一種緩釋長(zhǎng)效復(fù)混肥料及其制備方法

一、基本信息

1.專利號(hào)：ZL201310019566.4。

2.發(fā)明人：孫志梅、劉建濤、王雪。

3.專利權(quán)人：河北農(nóng)業(yè)大學(xué)。

4.授權(quán)時(shí)間：2016年5 月18 日。

5.技術(shù)領(lǐng)域：本發(fā)明涉及一種緩釋長(zhǎng)效肥料，具體地說是一種通過復(fù)合調(diào)控劑調(diào)控養(yǎng)分轉(zhuǎn)化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)肥料緩釋長(zhǎng)效和高效的穩(wěn)定性肥料及其制備方法。

二、發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種含有復(fù)合調(diào)控劑的緩釋長(zhǎng)效肥料及其制備方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種緩釋長(zhǎng)效肥料，該肥料為氮磷二元或三元復(fù)混肥料，肥料中的氮素全部為酰胺態(tài)氮或銨態(tài)氮，或部分為酰胺態(tài)氮，部分為銨態(tài)氮。

所述肥料中含有調(diào)控肥料養(yǎng)分轉(zhuǎn)化、有助于提高肥效的復(fù)合調(diào)控劑；該復(fù)合調(diào)控劑由三類物質(zhì)按適當(dāng)比例復(fù)配而成，這三類物質(zhì)發(fā)揮著硝化抑制劑、脲酶抑制劑和硝化抑制劑的增效劑、植物必需營(yíng)養(yǎng)元素以及植物必需營(yíng)養(yǎng)元素的增效劑的功能。

所述復(fù)合調(diào)控劑中的脲酶抑制劑和硝化抑制劑的增效劑為硼砂或硼酸，硝化抑制劑為雙氰胺、3，4-二甲基吡唑磷酸鹽、3，5-二甲基吡唑、2-氯-6-（三氯甲基）吡啶或2-氨基-4-氯-6-甲基嘧啶，植物必需營(yíng)養(yǎng)元素的增效劑為腐植酸類物質(zhì)。

所述復(fù)合調(diào)控劑中的脲酶抑制劑和硝化抑制劑的增效劑硼砂或硼酸的用量為純氮量的2%～10%。

所述復(fù)合調(diào)控劑中的硝化抑制劑的用量為純氮量的1%～8%。

所述復(fù)合調(diào)控劑中的植物必需營(yíng)養(yǎng)元素的增效劑腐植酸類物質(zhì)為腐植酸的一價(jià)鹽或二價(jià)鹽，細(xì)度應(yīng)達(dá)80 目以上，用量為肥料量的2%～10%。

所述緩釋長(zhǎng)效肥料的制備方法為：將構(gòu)成復(fù)合調(diào)控劑的三類物質(zhì)按適當(dāng)比例復(fù)配混勻后，加入到復(fù)混肥的配料中，在生產(chǎn)系統(tǒng)中加工成緩釋長(zhǎng)效肥料。

本發(fā)明的創(chuàng)新之處主要是將既作為脲酶抑制劑和硝化抑制劑的增效劑，又作為植物必需營(yíng)養(yǎng)元素補(bǔ)充的硼砂或硼酸與硝化抑制劑雙氰胺、3，4-二甲基吡唑磷酸鹽、3，5-二甲基吡唑、2-氯-6-（三氯甲基）吡啶或2-氨基-4-氯-6-甲基嘧啶，以及營(yíng)養(yǎng)元素的增效劑腐植酸類物質(zhì)按肥料用量或肥料中所含養(yǎng)分含量的適當(dāng)比例復(fù)配成復(fù)合調(diào)控劑，用于氮磷二元或三元復(fù)混肥料的制備中。

本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：

（1）成本低。該復(fù)合調(diào)控劑配方中所用原料價(jià)廉易得，具有多重功能，調(diào)控養(yǎng)分轉(zhuǎn)化效果突出。

（2）生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單。本發(fā)明所用復(fù)合調(diào)控劑可以作為配料之一直接加入到復(fù)混肥料的生產(chǎn)過程中，不需要繁雜的設(shè)備改造和投資，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。

