盐碱土壤改良专用缓释肥料及其制备方法
【专利摘要】本发明提供了一种盐碱土壤改良专用缓释肥料，该肥料由下列重量百分配比的成分组成：大颗粒尿素18%-20%、缓释包膜尿素35%-40%、有机颗粒肥12%-15%、磷酸一铵15%-18%和硫酸钾12%-15%。本发明的盐碱土壤改良专用缓释肥料养分持久释放与抗盐碱相结合，有效降低土壤碱性，有效增加土壤团粒结构，提高土壤的保肥性能，增加土壤的孔隙度，降低土壤容重，改变盐碱土壤板结结构，为农作物创造了良好的土壤环境。养分全面肥效持久，减少了施肥对环境的污染，氮肥利用率可达到45%以上。减少化肥总量的投入，维持低碳型生产，有利于改善日益恶化的生态环境。本发明制备方法简单，适于工业化生产，有较大的应用价值。
【专利说明】盐碱土壤改良专用缓释肥料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及农用肥料，具体涉及一种缓释型肥料，尤其涉及一种用于盐碱土改良的专用缓释肥料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]据报道，全球陆地中约有近10%的陆地被不同类型盐碱土所覆盖，主要分布于干旱、半干旱地区(程玲.土壤改良剂对盐胁迫下棉花生长及与耐盐有关的几个生理生化指标的影响.2011)。现有的灌溉土地中计有一半存在着次生盐碱化的威胁。在中国的东北、华北及西北地区，分布着不同类型的盐碱地，另外，沿海地区也广泛分布着各种滨海盐土(如沿海滩涂地)，这些类型的土壤本身缺乏熟化，质量低劣。由于存在盐碱化和土壤质量低劣的双重障碍，因此，对农作物有害的水溶性离子过多，使农作物不易出苗，严重影响植物的生长与发育。例如，中国上海地区江海岸线长达464千米，由于泥沙资源丰富，沉积作用甚盛，边滩淤涨迅速，其中有30%的岸段，年平均伸长约60米，形成了大片出露水面的滩涂。据调查统计，(侯传庆.上海土壤.1992)全市现有滩涂资源3.76万公顷(1995年)，占全市土壤资源的9.8%。滨海盐土类土壤具有土层深厚、地势平坦、适于机耕等有利条件，但由于过多盐分的存在，土壤碱性强，使农作物产量偏低，土体板结、密实，贫瘠。
[0003]磷石膏和沸石是盐碱地普遍应用的化学改良剂，磷石膏中的钙离子替换土壤中的钠离子，从而，降低土壤的碱化度，促使团粒结构形成，降低土壤容重，增加土壤通透性，改善土壤物理性状。沸石具有较强的吸附能力和离子交换能力，它不仅使土壤中的盐分趋于减少，碱化度降低，并对土壤的PH值起到缓冲作用，还可固定土壤中的有害物质，减少被植物吸收的可能性，提高土壤保肥性能。因而，将磷石膏、沸石粉制成缓释肥包膜材料放入土壤，当肥料养分释放后，该包膜材料仍残留于土壤中，可以起到改良土壤的作用。另外，如在肥料配方中叠加有机物料，可以提高盐碱土壤的有机质含量，促进土壤团粒结构的形成，改善土壤通透性能，起到培肥土壤的作用。因此，探索盐碱土改良的方法是关注的问题。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题在于研究设计将肥料缓释与有机、无机肥料相结合，用于盐碱土改良的专用肥料。
[0005]本发明提供了一种盐碱土壤改良专用缓释肥料，该肥料由下列重量百分配比的成分组成:
[0006]大颗粒尿素18%_20%、缓释包膜尿素35%_40%、有机颗粒肥12%_15%、磷酸一铵15%-18% 和硫酸钾 12%-15%
