長(zhǎng)效肥及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及復(fù)合肥料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種長(zhǎng)效肥及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 農(nóng)業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱之一，化肥是農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)、糧食增產(chǎn) 的保障。隨著建設(shè)用地逐漸擴(kuò)展，在可耕地相對(duì)短缺的情況下，通過施肥提高土壤肥力是持 續(xù)利用土地和發(fā)展農(nóng)業(yè)的重要保證。文獻(xiàn)報(bào)道目前我國(guó)氮肥利用率僅為20%~50%、磷肥 為15%~25%、鉀肥為30%~35%。肥料利用率低不僅造成資源巨大浪費(fèi)，同時(shí)使得土壤 質(zhì)量下降，而且造成地表水、地下水和大氣等環(huán)境的污染，使人類的生活質(zhì)量和生存環(huán)境受 到嚴(yán)重威脅。不僅要重視氮、磷、鉀等大量元素肥的使用，更要重視鈣、硅等中微量元素及有 益元素肥的使用，這也是適應(yīng)當(dāng)前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)形勢(shì)的需要。為了進(jìn)一步提高農(nóng)作物的質(zhì)量品 質(zhì)，需要合理施用大量元素肥穩(wěn)定產(chǎn)量，同時(shí)需要增施中微量元素及有益元素肥提高產(chǎn)物 的抗逆性，提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)。因此，如何提高肥料利用率、充分發(fā)揮化肥的作用，對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè) 的可持續(xù)發(fā)展具有極其重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種長(zhǎng)效肥肥料及其制備方法 與使用方法，以克服現(xiàn)有復(fù)合肥利用率低、肥效時(shí)限短、污染環(huán)境等技術(shù)問題。
[0004] 為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0005] -種長(zhǎng)效肥，以總質(zhì)量為100%計(jì)，其包括如下以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)的成分：
[0008] 其中，所述納米增效劑為納米膨潤(rùn)土。
[0009] 以及，一種長(zhǎng)效肥的制備方法，包括如下步驟：
[0010] 將膨潤(rùn)土進(jìn)行納米化處理，得到納米膨潤(rùn)土；
[0011] 按照上述的長(zhǎng)效肥的成分百分含量，將所述納米膨潤(rùn)土與氮元素原料、磷元素原 料、鉀元素原料和輔料進(jìn)行混料處理。
[0012] 上述長(zhǎng)效肥包含納米增效劑，該納米增效劑與非納米材料相比較，其表面積大、表 面活性原子多，不飽和的原子具有更大的結(jié)合能，對(duì)氮、磷、鉀等大量元素的吸附能力更高， 降低淋失率，在延長(zhǎng)肥效的同時(shí)提高肥料的利用率，降低肥料流失對(duì)環(huán)境的污染。并且在濕 潤(rùn)的土壤環(huán)境中，納米增效劑容易被植物的根毛或根尖部分吸附，同時(shí)補(bǔ)充娃、鎂、鐵、鈣等 中微量元素，實(shí)現(xiàn)中微量元素與大量元素的增效作用，在增產(chǎn)增效的同時(shí)提高農(nóng)作物品質(zhì)。
[0013] 上述長(zhǎng)效肥制備方法先將膨潤(rùn)土進(jìn)行納米化處理后直接與其他組分進(jìn)行混料處 理即可，其無(wú)需特殊的工藝和設(shè)備，因此，該方法工藝簡(jiǎn)單，適合工業(yè)化生產(chǎn)，節(jié)約了能耗， 降低了成本。
【附圖說明】
[0014] 下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中：
[0015] 圖1為常規(guī)膨潤(rùn)土經(jīng)本發(fā)明實(shí)施例納米化處理所形成的納米膨潤(rùn)土的粒度分布 圖；
