多聚磷酸钾甘蔗缓释肥及其生产方法与流程

本发明涉及一种肥料，具体涉及一种多聚磷酸钾甘蔗缓释肥及其生产方法，属于肥料生产技术领域。

背景技术：

甘蔗是甘蔗属（saccharum）的总称，原产于热带、亚热带地区。甘蔗是制造蔗糖的重要原料，种植面积广且具有较高经济价值，在我国广西地区种植面积尤其大。甘蔗秆直立，粗壮多汁，表面常披白粉，叶为互生，边缘具小锐齿状，花穗为复总状花序。甘蔗味甘、涩，性平，无毒，其中含有丰富的糖分、水分、多种维生素、蛋白质、钙、铁等物质，具有清热生津的功效，颇受人们的喜爱。

甘蔗是我国重要的糖料作物，生长周期长，生产量高，养分需求量大。甘蔗一生可分为苗期、分蘖期、伸长期以及工艺成熟期，甘蔗生长发育必需的营养元素有磷、氢、氧、氮、磷、钾、钙、镁、硫、硅、铁、锰、铜、锌、硼、钼、氯。在甘蔗的整个生育期需肥总量中，幼苗期占1％左右，分蘖期占8％～12％，伸长期占50％以上，成熟期占20％～40％。伸长期吸收氮量占总吸收量的50％～60％，磷、钾各占70％；成熟期吸收氮占30％～40％，磷、钾各占20％左右。因此，伸长期吸收氮、磷、钾最多，对产量的形成和影响也最大。甘蔗从土壤

中吸收养分有两种来源，一是土壤本身的供肥能力，这种能力主要受土壤肥力、质地等影响，二是靠人工施肥进行供给。在现代甘蔗农业中，人工施肥已成为甘蔗生产和高产高糖栽培的最重要措施。在我国甘蔗主产区，需要进行多次施肥才能满足甘蔗生产所需的养分，甘蔗整个生产期一般需要施基肥、攻苗肥、攻孽肥、攻茎肥和壮尾肥。多次施肥劳动强度大，费时费工，已不适应现代甘蔗产业发展的需要。

缓释肥具有肥料用量减少，利用率提高，施用方便，省工安全等优点，目前，缓释肥已成为世界各国肥料工业可持续发展的方向。而在甘蔗所用的缓释肥方面，人们也不断的进行研究，检索到相关的文献如：申请号为201210240813.9的中国专利公开了一种甘蔗专用低浓度缓释肥，该缓释肥中所含氮、磷、钾的比例是氮：磷：钾为15:8:5。该发明可有效提高甘蔗出苗率、分蘖率和株高，试验表明提高甘蔗出苗率0.9%-1.7%、分蘖率2.3%-4.2%、株高2.0-3.3cm；可显著提高甘蔗的农业产量，试验表明提高甘蔗的单产0.8-1.5t·hm²；可明显改善甘蔗的品质，试验表明提高甘蔗田间锤度0.3%-0.6%、蔗糖分0.3%-0.5%；减少施肥次数，降低劳动力成本，较适合在我国南方热带亚热带的蔗区肥料中等的土壤上施用。又如，申请号为201210027532.5的中国专利公开了一种甘蔗控释肥及其制备工艺，该甘蔗控释肥，其包括外层的包裹层和在内的肥料颗粒，包

裹层和肥料颗粒的重量比为0.3～3：7～12，肥料颗粒包含氮、磷、钾、钙和锌；另外，该发明还提供了制备甘蔗肥料的应用和方法等。上述提到的两个文献虽然生产得到的甘蔗肥都有较好的缓释作用，但是他们都是比较注重补充甘蔗的氮、磷、钾元素，在微量元素以及有机质的补充方面不足。

