褐土专用高效稳定性绿色铵态氮肥及制备方法

文档序号:24619061发布日期:2021-04-09 20:23阅读:339来源:国知局

本发明涉及高效稳定性绿色铵态氮素肥料,具体地说是一种褐土专用的含铵态氮的一种高效稳定性绿色氮素肥料及制备方法。



背景技术:

目前在农业生产实践中仍广泛使用铵态氮肥,占农业用氮肥总量的24%以上,特别是氯化铵、硫酸铵和碳酸氢铵应用量更大。在作物栽培和复混肥料加工过程中大量使用,有的是作物本身生理特性和优良品质需要,有的是农民习惯,但目前所应用的铵态氮肥仍然是普通的铵态氮肥,其氮素利用率很低,而对改善这部分氮素肥料的性能,提高其稳定性和利用率并没有引起充分的重视,为提高我国整体氮肥利用率,减少氮肥施用量,提高这部分形态氮肥的高效利用十分必要。

研究表明,不同氮素肥料特别是不同稳定性氮素肥料在不同类型土壤中的有效性完全不同,有的效果甚至与普通氮肥无异,这主要是由于不同的生化抑制剂除了对不同的肥料具有不同的效果外,不同的生化抑制剂在不同的类型土壤或不同理化性质(土壤质地、土壤孔隙、土壤有机质、酸碱度等)的土壤中其作用效果差异很大,表现出不同的硝化抑制效果,有的甚至完全相反,不能所有类型土壤施用同一种稳定性氮素肥料,目前已有的稳定性氮肥料在技术研究与开发过程中根本没有考虑不同类型土壤性质对生化抑制剂作用效果的影响,只考虑氮肥本身的特性,只从氮肥本身的化学性质以及在土壤中的转化特征选择生化抑制剂,一种肥料施遍或适用所有土壤,这是不科学也是荒谬的,没有科学理论支持,导致稳定性肥料在绝大多数土壤中不稳定,氮肥利用率没有得到提高,更不用说磷钾肥料利用率了。因此针对不同土壤研制的专用高效稳定性氮素肥料是未来稳定性氮素肥料的发展趋势,也是氮素肥料产业研发的关键技术。

然而,褐土是我国主要类型土壤之一,褐土区是我国主要粮食产区,氮肥用量大,特别是铵态氮肥用量很大,目前褐土区土壤退化严重,粮食生产能力明显下降,为了保护和提高褐土耕地质量,提高粮食产能,减轻环境污染,减少氮肥资源浪费,提高褐土区氮肥利用率,针对我国褐土研制专用的、成本低廉、高效的高效稳定性铵态氮肥迫在眉睫,同时也为铵态氮肥的产业发展和技术提升提供科技支撑。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种褐土专用的含铵态氮的高效稳定性绿色氮素肥料及制备方法。

为实现上述目的,本发明采用技术方案为:

一种褐土专用高效稳定性绿色铵态氮肥,肥料为铵态氮肥料和生化抑制剂,两者重量份数比为1:0.0003-0.1;其中,生化抑制剂为单一生化抑制剂或组合生化抑制剂;所述,单一生化抑制剂为cp、dcd或am;组合生化抑制剂为cp与dcd组合、cp与am组合、dcd与am或dmpp与dcd组合,各组合中两种生化抑制剂质量比为0.1-1:1-0.1。

所述硝化抑制剂cp(2-氯-6(三氯甲基)-吡啶)、dcd(二氰二胺)、dmpp(3,4-二甲基吡唑磷酸盐)、am(2-氨基-4-氯-6-甲基嘧啶)。

所述铵态氮肥原料为农业生产所用固态、液态肥料或化工产品。

所述铵态氮肥原料为铵态氮肥;其中,铵态氮肥为氯化铵、硫酸铵、碳酸氢铵、液氨(氨水)、磷酸一铵或磷酸二铵。

一种褐土专用高效稳定性绿色铵态氮肥的制备方法,根据铵态氮肥料的不同状态将其与单一生化抑制剂或组合生化抑制剂按上述比例混合均匀后造粒即可。

所述按上述比例将单一生化抑制剂或组合生化抑制剂悬浮溶液通过流化床在流化状态下使其均匀喷涂在颗粒状铵态氮肥表面进行造粒,或,颗粒状铵态氮肥与单一生化抑制剂或组合生化抑制剂混拌均匀,进行造粒;