[0007] 所述缓释包膜尿素由大颗粒尿素与固体抗盐碱矿物混合物以及液体胶粘剂聚异氰酸酯制成；所述固体抗盐碱矿物混合物由磷石膏CaSO4.2H2060kg,沸石S12.Al2O3.H2050kg，硫酸锌 ZnSO4.7H202.5kg，硼砂 Na2B4O7.10Η202.5kg 混合组成，细度100 目-150 目。
[0008]有机颗粒肥为有机肥:畜禽粪、豆饼和秸杆(三者的重量配比为6:1:3)与粘合剂聚异氰酸酯经挤压造粒制成；有机肥含有机质40%，N-P2O5-K2O:3-3-2 ;粘合剂用量为有机肥重量的3-5%W/W。
[0009]所述磷酸一铵与硫酸钾均为颗粒，颗粒直径均为3-4mm;磷酸一铵含N10%，P20544% ;硫酸钾含 K2050%，含 S18%。
[0010]所述大颗粒尿素粒径3-4mm，(含N46%)。
[0011]本发明的另一目的是提供了上述盐碱土壤改良专用缓释肥料的制备方法，该方法包括下列步骤:
[0012](1)将盐碱改良剂包膜于尿素表面制成缓释包膜尿素:将大颗粒尿素、固体抗盐碱矿物混合物；液体胶粘剂聚异氰酸酯，应用固液反应成膜工艺，将固体抗盐碱矿物混合物和液体胶粘剂全部包被于大颗粒尿素表面，制成含盐碱改良剂的缓释包膜尿素；
[0013](2)有机颗粒肥制备:有机肥在添加粘合剂聚异氰酸酯后，经直接挤压造粒和圆盘抛光整型而成颗粒；
[0014](3)取步骤(1)的缓释包膜尿素与步骤(2)有机颗粒肥以及大颗粒尿素、磷酸一铵颗粒和硫酸钾颗粒混匀，即成盐碱土壤改良专用缓释肥料。
[0015]本发明方法步骤(1)固液反应成膜工艺的操作步骤如下:
[0016]a、将大颗粒尿素和液体胶粘剂聚异氰酸酯置入包衣机，在其转动的圆盘内进行混合，使液状的胶粘剂均匀地粘附于尿素颗粒表面；
[0017]b、在继续转动过程中加入固体抗盐碱混合物；
[0018]c、加入的固体抗盐碱矿物混合物粉末粘附于大颗粒尿素上，待转动时圆盘底部出现少量未能粘附的固体粉末时，再加入的液体胶粘剂继续转动；
[0019]d、待加入的液体胶粘剂均匀粘附于大颗粒尿素表面后，再加入的固体抗盐碱矿物混合物粉末继续转动；
[0020]e、重复步骤c-d的操作，直至固体抗盐碱矿物混合物粉末全部包覆在大颗粒尿素表面为止，制成含盐碱改良剂的包膜尿素。
[0021]本发明的专用缓释肥料是一种颗粒状肥料，颗粒直径为3_4mm，养分释放期达90天。
[0022]本发明的盐碱土壤改良专用缓释肥料养分持久释放与抗盐碱相结合；有机、无机养分相结合；大量营养元素、中微量元素相结合；缓效、速效养分相结合。
[0023]本发明的盐碱土壤改良专用缓释肥料肥料，具有下述优点:
[0024]1、改良土壤:本发明土壤盐碱改良剂能够有效降低土壤碱性，有效增加土壤团粒结构来提高土壤的保肥性能，增加土壤的孔隙度，降低土壤容重，改变盐碱地板结结构，为农作物创造了良好的土壤环境。
[0025]2、养分全面:氮磷钾比例均衡，又添加了适量钙、镁、硫、铁、锌、锰、硼等中微量元素，满足作物生长的需要，从而提高作物产量和改善农产品品质。
[0026]3、配比合理:本发明根据盐碱土壤钾元素相对偏高、有机质、氮磷相对偏低的现状，开发高氮低钾肥料配方并加载有机肥料，不仅有利于充分发挥有机无机肥料相结合的协同作用，同时也有利于促进土壤潜在相对富裕的钾元素的利用。
[0027]4、肥效持久:本发明中的缓释氮素在土壤中的释放动态与作物吸收规律基本一致，氮肥的肥效时间可达90-120天，并且降低了氮素的挥发与淋失损失，提高氮素的利用率，减少了施肥对环境的污染，氮肥利用率可达到45%以上。
[0028]5、培肥土壤:本专用肥中含有一定量的有机质，可促进盐碱土壤有机质积累，提升土壤有机质数量和改善土壤有机质质量，从而活化土壤自有养分和减少养分固定，达到培肥土壤的目的。
