CN108191584B - 一种西瓜专用缓释肥及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种西瓜专用缓释肥及其制备方法，该缓释肥包括如下重量份的原料组成：尿素25‑35份，聚磷酸钙镁15‑25份，硫酸钾35‑40份，复合增效剂1‑2份，氮素抑制剂0.1‑0.5份，硼砂0.1‑0.5份，复合微量元素0.2‑0.8份。本法所使用的聚磷酸钙镁由磷酸和磷尾矿反应制得，其中磷酸的聚合率≥80％，因此其中含有缓释聚合磷，另外聚磷酸对钙、镁具有一定的吸附性，使得钙、镁离子不易淋溶损失，并且本产品中的腐植酸和聚天冬氨酸和聚丙烯酰胺三元增效体系可对钙、镁起到吸附和转运作用，以缓慢释放给作物，以满足作物对钙、镁需求。

Description

一种西瓜专用缓释肥及其制备方法

技术领域

本发明涉及农作物专用肥技术领域，特别涉及一种西瓜专用缓释肥及其制备方法。

背景技术

西瓜是世界十大水果之一，素有“夏季水果之王”的美誉，深受消费者喜爱。根据早、中、晚熟品种不同，西瓜的全生育期在80-120天之间。由于西瓜生长期长、需肥量大，在西瓜生长中后期需要增施肥料以满足其生长需要。如果施肥不足，西瓜长势不旺，结的瓜小并且甜度低，大大影响食用品质。但是普通的化肥在西瓜田只能作为补充肥料，如果大量施用，不仅使西瓜的含糖量降低，品质变劣，还由于植物对普通化肥的吸收率低，长期使用会使土壤团粒结构遭到破坏，易造成土壤板结、土质变硬。土壤问题严重又会损害根系生长与养分吸收，如土壤酸化会造成作物根系卷曲，变脆，变硬，吸收功能受阻，此外酸性条件下，锰、铝离子活跃并被植株大量吸收，其他阳离子元素吸收量下降，导致缺铁、缺镁、缺钙等现象发生，西瓜易黄化、裂瓜，给种植户造成很大的经济损失。

目前，关于西瓜专用肥有不少专利报道，例如：中国专利文件CN102850108A公开了一种西瓜专用肥及其制备方法和应用，专用肥包括如下重量百分比的组分：尿素30.9—31.7％、过磷酸钙18.4—20.3％、磷酸一铵3.8—4.2％、硫酸钾35.7—36.4％、硫酸锌0.9—1.0％、硼砂5—6％、泥碳0.4—5.3％。将上述原料按配比称量后混合粉碎，放入搅拌器中搅拌混合均匀，即制成粉状西瓜专用肥。跟专用肥与现有大多数的用于西瓜各类复合(混)肥类似，存在肥期短，肥料利用率低的情况。单一的无机肥导致土壤板结，单一的有机肥养分低、肥效差。即使是有机-无机复混肥，往往由于含量偏低而导致肥效差，而且一般肥料中并不含有中微量元素或中微量元素不全面，导致作物体内部分物质转化合成受阻，农作物抗逆性差，易染病；同时造成产品品质降低，瓜不甜、菜不香，并且容易腐烂，不能存放等。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种西瓜专用缓释肥及其制备方法，结合西瓜生长环境与需肥规律，通过合理配比而制得一种具有缓释性，并且养分搭配合理、营养全面、易于作物吸收的西瓜专用肥。

术语说明：

本发明的产品有效磷、有效镁、有效钙是指在pH值12-13的碱性条件下，通过EDTA可提取的磷、镁、钙含量。

本发明的产品聚合率是指产品有效磷减去正磷酸(以P₂O₅计)后与有效磷的百分比。

本发明的技术方案如下：

一种西瓜专用缓释肥，包括如下重量份的原料组成：

尿素：25-35份；

聚磷酸钙镁：15-25份；

硫酸钾：35-40份；

复合增效剂：1-2份；

氮素抑制剂：0.1-0.5份；

硼砂：0.1-0.5份；

复合微量元素：0.2-0.8份。

根据本发明，优选的，所述的尿素为小颗粒尿素，粒径为0.85mm-2.80mm，含氮量为46％，为质量百分含量；

优选的，所述硫酸钾中氧化钾含量为51％，质量百分含量。

根据本发明，优选的，以P₂O₅、MgO、CaO计，所述的聚磷酸钙镁肥料中：

总磷50-68％、有效磷47-66％、总镁5-18％、有效镁4-15％、总钙11％-20％，有效钙10％-18％，均为质量百分比；以P₂O₅计，该聚磷酸钙镁肥料的聚合率≥75％；

