 0kg，氮、磷、钾比例为1 O. 48 0.8。以目标产量为450kg/亩为例，玉米整个生育期所需纯氮为450kg/亩X 2. 5/100 = 11. 25kg/亩，需五氧化二磷为450kg/亩X I. 2/100 =5. 4kg/ 亩，需氧化钾为 450kg/ 亩 X 2/100 = 9kg/ 亩。I. 2 土壤养分供给量计算土壤养分供应量(kg/亩)=土壤测试值(mg/kg) X0. 15 X校正系数(I)根据榆中地区的情况，氮的校正系数是O. 5、磷是O. 5、钾是O. 8。通过化验，该地区土壤碱解氮平均值为71mg/kg,速效磷为30. 04mg/kg、速效钾135mg/kg。则该地区碱解氮供给量(kg/亩)=71mg/kgX0. 15X0. 5 = 5. 325kg/ 亩。速效磷供给量(kg/亩)=30. 04mg/kgX0. 15X0. 5 = 2. 253kg/ 亩。速效磷供给量(kg/亩)=135mg/kgX0. 15X0. 8 = 16. 2kg/ 亩。I. 3玉米施肥量的确定肥料施用量(kg)=目标产量所需养分总量(kg)_ 土壤养分供给总量(kg)/肥料当季利用率(％ ) (2)氮、磷、钾化肥当季利用率为氮30% 35%、磷10% 20%、钾40% 50%。根据(2)计算,玉米单产450kg/亩,所需纯氮(N)= (11. 25-5. 325)/0. 35 = 16. 9kg/亩。五氧化二磷(P2O5)= (5. 4-2. 253)/0. 2 = 15. 735 (kg/亩)，考虑到磷肥后效明显， 所以磷肥可以减半施用，即施7. 87 (kg/亩)。氧化钾(K2O) = (9-16. 2)/0. 50 =-14. 4 (kg/亩)，结果是负值,所以玉米在该地区不需要钾肥。由以上方法计算可得，当玉米亩产300千克时，每亩土地需要投入氮6. 3千克和磷 I. 5千克；当玉米亩产450千克时,每亩土地需要投入氮16. 9千克和磷3. 4千克。当玉米亩产为当地平均产量(375千克)时，按照当地农民的习惯量施肥，即每亩土地施氮9. 3千克和磷2. 6千克。因为土壤供钾能力强，不需另外投入钾肥。I. 4养分在玉米生长期的具体分配玉米苗期吸收氮2. 5%、有效磷I. 12%、有效钾3% ;生长期吸收氮素51. 15%、有效磷63. 81 %、有效钾97% ;成熟期吸收氮46. 35%、有效磷35. 07%、有效钾0%。以氮的分配为例，玉米单产450kg/亩时，苗期施氮量为16. 9kg/亩X2. 5% = O. 42kg/亩;生长期施氮量为16. 9kg/亩X 51. 15% = 8. 65kg/亩;成熟期施氮量为16. 9kg/ 亩 X46. 35%= 7. 83kg/ 亩。
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其他养分的具体分配计算方法同上。I. 5玉米商品肥用量的确定供试肥料为市售尿素(含N46. 4% )、过磷酸钙(含P20516% )。商品肥用量(kg/亩)=养分纯量/所用肥料养分含量)以尿素用量为例，玉米单产450kg/亩时，苗期尿素用量为O. 42kg/亩/0. 46 = O. 91 (kg/亩)，生长期尿素用量为8. 65kg/亩/0. 46 = 18. 8 (kg/亩)，成熟期尿素用量为 7. 83kg/ 亩 /0. 46 = 17. 02 (kg/ 亩)。在以上基础上并参考现有技术中凹凸棒土缓释肥的中用土量确定了本实施例中受度的肥料粒各层肥料配比及凹凸棒土用量，参见表I及表2.，表I和表2配方称取各组分制造玉米分层环包缓释肥(PCF代表分层环包缓释肥，20%代表各层环包凹凸棒土重量占该层和相应包裹的凹凸棒土层的总重的20%，30%代表各层环包凹凸棒土重量占该层和相应包裹的凹凸棒土层的总重的30 %，I、2、3分别代表300kg/亩，375kg/亩和450kg/亩三个不同的目标产量)。表I玉米分层环包缓释肥配方(20% PCF)