目前，缓释肥已成为世界各国肥料工业可持续发展的方向。缓释肥有有机合成型缓释肥和包膜型缓释肥两种，其中，包膜型缓释肥具有优异的可控缓释性能，一直是缓释肥研究开发的重点方向和主要任务。但包膜型缓释肥目前使用的包膜材料通常是非肥分聚合物，有效肥分低，产品成本高，且非肥分聚合物价格高，最终导致甘蔗的产量和糖分较低，同时造成蔗区生态环境污染。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种多聚磷酸钾甘蔗缓释肥及其生产方法，该多聚磷酸钾甘蔗缓释肥是根据甘蔗生长的需肥特点进行配制的，可以提供甘蔗生长所需的多种营养元素，而且肥料中的营养成分能够缓慢释放，肥效长久，有利于提高肥料的利用率，起到增产增收、提高甘蔗含糖量的作用。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种多聚磷酸钾甘蔗缓释肥，包括以下重量份数的原料：

尿素45-60份；多聚磷酸钾25-28份；生化黄腐酸钾30-35份；硫酸镁0.2-0.4份；氯化钙0.2-0.3份；微量元素1-1.5份；茶皂素2-5份；花生麸8-10份；骨粉5-10份；腐熟鸡粪10-15份；膨润土10-15份。所述的微量元素及重量比为fe:mn:zn:cu:b:mo=4:3:3:2:2:1。

上述的多聚磷酸钾甘蔗缓释肥，所述的多聚磷酸钾的制备方法包括以下步骤：

①将黄磷置于燃烧炉中于500～700℃下燃烧，得到p2o5气体；

②用风机将p2o5气体抽到聚合塔中，不断的淋水使p2o5气体溶到水中，至溶液中的p2o5的重量浓度达到72～87%，得到溶液；

③在得到的溶液中，按照硫化氢气体:溶液为1:1000～2000的重量比例将硫化氢气体通入溶液中，反应生成硫化砷固体，过滤，检测溶液中的砷含量降到1ppm以下，重金属的含量降到30ppm以下，得到多聚磷酸；

④将得到的多聚磷酸缓慢滴加到质量分数为65%以上的氢氧化钾溶液中，严格控制反应的温度在15～45℃之间，边滴加边搅拌，反应120～180分钟，检测产物中k2o和p2o5的重量百分含量，待产物中k2o的含量为33%，p2o5含量为10%，反应结束，制得多聚磷酸钾。

所述的多聚磷酸钾甘蔗缓释肥，其生产方法为：将重量份数的茶皂素溶解于适量水，然后加入到多聚磷酸钾中，然后按照重量份数将尿素、生化黄腐酸钾、硫酸镁、氯化钙以及微量元素加入到多聚磷酸钾中混合搅拌均匀，再加入花生麸、骨粉、腐熟鸡粪以及膨润土进行混合，得混合物，将混合物经自动给料系统粉碎，充分掺和均匀、按转鼓造粒法造粒，颗粒分筛，最后经过磁化处理后分筛，自动计量包装，检验合格后即得。

本发明中，生化黄腐酸钾是一种多价酚型芳香族化合物与氮化合物的缩聚物，系纯天然发酵品，无任何毒副作用；生化黄腐酸钾除高含量的的黄腐酸外，还富含植物生长过程中所需的几乎全部氨基酸、氮、磷、钾、多种酶类、糖类（低聚糖、果糖等）蛋白质、核酸、胡敏酸和vc、ve以及大量的b族维生素等营养成份，对植物的生长发育起着全面的调节作用。生化黄腐酸钾能促进植物根系生长和提高根系活动，有利于植株对水分和营养元素的吸收，以及提高叶绿素含量，增强光合作用，以提高植物的抗逆能力。

所用的茶皂素（teasaponin），又名茶皂甙。是从茶籽饼粕中提取出的一种皂类，基本结构由三萜皂甙、结构糖、结构酸组成。茶皂素具有杀虫、杀菌、刺激植物增长等生物活性。茶皂素能自动降解，无毒害，茶皂素对菜青虫具有一定胃毒和较强的忌避作用，且浓度越高，忌避越强，对防治菜青虫危害包心菜有一定效果。在园林花卉上用作杀虫剂防治地下害虫，如地老虎、线虫等害虫。在本发明中加入的茶皂素能起到害虫驱避剂的作用，从而提高甘蔗的防虫害能力。