优选的，总磷55-65％、有效磷54-65％、总镁8-15％、有效镁8-14％、总钙13％-20％，有效钙12％-17％，均为质量百分比；以P₂O₅计，该聚磷酸钙镁肥料的聚合率≥78％。

根据本发明，优选的，所述的聚磷酸钙镁以磷尾矿和磷酸为原料，按如下方法制备得到：

(1)将磷尾矿与磷酸在常温下混合反应，得反应混合液；

(2)将反应混合液在300-600℃下煅烧反应，当磷酸聚合率≥75％时停止反应，将产物粉磨，即得聚磷酸钙镁肥料。

根据本发明聚磷酸钙镁的制备方法，优选的，步骤(1)中磷尾矿与磷酸在常温下混合反应时间优选1-3h；

优选的，步骤(1)中所述的磷尾矿中以P₂O₅计，磷的质量百分含量为4-8％；以MgO计，镁的质量含量为13-19％，以CaO计，钙的质量含量为28％-38％；

所述的磷酸优选湿法磷酸，其中湿法磷酸中以P₂O₅计，磷的质量百分含量为为15％-40％，进一步优选20％-30％；

所述步骤(1)中的磷尾矿与磷酸的加入比例优选满足反应混合液中P₂O₅：(CaO+MgO)的摩尔比为1:1.2-1.6，进一步优选，磷尾矿与磷酸的加入比例满足反应混合液中P₂O₅：(CaO+MgO)的摩尔比为1:1.25-1.45；

优选的，步骤(2)中煅烧的温度为350-450℃；

优选的，步骤(2)中将反应混合液在温度60-100℃，压力10-90kPa下浓缩到料浆中水的质量百分含量35-45％，再进行煅烧反应。

本发明上述含量均为质量含量；其中氮含量以氮元素计，磷含量以P₂O₅计，钾含量以氧化钾计，钙含量以氧化钙计，镁含量以氧化镁计。

根据本发明，优选的，所述的复合增效剂包括：腐植酸和聚天冬氨酸和聚丙烯酰胺，其中三者质量比优选腐植酸：聚天冬氨酸：聚丙烯酰胺0.5-3：0.03-0.1:0.2-0.4，进一步优选:0.5-2：0.05-0.08：0.25-0.35。

所述腐植酸优选腐植酸盐，进一步优选腐植酸钾或/和腐植酸钠；

所述聚天冬氨酸优选聚天冬氨酸盐，进一步优选聚天冬氨酸钠和/或聚天冬氨酸钾和/或聚天冬氨酸钙；

优选的，所述腐植酸数均分子量为2000-5000；

所述聚丙烯酰胺的数均分子量优选200万-1000万；

所述的聚天冬氨酸的数均分子量优选3000-6000。

根据本发明，优选的，所述的氮素抑制剂为脲酶抑制剂和硝化抑制剂的混和物，其中脲酶抑制剂：硝化抑制剂质量比优选1:0.5-2；

优选的，所述的脲酶抑制剂为正丁基硫代磷酸三胺和/或氢醌，进一步优选氢醌，硝化抑制剂优选3,4-二甲基-1H-吡唑磷酸盐和/或双氰胺，进一步优选3,4-二甲基-1H-吡唑磷酸盐。

根据本发明，优选的，以质量百分比计，所述硼砂含硼≥17％。

优选的，所述的复合微量元素为EDTA铁、EDTA锌和EDTA锰，进一步优选EDTA铁：EDTA锌：EDTA锰的质量比为1:0.1-0.8:0.1-0.5；

优选的，以质量百分比计，EDTA螯合铁含铁≥13％，EDTA螯合锌含锌≥15％，EDTA螯合锰含锰≥13％。

根据本发明，优选的，所述的西瓜专用缓释肥包括如下重量份的原料组成：

尿素：30份；

聚磷酸钙镁：22份；

硫酸钾：38份；

复合增效剂：1份；

氮素抑制剂：0.3份；

硼砂：0.2份；

复合微量元素：0.4份。

根据本发明，上述西瓜专用缓释肥的制备方法，包括步骤如下：

(i)按配比称量尿素、聚磷酸钙镁和硫酸钾，混合后进行粉磨，粉磨至30-80目得粉末A；

(ii)将粉末A与腐植酸、聚天冬氨酸、聚丙烯酰胺，氮素抑制剂、硼砂和复合微量元素按照比例混合均匀；

(iii)向混合后肥料中加入混合肥料2-3％质量百分比的水分后造粒、烘干即可得西瓜专用复合肥。

本发明与现有技术相比，具有以下突出的优点：

1、本发明的西瓜专用缓释肥中添加了腐植酸和聚天冬氨酸和聚丙烯酰胺的三元增效体系，并通过实验筛选适合西瓜种植的最优施用比例，其中三者按照本发明优选比例施入土壤能够形成不同粒径尺寸的团粒结构，能够对土壤结构改良起到最优效果。

