专利名称：绿色控释多养分肥料生产方法
技术领域：
本发明涉及新型农业肥料技术领域，特别是涉及一种绿色控释多养分肥料生产方法，或者说养分结构型控释肥料生产方法。
背景技术：
化学肥料是现代农业最重要的生产资料之一。然而随着化肥特别是化学氮肥施用量的大幅度增加，农产品质量和生态环境的安全受到极大的威胁，主要原因是普通化(氮)肥养分释放快、植物利用率低、损失大。
控释(缓释)肥料是一类养分释放适合植物营养需要、养分利用率高、对环境污染小的新型肥料，其研究始于20世纪60年代中期的美国，其后美国、加拿大、英国、日本、以色列等国家有产品相继问世。近年来以美国和日本居于控释肥料研究的前列。目前，世界各国已获专利的控释肥料，以包膜包被可溶性肥料的包膜肥料、化学或生物降解的微溶物质控释肥料为主；其控释材料主要为无机物和有机物两类。无机物有硅、硫、石膏、磷酸盐等，有机物主要有天然、半天然和合成的高分子亲水聚合物以及部分化学制品。其中，天然聚合物有蛋白质、多聚糖、木质素、橡胶，半合成聚合物多为各种天然聚合物与石化反应产品结合而形成，合成聚合物是以乙烯和丙烯单体衍生物形成的聚合烯烃溶胶，化学制品在控释氮肥中采用的有脲酶抑制剂和硝化抑制剂。在肥料养分种类方面，以控释氮肥研究为主。中国于20世纪70年代初期研究以碳铵和磷酸铵镁制成的包膜粒状碳铵缓释肥，但未形成规模生产；80年代末再度重视研究控释肥，迄今获得国家发明专利的产品不足10种，在这些产品中控释技术特点为包膜和有机无机肥混合造粒。国内近期的一些研究报道，主要是包膜(裹)型控释肥料，并有不少产品源于国外。显然，我国控释肥的研究在总体思路上受国外的影响大。
目前国内外控释肥研究主要表现为重型轻质、重氮轻复合养分、不涉及毒性重金属，仅从化学肥料理化特性和化学工业产品生产技术(即改型)角度考虑问题，缺乏从肥料的农业化学性状(特别是肥料的养分组成结构)、植物营养特点、土壤理化与生化特性、生产工艺技术和成本综合考虑设计研制新型控释肥料，从而形成以包膜控释肥为主、控释氮肥为主的控释肥料生产和应用研究特点。其结果势必造成产品成本高兼具二次污染，主要用于非农业市场(如美国达92％)；控释氮肥氮素利用率不高、应用受限，难以满足植物多种养分平衡和发展名特优农产品施肥技术需要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无化学污染(合成高分子聚烯烃类、毒性重金属)、生产成本较低、多种养分协调供应、养分利用率高、有利于一次性施肥、农产品质量安全和生态环境友好的养分结构型(非包膜)绿色控释多养分肥料。
本发明的绿色控释多养分肥料生产方法包括下列步骤(1)将颗粒≤0.25mm的菜籽粕、鱼粉、羽毛粉以任意质量比混合，加入质量0.6～0.8倍的尿素，搅拌均匀，然后加入浓度为2～5mol/l的等体积的H2SO4、H3PO4和HNO3组成的快速分解剂，使有机物与分解剂的质量比为1∶0.4～0.6，充分搅拌均匀，在50℃～60℃条件下作用48小时，加入前述反应物质量25～40％的骨粉，混匀、平衡6～12小时，得高氮有机复合物；(2)以质量计，取25～35％的尿素，加入10～20％浓硫酸，待反应完全后加入30～45％的骨炭和8～15％的骨粉，搅拌均匀，冷至室温，得尿素转型复合物；(3)以质量计，取45～60％的KH2PO4、25～40％的NH4H2PO4和10～18％的二氰二胺，加入0.5～1倍水，在70～80℃下使其溶解，经冷却、脱水干燥，得到氮磷钾无机复合物；(4)将颗粒≤0.1mm的沸石和淀粉按1∶0.2～0.4的质量比例混合得到成粒调控剂；(5)按质量百分比计，将32～45％高氮有机复合物、16～30％尿素转型复合物、20～36％氮磷钾无机复合物、8～15％KNO3或K2SO4混合均匀，粉碎过0.4mm筛，加入7～12％成粒调控剂，搅拌均匀、造粒，即得绿色控释多养分肥料。