本发明中，所用的骨粉为猪、牛、羊等动物的骨粉，含有丰富的营养素，除含钙20％～30％、磷8％～14％外，还含mg、k、na、ba、co、cu、fe、mo、ni、ti、v、zn、sr等微量元素，氨基酸种类齐全(18种)；骨粉是一种很好的迟效性磷肥，能为农作物提供生长所需的磷元素，提高肥效，而且在肥料中加入骨粉对改良酸性土壤和促进农作物生长十分有利。

膨润土(bentonite)是以蒙脱石为主要矿物成分的非金属矿产。它具有特殊的吸水性、水塑性、粘结性以及较强的离子交换性，膨润土施入土壤后，能吸水膨胀，改变土壤中固体、液体、气体的比例，使土壤结构疏松、起到改善土壤物理性状的作用，使土壤保水、保肥又不污染土壤环境，在干旱地区是极为有效的土壤改良剂。膨润土具有较高的阳离子交换量、较强的保水能力及良好的黏结性，阳离子交换量是土壤保肥供肥的一个重要指标。膨润土用于改良土壤，除了具有较强的保肥保水性能外，它还可以增强土壤的缓冲能力，吸附土壤中的有害元素。膨润土加入到土壤中能够降低有机物料的分解速率，提高腐殖化系数，从而增加有机质的含量和质量，提高土壤酶活性，改善土壤肥力状况。而且膨润土还具有较强的吸附作用，可利用膨润土作尿素的缓释载体，制备缓释氮素肥，提供氮素的肥料利用率。

本发明的有益效果为：

1、本发明多聚磷酸铵制备方法独特，未见报道，本发明自制的多聚磷酸钾养分含量高，溶解性好，不易与钙、镁、铁、铝等离子反应而使磷酸根失效，多聚磷酸钾是一种快速与长效结合的肥料，能为作物提供所需的磷元素和钾元素，聚磷酸钾容易被作物吸收。本发明自制的多聚磷酸钾在常温下性质稳定，常温下放置3个月无沉淀，运输和使用方便。但是聚磷酸钾的生产不容易控制，本发明制备多聚磷酸钾，物料投加的顺序必须是多聚磷酸滴加到氢氧化钾中，因多聚磷酸粘度很大而且反应会放出大量的热量，如果把氢氧化钾滴加到多聚磷酸中，反应热很难传递给冷却装置，易导致局部温度过高致使生成的聚磷酸钾水解而失败。而且所用的氢氧化钾的浓度需在65%以上，否则产物中水分过多，无法得到所需的k2o和p2o5含量。本发明制备多聚磷酸钾甘蔗缓释肥先制备多聚磷酸钾，采用该工艺制成的多聚磷酸钾聚合度适中，其中含有约50%正磷酸钾、约45%的二聚磷酸钾，余下的为更高聚合度的磷酸盐，在这样的比例下，不容易析出聚磷酸钾结晶体，磷元素能长久的缓慢释放，多聚磷酸钾容易被作物吸收，用来制备多聚磷酸钾甘蔗缓释肥，肥料中的营养元素能缓慢释放，甘蔗能对营养元素进行快速且长效的吸收，利用率高，制成的甘蔗缓释肥肥效好而持久。