（3）應(yīng)用效果好。本發(fā)明肥料施入土壤后，其中的氮素轉(zhuǎn)化可得到有效調(diào)控，使土壤中較長(zhǎng)時(shí)間保持較高的銨態(tài)氮含量和較低的硝態(tài)氮含量，減少土壤中硝態(tài)氮的累積，有效延長(zhǎng)其肥效期，提高氮肥利用率，減輕環(huán)境污染，并同時(shí)有效減少磷肥施入土壤后的固定過程，提高磷肥肥效。作物長(zhǎng)勢(shì)好，增產(chǎn)效果突出。

（4）生產(chǎn)效率高。本發(fā)明肥料可作為基肥一次性施用，不用再追肥，即可滿足作物整個(gè)生長(zhǎng)期間對(duì)養(yǎng)分的需求，達(dá)到省工、節(jié)肥的目的。

具體實(shí)施方式：

實(shí)施例1

一種緩釋長(zhǎng)效復(fù)混肥料，以1 噸計(jì)，按重量份數(shù)計(jì)，包括氮素25 份，磷（P2O5）10 份，鉀（K2O）10 份，總養(yǎng)分含量45%。硝化抑制劑為雙氰胺，用量為純氮用量的3%，硼砂用量為純氮用量的5%，腐植酸鉀用量為肥料量的5%。

所述復(fù)混肥中的氮素由尿素和磷酸一銨提供，磷素由磷酸一銨和過磷酸鈣（含磷16%）提供，鉀素由氯化鉀提供。所用各原料重量如下：497.4 kg 尿素、176.9 kg 磷酸一銨、50 kg 過磷酸鈣、166.7 kg 氯化鉀、7.5 kg 雙氰胺、12.5 kg 硼砂、50 kg 腐植酸鉀、40 kg 凹凸棒粉。

將雙氰胺、硼砂和腐植酸鉀按所需用量充分混勻，然后作為原料之一與其他破碎后的各原料混合均勻后造粒、烘干、篩分，計(jì)量包裝。

實(shí)施例2

一種緩釋長(zhǎng)效復(fù)混肥料，以1 噸計(jì)，按重量份數(shù)計(jì)，包括氮素26 份，磷（P2O5）10 份，鉀（K2O）12 份，總養(yǎng)分含量48%。硝化抑制劑為3，5-二甲基吡唑，用量為純氮用量的2%，硼酸用量為純氮用量的5%，腐植酸銨用量為肥料量的6%。

所述復(fù)混肥中的氮素部分由尿素提供、部分由磷酸一銨提供，磷素由磷酸一銨提供，鉀素由氯化鉀提供。所用各原料重量如下：515.0 kg 尿素、192.3 kg 磷酸一銨、200 kg 氯化鉀、5.2 kg 3，5-二甲基吡唑、13 kg 硼酸、60 kg 腐植酸銨、15 kg膨潤(rùn)土。

將3，5-二甲基吡唑、硼酸以及腐植酸銨按所需用量混配均勻，然后作為原料之一加入到配料系統(tǒng)，混勻后造粒、烘干、篩分，計(jì)量包裝。

實(shí)施例3

一種緩釋長(zhǎng)效復(fù)混肥料，以1 噸計(jì)，按重量份數(shù)計(jì)，包括氮素28 份，磷（P2O5）10 份，鉀（K2O）10 份，總養(yǎng)分含量48%。硝化抑制劑為3，4-二甲基吡唑磷酸鹽，用量為純氮用量的1.5%，硼砂用量為純氮用量的3%，腐植酸鈣用量為肥料量的3%。

