本發(fā)明涉及肥料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種功能性緩釋肥料及其生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
肥料是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中最重要的生產(chǎn)資料之一，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展和國(guó)家糧食安全的重要保障。目前我國(guó)多數(shù)作物上的肥料效應(yīng)，仍以氮肥為最高。聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織的資料顯示，肥料對(duì)提高我國(guó)糧食生產(chǎn)能力的貢獻(xiàn)率為45-50%，施用量居世界第一位，但是化肥利用率卻逐年下降，據(jù)測(cè)算，我國(guó)氮肥當(dāng)季利用率較低，約為30-35%，遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國(guó)家的化肥利用率，大部分化肥通過(guò)揮發(fā)、淋溶、徑流等途徑進(jìn)入水體和大氣?；视行С煞至魇?，每年造成的損失折合人民幣高達(dá)1000多億元，相當(dāng)于全國(guó)1000多家化肥企業(yè)全年的產(chǎn)量白白倒進(jìn)地里?；蕮p失已是一個(gè)相當(dāng)嚴(yán)重的問(wèn)題，不僅造成直接的經(jīng)濟(jì)損失，浪費(fèi)了大量寶貴的資源，限制了農(nóng)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展、增加了農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)成本，而且更嚴(yán)重的是造成了農(nóng)業(yè)立體污染，給我們的生存環(huán)境帶來(lái)了嚴(yán)重的不良后果。長(zhǎng)期以來(lái)，普通化肥的低利用率以及由此帶來(lái)的環(huán)境污染，一直是困擾農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的大問(wèn)題。加上長(zhǎng)期以來(lái)大量化肥盲目不合理的使用，導(dǎo)致土壤養(yǎng)分嚴(yán)重失衡、結(jié)構(gòu)遭到破壞、肥力下降、耕地質(zhì)量嚴(yán)重退化。因此，提高肥料利用率不僅對(duì)降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本與提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益有重要意義，也是防止生態(tài)環(huán)境遭受破壞的重要手段。要提高肥料利用率，除必須做到合理施肥、優(yōu)化施肥方案外，改善肥料劑型，優(yōu)化肥料配方和提高肥料養(yǎng)分的緩釋、控釋效果也是一項(xiàng)非常重要的手段。
緩釋肥料又稱緩效肥料或控釋肥料，其肥料中含有養(yǎng)分的化合物在土壤中釋放速度緩慢或者養(yǎng)分釋放速度可以得到一定程度的控制以供作物持續(xù)吸收利用。使用緩釋肥料既能減少肥料養(yǎng)分特別是氮素在土壤中的損失，又能減少施肥作業(yè)次數(shù)，節(jié)省勞力和費(fèi)用，而且還可以避免發(fā)生由于過(guò)量施肥而引起的對(duì)種子或幼苗的傷害。
目前，一般將緩釋氮肥分為兩類：一是合成的有機(jī)長(zhǎng)效氮肥，主要包括尿素甲醛縮合物、尿素乙醛縮合物以及少數(shù)酞胺類化合物；二是包膜氮肥，在顆粒表面包上一層或數(shù)層半透性或難溶性的其它薄層物質(zhì)而制成的肥料，常采用的包膜材料有硫磺、樹(shù)脂、聚乙烯、石蠟、瀝青、油脂、磷礦粉、鈣鎂磷肥等，但這些產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝復(fù)雜，生產(chǎn)成本高，因此未能被大面積推廣應(yīng)用。而且現(xiàn)有的包膜緩釋肥料普遍存在氮的釋放時(shí)間短、肥料緩釋效果不夠好以及包膜緩釋劑生物降解率比較低的缺陷。