2、本发明制备的多聚磷酸钾甘蔗缓释肥所用的茶皂素是一种植物源杀虫剂，无公害，具有很好的驱虫杀虫的作用，通过在肥料中加入茶皂素然后再施加到甘蔗地中能够提高甘蔗的抗病、抗虫害能力。本发明将膨润土作为原料之一制备肥料不仅能改善土壤肥力，还能作为尿素的吸附性载体，从而使尿素能够缓慢释放，提高肥料的利用率。本发明加入的微量元素含有fe、mn、zn、b等元素，能为甘蔗提供所需要的微量元素，而且本发明所自制的多聚磷酸钾本身是一种无机聚合物肥料，不仅能为甘蔗提供所需的效力持久的钾源、磷源；而且将硫酸镁、氯化钙以及微量元素加入到多聚磷酸钾中搅拌反应，多聚磷酸钾具有螯合金属离子的作用，能够提高如钙、锰等中微量元素的活性，经过反应后形成的螯合态的微量元素更易被植物吸收，大大提高了甘蔗对中微量元素的吸收效率。本发明加入的多聚磷酸钾不仅不会降低中微量元素的肥效还能提高中微量元素的活性，提高肥效。

3、本发明制备得的多聚磷酸钾甘蔗缓释肥，营养丰富、均衡，富含各种养分及中微量元素，能快速长效的补充甘蔗所需养分，且吸收效果好，利用率高，肥效好而持久。本发明制备的多聚磷酸钾甘蔗缓释肥，所用的多聚磷酸钾本身就具有缓慢释放的功能，而且采用膨润土加入到肥料中，膨润土能作为一种吸附载体吸附肥料中的营养元素，从而控制肥料的释放速度，大大提高肥料的肥效。本发明不需要用到包膜材料对肥料进行包膜从而控制肥料的释放速度，因此，不会对蔗区生态环境造成污染。本发明的多聚磷酸钾甘蔗缓释肥根据甘蔗生长的需肥特点进行配制，可以提供甘蔗生长所需的多种营养元素，而且肥料中的营养成分能够缓慢释放，肥效长久，有利于提高肥料的利用率，起到增产增收、提高甘蔗品种、提高甘蔗含糖量的作用。

6、本申请人是一家生产多年聚磷酸的厂家，几年来一直致力于农业肥料的研究，对各种农作物也进行过施肥中试和大田试验，特别是看到目前农民使用的无机氮磷钾肥料由于含有机质少，长期使用使得土壤板结，植物生长越来越差，病虫害越来越严重，所以采用了新的多聚磷酸铵生产方法，使得植物对肥料的吸收趋向于有机肥的方向。本申请人的几项同一天申请的肥料专利是利用多聚磷酸为基础适应不同的农作物肥料的系列产品，不是为了申请专利而追求数量的情况。

附图说明

图1为采用本发明多聚磷酸钾甘蔗缓释肥进行施肥后的甘蔗，从图1中可见，该甘蔗生长健壮，甘蔗茎秆粗大；

图2为采用普通15-15-15复合肥进行施肥后的生长的甘蔗，从图2可见，该甘蔗的茎秆较细，长势较差。

具体实施方式

实施例1

一种多聚磷酸钾甘蔗缓释肥，包括以下重量份数的原料：

尿素45份；多聚磷酸钾25份；生化黄腐酸钾30份；硫酸镁0.2份；氯化钙0.2份；微量元素1份；茶皂素2份；花生麸8份；骨粉5份；腐熟鸡粪10份；膨润土10份。所述的微量元素及重量比为fe:mn:zn:cu:b:mo=4:3:3:2:2:1。

所述的多聚磷酸钾的制备方法包括以下步骤：

①将黄磷置于燃烧炉中于500℃下燃烧，得到p2o5气体；

②用风机将p2o5气体抽到聚合塔中，不断的淋水使p2o5气体溶到水中，至溶液中的p2o5的重量浓度达到72%，得到溶液；

③在得到的溶液中，按照硫化氢气体:溶液为1:1000的重量比例将硫化氢气体通入溶液中，反应生成硫化砷固体，过滤，检测溶液中的砷含量降到1ppm以下，重金属的含量降到30ppm以下，得到多聚磷酸；若检测到溶液中的砷含量和重金属的含量未达到上述要求，则再次在溶液中通入硫化氢气体至溶液中的砷含量和重金属的含量达到上述要求；