按上述比例,将粉状的铵态氮肥原料与单一生化抑制剂或组合生化抑制剂混拌均匀,进行造粒;

按上述比例,将单一生化抑制剂或组合生化抑制剂混拌均匀后,直接注入铵态氮肥中混合均匀即可,也可混合后造粒。

所述采用流化床均匀喷涂,流化床中的进风温度应控制在60℃以内,压缩空气压强0.35~0.65pa,喷头雾化压0.05~0.15pa。

所述铵态氮肥再添加磷、钾、微量元素中的一种或几种混合均匀,通过机械造粒制成褐土专用的多元素高效稳定性铵基复合肥料。

本发明专利具有如下优点:

1.本发明肥料是ph5.6-10.5的褐土专用高效稳定性绿色铵态氮肥料,其是将高效硝化抑制剂cp、dcd、am单独与铵态氮肥结合,也可以是硝化抑制剂cp与dcd、cp与am、dcd与am、dmpp与dcd硝化抑制剂组合中的任何一组硝化抑制剂充分混合后,再与铵态氮肥混合,通过高科技结合后制成的褐土专用高效稳定性绿色铵态氮肥料,其利用不同硝化抑制剂中特有的化学结构适宜ph5.6-10.5的褐土的理化特性的特点,使其与铵态氮肥混合,作用于褐土中由于这几种硝化抑制剂或组合的有效成分分解较慢,进而可有效延长铵态氮肥肥效期,使肥效期从15-30天延长到110-125天,肥料总有效期达到125~135天。

2.本发明的高效稳定性绿色铵态氮肥料中由于利用不同硝化抑制剂与铵态氮肥混合,其cp、dcd、am的作用时间得以延长,同时激发与之相组合的上述硝化抑制剂的抑制氨氧化细菌和氨氧化古菌活性,并使得硝化抑制剂的抑制活性得以长时间保持,可显著改善作物对铵态氮肥料氮素的吸收利用效果,增加植株对铵态氮肥料氮素的吸收量,提高铵态氮肥的氮素肥料的利用率,提高氮素肥料利用率达50-80%,减少肥料用量10%—50%,是目前褐土专用铵态氮肥最为理想的高效稳定性绿色铵态氮肥料产品。

3.本发明肥料可使高浓度铵态氮在土壤中保持时间延长到100天以上,有效期的延长和利用率的提高,可以为植物更长时间吸收磷钾等营养元素提供保障,能促进作物对其它营养元素的吸收,增加农产品中蛋白质、氨基酸和脂肪等营养物质的含量。吸收促进率可达3-5倍。可使氮吸收率提高60%以上,磷吸收率提高5%以上,钾吸收率提高20%以上,微量元素吸收率提高10%-15%。

4.本发明肥料使用的硝化抑制剂cp具有促进作物生长和对土壤养分吸收的功效,与其他硝化抑制剂配合使用延长铵态氮肥肥效作用,与其他硝化抑制剂具有叠加和作用互补,铵态氮肥肥效期明显延长,充分发挥了硝化抑制剂cp和其他硝化抑制剂对抑制氨氧化增效的协同或促进作物吸收利用的作用。

