一种氮磷钾复合肥及其制备方法和施用方法与流程

1.本发明涉及肥料技术领域，具体涉及一种氮磷钾复合肥及其制备方法和施用方法。


背景技术：

2.粮食生产的持续发展是人类生存的基础，而土壤质量的稳定和改善是粮食生产持续发展的关键。不同的管理措施会对粮食产量和土壤质量性状产生显著不同的影响。化肥的大量使用是提高粮食产量重要措施。化肥的使用对提高作物产量发挥了巨大作用。氮磷钾作为作物生长的重要必需养分，也是目前农业生产施用化学肥料中的主要成分。由于肥料品种、施肥量、施肥方法、土壤类型、地力水平、作物种类等不同因素的影响造成目前肥料的利用率极低。但由于其用量的不断增加和不合理施用等引发的与土壤质量有关的问题日益凸显。农业生产中高施用量和低利用率的施肥现状，一方面肥分大量流失，另一方面，水体富营养化，给环境带来严重危害。土壤质量是实现农业可持续发展的重要前提，是土壤肥力质量、土壤环境质量和土壤健康质量3个组分的综合集成。而化肥的施用易于对土壤和自然环境产生不利影响。化学肥料的大量无序的使用所产生的弊端已经逐渐显现，例如：分解速度快造成的肥料利用率低；分解产生的气体和液体对大气和水体所造成的污染；导致土壤板结、土壤生态环境遭到破坏等等。
3.因此，提高氮磷钾肥利用率，对于节约生产成本、减缓使用化肥对环境造成的不良影响、提高作物产出有重要意义。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种氮磷钾复合肥及其制备方法和施用方法，本发明提供的氮磷钾复合肥能够提高肥料利用率、提高作物品质和产量、改善土壤环境。
5.为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
6.本发明提供了一种氮磷钾复合肥，包括如下重量份的原料：改性坡缕石10-20份、改性海泡石5-12份、氮肥5-10份、磷肥5-10份、钾肥5-10份、腐植酸3-8份、em菌0.05-0.15份、生物炭10-20份。
7.优选的，所述改性坡缕石的制备方法包括：将坡缕石酸化处理、干燥后，与六偏磷酸钠溶液混合进行超声处理，静置、离心，将得到的下层物质在400-600℃下煅烧0.5-1.5h，得到改性坡缕石。
8.优选的，所述酸化处理的溶液为盐酸溶液，所述盐酸溶液的质量分数浓度为1％-3％。
9.优选的，所述坡缕石与盐酸的料液比为1:(2-5)g/ml；所述酸化处理的温度为50-70℃，时间为0.5-2h。
10.优选的，所述超声处理的功率为100-200w，时间为1-3h。
11.优选的，所述改性海泡石的制备方法包括：将海泡石与水混合后，进行水热处理；
所述水热处理的温度为150-200℃，时间为3-7h。
12.优选的，所述海泡石与水的料液比为1:(12-16)g/ml。
13.优选的，所述氮肥为尿素，磷肥为磷酸钙、过磷酸钙、磷酸一钙中的一种或几种，钾肥为氯化钾、硫酸钾、磷酸钾中的一种或几种。
14.本发明还提供了上述氮磷钾复合肥的制备方法，包括：以坡缕石和海泡石为包膜材料对氮肥、磷肥和钾肥进行包膜，得到包膜肥；将包膜肥与em菌、生物炭、腐植酸混合后，得到所述氮磷钾复合肥。
15.本发明还提供了上述氮磷钾复合肥的施用方法，所述氮磷钾复合肥作为基肥施用；所述施用量为20～40kg/亩。
16.相对于现有技术，本发明具有如下有益效果：
17.本发明提供了一种氮磷钾复合肥料，包括改性坡缕石、改性海泡石、氮肥、磷肥、钾肥、腐植酸、em菌和生物炭。本发明改性坡缕石和改性海泡石有较大的空隙度和比表面积大，吸水性强，可作为肥料的包膜材料，将肥料包裹，提高缓释性，提高肥料的利用率；腐植酸含有的活性基团可与氮结合，提高氮肥的缓释性，同时促进农作物的生长、提高农作物品质；em菌可促进农作物生长、提高农作物品质，在种植过程中，腐植酸与em菌合用，可抑制病害的发生，提高农作物的抗病性；生物炭可提高土壤的保水保肥能力，可延缓肥料在土壤中的释放。本发明各个组分间具有协同功效，能够提高肥料利用率、提高作物品质和产量、改善土壤环境。
具体实施方式
18.本发明提供了一种氮磷钾复合肥，包括如下重量份的原料：改性坡缕石10-20份、改性海泡石5-12份、氮肥5-10份、磷肥5-10份、钾肥5-10份、腐植酸3-8份、em菌0.05-0.15份、生物炭10-20份。