為提高化肥利用率、減少資源浪費(fèi)、減輕環(huán)境污染以及改良土壤，非常有必要研制一種功能性緩釋肥料。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種功能性緩釋肥料及其生產(chǎn)方法，能提高化肥利用率、減少資源浪費(fèi)、減輕環(huán)境污染，能改良土壤，而且本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低，包被層可降解。
本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：
一種功能性緩釋肥料，包括心核和包覆心核的包被層，所述心核為小顆粒尿素，所述包被層包括中間包被層與外包被層；中間包被層除硫酸外其他原料組分的混合物占緩釋肥料總重量的8.683-25.424%，外包被層除硫酸外其他原料組分的混合物占緩釋肥料總重量的27.944-62.02%，小顆粒尿素占緩釋肥料總重量的12.961-60.878%，包被層原料組分中含有的濃度為2-2.2wt%的硫酸的總量占緩釋肥料總重量的2.495-3.788%；中間包被層除硫酸外還包括的原料組分為硅鈣鉀土壤調(diào)理劑、硫酸鎂以及有機(jī)硅肥，且硅鈣鉀土壤調(diào)理劑占中間包被層除硫酸外的其他原料組分的混合物總重量的45.161-88%，硫酸鎂占中間包被層除硫酸外的其他原料組分的混合物總重量的1.96-3.226%，有機(jī)硅肥占中間包被層除硫酸外的其他原料組分的混合物總重量的10-51.613%；外包被層除硫酸外還包括的原料組分為磷酸二銨、腐殖酸、氯化鉀、硫酸銨、硝酸鈣與鉬酸銨，或者外包被層除硫酸外還包括的原料組分為磷酸二銨、腐殖酸、氯化鉀與氧化鎂，或者外包被層除硫酸外還包括的原料組分為磷酸二銨、腐殖酸與氯化鉀，或者外包被層除硫酸外還包括的原料組分為磷酸二銨、腐殖酸與硫酸銨。
進(jìn)一步地，所述外包被層除硫酸外還包括的原料組分為磷酸二銨、腐殖酸、氯化鉀、硫酸銨、硝酸鈣與鉬酸銨時(shí)，磷酸二銨占外包被層除硫酸外的其他原料組分的混合物總重量的20.9509-20.9511%，腐殖酸占外包被層除硫酸外的其他原料組分的混合物總重量的24.1739-24.1741%，氯化鉀占外包被層除硫酸外的其他原料組分的混合物總重量的22.5619-22.5621%，硫酸銨占外包被層除硫酸外的其他原料組分的混合物總重量的19.3389-19.3391%，硝酸鈣占外包被層除硫酸外的其他原料組分的混合物總重量的12.8929-12.8931%，鉬酸銨占外包被層除硫酸外的其他原料組分的混合物總重量的0.0809-0.0811%。
進(jìn)一步地，所述外包被層除硫酸外還包括的原料組分為磷酸二銨、腐殖酸、氯化鉀與氧化鎂時(shí)，磷酸二銨占外包被層除硫酸外的其他原料組分的混合物總重量的30.1719-30.1721%，腐殖酸占外包被層除硫酸外的其他原料組分的混合物總重量的43.1039-43.1041%，氯化鉀占外包被層除硫酸外的其他原料組分的混合物總重量的22.4139-22.4141%，氧化鎂占外包被層除硫酸外的其他原料組分的混合物總重量的4.309-4.311%。
進(jìn)一步地，所述外包被層除硫酸外還包括的原料組分為磷酸二銨、腐殖酸與氯化鉀時(shí)，磷酸二銨占外包被層除硫酸外的其他原料組分的混合物總重量的37.49-37.51%，腐殖酸占外包被層除硫酸外的其他原料組分的混合物總重量的32.1429-34.1431%，氯化鉀占外包被層除硫酸外的其他原料組分的混合物總重量的30.3569-30.3571%。
進(jìn)一步地，所述外包被層除硫酸外還包括的原料組分為磷酸二銨、腐殖酸與硫酸銨時(shí)，磷酸二銨占外包被層除硫酸外的其他原料組分的混合物總重量的34.99-35.01%，腐殖酸占外包被層除硫酸外的其他原料組分的混合物總重量的31.669-31.671%，硫酸銨占外包被層除硫酸外的其他原料組分的混合物總重量的33.329-33.331%。