5.本发明肥料实现种肥同播一次基施氮肥可满足褐土作物整个生长季对氮素的需要,农业生产省工、省时。大大降低农民劳动强度和生产成本。

6.本发明产品高效、低成本,绿色环保,环境友好。本发明采用的原料硝化抑制剂用量低,主要抑制剂具有促进作物生长作用,在土壤中分解快,当年分解,无任何残留。

7.本发明肥料制备操作简单,易于实现,原料取材广泛、易得。

8.本发明产品具有高度专一性,效果好。适用于褐土上种植的各类植物。施入土壤中对作物有显著的抗病、抗旱和抗倒伏作用,可有效地提高土壤储存养分的能力,并且对后茬作物具有一定效果,提高肥力,具有培肥褐土的作用效果。正常使用本产品可减少施用铵态氮肥15-50%,使粮食增产10-30%,蔬菜增产15-30%,经济作物增产20%以上。明显改善作物品质,提高商品等级。

9.本发明与生产同类尿素肥料产品相比,生产成本低、肥料进入土壤后作物可以直接吸收利用、氮素养分易固定在土壤中减少流失,成本在同类肥料中最低。在有效时间上完全可以代替肥效期相对较短的包膜肥料。

10.本发明的高效稳定性绿色铵态氮肥可进行工业化连续生产,在氮素肥料合成工业化生产的操作工艺流程中,在产品液态或固态时,在流程装置前增设添加硝化抑制剂的加入装置,通过此装置向肥料原料产品中添加本发明的硝化抑制剂或组合配方混合均匀即可。易于实现进行工业化大规模生产。

具体实施方式:

以下结合实例对本发明的具体实施方式做进一步说明,应当指出的是,此处所描述的具体实施方式只是为了说明和解释本发明,并不局限于本发明。

本发明褐土专用的含铵态氮的高效稳定性绿色氮素肥料可以有效抑制铵态氮肥料中的铵态氮向硝态氮转化,减缓其转化速率,延长铵态氮肥在土壤中的存留时间,显著延长铵态氮肥在褐土中的有效期,能够提高铵态氮肥氮素利用率、促进植物对氮、磷、钾及微量元素营养元素的吸收,促进根系的生长,健壮植株,增强抗逆性,改善农产品品质。

实施例1:

以农用氯化铵为氮源,制备高效稳定性绿色铵态氮肥料,原料为:以100份氯化铵颗粒为基准,1份cp(2-氯-6(三氯甲基)-吡啶可湿性粉剂。

制备方法:

1)配制悬浮溶液:将1份cp(2-氯-6(三氯甲基)-吡啶可湿性粉剂溶入200ml水溶液中,搅拌均匀制成悬浮溶液,待用。

2)利用流化床涂布技术,将配制好的悬浮溶液置于流化床液灌中,同时将100份中含氮26%的氯化铵颗粒由肥料进料口注入喷射塔中进行流化,而后随流化床的运行将悬浮溶液通过流量控制器由雾化喷头均匀地涂布在氯化铵颗粒表面,最终制得含氮25%的高效稳定性绿色铵态氮肥料。流化床运行的参数为进风温度60℃,压缩空气压强0.35pa,喷头雾化压0.05pa。

实施例2:

以农用硫酸铵为氮源,制备高效稳定性绿色铵态氮肥料,原料为:以100份硫酸铵粉末为基准,1份cp(2-氯-6(三氯甲基)-吡啶可湿性粉剂。

制备方法:

1)将1份cp(2-氯-6(三氯甲基)-吡啶可湿性粉剂溶入200ml水溶液中,搅拌均匀制成悬浮溶液,待用。

2)将100份中含氮20.5%的硫酸铵粉末由肥料进料口注入肥料混合槽中,再将1份cp(2-氯-6(三氯甲基)-吡啶抛撒在肥料混料槽中,开动搅拌器进行搅拌,当硫酸铵与cp搅拌均匀(大约15分钟)后,通过斗提机提到挤压器进料口,进行挤压造粒,制得粒径2.5-4.8mm的含氮20%的高效稳定性绿色铵态氮颗粒氮素肥料。

实施例3:

以硫酸铵为氮源,制备高效稳定性绿色铵态氮肥料,原料为:以100份硫酸铵粉末为基准,1份cp(2-氯-6(三氯甲基)-吡啶与dcd(二氰二胺)混合物,混合物按质量份数比为1:1;其中硫酸铵粉末中含氮20.5%。

