CN103172442A - 一种功能型养分复合体颗粒肥及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种功能型养分复合体颗粒肥，它是由下述重量份的原料组成的：硫酸铵10-15、尿素15-20、氯化钾35-40、磷酸一铵30-40、腐植酸2-3、膨润土1-2、海泡石粉0.2-0.4、虾壳粉1-2、纳米碳粉0.1-0.2、硼酸0.1-0.2、钼酸铵0.1-0.3、粘结剂1-2；功能型养分复合体颗粒肥是控制灵活的全价肥料，吸取了复合肥的和传统BB肥的长处，同时克服了两者各自的弊端。具有利用测土配方施肥成果，中量、微量元素添加均匀，颗粒均匀，不分层、不潮解，施用方便、劳动节约，缓释可控（30-150天），肥料用途针对性强（水稻、小麦等作物专用肥），储运条件放宽，服务半径比传统的50km增大10倍，达到500km。
Description
技术领域
本发明主要涉及一种颗粒肥，尤其涉及一种功能型养分复合体颗粒肥及其制备方法。
背景技术
我国土地面积广阔，人口众多，既是一个农业大国又是一个人口大国，同时还是一个化肥消费大国。用世界上1/10的土地养活了1/5的人口，化肥销售量占世界的三分之一。粮食安全问题是国家的根本战略问题之一，而化肥在农作物增产中的作用占30-60%，因此一定程度上可以说，粮食问题就是化肥问题。化肥施用中突出问题是肥料利用率低。武志杰指出，我国的肥粮比(单位肥料增加的粮食量)已由上世纪50年代的16.1下降到现在的2.4。农田氮素损失率为30%一50%，每年通过淋溶、挥发等途径损失化学氮约900万t，价值约400亿元，并造成严重的环境污染。传统化学肥料当季利用率低下，是制约农业生产潜力转化为现实生产力的主要因素之一，也是影响粮食安全和环境安全的一个重要因素。
未来的化肥市场结构将倾向掺混肥方面发展，而掺混肥将向缓/控释发展。国外缓释/控释肥料的价格一般为普通肥料的3-9倍（Posey T，1994），我国缓释肥料的价格一般高于普通肥料10%一15%，解决缓控释肥的成本问题将是未来研究的热点。长效肥料机制使用最多的为物理机制，主要采用的是包膜法（杜建军等，2002）及吸附法(非包膜法)（吴平霄等，2001）。吸附法也可以实现控释，这一方法简单有效，应用前景广阔 (韩晓日等，2006)，而这一方法很大程度上依赖粘接剂的作用;而粘结剂是影响生产的关键因素，故有必要对粘合剂进行研究，以免包膜剂和吸附剂对土壤环境产生环境风险。虽然选择绿色环保的包膜剂和吸附剂的空间较大，但由于成本压力，人工合成无机粘合剂和有机粘合剂如果选择不当，缓/控释肥料的大量使用势必对土壤、水体及大气带来未知污染风险，实施清洁发展刻不容缓。
从长远来看，测土配方施肥，复混、掺混增效，是农民增收、确保农产品数量安全、确保农产品量安全、耕地生产力提高和可持续发展、保护生态环境和缓解资源压力、保障人民生活安全及保证农村和整个社会和谐展的需要。
根据我国农田肥料施用特点，结合我国测土配方施肥经验，借鉴发达国家施肥先进技术，大力发展BB肥（掺混肥，以下同）新型肥料是适合我国国情的一条好的道路（高祥照，2005）。据世界肥料工业协会统计，美国1997年BB肥占固体掺混肥料的80%;巴西1986年BB肥占肥料总施用量的60%以上;日本的BB肥则占施肥总量的80%左右。国外BB肥产业发展的最大特点是BB肥的推广应用和测土配方紧密结合,而且,BB肥供销体系为农户提供高水平的农化服务,因而产业发展迅速。美国的BB肥厂多达8000个,企业规模适中,单套BB肥装置产能4000 t左右,服务半径约50km,产品按农户需求随用随配（金继远，2005）。
我国BB肥产业起步晚,处于初级发展阶段，但发展较快。掺混肥工业起始于20世纪50年代，80年代末开始生产掺混肥料（BB肥）(王兴仁，2005)。我国第1套BB肥掺混装置是25年前从加拿大引进的,到现在BB肥生产厂家已发展到近500家。我国掺混肥的发展现状可以概括为:掺混肥的施用量和肥料复合化率不断提高;但是肥料的复合化程度与发达国家相比较低，掺混肥占掺混肥的比率较低。