進(jìn)一步地，所述心核的粒徑為0.5-3mm，中間包被層的厚度為0.4-3mm，外包被層的厚度為0.1-2mm。
進(jìn)一步地，所述硅鈣鉀土壤調(diào)理劑包括硅酸鉀、硅酸鈣、硅酸鎂等硅酸鹽以及它們的混合物等。
進(jìn)一步地，所述腐殖酸為風(fēng)化煤腐殖酸。
功能性緩釋肥料的生產(chǎn)方法，包括以下步驟：
（1）中間包被層除硫酸外其他原料組分的混合：稱取中間包被層中除硫酸外的其他各原料組分，使中間包被層中除硫酸外其他各原料組分的比例與上述方案相配合，并將各原料組分加入混料機(jī)，充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆颍玫街虚g包被層除硫酸外其他原料組分的混合物；
（2）外包被層除硫酸外其他原料組分的混合：稱取外包被層中除硫酸外的其他各原料組分，使外包被層中除硫酸外其他各原料組分的比例與上述方案相配合，并將各原料組分加入混料機(jī)，充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆颍玫酵獍粚映蛩嵬馄渌辖M分的混合物；
（3）按小顆粒尿素占緩釋肥料總重量的百分?jǐn)?shù)稱取小顆粒尿素，并將稱得的小顆粒尿素加入造粒機(jī)中，邊滾動(dòng)邊噴入濃度與上述方案相配合的硫酸，充分濕潤(rùn)小顆粒尿素的表面，然后撒入中間包被層除硫酸外其他原料組分的混合物，繼續(xù)滾動(dòng)，適量噴入濃度與上述方案相配合的硫酸，再交替噴入濃度與上述方案相配合的硫酸和撒入外包被層除硫酸外其他原料組分的混合物，繼續(xù)滾動(dòng)，直至顆粒直徑達(dá)到1-8mm，取出，得到未烘干顆粒肥料，在此過(guò)程中硫酸的總量占總緩釋肥料重量的百分?jǐn)?shù)與上述方案相配合；
（4）將未烘干顆粒肥料風(fēng)干45分鐘左右，然后進(jìn)行篩分，取粒徑1.00-4.75mm的顆粒肥料進(jìn)行包裝，制得成品。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)：
本發(fā)明根據(jù)不同作物的需肥規(guī)律以及不同地區(qū)的土壤肥力狀況來(lái)生產(chǎn)作物的專用肥料，依據(jù)腐殖酸對(duì)氮、磷、鉀的增效作用，通過(guò)對(duì)復(fù)合肥顆粒的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，制作成以硅鈣鉀土壤調(diào)理劑、有機(jī)硅肥等的中間包被層包被尿素后，再同腐殖酸、磷、鉀及速效氮等的外包被層結(jié)合以形成新型顆粒肥料。并在制備復(fù)合顆粒肥料過(guò)程中，通過(guò)添加一定量的硫酸以調(diào)節(jié)包被層的厚度和緊實(shí)度，進(jìn)而來(lái)調(diào)節(jié)肥料養(yǎng)分的釋放期。本發(fā)明包被層中的硅鈣鉀土壤調(diào)理劑以硅酸鹽的形式存在，硅鈣鉀土壤調(diào)理劑本身就是一種功能性緩控釋肥料，所含營(yíng)養(yǎng)元素不溶于水，均為枸溶態(tài)，能夠根據(jù)作物的需要控制釋放，而且硅鈣鉀土壤調(diào)理劑還是一種很好的土壤改良劑，可以活化疏松土壤，可有效提高土壤陽(yáng)離子代換量，能促進(jìn)土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)形成，促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)平衡，能協(xié)調(diào)土壤的水、肥、氣、熱，加上硅具有的獨(dú)特的作用，有助于土壤微生物的活動(dòng)，有效提高土壤肥力，促進(jìn)作物的生長(zhǎng)發(fā)育，提高農(nóng)作物產(chǎn)量和農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)，增產(chǎn)增收。