制备方法:

1)配制混合硝化抑制剂:将1份cp(2-氯-6(三氯甲基)-吡啶与1份dcd(二氰二胺)混合,进行搅拌,搅拌均匀后待用。

2)将100份含氮20.5%的硫酸铵粉末加入到肥料混料槽中,将配制好的混合硝化抑制剂加入到肥料混料槽中,与硫酸铵粉末混合,并进行搅拌,搅拌均匀后,通过斗提机提到挤压器进料口,进行挤压造粒,制得粒径2.5-4.8mm的含氮20%的高效稳定性绿色铵态氮颗粒氮素肥料。

实施例4:

以氯化铵为氮源,制备高效稳定性绿色铵态氮肥料,原料为:以100份粉状氯化铵为基准,1份cp(2-氯-6(三氯甲基)-吡啶与dcd(二氰二胺)混合物,混合物按质量份数比为1:1;其中氯化铵粉末中含氮25%。

制备方法:

1)配制混合硝化抑制剂:将1份cp(2-氯-6(三氯甲基)-吡啶与1份dcd(二氰二胺)混合,进行机械或人工搅拌,搅拌均匀后待用。

2)将100份含氮26%的氯化铵粉末加入到肥料混料槽中,将配制好的混合硝化抑制剂加入到肥料混料槽中,与氯化铵粉末混合,并进行机械或人工搅拌,搅拌均匀后,通过斗提机或人工提到挤压器进料口,进行挤压造粒,制得粒径2.5-4.8mm的含氮25%的高效稳定性绿色铵态氮颗粒氮素肥料。此高效稳定性绿色铵态氮肥料产品比单独添加cp制成的高效稳定性绿色铵态氮产品所添加的生化抑制剂成本下降1/2,比单独添加dcd肥料产品肥效提高20%以上。

实施例5:

以硫酸铵为氮源,制备高效稳定性绿色铵态氮肥料,原料为:以100份粉状硫酸铵为基准,1份am(2-氨基-4-氯-6-甲基嘧啶)粉剂,其中硫酸铵粉末中含氮20.5%。

制备方法:

将100份含氮20.5%的硫酸铵粉末加入到肥料混料槽中,将1份am(2-氨基-4-氯-6-甲基嘧啶)硝化抑制剂粉剂加入到肥料混料槽中,与硫酸铵粉末混合,并进行机械或人工搅拌,搅拌均匀后,通过斗提机或人工提到挤压器进料口,进行挤压造粒,制得粒径2.5-4.8mm的含氮20%的高效稳定性绿色铵态氮颗粒氮素肥料。

实施例6:

以氯化铵为氮源,制备高效稳定性绿色铵态氮肥料,原料为:以100份粉状氯化铵为基准,1份cp(2-氯-6(三氯甲基)-吡啶与am(2-氨基-4-氯-6-甲基嘧啶)混合物,混合物按质量份数比为1:1;其中氯化铵粉末中含氮26%。

制备方法:

1)配制混合硝化抑制剂:将1份cp(2-氯-6(三氯甲基)-吡啶与1份am(2-氨基-4-氯-6-甲基嘧啶)混合,进行机械或人工搅拌,搅拌均匀后待用。

2)将100份含氮26%的氯化铵粉末加入到肥料混料槽中,将配制好的混合硝化抑制剂加入到肥料混料槽中,与氯化铵粉末混合,并进行机械或人工搅拌,搅拌均匀后,通过斗提机或人工提到挤压器进料口,进行挤压造粒,制得粒径2.5-4.8mm的含氮25%的高效稳定性绿色铵态氮颗粒氮素肥料。

实施例7:

以氯化铵为氮源,制备高效稳定性绿色铵态氮肥料,原料为:以100份粉状氯化铵为基准,1份dcd(二氰二胺)与am(2-氨基-4-氯-6-甲基嘧啶)混合物,混合物按质量份数比为1:0.5;其中氯化铵粉末中含氮26%。

