一种改善土壤理化性质的缓释复合肥及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种改善土壤理化性质的缓释复合肥，该缓释复合肥由以下组分制备而成：高分子缓释氮磷钾肥化合物、腐殖酸、生物抑制剂和微量元素，高分子缓释氮磷钾肥化合物由氨基脲、醛类化合物、磷酸二氢钾、催化剂等物质制备而成，从该缓释复合肥中营养元素氮、磷、钾的释放曲线可以看出，该缓释复合肥具有非常高的利用率，这样可以减少化肥的使用量和施肥次数，降低生产成本，减少环境污染，并且该缓释复合肥能明显改善土壤的理化性质，使土壤肥力增加。

Slow release compound fertilizer for improving soil physical and chemical properties and preparation method thereof

The invention discloses a slow-release compound fertilizer for improving soil physical and chemical properties. The slow-release compound fertilizer is prepared from the following components: macromolecule slow-release nitrogen, phosphorus and potassium fertilizer compound, humic acid, biological inhibitor and trace element; macromolecule slow-release nitrogen, phosphorus and potassium fertilizer compound is composed of aminourea, aldehyde compound, potassium dihydrogen phosphate and catalyst. The release curve of nutrient elements nitrogen, phosphorus and potassium in the slow-release compound fertilizer shows that the slow-release compound fertilizer has a very high utilization rate, which can reduce the use of chemical fertilizer and fertilization times, reduce production costs, reduce environmental pollution, and the slow-release compound fertilizer can significantly improve the soil. Physical and chemical properties increase soil fertility.