④将得到的多聚磷酸缓慢滴加到质量分数为65%以上的氢氧化钾溶液中，严格控制反应的温度为15℃，边滴加边搅拌，反应180分钟，检测产物中k2o和p2o5的重量百分含量，待产物中k2o的含量为33%，p2o5含量为10%，反应结束，制得多聚磷酸钾。

所述的多聚磷酸钾甘蔗缓释肥，其生产方法为：将重量份数的茶皂素溶解于适量水，然后加入到多聚磷酸钾中，然后按照重量份数将尿素、生化黄腐酸钾、硫酸镁、氯化钙以及微量元素加入到多聚磷酸钾中混合搅拌均匀，再加入花生麸、骨粉、腐熟鸡粪以及膨润土进行混合，得混合物，将混合物经自动给料系统粉碎，充分掺和均匀、按转鼓造粒法造粒，颗粒分筛，最后经过磁化处理后分筛，自动计量包装，检验合格后即得。

实施例2

一种多聚磷酸钾甘蔗缓释肥，包括以下重量份数的原料：

尿素55份；多聚磷酸钾27份；生化黄腐酸钾32份；硫酸镁0.3份；氯化钙0.25份；微量元素1.2份；茶皂素3份；花生麸9份；骨粉7份；腐熟鸡粪13份；膨润土12份。所述的微量元素及重量比为fe:mn:zn:cu:b:mo=4:3:3:2:2:1。

所述的多聚磷酸钾的制备方法包括以下步骤：

①将黄磷置于燃烧炉中于600℃下燃烧，得到p2o5气体；

②用风机将p2o5气体抽到聚合塔中，不断的淋水使p2o5气体溶到水中，至溶液中的p2o5的重量浓度达到80%，得到溶液；

③在得到的溶液中，按照硫化氢气体:溶液为1:1500的重量比例将硫化氢气体通入溶液中，反应生成硫化砷固体，过滤，检测溶液中的砷含量降到1ppm以下，重金属的含量降到30ppm以下，得到多聚磷酸；

④将得到的多聚磷酸缓慢滴加到质量分数为70%的氢氧化钾溶液中，严格控制反应的温度为30℃，边滴加边搅拌，反应140分钟，检测产物中k2o和p2o5的重量百分含量，待产物中k2o的含量为33%，p2o5含量为10%，反应结束，制得多聚磷酸钾。

所述的多聚磷酸钾甘蔗缓释肥，其生产方法为：将重量份数的茶皂素溶解于适量水，然后加入到多聚磷酸钾中，然后按照重量份数将尿素、生化黄腐酸钾、硫酸镁、氯化钙以及微量元素加入到多聚磷酸钾中混合搅拌均匀，再加入花生麸、骨粉、腐熟鸡粪以及膨润土进行混合，得混合物，将混合物经自动给料系统粉碎，充分掺和均匀、按转鼓造粒法造粒，颗粒分筛，最后经过磁化处理后分筛，自动计量包装，检验合格后即得。

实施例3

一种多聚磷酸钾甘蔗缓释肥，包括以下重量份数的原料：

尿素60份；多聚磷酸钾28份；生化黄腐酸钾35份；硫酸镁0.4份；氯化钙0.3份；微量元素1.5份；茶皂素5份；花生麸10份；骨粉10份；腐熟鸡粪15份；膨润土15份。所述的微量元素及重量比为fe:mn:zn:cu:b:mo=4:3:3:2:2:1。

所述的多聚磷酸钾的制备方法包括以下步骤：

①将黄磷置于燃烧炉中于700℃下燃烧，得到p2o5气体；

②用风机将p2o5气体抽到聚合塔中，不断的淋水使p2o5气体溶到水中，至溶液中的p2o5的重量浓度达到87%，得到溶液；

③在得到的溶液中，按照硫化氢气体:溶液为1:2000的重量比例将硫化氢气体通入溶液中，反应生成硫化砷固体，过滤，检测溶液中的砷含量降到1ppm以下，重金属的含量降到30ppm以下，得到多聚磷酸；