2、本法所使用的聚磷酸钙镁由磷酸和磷尾矿反应制得，其中磷酸的聚合率≥80％，因此其中含有缓释聚合磷，另外聚磷酸对钙、镁具有一定的吸附性，使得钙、镁离子不易淋溶损失，并且本产品中的腐植酸和聚天冬氨酸和聚丙烯酰胺三元增效体系可对钙、镁起到吸附和转运作用，以缓慢释放给作物，以满足作物对钙、镁需求。

3、根据西瓜对氮肥的需求特点，本发明中加入了氮素抑制剂，本发明优选一定比例的脲酶抑制剂和硝化抑制剂复配后形成了氮素抑制剂，可以有效提升尿素中氮素的利用效率，满足西瓜生长期对氮素的需求。

4、本发明还优选出合适配比的硼、铁、锌、锰等微量元素，使得大量元素和微量元素配比更加合理，本发明的肥料，因其中养分含量配比合理，可有效提升西瓜品质和产量。

具体实施方式：

下面通过具体实施例对本发明作进一步说明，但不限于此。

实施例中所用原料：磷酸一铵(N11％,P₂O₅49％)硝酸钙(N11％，CaO23％)七水硫酸镁(MgO16％)聚磷酸铵(11-44-0)复合肥(18-10-18)有机肥(有机质≥45％)水溶肥(16-8-34)。腐植酸数均分子量为2000-5000；聚丙烯酰胺的数均分子量200万-1000万；聚天冬氨酸的数均分子量3000-6000。硼砂含硼≥17％，EDTA螯合铁含铁≥13％，EDTA螯合锌含锌≥15％，EDTA螯合锰含锰≥13％；皆为市售产品。

实施例中所用聚磷酸钙镁按如下方法制备得到：

湿法磷酸：w(P₂O₅)25.39％，w(MgO)1.23％，w(CaO)0.15％

磷尾矿：w(P₂O₅)6.18％，w(MgO)15.23％，w(CaO)34.32％

(1)将100kg磷尾矿与520kg磷酸在反应器中常温下混合反应2h，得反应混合液；

(2)将上述反应混合液在80℃，30kPa浓缩到料浆含水量44-45％的浓缩液；

(3)将上述所得浓缩液在450℃下煅烧3h，粉磨后即可得聚磷酸钙镁产品。

聚磷酸钙镁的产品分析结果如表1所示：

表1

总P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>

有效P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>

总MgO

有效MgO

总CaO

有效CaO

聚合率

63.50％

62.43％

9.94％

7.45％

15.97％

12.17％

85％

实施例中所用“％”如无特殊说明，均为质量百分比。

实施例1：

西瓜专用缓释肥的制备，包括步骤如下：

(1)将30kg尿素、22kg聚磷酸钙镁和38kg硫酸钾混合后粉磨，粉磨至50-60目后得粉末A；

(2)将上述所得粉末A与0.74kg腐植酸钠、0.037kg聚天冬氨酸钠、0.223kg聚丙烯酰胺，0.15kg氢醌、0.15kg3,4-二甲基-1H-吡唑磷酸盐、0.2kg硼砂和0.2kg EDTA铁、0.1kgEDTA锌、0.1kg EDTA锰混合均匀后加入其总质量3％的水后在造粒机中进行造粒，然后放入烘干机中烘干，计量包装即可得西瓜专用复合肥产品。

实施例2：

西瓜专用缓释肥的制备，包括步骤如下：

(1)将35kg尿素、25kg聚磷酸钙镁和40kg硫酸钾混合后进行粉磨，粉磨至30-40目得粉末A；

(2)将上述粉末A,1.48kg腐植酸钾，0.074kg聚天冬氨酸钙，0.446kg聚丙烯酰胺，0.3kg氢醌，0.2kg3,4-二甲基-1H-吡唑磷酸盐，0.2kg硼砂，0.2kgEDTA铁，0.1kgEDTA锌，0.1kgEDTA锰混合均匀后加入其总质量2％的水后在造粒机中造粒，然后烘干，计量包装即可得西瓜专用复合肥产品。