本发明所述绿色控释多养分肥料选用的各配料应符合以下表要求
图1为本发明的绿色控释多养分肥料生产工艺流程图。
本发明提供的绿色控释多养分肥料含有氮、磷、钾、钙、硫、硼等养分，其中氮磷钾养分为30％～35％，中微量元素养分5％～10％，养分释放期70天以上，氮素养分有机∶无机为1∶1，可溶性有机氮占总有机氮的50％，磷素养分弱酸溶磷和有机磷占总磷的50％，经检测，毒性重金属Hg、Cd、Pb、Cr、As含量符合国家限量标准，植物收获物毒性重金属含量符合国家相应限量标准。
本发明提供的绿色控释多养分肥料按常规方法施用，主要用做基肥，对果树、中药材等多年生植物可做追肥。
本发明的绿色控释多养分肥料可按植物种类生产系列控释专用肥料，包括高氮高磷低钾型、低氮高磷高钾型、氮磷钾平衡型。
本发明具有如下优点1、本发明的绿色控释多养分肥料，系以同一养分多元成分(形态)组合与优质控释剂复合，辅以成粒控制技术取代包膜(裹)剂实现肥料控释，以植物必需营养元素科学组配，达到养分供应时空动态平衡，实现植物对肥料的高效利用，采用肥料结构重组复合技术、天然肥用有机物与优质无机养分有机融合控释原理(化学、生物、物理等作用机理)和技术，使单一的包膜型控释肥料研制向多类型、多途径复合控释技术发展，创制的新型控释肥料安全长效、高效，特别是在降低控释肥料生产成本、有利于农业栽培植物应用控释肥方面具有独特的优势。
2、本发明的绿色控释多养分肥料符合国内外肥料科学研究发展趋势，特别是以无毒性重金属污染为基础的肥料和材料选择、以养分结构组成和多重作用控制肥料中氮、磷等养分释放以满足植物营养需要，较之国内外流行的包膜(裹)型以控氮为主的控释肥料，在提高肥料养分利用效率、减少化学物质潜在污染、保障植物性绿色食品生产安全和生态环境安全方面具广阔的发展前景。
3、本发明的绿色控释多养分肥料在农业中的应用，将不仅能减少肥料投入、促进优质农产品特别是优质经济植物产品的增加和提高农民的收入，而且有利于在我国推广平衡施肥技术和提高农业科技水平。经在重庆地区柑橘、甜椒、黄连等经济植物初步试验结果，显著增产和改善品质，提高经济效益；氮、磷、钾养分利用率均提高10％以上。
具体实施例方式
实施例1a.将颗粒≤0.25mm的菜籽粕、鱼粉、羽毛粉以任意质量比混合，加入质量0.8倍的尿素，搅拌均匀，然后加入等体积的浓度为5mol/l H2SO4、4mol/l H3PO4和2mol/l HNO3组成的快速分解剂，使有机物与分解剂的质量比为1∶0.4，充分搅拌均匀，在60℃条件下作用48小时，加入质量比为40％的骨粉，混匀、平衡8小时。
b.以质量计，取30％的尿素，加入20％的浓硫酸，待反应完全后加入40％的骨炭和10％的骨粉，搅拌均匀，冷至室温。
c.以质量计，取57％的KH2PO4、28％的NH4H2PO4和15％的二氰二胺，加入0.5倍水，在80℃下使其溶解，冷却、脱水干燥。
d.取a、b、c三组分各45份、16份、20份和KNO310份，混合均匀，过0.4mm筛，加入9份沸石和淀粉混合物(质量比为1∶0.2)，搅拌均匀，造粒，干燥，包装即得产品。
