碱性功能肥料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种碱性功能肥料及其制备方法和应用，该碱性功能肥料的制备包括将硝酸钾、碱性钾肥和磷酸锰乙二胺混合并造粒，得混合原料颗粒，用粘结剂喷其表面经烘干后，在颗粒表面包覆磷酸钙镁粉，得碱性功能肥料，其中磷酸锰乙二胺的制备包括将乙二胺加入乙二醇中并滴加磷酸形成溶液A，将硫酸锰溶于水中加入乙二醇，形成溶液B，将溶液B滴至溶液A中，在80℃～100℃下加热，经冷却、离心、洗涤、干燥和研磨即得。本发明专利技术制得的碱性功能肥料具有强化镉向水稻体内转运的抑制作用，实现轻便减量化、降低施用量、钝化剂肥料化等作用，可应用于降低耕地中植物体内的镉含量。降低耕地中植物体内的镉含量。降低耕地中植物体内的镉含量。

【技术实现步骤摘要】
碱性功能肥料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于农业资源与环境
，涉及一种碱性功能肥料及其制备方法和应用，尤其涉及一种酸性土壤环境降低稻米中镉浓度的碱性功能肥料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]因矿山开采、化工冶炼产生含重金属废弃物的长期无序排放，加上含重金属农资肥料的施用，使大面积耕地遭受重金属污染，严重威胁粮食与其它农产品安全。镉在土壤中迁移能力强，易进入食物链，能对生物体产生巨大毒害作用。有些地区由于酸雨作用造成土壤严重酸化，进一步使土壤中重金属活化，从而促进了重金属由土壤向植物体内转运，加剧了稻米中镉超标现象。为了实现受污染耕地的安全利用，现在主要采取添加石灰、钝化剂、平衡土壤营养元素等方法，降低土壤中重金属活化程度，抑制其向植物体系内迁移。这些技术虽然取得了较大的成效，但在具体应用层面，仍然存在一些短板，需要进行持续的改进。向稻田中施加50kg/亩～80kg/亩生石灰，可以有效地提升土壤中pH，而且钙离子与镉能够发生拮抗作用，抑制镉向植物根中转运。但是，由于生石灰的强碱性，施用不方便，加入时pH陡然上升至12～13，对土壤中生物生态破坏严重，且经过长期施用，部分土壤呈现板结趋势。另外，含磷、硫的矿物钝化剂以及粘土钝化剂，虽然比石灰化学性质温和，对土壤生物及人体的伤害较小，但是施加量较大，常常达到500kg/亩～1500kg/亩，需要消耗大量的运输能力，此外矿物中含有一些其他有害物质，长期施用具有潜在二次污染风险。特别是现有劳动力成本高，如何实现施用轻简化、减量化、性能长效化是现有技术发展的主要方向。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术中的不足，创新现有肥料营养元素与重金属钝化物质相统一，形成肥料
‑
钝化剂一体化的新技术与产品，具体为构建一种具有将镉钝化与植物吸收营养关键期相契合、提高抑制镉向水稻体内转运作用、实现轻便减量化、性能长效化的碱性功能肥料及其制备方法和应用。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案。
[0005]一种碱性功能肥料的制备方法，包括以下步骤：
[0006]S1、将硝酸钾、碱性钾肥和磷酸锰乙二胺混合，得到混合原料，将所述混合原料进行造粒，制得混合原料颗粒；
[0007]S2、将粘结剂喷在所述混合原料颗粒的表面，然后热风烘干，并在表面包覆包覆剂，所述包覆剂包括磷酸钙镁粉、石蜡粉和粘土矿物粉中的一种或几种，制得碱性功能肥料；
[0008]步骤S1中，所述磷酸锰乙二胺的制备过程包括：
[0009]S1
‑
1、将乙二胺加入乙二醇中搅拌混合，然后向所得混合溶液中滴加磷酸形成溶液A；
[0010]S1
‑
2、将硫酸锰溶于水中，加入乙二醇，搅拌混匀，形成溶液B；
[0011]S1
‑
3、将溶液B滴加至溶液A中，滴加过程保持搅拌状态，滴加完毕后，持续搅拌至混合均匀，将混合均匀的溶液在80℃～100℃下加热，然后冷却，将冷却后的混合液离心、洗涤、干燥和研磨，得到磷酸锰乙二胺。
[0012]上述的碱性功能肥料的制备方法，优选的，步骤S1
‑
1中，所述乙二胺、乙二醇、磷酸的用量比例为3mol～10mol∶2000mL～4000mL∶1.1mol～3.0mol。
[0013]上述的碱性功能肥料的制备方法，优选的，步骤S1
‑
2中，所述硫酸锰、水、乙二醇的用量比例为1mol～5mol∶500mL～2000mL∶3500mL～7000mL。
[0014]上述的碱性功能肥料的制备方法，优选的，步骤S1
‑
3中，所述持续搅拌的时间为20min～60min，所述加热的时间为10h～15h，所述离心的转速为10000r/min～20000r/min，所述洗涤是用水、乙醇交替洗涤各3次～5次，所述干燥的温度为100℃～150℃，所述干燥的时间为5h～48h。