[0029]6、环境友好:本专用肥可提高有机肥和化肥养分的利用率，减少化肥总量的投入，维持低碳型生产，有利于改善日益恶化的生态环境。
[0030]7、省时省工:本专用肥可减少施肥次数，减少施肥用工，降低施肥成本。
[0031]8、增产增收:施用本专用肥，玉米亩产量可比常规施肥提高10.08%。
[0032]本发明制备方法简单，适于工业化生产，有较大的应用价值。
【具体实施方式】
[0033]下面结合实施例对本发明作进一步说明。
[0034]实施例1、制备盐碱土壤改良专用缓释肥料
[0035]原料通过市售得到。
[0036]大颗粒尿素20%，缓释包膜尿素37.5%，有机颗粒肥12.5%，磷酸一铵(含
[0037]N10%, P20544%) 17.5%,硫酸钾(含 K2050%,含 S18%) 12.5%。
[0038](I)将盐碱改良剂包膜于尿素表面制成缓释包膜尿素。
[0039]将大颗粒尿素240公斤(市售，含Ν46%);固体抗盐碱矿物混合物115公斤(市售，磷石膏 CaSO4.2H2060kg ;沸石 S12.Al2O3.H2050kg ;硫酸锌 ZnSO4.7H202.5kg ;硼砂Na2B4O7.10H202.5kg混合组成，细度100目)；液体胶粘剂聚异氰酸酯20公斤，应用固液反应成膜工艺:
[0040]a、将240公斤大颗粒尿素和5公斤液体胶粘剂聚异氰酸酯置入包衣机(型号:BQ-1000)，在其转动的圆盘内进行混合，使液状的胶粘剂均匀地粘附于尿素颗粒表面；b、在继续转动过程中加入30公斤的固体抗盐碱混合物；c、加入的固体抗盐碱矿物混合物粉末粘附于大颗粒尿素上，待转动时圆盘底部出现少量未能粘附的固体粉末时，再加入5公斤的液体胶粘剂继续转动；d、待加入的液体胶粘剂均匀粘附于大颗粒尿素表面后，再加入30公斤的固体抗盐碱矿物混合物粉末继续转动；e、重复步骤c-d的操作，直止固体抗盐碱矿物混合物粉末全部包覆在大颗粒尿素表面为止，制成含盐碱改良剂的包膜尿素375公斤。
[0041](2)有机颗粒肥制备:采用以畜禽粪、豆饼、秸杆为原料的有机肥(市售)120公斤(其中畜禽粪72公斤，豆饼12公斤，秸杆36公斤)，添加5公斤聚异氰酸酯，经直接挤压造粒和圆盘抛光整型而成(有机肥颗粒整型机，型号:KP350)有机颗粒肥125公斤，颗粒表面光滑、圆整。
[0042]3、取大颗粒尿素200公斤；磷酸一铵175公斤；硫酸钾125公斤；
[0043]市售大颗粒尿素(含Ν46%)、颗粒磷酸一铵(含Ν10%，Ρ20544%)、颗粒硫酸钾(含Κ2050%，含S18%)。颗粒直径均为3-4mm。
[0044]4、上述1、2、3原料倒入KPH-1型肥料混合机混匀，即成盐碱土壤改良专用缓释肥料1000公斤,颗粒直径3-4mm,养分释放期达90天。
[0045]得到的盐碱改良专用缓释肥为:有机质含量为5%，大量营养元素(Ν+Ρ205+Κ20)含量为 36.15%，含氮(N)为 22.2%，含磷(P2O5) 7.7%，含钾(K2O) 6.25%，三要素比例(N =P2O5:K2O)为1:0.35:0.28，其中缓释氮占氮肥总量的50%，抗盐碱矿物占缓释氮肥重量的30%。
[0046]实施例2、制备盐碱土壤改良专用缓释肥料
[0047]原料通过市售得到。
[0048]大颗粒尿素19%，缓释包膜尿素38%，有机颗粒肥13%，磷酸一铵(含N10%，
[0049]P20544%) 17%、硫酸钾(含 K2050%，含 S18%) 13%。