所述復(fù)混肥中的氮素由尿素和磷酸一銨提供，磷素由磷酸一銨提供，鉀素由硫酸鉀提供。所用各原料重量如下：558.5 kg 尿素、192.3 kg 磷酸一銨、166.7 kg 氯化鉀、4.2 kg 3，4-二甲基吡唑磷酸鹽、8.4 kg 硼砂、30 kg 腐植酸鈣、40 kg 膨潤(rùn)土。

將3，4-二甲基吡唑磷酸鹽、硼砂以及腐植酸鈣按所需用量混配均勻，作為原料之一加入到配料系統(tǒng)，混勻后造粒、烘干、篩分，計(jì)量包裝。

實(shí)施例4

一種緩釋長(zhǎng)效復(fù)混肥料，以1 噸計(jì)，按重量份數(shù)計(jì)，包括氮素18 份，磷（P2O5）18 份，鉀（K2O）4 份，總養(yǎng)分含量40%。硝化抑制劑為雙氰胺，用量為純氮用量的4%，硼酸用量為純氮用量的7.5%，腐植酸鈣用量為肥料量的10%。

所述復(fù)混肥中的氮素由尿素和磷酸一銨提供，磷素由磷酸一銨和過磷酸鈣（含磷16%）提供，鉀素由氯化鉀提供。所用各原料重量如下：307.4 kg 尿素、321.5 kg 磷酸一銨、80 kg 過磷酸鈣、66.7 kg 氯化鉀、7.2 kg 雙氰胺、13.5 kg 硼酸、100 kg 腐植酸鈣、105 kg 硅藻土。

將雙氰胺、硼酸以及腐植酸鈣按所需用量混配均勻，作為原料之一加入到配料系統(tǒng)，混勻后造粒、烘干、篩分，計(jì)量包裝。

實(shí)施例5

一種緩釋長(zhǎng)效復(fù)混肥料，以1 噸計(jì)，按重量份數(shù)計(jì)，包括氮素15 份，磷（P2O5）15 份，鉀（K2O）15 份，總養(yǎng)分含量為45%。硝化抑制劑為3，5-二甲基吡唑，用量為純氮用量的1.5%，硼砂用量為純氮用量的6%，腐植酸銨用量為肥料量的3%。

所述復(fù)混肥中的氮素來源于尿素和磷酸一銨，磷素由磷酸一銨和過磷酸鈣（含磷16%）提供，鉀素由硫酸鉀提供。所用各原料重量如下：258.9 kg 尿素、257.7 kg 磷酸一銨、100 kg 過磷酸鈣、300 kg 硫酸鉀、2.3 kg 3，5-二甲基吡唑、9 kg 硼砂、30 kg 腐植酸銨、42 kg 凹凸棒粉。

將3，5-二甲基吡唑、硼砂以及腐植酸銨按所需用量混配均勻，作為原料之一加入到配料系統(tǒng)，混勻后造粒、烘干、篩分，計(jì)量包裝。

實(shí)施例6

一種緩釋長(zhǎng)效復(fù)混肥料，以1 噸計(jì)，按重量份數(shù)計(jì)，包括氮素14 份，磷（P2O5）16 份，鉀（K2O）15 份，總養(yǎng)分含量為45%。硝化抑制劑為3，4-二甲基吡唑磷酸鹽，用量為純氮用量的1%，硼酸用量為純氮用量的4%，腐植酸鉀用量為肥料量的2%。

所述復(fù)混肥中的氮素來源于尿素和磷酸一銨，磷素由磷酸一銨和過磷酸鈣（含磷16%）提供，鉀素由硫酸鉀提供。所用各原料重量如下：232.1 kg 尿素、276.9 kg 磷酸一銨、100 kg 過磷酸鈣、300 kg 硫酸鉀、1.4 kg 3，4-二甲基吡唑磷酸鹽、5.6 kg 硼酸、20 kg 腐植酸鉀、65 kg 硅藻土。