实施例2a.将颗粒≤0.25mm的菜籽粕、鱼粉、羽毛粉以任意质量比混合，加入质量0.6倍的尿素，搅拌均匀，然后加入等体积的浓度为4mol/l H2SO4、4mol/l H3PO4和5mol/l HNO3组成的快速分解剂，使有机物与分解剂的质量比为1∶0.5，充分搅拌均匀，在50℃条件下作用48小时，加入质量比为25％的骨粉，混匀、平衡12小时。
b.以质量计，取25％的尿素，加入20％的浓硫酸，待反应完全后加入45％的骨炭和10％的骨粉，搅拌均匀，冷至室温。
c.以质量计，取58％的KH2PO4、30％的NH4H2PO4和12％的二氰二胺，加入1倍水，在70℃下使其溶解，冷却、脱水干燥。
d.取a、b、c三组分各32份、18份、25份和K2SO415份，混合均匀，过0.4mm筛，加入10份沸石和淀粉混合物(质量比为1∶0.3)，搅拌均匀，造粒，干燥，包装即得产品。
实施例3a.将颗粒≤0.25mm的菜籽粕、鱼粉、羽毛粉以任意质量比混合，加入质量0.7倍的尿素，搅拌均匀，然后加入等体积的浓度为3mol/l H2SO4、4mol/l H3PO4和4mol/l HNO3组成的快速分解剂，使有机物与分解剂的质量比为1∶0.6，充分搅拌均匀，在55℃条件下作用48小时，加入质量比为36％的骨粉，混匀、平衡6小时。
b.以质量计，取32％的尿素，加入18％的浓硫酸，待反应完全后加入35％的骨炭和15％的骨粉，搅拌均匀，冷至室温。
c.以质量计，取45％的KH2PO4、40％的NH4H2PO4和15％的二氰二胺，加入0.8倍水，在75℃下使其溶解，冷却、脱水干燥。
d.取a、b、c三组分各35份、16份、22份和KNO315份，混合均匀，过0.4mm筛，加入12份沸石和淀粉混合物(质量比为1∶0.3)，搅拌均匀，造粒，干燥，包装即得产品。
实施例4a.将颗粒≤0.25mm的菜籽粕、鱼粉、羽毛粉以任意质量比混合，加入质量0.75倍的尿素，搅拌均匀，然后加入等体积的浓度为2mol/l H2SO4、5mol/l H3PO4和4mol/l HNO3组成的快速分解剂，使有机物与分解剂的质量比为1∶0.6，充分搅拌均匀，在60℃条件下作用48小时，加入质量比为32％的骨粉，混匀、平衡10小时。
b.以质量计，取28％的尿素，加入16％的浓硫酸，待反应完全后加入44％的骨炭和12％的骨粉，搅拌均匀，冷至室温。
c.以质量计，取50％的KH2PO4、32％的NH4H2PO4和18％的二氰二胺，加入0.8倍水，在75℃下使其溶解，冷却、脱水干燥。
d.取a、b、c三组分各32份、17份、36份和K2SO48份，混合均匀，过0.4mm筛，加入7份沸石和淀粉混合物(质量比为1∶0.25)，搅拌均匀，造粒，干燥，包装即得产品。
实施例5a.将颗粒≤O.25mm的菜籽粕、鱼粉、羽毛粉以任意质量比混合，加入质量0.6倍的尿素，搅拌均匀，然后加入等体积的浓度为5mol/l H2SO4、4mol/l H3PO4和3mol/l HNO3组成的快速分解剂，使有机物与分解剂的质量比为1∶0.6，充分搅拌均匀，在50℃条件下作用48小时，加入质量比为36％的骨粉，混匀、平衡7小时。
b.以质量计，取35％的尿素，加入18％的浓硫酸，待反应完全后加入38％的骨炭和9％的骨粉，搅拌均匀，冷至室温。
c.以质量计，取55％的KH2PO4、35％的NH4H2PO4和10％的二氰二胺，加入0.6倍水，在80℃下使其溶解，冷却、脱水干燥。