[0050]制备方法同实施例1
[0051]得到的盐碱改良专用缓释肥为:有机质含量为5.2%，大量营养元素(Ν+Ρ205+Κ20)含量为 35.82%，含氮(N)为 21.84%，含磷(Ρ205)7.48%，含钾(Κ20)6.5%，三要素比例(N =P2O5:K2O)为1:0.34:0.30，其中缓释氮占氮肥总量的52%，抗盐碱矿物占缓释氮肥重量的30%。
[0052]实施例3、制备盐碱土壤改良专用缓释肥料
[0053]原料通过市售得到。
[0054]大颗粒尿素18%，缓释包膜尿素40%，有机颗粒肥12%，磷酸一铵(含N10%，P20544%) 16%、硫酸钾(含 K2050%，含 S18%) 14%。
[0055](I)将盐碱改良剂包膜于尿素表面制成缓释包膜尿素。
[0056]将大颗粒尿素255公斤(市售，含N46%);固体抗盐碱矿物混合物120公斤(市售，磷石膏 CaSO4.2H2060kg ;沸石 S12.Al2O3.H2055kg ;硫酸锌 ZnSO4.7H202.5kg ;硼砂Na2B4O7.10H202.5kg混合组成，细度100目)；液体胶粘剂聚异氰酸酯25公斤，应用固液反应成膜工艺:
[0057]a、将255公斤大颗粒尿素和6公斤液体胶粘剂聚异氰酸酯置入包衣机(型号:BQ-1000)，在其转动的圆盘内进行混合，使液状的胶粘剂均匀地粘附于尿素颗粒表面；b、在继续转动过程中加入30公斤的固体抗盐碱混合物；c、加入的固体抗盐碱矿物混合物粉末粘附于大颗粒尿素上，待转动时圆盘底部出现少量未能粘附的固体粉末时，再加入6公斤的液体胶粘剂继续转动；d、待加入的液体胶粘剂均匀粘附于大颗粒尿素表面后，再加入30公斤的固体抗盐碱矿物混合物粉末继续转动；e、重复步骤c-d的操作，直止固体抗盐碱矿物混合物粉末全部包覆在大颗粒尿素表面为止，制成含盐碱改良剂的包膜尿素400公斤。
[0058](2)有机颗粒肥制备:采用以畜禽粪、豆饼、秸杆等为原料的有机肥(市售)115公斤(其中畜禽粪69公斤，豆饼11.5公斤，秸杆34.5公斤)，添加5公斤聚异氰酸酯，经直接挤压造粒和圆盘抛光整型而成(有机肥颗粒整型机，型号:KP350)有机颗粒肥120公斤，颗粒表面光滑、圆整。
[0059]3、取大颗粒尿素180公斤；磷酸一铵160公斤；硫酸钾140公斤；
[0060]市售大颗粒尿素(含Ν46%)、颗粒磷酸一铵(含Ν10%，Ρ20544%)、颗粒硫酸钾(含Κ2050%，含 S18%)。
[0061]4、上述1、2、3原料倒入KPH-1型肥料混合机混匀，即成盐碱土壤改良专用缓释肥料1000公斤,颗粒直径3-4mm,养分释放期达90天。
[0062]得到的盐碱改良专用缓释肥为:有机质含量为4.8%，大量营养元素(Ν+Ρ205+Κ20)含量为 35.92%，含氮(N)为 21.88%，含磷(Ρ205)7.04%，含钾(Κ20)7.0%，三要素比例(N =P2O5:K2O)为1:0.32:0.32，其中缓释氮占氮肥总量的55%，抗盐碱矿物占缓释氮肥重量的30%。
[0063]实施例4肥效检测:
[0064]( I)对土壤培肥和改良的效果
[0065]将本实施例1肥料作基肥施入土壤，肥料用量每亩30公斤，试验面积667m2，在施用本实施例1的肥料后，分别于第二年和第三年作物采收后，采集土壤样品进行养分分析，研究盐碱改良专用缓释肥对土壤培肥和改良的效果。结果表明:在施用了本实施例1含脱盐剂矿物的缓释肥后，对降低土壤盐分离子有较好的效果，表现为专用肥区可溶性总盐和电导率比常规肥区分别减少了 26.19%和11.76% (2010年)，2011年分别减少了 31.37%和33.22%，表明在连续施用后对盐碱化土壤的改良效果更为明显；连作两年后缓释肥区土壤有机质比常规施肥区提高了 16.99% (相对含量);土壤酸碱度(pH值)从试验前的8.71降到7.96。