將3，4-二甲基吡唑磷酸鹽、硼酸以及腐植酸鉀按所需用量混配均勻，作為原料之一加入到配料系統(tǒng)，混勻后造粒、烘干、篩分，計(jì)量包裝。

實(shí)施例7

一種緩釋長(zhǎng)效復(fù)混肥料，以1 噸計(jì)，按重量份數(shù)計(jì)，包括氮素16 份，磷（P2O5）8 份，鉀（K2O）18 份，總養(yǎng)分含量為42%。硝化抑制劑為雙氰胺，用量為純氮用量的8%，硼酸用量為純氮用量的6%，腐植酸銨用量為肥料量的5%。

所述復(fù)混肥中的氮素來源于尿素，磷素由重鈣（含磷42%）提供，鉀素由硫酸鉀提供。所用各原料重量如下：344.0 kg 尿素、190.5 kg 重鈣、360 kg硫酸鉀、12.8 kg雙氰胺、9.6 kg硼酸、50 kg腐植酸銨、35 kg 膨潤(rùn)土。

將雙氰胺、硼酸以及腐植酸銨按所需用量混配均勻，作為原料之一加入到配料系統(tǒng)，混勻后造粒、烘干、篩分，計(jì)量包裝。

實(shí)施例8

一種緩釋長(zhǎng)效復(fù)混肥料，以1 噸計(jì)，按重量份數(shù)計(jì)，包括氮素18 份，磷（P2O5）25 份，有效鉀（K2O）5 份，總養(yǎng)分含量為48%。硝化抑制劑為雙氰胺，用量為純氮用量的3%，硼砂用量為純氮用量的5%，腐植酸鈣用量為肥料量的8%。

所述復(fù)混肥中的氮素來源于尿素和磷酸一銨，磷素由磷酸一銨和過磷酸鈣（含磷16%）提供，鉀素由氯化鉀提供。所用各原料重量如下：273.9 kg 尿素、450.0 kg 磷酸一銨、100 kg 過磷酸鈣、83.3 kg 氯化鉀、5.4 kg 雙氰胺、9 kg 硼砂、80 kg 腐植酸鈣。

將雙氰胺、硼砂以及腐植酸鈣按所需用量混配均勻，作為原料之一加入到配料系統(tǒng)，混勻后造粒、烘干、篩分，計(jì)量包裝。

實(shí)施例9

一種緩釋長(zhǎng)效復(fù)混肥料，以1 噸計(jì)，按重量份數(shù)計(jì)，包括氮素20 份，磷（P2O5）18 份，鉀（K2O）7 份，總養(yǎng)分含量為45%。硝化抑制劑為雙氰胺，用量為純氮用量的4%，硼砂用量為純氮用量的10%，腐植酸鈣用量為肥料量的8.5%。

所述復(fù)混肥中的氮素來源于尿素和磷酸一銨，磷素由磷酸一銨和重鈣（含磷42%）提供，鉀素由氯化鉀提供。所用各原料重量如下：386.5 kg 尿素、184.6 kg 磷酸一銨、200 kg 重鈣、116.7 kg 氯化鉀、8 kg 雙氰胺、20 kg 硼砂、85 kg 腐植酸鈣。

將雙氰胺、硼砂以及腐植酸鈣按所需用量混配均勻，作為原料之一加入到配料系統(tǒng)，混勻后造粒、烘干、篩分，計(jì)量包裝。

應(yīng)用例1

采用室內(nèi)培養(yǎng)的方法，設(shè)置如下4 個(gè)處理，3 次重復(fù)：（1）U（單施尿素）；（2）U+UI（UI為硼酸）；（3）U+NI（NI 為雙氰胺）；（4）U+UI+NI。將尿素、硼酸或雙氰胺按適宜用量與土壤混勻后裝入自封袋中，恒溫恒濕培養(yǎng)，定期取土，檢測(cè)土壤的銨態(tài)氮和硝態(tài)氮含量。