实施例3

西瓜专用缓释肥的制备，包括步骤如下：

(1)将25kg尿素、15kg聚磷酸钙镁和35kg硫酸钾混合后进行粉磨，粉磨至70-80目得粉末A；

(2)将上述粉末A，1.11kg腐植酸钠、0.056kg聚天冬氨酸钠、0.334kg聚丙烯酰胺，0.05kg氢醌，0.05kg 3,4-二甲基-1H-吡唑磷酸盐，0.1kg硼砂和0.2kg EDTA铁，0.1kg EDTA锌，0.1kg EDTA锰混合均匀后加入其总质量3％的水后在造粒机中进行造粒，然后放入烘干机中烘干，计量包装即可得西瓜专用复合肥产品。

对比例1:

如实施例1所述，不同的是将复合增效剂的加入由0.74kg腐植酸钠，0.037kg聚天冬氨酸钠，0.223kg聚丙烯酰胺变成只加入1kg腐植酸钠。

对比例2：

如实施例1所述，不同的是将复合增效剂的加入由0.74kg腐植酸钠、0.037kg聚天冬氨酸钠、0.223kg聚丙烯酰胺变成加入0.34kg腐植酸钠、0.34kg聚天冬氨酸钠和0.34kg聚丙烯酰胺。

对比例3：

如实施例1所述，不同的是不加入氮素抑制剂氢醌和3,4-二甲基-1H-吡唑磷酸盐。

对比例4：

如实施例1所述，不同的是将聚磷酸钙镁换成磷酸一铵。

对比例5：

如实施例1所述，不同的是将聚磷酸钙镁换成聚磷酸铵。

试验例：

试验时间及地点：

试验于2016年12月在山东省临沂市莒南县大店镇西瓜大棚内进行。

试验处理如下：

处理1：将100kg有机肥，60kg复合肥(18-10-18)作为底肥施用，膨果期追施10kg16-8-34水溶肥。

处理2：将100kg有机肥，50kg实施例一所制得产品作为底肥施用，膨果期追施10kg16-8-34水溶肥。

处理3：将100kg有机肥，50kg对比例1的产品作为底肥施用，膨果期追施10kg 16-8-34水溶肥。

处理4：将100kg有机肥，50kg对比例2的产品作为底肥施用，膨果期追施10kg 16-8-34水溶肥。

处理5：将100kg有机肥，50kg对比例3的产品作为底肥施用，膨果期追施10kg 16-8-34水溶肥。

处理6：将100kg有机肥，60kg复合肥(18-10-18)，7.5kg七水硫酸镁，8.4kg硝酸钙一起作为底肥施用，膨果期追施10kg 16-8-34水溶肥。

处理7：将100kg有机肥，50kg对比例4的产品，3.5kg磷酸一铵，7.5kg七水硫酸镁，8.4kg硝酸钙一起作为底肥施用，膨果期追施10kg16-8-34水溶肥。

处理8：将100kg有机肥，50kg对比例5的产品，5.4kg聚磷酸铵，7.5kg七水硫酸镁，8.4kg硝酸钙一起作为底肥施用，膨果期追施10kg16-8-34水溶肥。

每个处理设3个重复组，取平均值，只计算头茬瓜的产量，结果如表2所示。

表2不同施肥处理对大棚西瓜的影响

通过表2可以看出本发明的产品比处理1及处理6分别增产15.10％，12.71％，具有明显的提质增产的效果；处理2比处理3,4分别增产3.51％，5.94％，说明本发明所选用的最优复合增效剂的比例比单一增效剂或者其它非优选比例增效剂组合的效果更加明显；处理5比处理2少增产8.85％，说明本发明的复合氮抑制剂会明显增加氮素的稳定性，以保证西瓜生长全程具有足够氮素供应；处理2比处理7增产7.72％，说明本发明的聚磷酸钙镁比磷酸一铵加钙、镁肥具有明显的增产效果，处理2比处理8增产5.42％，说明聚磷酸钙镁比聚磷酸铵加钙、镁肥具有更好的增产效果。

Claims (10)

1.一种西瓜专用缓释肥，其特征在于，该缓释肥包括如下重量份的原料组成：

尿素：25-35份；

聚磷酸钙镁：15-25份；

硫酸钾：35-40份；

复合增效剂：1-2份；

氮素抑制剂：0.1-0.5份；

硼砂：0.1-0.5份；

复合微量元素：0.2-0.8份；

以P₂O₅、MgO、CaO计，所述的聚磷酸钙镁中：

总磷50-68％、有效磷47-66％、总镁5-18％、有效镁4-15％、总钙11%-20%，有效钙10%-18%，均为质量百分比；以P₂O₅计，该聚磷酸钙镁的聚合率≥75%；