【技术实现步骤摘要】
一种改善土壤理化性质的缓释复合肥及其制备方法
本专利技术涉及缓释化肥领域，具体是一种改善土壤理化性质的缓释复合肥及其制备方法。
技术介绍
我国是一个人口和农业大国，为了满足人们的生活需求，大力发展农业是我国的一项重要举措，化肥在农作物增产方面扮演着重要的角色，中国能以占世界7％的耕地养活了占世界22％的人口，可以说化肥起到举足轻重的作用，但是，化肥施入土壤中后，由于化肥容易挥发、流失、淋洗或被土壤固定，导致化肥的利用率降低，我国化肥利用率不高，当季氮肥利用率仅为30-35％，磷肥利用率仅为10-25％，钾肥利用率为35-50％；长时间施用化肥还会造成土壤酸化或碱化，土壤板结，破坏土壤结构，使土壤失去活性，并降低作物品质，因此，减少化肥流失，提高化肥利用率、防止化肥对土壤的污染成了研究化肥的重要内容之一。缓释肥料是指肥料养分释放速率缓慢，释放期较长，在作物的整个生长期都可以满足作物生长需求的肥料，这种肥料具有提高化肥利用率、减少使用量与施肥次数、降低生产成本、减少环境污染、提高农作物产品品质等优点，缓释肥主要为包膜肥，利用缓溶性无机物或高分子聚合物在肥料颗粒外包一层膜，随着无机物或高分子聚合物膜的溶解或降解，肥料缓慢释放出来，提供植物所需营养成分，但是包膜肥施入土壤后，需待包膜材料溶解或降解后肥料才能释放，这一过程较长，作物短时间内不能高效吸收利用肥料营养成分，同时由于包膜缓释肥价格昂贵，有毒包膜溶剂，包膜工艺复杂和投资大，包膜材料的难降解性等诸多原因限制了其发展，因此，为了适应现代农业的发展，开发出一种高利用率，低流失率，同时降低环境污染的新型肥料具有重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种改善土壤理化性质的缓释复合肥及其制备方法，以解决现有技术中的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种改善土壤理化性质的缓释复合肥，该缓释复合肥包括以下重量份的组分：高分子缓释氮磷钾肥化合物40-60份、腐殖酸15-30份、生物抑制剂0.01-0.05份和微量元素0.01-0.02份。腐植酸大分子的基本结构是芳环和脂环，环上连有羧基、羟基、羰基、醌基、甲氧基等官能团，腐殖酸分子上的一些官能团，如羧基-COOH上的H+可以被Na+、K+、NH4+等离子置换出来生成弱酸盐，所以腐殖酸具有较高的离子交换容量；腐殖酸含有大量的官能团，可以与一些金属离子如：Al3+、Fe2+、Ca2+、Cu2+、Cr3+等形成络合物或螯合物；腐殖酸能明显改善土壤的理化性质，使土壤肥力增加，腐殖酸对土壤盐渍化程度有明显的改善作用，是土壤盐渍化的有效改良剂。高分子缓释氮磷钾肥化合物的结构式为：其中：R为甲基或乙基中的一种，醛类化合物为甲醛、乙醛和丙醛等能够溶于水的低级醛；n＝1-5，m＝1-10，由于聚合物链越长，氮、磷、钾三种元素的释放就越慢，所以n在5以内，m在10以内更好的满足农作物对这三种元素的需求。作为优化，生物抑制剂为硝化抑制剂。硝化抑制剂能够选择性地抑制土壤中硝化细菌的活动，从而阻缓土壤中铵态氮转化为硝态氮的反应速度，大多数农作物吸收硝态氮，但硝态氮在土壤中容易流失，合理使用硝化抑制剂以控制硝化反应速度，能够减少氮素的损失，提高氮肥的利用率，硝化抑制剂除有减少氮肥损失、提高氮肥利用率而增加产量的作用外，还可降低农作物中亚硝酸盐含量，提高农作物品质，减少施肥量过高时对土壤、地下水和环境的污染。作为优化，微量元素为硼、钼、锌、铜、锰、铁中的一种或多种。腐殖酸含有大量的官能团，可以与上述微量元素形成络合物或螯合物，促进农作物对上述微量元素的吸收。一种改善土壤理化性质的缓释复合肥的制备方法包括以下步骤：(1)高分子缓释氮磷钾肥化合物的制备：(a)氨基脲醛缩聚物的合成：往第一反应容器中分别加入氨基脲、醛类化合物和去离子水，磁力搅拌，待氨基脲和醛类化合物全部溶解后往第一反应容器中滴加5-10％的NaOH水溶液，调节pH值为8.0-9.0，在40-50℃下恒温反应60-90min，碱性介质中氨基脲与醛类化合物缩合生成的主要是水溶性缩合物，然后再往反应容器中滴加5-10％的硫酸水溶液，调节pH值为5.0-6.0，在60-70℃下恒温反应40-60min，反应结束后，冷却至室温，过滤，滤渣放入干燥箱中，在60-80℃下干燥4-5h，即得氨基脲醛缩聚物，酸性介质中，这些水溶性混合物继续缩合生成链较长，水溶性较低的低聚物，链越长，氮的释放就越慢，氨基脲与醛类化合物的物质的量之比为2-3:1，去离子水的量为氨基脲质量的2-3倍，催化剂为Sb2O3、GeO2或TiO2中的一种；(b)往第二反应容器中加入磷酸二氢钾、催化剂、步骤(a)所制得的氨基脲醛缩聚物和去离子水，磁力搅拌，混合均匀后往第二反应容器中滴加浓硫酸，氮气保护，在60-80℃下恒温反应8-10h，反应结束后，冷却至室温，过滤，滤渣放入干燥箱中，在70-80℃下干燥3-5h，即得高分子缓释氮磷钾肥化合物，氨基脲醛缩聚物与磷酸二氢钾的物质的量之比为0.96-1.03:1，去离子水的量为氨基脲醛缩聚物质量的3-5倍；(2)将步骤(1)所制得的高分子缓释氮磷钾肥化合物40-60份、腐殖酸15-30份、生物抑制剂0.01-0.05份和微量元素0.01-0.02份放入圆盘造粒机中，调节圆盘转速和圆盘倾斜角度，喷淋雾化水，充分混合，进行造粒，造粒结束后将缓释复合肥颗粒放入干燥箱中，在80-100℃下干燥4-6h，然后冷却至室温，通过筛分机进行筛分，制成直径为2-3mm的缓释复合肥。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术制备方法简单，成本低廉，避免了包膜缓释肥价格昂贵，有毒包膜溶剂，包膜工艺复杂和投资大，包膜材料的难降解性等诸多因素的限制；(2)本专利技术高分子缓释氮磷钾肥化合物是聚合物缓释复合肥，它是利用有机高分子物质与养分离子结合，形成有机共聚物类活性物质，氮、磷营养元素通过化学键连接在高分子主链上，钾营养元素在支链上，使氮、磷和钾营养元素具有很好的缓释性能，该高分子缓释氮磷钾肥化合物施入土壤中后，在土壤微生物和水的作用下，逐步水解为小分子营养物质，被农作物很好的吸收，提高养分利用率，克服了普通肥料短期内养分流失过快与作物短时间内不能高效吸收利用的问题，是一种具有长效缓释性能的新型肥料。(3)本专利技术制备的改善土壤理化性质的缓释复合肥，该缓释复合肥含有农作物生长发育所需的氮、磷、钾营养元素，提高农作物产量；该缓释复合肥中的腐殖酸含有大量官能团，如羧基、羟基、羰基、醌基、甲氧基等官能团，可以与微量元素如硼、钼、锌、铜、锰、铁等形成络合物或螯合物，促进农作物对微量元素的吸收；腐殖酸能明显改善土壤的理化性质，使土壤肥力增加，腐殖酸对土壤盐渍化程度有明显的改善作用，是土壤盐渍化的有效改良剂；硝化抑制剂能够减少氮素的损失，提高氮肥的利用率。附图说明图1为本专利技术实施例4所制备的改善土壤理化性质的缓释复合肥营养元素氮的释放曲线；图2为本专利技术实施例4所制备的改善土壤理化性质的缓释复合肥营养元素磷的释放曲线；图3为本专利技术实施例4所制备的改善土壤理化性质的缓释复合肥营养元素钾的释放曲线。具体实施方式下面对本专利技术实施例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专利技术一部分实施例，而本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改善土壤理化性质的缓释复合肥，其特征在于，该缓释复合肥包括以下重量份的组分：高分子缓释氮磷钾肥化合物40‑60份、腐殖酸15‑30份、生物抑制剂0.01‑0.05份和微量元素0.01‑0.02份。