自1980年以来，我国掺混肥施用量增加了近50倍，复合化率增加了29个百分点，但复合化程度仍然相当低，目前世界的平均水平是50%，发达国家高达80%以上（汪家铭，2004）。我国2002年化肥复合化率只有24%，其中磷肥复合化程度最高，也只达到33%。目前全国已取得掺混肥生产许可证的企业有2240余家，实际年产量达600余万t，但BB肥占氮磷肥料总量的比例却只有10%左右(李涛，2009)。
就其原因有以下几种：
1.因为传统BB肥制造技术含量不高，测土培肥技术要求高，企业服务半径小，科技力量要求高。我国当前的BB肥厂家多属中小型企业,许多大化肥企业多集中在掺混肥的制造上,很少介入BB肥的业务操作。
2.肥料的有效成分利用率不高。由于BB肥的基础原料肥多为传统的氮磷钾肥,例如尿素、磷铵、氯化钾、硫酸钾等,因而也存在着有效成分利用率低的缺陷。
3.基础原料肥的物理性质差异大,相容性差,产品易离析分层和吸湿结块,造成颗粒养分的不均匀,严重制约着BB肥的市场竞争力。这主要是由于基础原料肥的颗粒粒径、颗粒形状、密度、表观密度、均匀度、圆润度不一致,特别是钾肥颗粒形状不规则,比尿素颗粒密度大,粒径又较小,易于离析分层,尤其是长途运输,问题更突出。
4.农化服务比较薄弱。国家农业技术推广部门,与肥料生产流通企业还没有有机结合。只有做好全方位的科学施肥服务,才能迅速打开BB肥的推广应用局面。在这方面,不少肥料厂家,流通服务不到位,影响了BB肥的推广普及。
5.BB肥企业服务半径过大。据不完全统计,我国BB肥厂单套装置产能一般都在万吨以上,年产5万t以上的至少在50套以上,年产10万t以上的25套,还有少数高达30万t以上的企业。由于生产规模过大,产品服务半径也就很大,既增加了产品运销成本,更由于长距离运输及产品闲置待库时间长,造成BB肥产品的吸潮结块、离析分层,导致养分分离,严重影响肥效。
发明内容
本发明目的就是提供一种功能型养分复合体颗粒肥及其制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种功能型养分复合体颗粒肥，它是由下述重量份的原料组成的：
硫酸铵10-15、尿素15-20、氯化钾35-40、磷酸一铵30-40、腐植酸2-3、膨润土1-2、海泡石粉0.2-0.4、虾壳粉1-2、纳米碳粉0.1-0.2、硼酸0.1-0.2、钼酸铵0.1-0.3、粘结剂1-2；
所述的粘结剂是由下述重量份的原料组成：
粳米淀粉30-40、富硒酵母4-6、麦芽糖4-6、水50-60、亚硒酸钠0.001-0.004、氢氧化钾2-3、硼砂0.2-0.4、磷酸三丁酯0.1-0.2。
所述的粘结剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）发酵培养：将上述重量份的粳米淀粉、富硒酵母、麦芽糖、水混合，在温度为28-31℃下培养23-25小时后，将上述重量份的亚硒酸钠平均分成4-5份，每隔2-3小时加一份亚硒酸钠，总培养时间为45-50小时；
（2）交联反应：在发酵培养结束后，在上述得到的混料中加入上述重量份的氢氧化钾和硼砂，在温度为30-35℃下搅拌反应1-1.5小时，搅拌速度为2次/分钟；
（3）在上述交联反应结束后，加入上述重量份的磷酸三丁酯，混合搅拌，得半成品；
（4）将上述得到的半成品在80-90℃下干燥，粉碎，即得所述粘结剂；
步骤（1）中所述的发酵培养过程中，加入淀粉重量9-12%的氯化钾粉剂作为发酵终止剂，充分混合后，发酵结束。
一种功能型养分复合体颗粒肥的制备方法，包括以下步骤：
将上述除了粘结剂和膨润土以外的各原料混合，加入混合料重量3-5%的干酒糟、1-2%的蔗糖粉，在温度为25-35℃下堆放45-50小时，再加入剩余各原料，搅拌均匀后在50-60℃下造粒，然后干燥，干燥温度为65-75℃，即得所述功能型养分复合体颗粒肥。