所述的聚合率是指产品有效磷减去正磷酸根形式的磷后与有效磷的百分比，以P₂O₅计；

所述的复合增效剂包括：腐植酸和聚天冬氨酸和聚丙烯酰胺，其中三者质量比腐植酸：聚天冬氨酸：聚丙烯酰胺0.5-3：0.03-0.1:0.2-0.4；

所述的聚磷酸钙镁以磷尾矿和磷酸为原料，按如下方法制备得到：

（1）将磷尾矿与磷酸在常温下混合反应，得反应混合液；

（2）将反应混合液在300-600℃下煅烧反应，当磷酸聚合率≥75%时停止反应，将产物粉磨，即得聚磷酸钙镁肥料。

2.根据权利要求1所述的西瓜专用缓释肥，其特征在于，所述的尿素为小颗粒尿素，粒径为0.85mm-2.80mm，含氮量为46%，为质量百分含量；

所述硫酸钾中氧化钾含量为51%，质量百分含量。

3.根据权利要求1所述的西瓜专用缓释肥，其特征在于，以P₂O₅、MgO、CaO计，所述的聚磷酸钙镁中：

总磷55-65％、有效磷54-65％、总镁8-15％、有效镁8-14％、总钙13%-20%，有效钙12%-17%，均为质量百分比；以P₂O₅计，该聚磷酸钙镁肥料的聚合率≥78%。

4.根据权利要求1所述的西瓜专用缓释肥，其特征在于，聚磷酸钙镁的制备方法，步骤（1）中磷尾矿与磷酸在常温下混合反应时间为1-3h；

步骤（1）中所述的磷尾矿中以P₂O₅计，磷的质量百分含量为4-8％；以MgO计，镁的质量含量为13-19％，以CaO计，钙的质量含量为28%-38%；

所述的磷酸为湿法磷酸，湿法磷酸中以P₂O₅计，磷的质量百分含量为15%-40%；

所述步骤（1）中的磷尾矿与磷酸的加入比例满足反应混合液中P₂O₅：（CaO+MgO）的摩尔比为1:1.2-1.6；

步骤（2）中煅烧的温度为350-450℃；

步骤（2）中将反应混合液在温度60-100℃，压力10-90kPa下浓缩到料浆中水的质量百分含量35-45%，再进行煅烧反应。

5.根据权利要求1所述的西瓜专用缓释肥，其特征在于，所述腐植酸为腐植酸盐；

所述聚天冬氨酸为聚天冬氨酸盐；

所述腐植酸数均分子量为2000-5000；

所述聚丙烯酰胺的数均分子量为200万-1000万；

所述的聚天冬氨酸的数均分子量为3000-6000。

6.根据权利要求1所述的西瓜专用缓释肥，其特征在于，所述的氮素抑制剂为脲酶抑制剂和硝化抑制剂的混和物，其中脲酶抑制剂：硝化抑制剂质量比为1:0.5-2。

7.根据权利要求6所述的西瓜专用缓释肥，其特征在于，所述的脲酶抑制剂为正丁基硫代磷酸三胺和/或氢醌，所述的硝化抑制剂为3,4-二甲基-1H-吡唑磷酸盐和/或双氰胺。

8. 根据权利要求1所述的西瓜专用缓释肥，其特征在于，所述的复合微量元素为EDTA铁、EDTA锌和EDTA锰， EDTA铁：EDTA锌：EDTA锰的质量比为1:0.1-0.8:0.1-0.5。

9.根据权利要求1所述的西瓜专用缓释肥，其特征在于，所述的西瓜专用缓释肥包括如下重量份的原料组成：

尿素：30份；

聚磷酸钙镁：22份；

硫酸钾：38份；

复合增效剂：1份；

氮素抑制剂：0.3份；

硼砂：0.2份；

复合微量元素：0.4份。

10.权利要求1-9任一项所述的西瓜专用缓释肥的制备方法，包括步骤如下：

（i）按配比称量尿素、聚磷酸钙镁和硫酸钾，混合后进行粉磨，粉磨至30-80目得粉末A；

（ii）将粉末A与腐植酸、聚天冬氨酸、聚丙烯酰胺，氮素抑制剂、硼砂和复合微量元素按照比例混合均匀；

（iii）向混合后肥料中加入混合肥料2-3%质量百分比的水分后造粒、烘干即可得西瓜专用复合肥。