【技术特征摘要】
1.一种改善土壤理化性质的缓释复合肥，其特征在于，该缓释复合肥包括以下重量份的组分：高分子缓释氮磷钾肥化合物40-60份、腐殖酸15-30份、生物抑制剂0.01-0.05份和微量元素0.01-0.02份。2.根据权利要求1所述的一种改善土壤理化性质的缓释复合肥，其特征在于，所述高分子缓释氮磷钾肥化合物的结构式为：其中：R为甲基或乙基中的一种，n＝1-5，m＝1-10。3.根据权利要求2所述的一种改善土壤理化性质的缓释复合肥，其特征在于：所述生物抑制剂为硝化抑制剂。4.根据权利要求3所述的一种改善土壤理化性质的缓释复合肥，其特征在于：所述微量元素为硼、钼、锌、铜、锰、铁中的一种或多种。5.一种根据权利要求1至4中任一项所述的改善土壤理化性质的缓释复合肥的制备方法，其特征在于，该缓释复合肥的制备方法包括以下步骤：(1)高分子缓释氮磷钾肥化合物的制备：(a)氨基脲醛缩聚物的合成：往第一反应容器中分别加入氨基脲、醛类化合物和去离子水，磁力搅拌，待氨基脲和醛类化合物全部溶解后往第一反应容器中滴加5-10％的NaOH水溶液，调节pH值为8.0-9.0，在40-50℃下恒温反应60-90min，然后再往反应容器中滴加5-10％的硫酸水...

【专利技术属性】
技术研发人员：涂秀芹，
申请(专利权)人：江苏依埃德科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32