权利要求
1.一种缓释肥料，其特征在于每个肥料粒呈至少为两层的分层结构，其核心及其外的各层由按确定比例混合的多种肥料构成，在各肥料层间以凹凸棒土层相隔。
2.权利要求I所述的缓释肥料，其特征在于肥料粒为三层，其最外层、中层和核心的内层分别根据所适用植物的苗期、生长期和成熟期所需要肥料量确定不同肥料的比例与数量。
3.权利要求2所述的适用于玉米的缓释肥料，其特征在于缓释肥料粒所用的氮肥为尿素，所用的磷肥为过磷酸钙，各层中的氮、磷肥的相对重量比分别为外层=2. 13 5.73 O. 25 O. 57 ;中层=48. 31 130. 37 14. 35 32. 53 ;位于核心的内层= 43. 78 118. 13 7. 89 17. 88 ;各肥料层间的凹凸棒土层重量与相应被包裹肥料层和凹凸棒土层总重量之比为O. 2 O. 3。
4.权利要求2所述的适用于马铃薯的缓释肥料，其特征在于缓释肥料粒所用的氮肥为尿素，所用的磷肥为过磷酸钙，所用的钾肥为硫酸钾，各层中的氮、磷、钾肥的重量比分别为外层=5. 67 13. 4 O. 36 I. 92 O 7. 29 ;中层=35. 89 84. 89 14. 35 32. 53 O 29. 15 ;位于核心的内层=52. 89 125. I 2. 61 13. 91 O 44. 53 ;各肥料层间的凹凸棒土层重量与相应被包裹肥料层和凹凸棒土层总重量之比为O. 2 O. 3。
5.权利要求I至3所述的任一缓释肥料的制备方法，其特征是先将尿素、过磷酸钙粉碎成直径小于等于Imm的粉末，按预先确定的重量称取核心内层的各种肥料粉末并洒水为粘结剂进行造粒，待大部分肥料成型后投入确定量的凹凸棒土，继续洒水，使凹凸棒土均匀包裹在肥料颗粒外面，形成缓释肥料粒的内层；再投入确定的中间层肥料重量，洒水使其均匀包裹在内层缓释肥的圆粒外面，再加入确定量的凹凸棒土，洒水使其继续包裹在颗粒外面， 如此逐层形成缓释肥料粒的各层。
6.权利要求4所述的任一缓释肥料的制备方法，其特征是先将尿素、过磷酸钙和硫酸钾粉碎成直径小于等于Imm的粉末，按预先确定的重量称核心内层的各种肥料粉末并洒水为粘结剂进行造粒，待大部分肥料成型后投入确定量的凹凸棒土，继续洒水，使凹凸棒土均匀包裹在肥料颗粒外面，形成缓释肥料粒的内层；再投入确定的中间层肥料重量，洒水使其均匀包裹在内层缓释肥的圆粒外面，再加入确定量的凹凸棒土，洒水使其继续包裹在颗粒外面，如此逐层形成缓释肥料粒的各层。
全文摘要
本发明公开一种含有凹凸棒土的缓释的肥料及其制备方法。本发明的缓释肥料粒的每个肥料粒呈至少为两层的分层结构，其核心及其外的每层由按确定比例混合的多种肥料构成，各肥料层间以凹凸棒土层相隔。本发明提供了两个分别适用于玉米和马铃薯的缓释肥料的实施例。本发明的缓释肥料粒的制备方法是先将各组份肥料粉碎成粉末，再按预先确定的重量称取核心内层的各种肥料粉末并洒水为粘结剂进行造粒，待大部分肥料成型后投入确定量的凹凸棒土，继续洒水，使凹凸棒土均匀包裹在肥料颗粒外面，重复前述过程，逐层形成缓释肥料粒的各肥料层与包裹层。
文档编号C05G3/00GK102603398SQ20121005272
公开日2012年7月25日 申请日期2012年3月1日 优先权日2012年3月1日
发明者关钰, 刘长安, 宋超, 李凤民 申请人:兰州大学