本發(fā)明中的顆粒肥料施入土壤后，由于硅酸鹽、磷酸鹽、有機(jī)硅肥等的物理阻斷作用，以及腐殖酸對(duì)尿素的絡(luò)合緩釋以及脲酶抑制和硝化抑制作用，從而能夠使肥料中的養(yǎng)分緩慢釋放，延長(zhǎng)養(yǎng)分釋放期，達(dá)到防止肥料流失和提高肥料利用率的效果，進(jìn)而達(dá)到緩釋和控釋肥料養(yǎng)分的目的，從而能減少資源浪費(fèi)并能減輕環(huán)境污染。顆粒肥料中鈣、鎂、鉬等中微量元素對(duì)促進(jìn)土壤營(yíng)養(yǎng)平衡，進(jìn)而促進(jìn)作物的生長(zhǎng)發(fā)育具有很好的作用。本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低，包被層可降解。
具體實(shí)施方式
為了使本發(fā)明目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
實(shí)施例1
中間包被層除硫酸外其他原料組分的混合：稱取7kg硅鈣鉀土壤調(diào)理劑，0.5kg硫酸鎂，8kg有機(jī)硅肥等加入混料機(jī)，充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆騻溆谩?/p>
外包被層除硫酸外其他原料組分的混合：稱取13kg磷酸二銨，14kg氯化鉀，15kg風(fēng)化煤腐殖酸，12kg硫酸銨，8kg硝酸鈣，0.05kg鉬酸銨等加入混料機(jī)，充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆騻溆谩?/p>
將20kg小顆粒尿素加入造粒機(jī)中，邊滾動(dòng)邊噴入濃度為2wt%的硫酸，充分濕潤(rùn)尿素顆粒的表面，然后撒入中間包被層除硫酸外其他原料組分的混合物，繼續(xù)滾動(dòng)，適量噴入濃度為2wt%的硫酸，再交替噴入濃度為2wt%的硫酸和撒入外包被層除硫酸外其他原料組分的混合物，繼續(xù)滾動(dòng)，直至顆粒粒徑達(dá)到1-8mm，取出，風(fēng)干45分鐘左右，然后進(jìn)行篩分，取粒徑1.00-4.75mm的顆粒肥料進(jìn)行包裝，制得成品，在此過(guò)程中，濃度為2wt%的硫酸的總用量為2.5kg。成品的養(yǎng)分含量（n、p、k、有機(jī)質(zhì)）為15：6：9：15。
為檢驗(yàn)該產(chǎn)品的使用效果，在河南鎮(zhèn)平花生上進(jìn)行了田間試驗(yàn)，花生是嗜鈣作物，鉬能增強(qiáng)根系活力和根瘤生物量，試驗(yàn)結(jié)果表明，該產(chǎn)品與等量的常規(guī)施肥相比單穴花生果數(shù)增加1.2個(gè)，而且使用該產(chǎn)品的花生根系發(fā)達(dá)，根瘤菌增加，植株健壯，抗病蟲(chóng)害作用明顯。
實(shí)施例2
中間包被層除硫酸外其他原料組分的混合：稱取15kg硅鈣鉀土壤調(diào)理劑，0.5kg硫酸鎂，10kg有機(jī)硅肥等加入混料機(jī)，充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆騻溆谩?/p>
外包被層除硫酸外其他原料組分的混合：稱取17.5kg磷酸二銨，13kg氯化鉀，25kg風(fēng)化煤腐殖酸，2.5kg氧化鎂等加入混料機(jī)，充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆騻溆谩?/p>
將13kg小顆粒尿素加入造粒機(jī)中，邊滾動(dòng)邊噴入濃度為2.2wt%的硫酸，充分濕潤(rùn)尿素顆粒的表面，然后撒入中間包被層除硫酸外其他原料組分的混合物，繼續(xù)滾動(dòng)，適量噴入濃度為2.2wt%的硫酸，再交替噴入濃度為2.2wt%的硫酸和撒入外包被層除硫酸外其他原料組分的混合物，繼續(xù)滾動(dòng)，直至顆粒粒徑達(dá)到1-8mm，取出，風(fēng)干45分鐘左右，然后進(jìn)行篩分，取粒徑1.00-4.75mm的顆粒肥料進(jìn)行包裝，制得成品，在此過(guò)程中，濃度為2.2wt%的硫酸的總用量為3.8kg。成品的養(yǎng)分含量（n、p、k、有機(jī)質(zhì)）為9：8：8：20。