19.在本发明中，所述氮磷钾复合肥优选的包括如下重量份的原料：改性坡缕石12-17份、改性海泡石8-11份、氮肥7-9份、磷肥7-9份、钾肥7-9份、腐植酸4-7份、em菌0.08-0.12份、生物炭12-18份；所述氮肥优选为尿素，磷肥优选为磷酸钙、过磷酸钙、磷酸一钙中的一种或几种，钾肥优选为氯化钾、硫酸钾、磷酸钾中的一种或几种。本发明改性坡缕石和改性海泡石有较大的空隙度和比表面积大，吸水性强，不仅能够改善土壤的质地，还可作为肥料的包膜材料，将肥料包裹，提高缓释性，提高肥料的利用率，并且二者的吸附性强，可降低土壤中重金属元素的活性，净化土壤环境。氮磷钾肥料可为农作物提供氮磷钾元素，补充农作物生长的营养。腐植酸具有多种活性基团，有很强的亲水性、阳离子交换性、络合能力及较高的吸附能力等，可提高土壤对酸度变化的缓冲能力。腐植酸含有的活性基团可与氮结合，提高氮肥的缓释性，同时促进农作物的生长、提高农作物品质。em菌中有大量的有益活菌，达到改良土壤结构和理化性质，可将土壤中不易被植物吸收成分分解为易于植物吸收的营养成分，促进农作物生长、提高农作物品质。在种植过程中，腐植酸可为em菌中的微生物发展为优势菌群，抑制病害的发生，提高农作物的抗病性。生物炭体重小，表面积大，可促进土壤酸碱平衡，提高土壤的保水保肥能力，可延缓肥料在土壤中的释放。本发明各个组分间具有协同功效，能够提高肥料利用率、提高作物品质和产量、改善土壤环境。
20.在本发明中，所述改性坡缕石的制备方法优选包括：将坡缕石酸化处理、干燥后，
与六偏磷酸钠溶液混合进行超声处理，静置、离心，将得到的下层物质在400-600℃下煅烧0.5-1.5h，得到改性坡缕石；所述酸化处理的溶液优选为盐酸溶液，所述盐酸溶液的质量分数浓度优选为1％-3％，更优选为2％；所述坡缕石与盐酸的料液比优选为1:(2-5)g/ml，更优选为1:3g/ml；所述酸化处理的温度优选为50-70℃，更优选为60℃，时间优选为0.5-2h，更优选为1h；所述超声处理的功率优选为100-200w，更优选为150w，时间优选为1-3h，更优选为2h。坡缕石在改性前采用gb/t 19587-2004测定，比表面积为68.2m2/g，改性(采用更优选参数)后比表面积提高至183.5m2/g，可见，本发明对坡缕石改性后大大提高了比表面积。
21.在本发明中，所述改性海泡石的制备方法优选包括：将海泡石与水混合后，进行水热处理；所述水热处理的温度优选为150-200℃，更优选为180℃，时间优选为3-7h，更优选为5h；所述热处理通过加压的方式改变温度；所述海泡石与水的料液比优选为1:(12-16)g/ml，更优选为1:15g/ml。在改性前采用gb/t 19587-2004测定海泡石的比表面积为57.6m2/g，改性(采用更优选参数)后比表面积提高至137.5m2/g，可见，本发明对海泡石改性后大大提高了比表面积。
22.本发明还提供了上述氮磷钾复合肥的制备方法，包括：以坡缕石和海泡石为包膜材料对氮肥、磷肥和钾肥进行包膜，得到包膜肥；将包膜肥与em菌、生物炭、腐植酸混合后，得到所述氮磷钾复合肥。
23.本发明还提供了上述氮磷钾复合肥的施用方法，所述氮磷钾复合肥作为基肥施用；所述施用量为20～40kg/亩，更优选为30kg/亩。
24.本发明坡缕石来自河北恒越矿产品有限公司，海泡石来自灵寿县远大云母厂，生物炭来自河南星源环保材料有限公司，腐植酸来自山西晋丰生物科技股份有限公司，em菌来自郑州农富康生物科技有限公司。
25.在本发明中，若无特殊说明，原料组分均为本领域技术人员熟知的市售商品。
26.下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
27.实施例1
28.坡缕石和海泡石的改性
29.1、坡缕石改性
30.将100g坡缕石与300ml质量浓度为2％的盐酸溶液混合，在60℃下搅拌1h后，抽滤、水洗至中性，干燥后，与六偏磷酸钠溶液混合，于150w超声处理2h，静置、离心后，将得到的下层物质在500℃下煅烧1h，得到改性坡缕石。
31.2、海泡石改性