d.取a、b、c三组分各32份、30份、20份和KNO38份，混合均匀，过0.4mm筛，加入10份沸石和淀粉混合物(质量比为1∶0.2)，搅拌均匀，造粒，干燥，包装即得产品。
实施例6a.将颗粒≤0.25mm的菜籽粕、鱼粉、羽毛粉以任意质量比混合，加入质量0.8倍的尿素，搅拌均匀，然后加入等体积的浓度为4mol/l H2SO4、2mol/l H3PO4和4mol/l HNO3组成的快速分解剂，使有机物与分解剂的质量比为1∶0.5，充分搅拌均匀，在55℃条件下作用48小时，加入质量比为30％的骨粉，混匀、平衡12小时。
b.以质量计，取30％的尿素，加入10％的浓硫酸，待反应完全后加入45％的骨炭和15％的骨粉，搅拌均匀，冷至室温。
c.以质量计，取60％的KH2PO4、22％的NH4H2PO4和18％的二氰二胺，加入1倍水，在78℃下使其溶解，冷却、脱水干燥。
d.取a、b、c三组分各35份、21份、26份和K2SO410份，混合均匀，过0.4mm筛，加入8份沸石和淀粉混合物(质量比为1∶0.4)，搅拌均匀，造粒，干燥，包装即得产品。
权利要求
1.一种绿色控释多养分肥料生产方法，其特征在于包括下列步骤(1)将颗粒≤0.25mm的菜籽粕、鱼粉、羽毛粉以任意质量比混合，加入质量0.6～0.8倍的尿素，搅拌均匀，然后加入浓度为2～5mol/l的等体积的H2SO4、H3PO4和HNO3组成的快速分解剂，使有机物与分解剂的质量比为1∶0.4～0.6，充分搅拌均匀，在50℃～60℃条件下作用48小时，加入前述反应物质量25～40％的骨粉，混匀、平衡6～12小时，得高氮有机复合物；(2)以质量计，取25～35％的尿素，加入10～20％浓硫酸，待反应完全后加入30～45％的骨炭和8～15％的骨粉，搅拌均匀，冷至室温，得尿素转型复合物；(3)以质量计，取45～60％的KH2PO4、25～40％的NH4H2PO4和10～18％的二氰二胺，加入0.5～1倍水，在70～80℃下使其溶解，经冷却、脱水干燥，得到氮磷钾无机复合物；(4)将颗粒≤0.1mm的沸石和淀粉按1∶0.2～0.4的质量比例混合得到成粒调控剂；(5)按质量百分比计，将32～45％高氮有机复合物、16～30％尿素转型复合物、20～36％氮磷钾无机复合物、8～15％KNO3或K2SO4混合均匀，粉碎过0.4mm筛，加入7～12％成粒调控剂，搅拌均匀、造粒，即得绿色控释多养分肥料。
全文摘要
一种绿色控释多养分肥料生产方法，或者说养分结构型控释肥料生产方法，以高氮有机复合物、尿素转型复合物、氮磷钾无机复合物为主体，辅以含钾化肥和成粒剂，通过一系列工艺步骤生产得到。该肥料含有氮、磷、钾、钙、硫、硼等养分，其中氮磷钾养分为30％～35％，中微量元素养分5％～10％，养分释放期70天以上，氮素养分有机∶无机为1∶1，可溶性有机氮占总有机氮的50％，磷素养分弱酸溶磷和有机磷占总磷的50％，可按植物种类生产高氮高磷低钾型、低氮高磷高钾型、氮磷钾平衡型系列控释专用肥料。经检测，肥料产品和植物收获物毒性重金属Hg、Cd、Pb、Cr、As含量符合国家限量标准。
文档编号C05G5/00GK1559996SQ20041000449
公开日2005年1月5日 申请日期2004年2月27日 优先权日2004年2月27日
发明者王正银, 叶学见, 叶进, 董燕, 李会合, 杨志敏, 黄云 申请人:西南农业大学