一种功能型养分复合体颗粒肥，本发明的肥料颗粒粒径（mm）为2-4.5、百粒重(g)为2-3.5、抗压强度(N)30-45。
本发明的优点是：
1.肥料品种创新：功能型养分复合体颗粒肥是控制灵活的全价肥料，吸取了复合肥的和传统BB肥的长处，同时克服了两者各自的弊端。具有利用测土配方施肥成果，中量、微量元素添加均匀，颗粒均匀，不分层、不潮解，施用方便、劳动节约，缓释可控（30 -150天），肥料用途针对性强（水稻、小麦等作物专用肥），储运条件放宽，服务半径比传统的50km增大10倍，达到500km。
2.生产技术创新：颗粒肥肥料直径（mm）为2-4.5、百粒重(g/)为2-3.5、抗压强度(N) 30-45，其物理性能与大颗粒包衣尿素完全相同。解决了肥料结块、潮解、淋失等难题。
3.施用技术创新：项目在开展土壤植物生理生化及生态环境研究的基础上，总结了符合现代农业生产的功能型养分复合体颗粒肥施肥技术，建立一套以农田施肥为主导的相关植物种植的田间管理规范，达到施肥机械化水平高，劳动力成本节约水平。亩节省施肥成本8～12元。
具体实施方式
实施例1
一种功能型养分复合体颗粒肥，它是由下述重量份(公斤)的原料组成的：
硫酸铵15、尿素20、氯化钾40、磷酸一铵40、腐植酸3、膨润土2、海泡石粉0.4、虾壳粉2、纳米碳粉0.2、硼酸0.2、钼酸铵0.3、粘结剂2；
所述的粘结剂是由下述重量份的原料组成：
粳米淀粉40、富硒酵母6、麦芽糖6、水60、亚硒酸钠0.004、氢氧化钾3、硼砂0.4、磷酸三丁酯0.2。
所述的粘结剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）发酵培养：将上述重量份的粳米淀粉、富硒酵母、麦芽糖、水混合，在温度为31℃下培养25小时后，将上述重量份的亚硒酸钠平均分成5份，每隔3小时加一份亚硒酸钠，总培养时间为50小时；
（2）交联反应：在发酵培养结束后，在上述得到的混料中加入上述重量份的氢氧化钾和硼砂，在温度为35℃下搅拌反应1.5小时，搅拌速度为2次/分钟；
（3）在上述交联反应结束后，加入上述重量份的磷酸三丁酯，混合搅拌，得半成品；
（4）将上述得到的半成品在90℃下干燥，粉碎，即得所述粘结剂；
步骤（1）中所述的发酵培养过程中，加入淀粉重量12%的氯化钾粉剂作为发酵终止剂，充分混合后，发酵结束。
一种功能型养分复合体颗粒肥的制备方法，包括以下步骤：
将上述除了粘结剂和膨润土以外的各原料混合，加入混合料重量5%的干酒糟、2%的蔗糖粉，在温度为35℃下堆放50小时，再加入剩余各原料，搅拌均匀后在60℃下造粒，然后干燥，干燥温度为75℃，即得所述功能型养分复合体颗粒肥。
一种功能型养分复合体颗粒肥，本发明的肥料颗粒粒径（mm）为4.5、百粒重(g)为3.5、抗压强度(N)45。
本项目研究期间,所生产氮磷钾总养分含量44.8%、48.9%的两种含量的颗粒肥, 依次加工成45%、48%两种养分含量的增效BB肥，这些增效BB肥进行了连续三年的示范推广, 2007-2008年在安徽的池州、枞阳、皖河农场、普济圩农场及江西的彭泽、湖北的黄梅等地累计推广增效BB肥10.5万吨, 其中颗粒肥应用8.4万吨；在贵池区、普济圩农场、青阳县三个主要示范区推广增效BB肥3.35万吨,其中颗粒肥2.68万吨,施用面积188.7万亩,累计增收30970.9万元，下表,企业自身增效162万元。
2007-2008年颗粒肥在主要示范区推广效益情况（来源于应用单位证明）
安徽沿江及其它省市类似地区均实施了农业部测土配方施肥补贴资金项目,为颗粒肥应用提供了可靠的技术支撑,也拓展了其市场空间。按年产4万吨颗粒肥计算,年可加工增效BB肥5万吨 (其中水稻2.5 万吨、油菜1.2万吨、棉花1.25 万吨、蔬菜等0.05万吨)计算，水稻、油菜、棉花、蔬菜按各示范区试验增收效果计算,则可预测池州及周边农业增收49075万元人民币。