試驗(yàn)結(jié)果表明（圖1），單施尿素、尿素配施UI 和尿素配施NI 3 個(gè)處理均在處理后的第5 天銨態(tài)氮含量達(dá)到高峰，而尿素與硼酸和雙氰胺同時(shí)配施的處理，銨態(tài)氮峰值延遲到了施肥后的第7 天，且前3 天的銨態(tài)氮含量明顯低于U；7 天以后U+UI+NI 和U+NI 處理的銨氮含量始終顯著高于U 和U+UI 處理，且U+UI+NI 處理的銨氮含量又顯著高于U+NI 處理。說明硼酸和雙氰胺適量配合施用，既可以在肥料施入土壤后的前3 天有效減緩尿素的水解，還可以增強(qiáng)雙氰胺的硝化抑制效果，有效抑制肥料氮的硝化作用，使土壤中較長(zhǎng)時(shí)間保持較高的銨態(tài)氮含量，從而可有效減少硝態(tài)氮的淋溶損失和反硝化損失，延長(zhǎng)氮肥肥效。

圖1 調(diào)控劑的施用對(duì)肥料氮轉(zhuǎn)化的影響

應(yīng)用例2

采用室內(nèi)培養(yǎng)的研究方法，設(shè)置如下4 個(gè)處理，3 次重復(fù)：（1）U（單施尿素）；（2）U+UI+HA

對(duì)培養(yǎng)后第7 天和第32 天的土壤速效磷含量進(jìn)行檢測(cè)，試驗(yàn)結(jié)果表明（表1），與單施尿（UI 為硼砂，HA 為腐植酸鉀）；（3）U+NI+HA（NI為3，5 二甲基吡唑）；（4）U+UI+NI+HA，同時(shí)各處理均施入等量的磷酸二氫鉀作為磷源。將尿素、磷酸二氫鉀、硼砂、硝化抑制劑和腐植酸按適宜用量與土壤混勻后裝入自封袋中，恒溫恒濕培養(yǎng)，定期取土，檢測(cè)土壤的銨態(tài)氮含量，同時(shí)在培養(yǎng)后的第7 天和第32 天檢測(cè)土壤速效磷含量。

表1 有機(jī)無機(jī)塊型控釋肥料在黃瓜種植上的應(yīng)用效果

試驗(yàn)結(jié)果表明（圖2），在培養(yǎng)后的第1 天和第3 天，U+NI+HA 和U+UI+NI+HA處理的銨態(tài)氮均低于U 處理，而U+UI+HA 處理的銨態(tài)氮?jiǎng)t高于U 處理，說明施用硼砂+腐植酸鉀和硼砂+3，5 二甲基吡唑+腐植酸鉀時(shí)，均對(duì)尿素的水解起到了一定的延緩作用，尤以硼砂+3，5 二甲基吡唑+腐植酸鉀延緩尿素水解的作用更為明顯，與U 處理相比，U+UI+NI+HA 處理銨態(tài)氮含量在第1 天和第3 天分別比U 處理下降了11.3%和27.9%。對(duì)銨態(tài)氮出現(xiàn)的峰值進(jìn)行比較，可以看出，U、U+UI+HA、U+NI+HA 處理出現(xiàn)在培養(yǎng)后第5 天，而U+UI+NI+HA 處理延遲到培養(yǎng)后的第7～10 天。之后銨態(tài)氮含量逐漸下降，但U+NI+HA和U+UI+NI+HA 處理的銨態(tài)氮含量始終顯著高于U 和U+UI+HA 處理，且U+UI+NI+HA 處理明顯高于U+NI+HA 處理。此試驗(yàn)結(jié)果說明硼砂、硝化抑制劑3，5-二甲基吡唑與腐植酸鹽復(fù)配成的調(diào)控劑可以有效調(diào)控尿素的水解以及水解產(chǎn)物銨的硝化，從而使土壤中較長(zhǎng)時(shí)間保持較高的銨態(tài)氮含量。素的U 處理相比，其余3 個(gè)處理的土壤速效磷含量均有一定程度的提高，尤以U+NI+HA 和U+UI+NI+HA 處理速效磷含量增幅最為明顯，說明硼砂、硝化抑制劑3，5-二甲基吡唑與腐植酸鹽復(fù)合而成的調(diào)控劑對(duì)活化土壤磷素，減少磷素的固定起到了明顯作用。