32.将100g海泡石与1500ml水混合后，在180℃条件下水热处理5h，过滤、干燥得到改性海泡石。
33.坡缕石在改性前采用gb/t 19587-2004测定，比表面积为68.2m2/g，改性后比表面积提高至183.5m2/g，可见，本发明对坡缕石改性后大大提高了比表面积。
34.海泡石在改性前采用gb/t 19587-2004测定，比表面积为57.6m2/g，改性后比表面积提高至137.5m2/g，可见，本发明对海泡石改性后大大提高了比表面积。
35.实施例2
36.一种氮磷钾复合肥的制备方法，具体步骤为：
37.1、称量实施例1得到的改性坡缕石15kg、实施例1得到的改性海泡石10kg、尿素9kg、磷酸钙5kg、硫酸钾8kg、腐植酸5kg、em菌0.1kg、生物炭15kg。
38.2、将磷酸钙、钾肥、改性坡缕石和改性海泡石混合后得到混合物；将尿素颗粒润湿后，分次添加混合物至尿素干至不再粘粉为止，干燥、过筛后得到包膜肥。
39.3、将包膜肥与em菌、生物炭、腐植酸混合后，得到所述氮磷钾复合肥。
40.实施例3
41.一种氮磷钾复合肥的制备方法，具体步骤为：
42.1、称量实施例1得到的改性坡缕石10kg、实施例1得到的改性海泡石5kg、尿素5kg、过磷酸钙10kg、氯化钾5kg、腐植酸3kg、em菌0.05kg、生物炭10kg。
43.2、将磷酸钙、钾肥、改性坡缕石和改性海泡石混合后得到混合物；将尿素颗粒润湿后，分次添加混合物至尿素干至不再粘粉为止，干燥、过筛后得到包膜肥。
44.3、将包膜肥与em菌、生物炭、腐植酸混合后，得到所述氮磷钾复合肥。
45.实施例4
46.一种氮磷钾复合肥的制备方法，具体步骤为：
47.1、称量实施例1得到的改性坡缕石20kg、实施例1得到的改性海泡石12kg、尿素10kg、磷酸一钙8kg、磷酸钾10kg、腐植酸8kg、em菌0.15kg、生物炭20kg。
48.2、将磷酸钙、钾肥、改性坡缕石和改性海泡石混合后得到混合物；将尿素颗粒润湿后，分次添加混合物至尿素干至不再粘粉为止，干燥、过筛后得到包膜肥。
49.3、将包膜肥与em菌、生物炭、腐植酸混合后，得到所述氮磷钾复合肥。
50.对比例1
51.具体实施方式与实施例2相同，不同之处在于，本对比例不含有改性坡缕石和改性海泡石。
52.对比例2
53.具体实施方式与实施例2相同，不同之处在于，本对比例不含有腐殖酸、em菌和生物炭，其它步骤与实施例1相同。
54.对比例3
55.称量实施例1得到的改性坡缕石15kg、实施例1得到的改性海泡石10kg、尿素9kg、磷酸钙5kg、硫酸钾8kg、腐植酸5kg、em菌0.1kg、生物炭15kg后，混合得到氮磷钾复合肥。
56.试验例1
57.以尿素、磷酸钙、硫酸钾按照重量份9:5:8比例混合得到的肥料作为对照1，各取实施例2、对比例1-3、阴性对照的肥料10kg，分别放入25℃恒温的水中，进行为期90天的氮、钾元素的测定(通过连续流动分析仪检测水中进行氮、钾元素的含量)，元素释放量＝(水中元素浓度
×
水体积/元素总量)
×
100％。具体结果见表1。
58.表1不同处理的元素释放量
[0059][0060]
根据表1数据可知，本发明制备得到的氮磷钾复合肥相对于对照组具有持效期长，利用率高的优势。
[0061]
实验例2
[0062]
小区试验采取完全随机区组设计。小区试验重复次数3次，每个小区面积不小于20平方米，各试验小区土壤成分无显著性差异。小区试验组分为：对照2(不施肥)、实施例2、对比例1-3、红四方氮磷钾复合肥和施可丰氮磷钾复合肥。试验用水稻，选择要求健壮、规格等级相同，处理内容以外的栽培管理措施按照当地大面积生产实施，并控制一致，每小区相同措施均在同一天完成。收获后，统计产量、糙米率、精米率、整精米率。其中糙米率＝糙米重/稻谷重
×
100％；精米率＝精米重/稻谷重
×
100％；整精米率＝整精米重/稻谷重
×
100％。具体结果见表2。
[0063]
表2各组肥料施用方法、产量和品质
[0064][0065]
由表2可知，本发明制备得到的氮磷钾肥料在养分投入低的情况下，相对于其他组，仍然提高了水稻的产量和品质。
[0066]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。