[0066]表1作物米收后土壤养分含量
[0067]
【权利要求】
1.盐碱土壤改良专用缓释肥料，其特征在于，所述专用缓释肥料由下列重量百分配比的成分组成: 大颗粒尿素18%-20%、缓释包膜尿素35%-40%、有机颗粒肥12%-15%、磷酸一铵15%_18%和硫酸钾12%-15%。
2.根据权利要求1所述盐碱土壤改良专用缓释肥料，其特征在于， 所述缓释包膜尿素由大颗粒尿素与固体抗盐碱矿物混合物以及液体胶粘剂聚异氰酸酯制成；所述固体抗盐碱矿物混合物由磷石膏CaSO4.2Η20601^,沸石S12.Al2O3 *H2050kg,硫酸锌ZnSO4.7Η202.5kg，硼砂Na2B4O7.10Η202.5kg混合组成，混合物粒度为100目-150目。
3.根据权利要求1所述盐碱土壤改良专用缓释肥料，其特征在于，所述有机颗粒肥为有机肥与粘合剂聚异氰酸酯经过挤压造粒制成；所述有机肥为畜禽粪、豆饼和秸杆，三者的重量配比为6:1:3，有机肥含有机质40%，N-P2O5-K2O: 3-3-2 ;粘合剂用量为有机肥重量的3-5%ff/ffo
4.根据权利要求1所述盐碱土壤改良专用缓释肥料，其特征在于，所述大颗粒尿素颗粒直径为3-4mm，含N46%。
5.根据权利要求1所述盐碱土壤改良专用缓释肥料，其特征在于，所述磷酸一铵与硫酸钾均为颗粒，颗粒 直径均为3-4mm ;磷酸一铵含N10%，P20544% ;硫酸钾含K2050%，含S18%。
6.根据权利要求1所述盐碱土壤改良专用缓释肥料，其特征在于，所述缓释肥料颗粒直径为3_4mm。
7.制备如权利要求1所述盐碱土壤改良专用缓释肥料的方法，其特征在于，该方法包括下列步骤: (I)将盐碱改良剂包膜于尿素表面制成缓释包膜尿素:将大颗粒尿素、固体抗盐碱矿物混合物和液体胶粘剂聚异氰酸酯，应用固液反应成膜工艺，将固体抗盐碱矿物混合物和液体胶粘剂全部包被于大颗粒尿素表面，制成含盐碱改良剂的缓释包膜尿素； (2 )有机颗粒肥制备:有机肥在添加粘合剂聚异氰酸酯后，经直接挤压造粒和圆盘抛光整型而成颗粒； (3)取步骤(1)的缓释包膜尿素与步骤(2)有机颗粒肥以及大颗粒尿素、磷酸一铵颗粒、硫酸钾颗粒混匀，即成盐碱土壤改良专用缓释肥料。
8.根据权利要求6所述制备盐碱土壤改良专用缓释肥料的方法，其特征在于，步骤(1)固液反应成膜工艺的操作步骤如下: a、将大颗粒尿素和液体胶粘剂聚异氰酸酯置入包衣机，在其转动的圆盘内进行混合，使液状的胶粘剂均匀地粘附于尿素颗粒表面； b、在继续转动过程中加入固体抗盐碱混合物； c、加入的固体抗盐碱矿物混合物粉末粘附于大颗粒尿素上，待转动时圆盘底部出现少量未能粘附的固体粉末时，再加入的液体胶粘剂继续转动； d、待加入的液体胶粘剂均匀粘附于大颗粒尿素表面后，再加入的固体抗盐碱矿物混合物粉末继续转动； e、重复步骤c-d的操作，直至固体抗盐碱矿物混合物粉末全部包覆在大颗粒尿素表面为止，制成含盐碱改良剂的包膜尿素。
【文档编号】C05G3/08GK104045492SQ201310078882
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2013年3月12日 优先权日:2013年3月12日
【发明者】诸海焘, 蔡树美, 范洁群, 曹黎明, 李国梁 申请人:上海市农业科学院