圖2 調(diào)控劑的施用對(duì)土壤銨態(tài)氮含量的影響

應(yīng)用例3

采用田間試驗(yàn)方法，供試玉米品種為“冀單33”。設(shè)置如下幾個(gè)處理：（1）農(nóng)民常規(guī)施肥，折合每畝施入純養(yǎng)分N 14.4 kg，P2O58.3 kg，K2O 4.0 kg；（2）農(nóng)民常規(guī)施肥+UI+HA（UI 為硼砂，HA 為腐植酸鉀）；（3）農(nóng)民常規(guī)施肥+NI+HA（NI為雙氰胺）；（4）農(nóng)民常規(guī)施肥+UI+NI+HA。每個(gè)處理2 畝地，收獲時(shí)隨機(jī)布置3 個(gè)點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)30 m2，將玉米穗全部掰下后現(xiàn)場(chǎng)稱重。同時(shí)每個(gè)點(diǎn)隨機(jī)取回10 穗玉米，自然風(fēng)干后，考種，并折算水分含量14%的玉米產(chǎn)量。

試驗(yàn)結(jié)果表明（表2），在農(nóng)民常規(guī)施肥的基礎(chǔ)上配合施用UI+HA 或NI+HA，二者玉米產(chǎn)量基本相當(dāng)，且與農(nóng)民常規(guī)施肥相比較，增產(chǎn)達(dá)10%以上。而在農(nóng)民常規(guī)施肥的基礎(chǔ)上同時(shí)配施硼砂、雙氰胺和腐植酸，玉米產(chǎn)量顯著提高，增產(chǎn)率達(dá)22.89%。對(duì)產(chǎn)量構(gòu)成因素進(jìn)行分析，可以看出，產(chǎn)量的提高主要是由于該復(fù)合調(diào)控劑的施用顯著提高了玉米穗粗，進(jìn)而提高了穗行數(shù)，同時(shí)顯著提高了百粒重的結(jié)果。

表2 肥料增效劑的施用對(duì)玉米產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

三、背景技術(shù)

已有研究表明，通過加入脲酶抑制劑和硝化抑制劑調(diào)控氮素在土壤中的轉(zhuǎn)化來實(shí)現(xiàn)氮肥的高效利用，是一項(xiàng)很有發(fā)展?jié)摿Φ牡使芾砑夹g(shù)，一直受到國(guó)內(nèi)外研究領(lǐng)域和肥料工業(yè)的廣泛重視。針對(duì)我國(guó)磷肥資源有限，磷肥利用率低、污染嚴(yán)重的現(xiàn)狀，開發(fā)高效的磷素活化技術(shù)也成為當(dāng)務(wù)之急。因此，研發(fā)可用于復(fù)混肥料生產(chǎn)的調(diào)控氮磷素轉(zhuǎn)化的高效、低毒、環(huán)境友好的復(fù)合調(diào)控劑具有重要意義。

但到目前為止，可有效調(diào)控氮磷素轉(zhuǎn)化、提高氮磷肥效的增效劑，還存在著品種有限、成本過高，調(diào)控效果受土壤環(huán)境、氣候、栽培管理措施等多方面因素影響較大，適應(yīng)性差等問題，嚴(yán)重制約了我國(guó)高效復(fù)混肥料的生產(chǎn)和我國(guó)低碳高效農(nóng)業(yè)的發(fā)展。

發(fā)明人簡(jiǎn)介：孫志梅，女，1969年生，河北省阜城縣人，博士，河北農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院教授/博士生導(dǎo)師。主要從事土壤健康培育、植物營(yíng)養(yǎng)調(diào)控、新型肥料與養(yǎng)分資源高效管理等方面的教學(xué)與科研工作。電話：13930 892021；郵箱：sunzhm2002@163.com。