④将得到的多聚磷酸缓慢滴加到质量分数为65%以上的氢氧化钾溶液中，严格控制反应的温度为45℃，边滴加边搅拌，反应120分钟，检测产物中k2o和p2o5的重量百分含量，待产物中k2o的含量为33%，p2o5含量为10%，反应结束，制得多聚磷酸钾。

所述的多聚磷酸钾甘蔗缓释肥，其生产方法为：将重量份数的茶皂素溶解于适量水，然后加入到多聚磷酸钾中，然后按照重量份数将尿素、生化黄腐酸钾、硫酸镁、氯化钙以及微量元素加入到多聚磷酸钾中混合搅拌均匀，再加入花生麸、骨粉、腐熟鸡粪以及膨润土进行混合，得混合物，将混合物经自动给料系统粉碎，充分掺和均匀、按转鼓造粒法造粒，颗粒分筛，最后经过磁化处理后分筛，自动计量包装，检验合格后即得。

应用效果

为进一步说明本发明生产得到的多聚磷酸钾甘蔗缓释肥的优点，发明人采用生产得到的多聚磷酸钾甘蔗缓释肥在广西区内一些大的甘蔗地进行过多次试验，其中，在广西南宁市横县的试验情况如下：

1、供试甘蔗品种：新台糖16号。

2、试验设置：

试验设3个处理，各处理3次重复，随机区组排列，每个处理小区面积200m²；试验设置如下：

处理1：甘蔗种植时按照35kg/亩的施加量将本发明制得的多聚磷酸钾甘蔗缓释肥均匀施入甘蔗种植沟中，在甘蔗进入大生长期时结合中耕培土，将n含量46%的尿素按照25kg/亩、将含p2o516%的过磷酸钙按照10kg/亩的施加量施于甘蔗根系附近，同时对甘蔗进行培土，保证肥料被土壤覆盖；

处理2：甘蔗种植时按照35kg/亩的施加量将本发明制得的多聚磷酸钾甘蔗缓释肥均匀施入甘蔗种植沟中，在甘蔗进入大生长期时结合中耕培土，不追肥；

处理3：甘蔗种植时将常规甘蔗用肥-使用15-15-15复合肥按照35kg/亩的施加量均匀施入甘蔗种植沟中，在甘蔗进入大生长期时结合中耕培土，将n含量46%的尿素按照25kg/亩、将含p2o516%的过磷酸钙按照10kg/亩的施加量施于甘蔗根系附近，同时对甘蔗进行培土，保证肥料被土壤覆盖；

试验统一时间种植和追肥、培土，其它甘蔗田间管理措施相同。

4、试验结果：

三组不同处理对甘蔗增糖以及产量等的影响如下表1所示：

从上表1中可见，相比于不施用本发明多聚磷酸钾甘蔗缓释肥的处理3，施用本发明多聚磷酸钾甘蔗缓释肥的处理1和处理2在甘蔗的产量以及甘蔗的糖锤度、旋光糖度以及蔗糖分等方面的含量都得到了提高，说明使用本发明的多聚磷酸钾甘蔗缓释肥能大大提高甘蔗的品质以及产量，而对于都施加了本发明多聚磷酸钾甘蔗缓释肥的处理1与处理2，经过对比可见，两者在产量和品质方面差别不大，说明本发明多聚磷酸钾甘蔗缓释肥具有较好的缓释作用，即使在甘蔗生长期间不施加尿素等进行追肥，甘蔗地中的还有一定的肥料为甘蔗的生长提供养分，进而说明了本发明生产的多聚磷酸钾甘蔗缓释肥肥效好且肥效长久。