[0016] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例1-6中納米化處理前的原料膨潤(rùn)土的粒度分布圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 為了使本發(fā)明要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合 附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用 以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0018] 本發(fā)明實(shí)施例提供一種肥料利用率高、能改善土壤環(huán)境，肥效時(shí)限長(zhǎng)的復(fù)合長(zhǎng)效 肥。以總質(zhì)量為100%計(jì)，該長(zhǎng)效肥包括如下以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)的成分：
[0019]
[0020] 其中，上述長(zhǎng)效肥中的氮元素、磷元素、鉀元素是作為大量元素存在，其為農(nóng)作物 提供所需的大量營(yíng)養(yǎng)元素。其中，氮可以增加葉綠素，促進(jìn)蛋白質(zhì)的合成；磷可以儲(chǔ)存和轉(zhuǎn) 運(yùn)能量，從光合作用和碳水化合物代謝中獲得能量并將能量?jī)?chǔ)存在磷酸鹽化合物中，供以 后的生長(zhǎng)和繁育利用；鉀的作用有：酶的激活，平衡水分，參與能量形成，參與同化物的進(jìn) 行（提高作物含糖量），參與氮的吸收及蛋白質(zhì)合成，活化淀粉合成酶（促使作物灌漿期子 粒飽滿）和活化固態(tài)酶（可提高豆科作物根瘤菌數(shù)）。
[0021] 另外，該大量元素還能與納米增效劑即納米膨潤(rùn)土所提供的中微量元素實(shí)現(xiàn)增效 作用，進(jìn)一步提高該肥料的有效性，在增產(chǎn)增效的同時(shí)提高農(nóng)作物品質(zhì)。那么通過優(yōu)化該大 量元素的含量，能進(jìn)一步納米增效劑所提供的中微量元素實(shí)現(xiàn)增效作用，進(jìn)一步提高該肥 料的有效性，在增產(chǎn)增效的同時(shí)提高農(nóng)作物品質(zhì)。
[0022] 因此，在一些具體實(shí)施例中，該氮元素的質(zhì)量百分含量可以控制在10 %、12 %、 15%、18%、20%、22%、25%、28%、30%等。在一些實(shí)施例中，上述氮元素可以由本肥料技 術(shù)領(lǐng)域中的常規(guī)的氮化合物提供，在具體實(shí)施例中，該氮化合物可以是尿素、硫酸銨、硝酸 銨磷和硫酸銨中的一種或兩種以上的復(fù)合物。
[0023] 在另一些具體實(shí)施例中，該磷元素的質(zhì)量百分含量可以控制在8 %、9%、10 %、 12%、15%、18%、20%、22%、25%、28%、30%等。在一些實(shí)施例中，上述磷元素可以由本肥 料技術(shù)領(lǐng)域中的常規(guī)的磷化合物提供，在具體實(shí)施例中，該磷化合物可以是磷一銨、磷酸二 銨中的一種或兩種復(fù)合物。
[0024] 在又一些具體實(shí)施例中，該鉀元素的質(zhì)量百分含量可以控制在5%、7%、9%、 10%、12%、15%、18%、20%、22%、25%等。在一些實(shí)施例中，上述鉀元素可以由本肥料技 術(shù)領(lǐng)域中的常規(guī)的鉀化合物提供，在具體實(shí)施例中，該鉀化合物可以是氯化鉀、硫酸鉀、硫 酸鉀鎂中的一種或兩種以上的復(fù)合物。
[0025] 另外，上述該大量元素氮元素、磷元素、鉀元素可以根據(jù)農(nóng)作物的種類或土壤的質(zhì) 地進(jìn)行靈活調(diào)整。
[0026] 上述納米增效劑為納米膨潤(rùn)土。由于膨潤(rùn)土的吸水率高達(dá)100%~240%，隨著吸 水量的增加，體積增大20倍左右，施入土壤中增加土壤團(tuán)聚體的數(shù)量，降低土壤容重，增大 土壤的孔隙度，這些因素直接影響著土壤分離和作物的生長(zhǎng)。由于膨潤(rùn)土的吸附性、粘著性 和離子交換性，使得該材料作為緩釋肥的載體，從而提高肥料的利用率。土壤污染不僅破壞 自身的結(jié)構(gòu)、改變其物化性質(zhì)，而且還將進(jìn)一步影響農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)，通過食物鏈危害 到人類的健康。膨潤(rùn)土對(duì)于某些重金屬有阻隔作用，主要是通過離子交換性能能把土壤中 的重金屬固定下來(lái)，起到鈍化的作用。