2、生态效益
通过新型颗粒肥的研制及其在农业上的推广应用，既提高作物产量，增进作物品质，又能彻底扭转土壤养分入不敷出的局面,维系农田生态系统的养分平衡，增强农田生态系统的稳定度。同时,通过新型颗粒肥连年推广，膨润土、腐植酸在农田土壤中含量也随之增加,土壤吸肥保肥能力将逐渐增强，化肥的流失将逐步得到遏制，从而将大幅减轻化肥的面源污染，特别是可缓解了因大量使用氮磷肥带来的环境压力；膨润土、腐植酸的使用，还可使土壤中障碍因子将得到不断修复、土壤结构及理化性状将得到不断改善，土壤缓冲性能将逐渐增强，从面会使土壤生产力和净化力得到显著提高，利于农作物持续增产和农产品的食用安全性，促进农业持续发展。
3、社会效益
通过颗粒肥的研制和推广应用，实现化肥生产企业和农业部门的密切结合，有利增强企业的技术创新能力及产品的影响力、辐射力。项目研究的成果可为肥料厂家提供一种全新的功能性营养完全配方，进一步优化了生产原料和应用产品的结构，增强了应用产品即增效BB肥的市场竞争力;同时也深化了BB肥的技术内涵,拓展BB肥产业的发展空间。项目研究成果的产业化开发与应用加强了科研—生产—技术推广—肥料销售之间的联系，形成了四方合力,加快了科技成果的转化与应用，促使企业由传统的BB肥产品向增效BB肥生产的转变和升级。以颗粒肥为主要原料的增效BB肥为载体，通过技术物化的形式推广应用新技术，更易于被农民接受，提高了新技术的农村市场适应性，有力地促进增效BB肥及其相关新技术的应用，使农业技术推广工作更加具有实效，扩大了安徽新农村生态肥料公司的企业社会影响，促进农民科学种田水平不断提高，为农业的可持续发展注入了新的活力。
Claims (3)
1.一种功能型养分复合体颗粒肥，其特征在于它是由下述重量份的原料组成的：
硫酸铵10-15、尿素15-20、氯化钾35-40、磷酸一铵30-40、腐植酸2-3、膨润土1-2、海泡石粉0.2-0.4、虾壳粉1-2、纳米碳粉0.1-0.2、硼酸0.1-0.2、钼酸铵0.1-0.3、粘结剂1-2；
所述的粘结剂是由下述重量份的原料组成：
粳米淀粉30-40、富硒酵母4-6、麦芽糖4-6、水50-60、亚硒酸钠0.001-0.004、氢氧化钾2-3、硼砂0.2-0.4、磷酸三丁酯0.1-0.2；
所述的粘结剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）发酵培养：将上述重量份的粳米淀粉、富硒酵母、麦芽糖、水混合，在温度为28-31℃下培养23-25小时后，将上述重量份的亚硒酸钠平均分成4-5份，每隔2-3小时加一份亚硒酸钠，总培养时间为45-50小时；
（2）交联反应：在发酵培养结束后，在上述得到的混料中加入上述重量份的氢氧化钾和硼砂，在温度为30-35℃下搅拌反应1-1.5小时，搅拌速度为2次/分钟；
（3）在上述交联反应结束后，加入上述重量份的磷酸三丁酯，混合搅拌，得半成品；
（4）将上述得到的半成品在80-90℃下干燥，粉碎，即得所述粘结剂；
步骤（1）中所述的发酵培养过程中，加入淀粉重量9-12%的氯化钾粉剂作为发酵终止剂，充分混合后，发酵结束。
2.一种如权利要求1所述的功能型养分复合体颗粒肥的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
将上述除了粘结剂和膨润土以外的各原料混合，加入混合料重量3-5%的干酒糟、1-2%的蔗糖粉，在温度为25-35℃下堆放45-50小时，再加入剩余各原料，搅拌均匀后在50-60℃下造粒，然后干燥，干燥温度为65-75℃，即得所述功能型养分复合体颗粒肥。
3.根据权利要求1所述的一种功能型养分复合体颗粒肥，其特征在于本发明的肥料颗粒粒径（mm）为2-4.5、百粒重(g)为2-3.5、抗压强度(N)30-45。
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