制备方法:

1)配制混合硝化抑制剂:将1份dcd(二氰二胺)与0.5份am(2-氨基-4-氯-6-甲基嘧啶)混合,进行机械或人工搅拌,搅拌均匀后待用。

2)将100份含氮26%的氯化铵粉末加入到肥料混料槽中,将配制好的混合硝化抑制剂加入到肥料混料槽中,与氯化铵粉末混合,并进行机械或人工搅拌,搅拌均匀后,制得含氮25%的高效稳定性绿色铵态氮颗粒氮素肥料。

实施例8:

以硫酸铵为氮源,制备高效稳定性绿色铵态氮肥料,原料为:以100份粉状硫酸铵为基准,1份dcd(二氰二胺)与am(2-氨基-4-氯-6-甲基嘧啶)混合物,混合物按质量份数比为0.3:1;其中硫酸铵粉末中含氮20.5%。

制备方法:

1)配制混合硝化抑制剂:将0.3份dcd(二氰二胺)与1份am(2-氨基-4-氯-6-甲基嘧啶)混合,进行机械或人工搅拌,搅拌均匀后待用。

2)将100份含氮20.5%的硫酸铵粉末加入到肥料混料槽中,将配制好的混合硝化抑制剂加入到肥料混料槽中,与硫酸铵粉末混合,并进行机械或人工搅拌,搅拌均匀后,通过斗提机或人工提到挤压器进料口,进行挤压造粒,制得粒径2.5-4.8mm的含氮20%的高效稳定性绿色铵态氮颗粒氮素肥料。

应用对比例1:

以实施例1所制得的高效稳定性铵态氮肥产品在朝阳褐土种植玉米进行应用为例;同时,以氯化铵肥料与dmpp按重量比为1:0.01,并且按实施例1制备方法单独添加到氯化铵粉末肥料中,制得稳定性氯化铵肥料(含氮25%)作为褐土种植玉米应用对比肥料。

具体操作如下:

将实施例1所制得高效稳定性铵态氮肥颗粒与磷(p2o543%重过磷酸钙)钾(k2o60%氯化钾)肥料掺混,即亩施(666.7m2)n16kg,p2o510kg、k2o8kg量的高效稳定性铵态氮肥与重过磷酸钙和氯化钾进行掺混施用,一次性基肥施用,玉米生长期间不再追肥。

以dmpp制得的对比肥料同样与磷(p2o543%重过磷酸钙)钾(k2o60%氯化钾)肥料掺混,即亩施(666.7m2)n16kg,p2o510kg、k2o8kg量的稳定性铵态氮肥与重过磷酸钙和氯化钾进行掺混施用,一次性基肥施用,玉米生长期间不再追肥。

应用结果表明:施用实施例1所制得的高效稳定性铵态氮肥产品,玉米产量为815.61kg/666.7m2,施用以dmpp制得的稳定性铵态氮肥产品玉米产量为745.22kg/666.7m2,施用高效稳定性铵态氮肥玉米增产9.45%。在玉米灌浆期施用实施例1所制得的高效稳定性铵态氮肥料产品玉米叶片浓率,在玉米收获期活干成熟,不脱肥;而在玉米灌浆期,施用以dmpp制得的稳定性铵态氮肥产品玉米植株叶片出现脱肥迹象,在玉米收获时植株已早衰。

土壤养分含量指标分析表明:施用实施例1产品,褐土中铵态氮和硝态氮含量增加幅度明显,具有提高土壤肥力效果。

表1.施用实施例1等不同氮肥土壤基本理化性质变化情况

应用对比例2:

以实施例2所制得的高效稳定性铵态氮肥产品在朝阳褐土种植玉米进行应用为例;以硫酸铵肥料与dmpp重量比为1:0.01按实施例2制备方法单独添加到硫酸铵粉末肥料中,制得稳定性氯化铵肥料(含氮20%)作为褐土种植玉米应用对比肥料。

具体操作如下:

将实施例2所制得高效稳定性铵态氮肥颗粒与磷(p2o543%重过磷酸钙)钾(k2o60%氯化钾)肥料掺混,即亩施(666.7m2)n16kg,p2o510kg、k2o8kg量的高效稳定性铵态氮肥与重过磷酸钙和氯化钾进行掺混施用,一次性基肥施用,玉米生长期间不再追肥。

以dmpp制得的对比肥料同样与磷(p2o543%重过磷酸钙)钾(k2o60%氯化钾)肥料掺混,即亩施(666.7m2)n16kg,p2o510kg、k2o8kg量的稳定性铵态氮肥与重过磷酸钙和氯化钾进行掺混施用,一次性基肥施用,玉米生长期间不再追肥。

应用结果表明:施用实施例2所制得的高效稳定性铵态氮肥产品,玉米产量为882.17kg/666.7m2,施用以dmpp制得的稳定性铵态氮肥产品玉米产量为753.62kg/666.7m2,施用高效稳定性铵态氮肥玉米增产17.06%。在玉米灌浆期施用实施例2所制得的高效稳定性铵态氮肥料产品玉米叶片浓率,在玉米收获期活干成熟,植株叶片较绿,不脱肥;而在玉米灌浆期,施用以dmpp制得的稳定性铵态氮肥产品玉米植株叶片淡黄色,在玉米收获时玉米植株叶片已发黄,部分植株表现出早衰症状,已死亡。

土壤养分含量指标分析表明:施用实施例2产品,褐土中铵态氮和硝态氮含量增加,增加幅度较大,土壤肥力得到提高明显提高。

表2.施用实施例2等不同氮肥土壤基本理化性质变化情况

应用对比例3:

以实施例7所制得的高效稳定性铵态氮肥产品在朝阳褐土种植玉米进行应用为例;以氯化铵肥料与cmp(1-甲氨甲酰-3-甲基吡唑)重量比为1:0.01按实施例7制备方法单独添加到氯化铵粉末肥料中,制得稳定性氯化铵肥料(含氮25%)作为褐土种植玉米应用对比肥料。

具体操作如下:

将实施例7所制得高效稳定性铵态氮肥颗粒与磷(p2o543%重过磷酸钙)钾(k2o60%氯化钾)肥料掺混,即亩施(666.7m2)n14kg(减氮12.5%),p2o510kg、k2o8kg量的高效稳定性铵态氮肥与重过磷酸钙和氯化钾进行掺混施用,一次性基肥施用,玉米生长期间不再追肥。

以cmp(1-甲氨甲酰-3-甲基吡唑)制得的对比肥料同样与磷(p2o543%重过磷酸钙)钾(k2o60%氯化钾)肥料掺混,即亩施(666.7m2)n16kg,p2o510kg、k2o8kg量的稳定性铵态氮肥与重过磷酸钙和氯化钾进行掺混施用,一次性基肥施用,玉米生长期间不再追肥。

应用结果表明:施用实施例7所制得的高效稳定性铵态氮肥产品,玉米产量为892.66kg/666.7m2,施用以cmp(1-甲氨甲酰-3-甲基吡唑)制得的稳定性铵态氮肥产品玉米产量为801.52kg/666.7m2,施用高效稳定性铵态氮肥玉米增产11.37%。在玉米灌浆期施用实施例7所制得的高效稳定性铵态氮肥料产品玉米叶片浓率,在玉米收获期活干成熟,不脱肥;而在玉米灌浆期,施用以cmp(1-甲氨甲酰-3-甲基吡唑)制得的稳定性铵态氮肥产品玉米植株叶片见黄,出现淡黄色,在玉米收获时玉米植株已死亡,并且部分植株已倒伏。

土壤肥料指标分析表明:施用实施例7产品,褐土中铵态氮和硝态氮含量也有所增加,增加幅度较大,土壤速效氮储量增加,土壤肥力得到明显提高。

表3.施用实施例2不同氮肥土壤基本理化性质变化情况

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