[0027] 通過研究發(fā)現(xiàn)，膨潤(rùn)土含有豐富的硅、鎂、鈣、鉀等元素，如含有豐富的二氧化硅、 氧化鎂、氧化鈣、氧化鉀，在一具體實(shí)施例中，二氧化硅70%，氧化鎂3%，氧化鈣2%，氧化 鉀0. 7%。其中，硅元素對(duì)植物生長(zhǎng)的作用主要包括，硅是植物生長(zhǎng)的重要元素，有利于提高 作物的光合作用，是作物表皮細(xì)胞硅質(zhì)化，抗倒伏性能提高，硅含量增加能夠使作物導(dǎo)管剛 性加強(qiáng)，促使通氣性，促進(jìn)根系生長(zhǎng)，復(fù)方根系的腐爛和早衰。同時(shí)，產(chǎn)生的硅化細(xì)胞有效調(diào) 節(jié)葉片氣孔的開閉，提高作物的抗旱及抗風(fēng)抗低溫能力。其中的鈣和鎂等成分，對(duì)作物的生 長(zhǎng)起到符合營(yíng)養(yǎng)的作用。同時(shí)，硅能減少磷在土壤的固定，活化其中的磷，并促進(jìn)林在作物 體內(nèi)的運(yùn)轉(zhuǎn)，從而提高結(jié)實(shí)率。另外，硅是品質(zhì)元素，能有效改善農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)。
[0028] 因此，將膨潤(rùn)土進(jìn)行納米化處理后，即該膨潤(rùn)土的粒徑為納米級(jí)，利用納米膨潤(rùn)土 的大比表面積、具有很高的吸附性能和活性等特殊性能。尤其是納米膨潤(rùn)土的粒徑小，大比 表面積，如普通膨潤(rùn)土的比表面積為83. 64m2/g，經(jīng)過納米化處理后納米膨潤(rùn)土的比表面積 為115. 84m2/g。外層的未成鍵原子的活性高，能與其他原子成鍵，提高活性，提高肥料的利 用率，減少對(duì)環(huán)境的污染。正因上述納米膨潤(rùn)土具有該特點(diǎn)，使得上述實(shí)施例長(zhǎng)效肥肥效得 以顯著延長(zhǎng)，同時(shí)還為植物生長(zhǎng)提供中微量元素，實(shí)現(xiàn)中微量元素與大量元素的有效增效 作用，提高作物的品質(zhì)。另外，該長(zhǎng)效肥肥由于該納米膨潤(rùn)土的存在，還有可能改善土壤結(jié) 構(gòu)，起到調(diào)理的作用。
[0029] 為了進(jìn)一步提高納米膨潤(rùn)土的上述性能和功能，在一些實(shí)施例中，該納米膨潤(rùn)土 的粒徑為10~180nm。在一些具體實(shí)施例中，該納米膨潤(rùn)土的粒徑為10nm、20nm、30nm、 40nm、50nm、60nm、70nm、80nm、90nm、100nm、110nm、120nm、130nm、140nm、150nm、160nm、 170nm、180nm 等粒徑。
[0030] 在另一實(shí)施例中，該納米膨潤(rùn)土在上述長(zhǎng)效肥的質(zhì)量百分含量為10~15%。在一 些具體實(shí)施例中，納米膨潤(rùn)土的含量可以是10%、11 %、12%、13%、14%、15等。
[0031] 上述輔料可以根據(jù)長(zhǎng)效肥的存在形態(tài)而靈活選用，如該輔料可以選用石粉、白灰、 干粉中的任一種或幾種的復(fù)合物。該輔料的含量可以根據(jù)長(zhǎng)效肥的實(shí)際應(yīng)用環(huán)境或劑型要 求而靈活控制。如在一實(shí)施例中，該輔料的質(zhì)量百分含量可以控制在0%-40%。如在一些 具體實(shí)施例中，該輔料的質(zhì)量百分含量可以是0%、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、 40% 等。
[0032] 因此，在一實(shí)施例中，根據(jù)輔料的選用，上述長(zhǎng)效肥可以是粒型的形式存在。
[0033] 由上述可知，上述長(zhǎng)效肥包含納米增效劑具有表面積大、表面活性原子多，對(duì)氮、 磷、鉀等大量元素的吸附能力高，降低淋失率，在延長(zhǎng)肥效的同時(shí)提高肥料的利用率，降低 肥料流失對(duì)環(huán)境的污染。并且在濕潤(rùn)的土壤環(huán)境中，納米增效劑容易被植物的根毛或根尖 部分吸附，同時(shí)補(bǔ)充硅、鎂、鐵、鈣等中微量元素，實(shí)現(xiàn)中微量元素與大量元素的增效作用， 在增產(chǎn)增效的同時(shí)提高農(nóng)作物品質(zhì)。
[0034] 相應(yīng)地，本發(fā)明實(shí)施例還提供了上述長(zhǎng)效肥的一種工藝簡(jiǎn)單，成本低的制備方法。 該制備方法包括如下步驟：
[0035] S01.將膨潤(rùn)土進(jìn)行納米化處理，得到納米膨潤(rùn)土；
[0036] S02.按照上文所述的長(zhǎng)效肥的成分含量，將步驟S01中制備的所述納米膨潤(rùn)土與 氮元素原料、磷元素原料、鉀元素原料和輔料進(jìn)行混料處理。
[0037] 具體地，上述步驟S01中，膨潤(rùn)土的納米化處理方法可以是本領(lǐng)域常規(guī)的納米化 處理技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，如物理研磨法，采用物理研磨的方式將膨潤(rùn)土的粒徑處理至納米級(jí)。研磨 可以是鋼砂磨或球磨等方式。將經(jīng)納米化處理后的納米膨潤(rùn)土采用激光粒度分析儀進(jìn)行粒 度分析，分析結(jié)果如圖1所示。由圖1可知，通過該納米化處理，使得該納米膨潤(rùn)土的粒徑 控制在10-