[0015]上述的碱性功能肥料的制备方法，优选的，步骤S1中，所述碱性钾肥为碳酸钾；或者，所述碱性钾肥包括碳酸钾，还包括钾长石粉、草木灰、硅酸钾和磷酸氢二钾中的一种或几种。
[0016]上述的碱性功能肥料的制备方法，优选的，步骤S1中，所述硝酸钾和碱性钾肥的质量比为1∶0.5～2.0。
[0017]上述的碱性功能肥料的制备方法，优选的，步骤S1中，所述硝酸钾和碱性钾肥的总质量与磷酸锰乙二胺的质量比为1∶0.01～0.05。
[0018]上述的碱性功能肥料的制备方法，优选的，步骤S2中所述粘结剂为淀粉类粘结剂和粘土类粘结剂中的一种或几种的混合，所述粘结剂占所述混合原料质量的1％～5％。
[0019]上述的碱性功能肥料的制备方法，优选的，步骤S2中所述包覆剂占所述混合原料质量的1％～5％，所述磷酸钙镁粉的目数≥200目，所述蒙脱石粉的目数≥200目。
[0020]上述的碱性功能肥料的制备方法，优选的，步骤S2中，所述热风烘干的温度为50℃～80℃，时间为10min～120min。
[0021]作为一个总的技术构思，本专利技术还提供一种上述的制备方法制备得到的碱性功能肥料。
[0022]上述的碱性功能肥料优选适用于镉浓度为0.2mg/kg～1.5mg/kg、pH为3～6.5的酸性土壤。
[0023]作为一个总的技术构思，本专利技术还提供一种上述的制备方法制得的碱性功能肥料或者上述的碱性功能肥料在降低耕地中植物体内镉含量的应用。
[0024]上述的应用，优选的，所述耕地中植物为水稻，所述水稻的品种包括早稻、中稻或晚稻，水稻田中的土壤呈酸性，pH为3～6.5，镉浓度为0.2mg/kg～1.5mg/kg，所述应用的步骤包括：在水稻分蘖期或抽穗期将所述碱性功能肥料洒施于水稻田中，施用量为5kg/亩～25kg/亩。
[0025]上述的应用，优选的，所述应用的步骤包括：将所述碱性功能肥料通过根施做基肥用，施用量为15kg/亩～35kg/亩。
[0026]肥料组分比例主要在于N与K2O的比率，可以根据作物类型、生长情况、地力情况等设置不同比例，具体可以根据实际进行调整。
[0027]本专利技术将硝酸钾与碱性钾肥进行混合，并结合水稻所需的肥料情况进行配比。本
专利技术的碱性钾肥优选为易溶于水的碳酸钾，当碳酸钾施用在水稻田中，发生解离产生CO
32
‑
，形成碳酸镉沉淀，部分水解形成氢氧化镉沉淀，详细过程如下：
[0028]K2CO3→
K
+
+CO
32
‑
[0029]CO
32
‑
+Cd
2+
→
CdCO3(s)
[0030]CO
32
‑
+H2O
→
HCO3‑
+OH
‑
[0031]OH
‑
+Cd
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碱性功能肥料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将硝酸钾、碱性钾肥和磷酸锰乙二胺混合，得到混合原料，将所述混合原料进行造粒，制得混合原料颗粒；S2、将粘结剂喷在所述混合原料颗粒的表面，然后热风烘干，并在表面包覆包覆剂，所述包覆剂包括磷酸钙镁粉、石蜡粉和粘土矿物粉中的一种或几种，制得碱性功能肥料；步骤S1中，所述磷酸锰乙二胺的制备过程包括：S1
‑
1、将乙二胺加入乙二醇中搅拌混合，然后向所得混合溶液中滴加磷酸形成溶液A；S1
‑
2、将硫酸锰溶于水中，加入乙二醇，搅拌混匀，形成溶液B；S1
‑
3、将溶液B滴加至溶液A中，滴加过程保持搅拌状态，滴加完毕后，持续搅拌至混合均匀，将混合均匀的溶液在80℃～100℃下加热，然后冷却，将冷却后的混合液离心、洗涤、干燥和研磨，得到磷酸锰乙二胺。2.根据权利要求1所述的碱性功能肥料的制备方法，其特征在于，步骤S1
‑
1中，所述乙二胺、乙二醇、磷酸的用量比例为3mol～10mol∶2000mL～4000mL∶1.1mol～3.0mol；和/或，步骤S1
‑
2中，所述硫酸锰、水、乙二醇的用量比例为1mol～5mol∶500mL～2000mL∶3500mL～7000mL；和/或，步骤S1
‑
3中，所述持续搅拌的时间为20min～60min，所述加热的时间为10h～15h，所述离心的转速为10000r/min～20000r/min，所述洗涤是用水、乙醇交替洗涤各3次～5次，所述干燥的温度为100℃～150℃，所述干燥的时间为5h～48h。3.根据权利要求2所述的碱性功能肥...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭亮，陈安伟，曾清如，宋慧娟，
申请(专利权)人：湖南省朴诚环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：