為檢驗(yàn)該產(chǎn)品的使用效果，在遼寧東港水稻上進(jìn)行了田間試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明，該產(chǎn)品與等量的常規(guī)施肥相比水稻根系發(fā)達(dá)，分蘗率高，植株健壯，抗逆性強(qiáng)，抗病蟲(chóng)害和抗倒伏作用明顯，尤其表現(xiàn)出肥效長(zhǎng)，后勁足，不脫肥。
實(shí)施例3
中間包被層除硫酸外其他原料組分的混合：稱取7.5kg硅鈣鉀土壤調(diào)理劑，0.2kg硫酸鎂，1kg有機(jī)硅肥等加入混料機(jī)，充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆騻溆谩?/p>
外包被層除硫酸外其他原料組分的混合：稱取10.5kg磷酸二銨，8.5kg氯化鉀，9kg風(fēng)化煤腐殖酸等加入混料機(jī)，充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆騻溆谩?/p>
將61kg小顆粒尿素加入造粒機(jī)中，邊滾動(dòng)邊噴入濃度為2wt%的硫酸，充分濕潤(rùn)尿素顆粒的表面，然后撒中間包被層除硫酸外其他原料組分的混合物，繼續(xù)滾動(dòng)，適量噴入濃度為2wt%的硫酸，再交替噴入濃度為2wt%的硫酸和撒入外包被層除硫酸外其他原料組分的混合物，繼續(xù)滾動(dòng)，直至顆粒粒徑達(dá)到1-8mm，取出，風(fēng)干45分鐘左右，然后進(jìn)行篩分，取粒徑1.00-4.75mm的顆粒肥料進(jìn)行包裝，制得成品，在此過(guò)程中，濃度為2wt%的硫酸的總用量為2.5kg。成品的養(yǎng)分含量（n、p、k、有機(jī)質(zhì)）為30：5：5：8。
為檢驗(yàn)該產(chǎn)品的使用效果，在河南新鄉(xiāng)衛(wèi)輝市太公泉鎮(zhèn)宋莊村玉米上進(jìn)行了田間試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明，該產(chǎn)品與等量的常規(guī)施肥相比玉米根系發(fā)達(dá)，葉片挺立，植株健壯，還有很好的抗旱作用，籽粒飽滿，后期不脫肥，顯著降低禿尖程度。
實(shí)施例4
中間包被層除硫酸外其他原料組分的混合：稱取8.8kg硅鈣鉀土壤調(diào)理劑，0.2kg硫酸鎂，1kg有機(jī)硅肥等加入混料機(jī)，充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆騻溆谩?/p>
外包被層除硫酸外其他原料組分的混合：稱取10.5kg磷酸二銨，10kg硫酸銨，9.5kg風(fēng)化煤腐殖酸等加入混料機(jī)，充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆騻溆谩?/p>
將57kg小顆粒尿素加入造粒機(jī)中，邊滾動(dòng)邊噴入濃度為2wt%的硫酸，充分濕潤(rùn)尿素顆粒的表面，然后撒入中間包被層除硫酸外其他原料組分的混合物，繼續(xù)滾動(dòng)，適量噴入濃度為2wt%的硫酸，再交替噴入濃度為2wt%的硫酸和撒入外包被層除硫酸外其他原料組分的混合物，繼續(xù)滾動(dòng)，直至顆粒粒徑達(dá)到1-8mm，取出，風(fēng)干45分鐘左右，然后進(jìn)行篩分，取粒徑1.00-4.75mm的顆粒肥料進(jìn)行包裝，制得成品，在此過(guò)程中，濃度為2wt%的硫酸的總用量為3.0kg。成品的養(yǎng)分含量（n、p、k、有機(jī)質(zhì)）為30：5：0：8。
為檢驗(yàn)該產(chǎn)品的使用效果，在河南新鄉(xiāng)衛(wèi)輝市安都鄉(xiāng)飲馬莊玉米上進(jìn)行了田間試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明，該產(chǎn)品與等量的常規(guī)施肥相比玉米根系發(fā)達(dá)，葉片挺立，植株健壯，還有比較好的抗旱作用，后期不脫肥，顯著降低禿尖程度，且籽粒飽滿。
以上具體實(shí)施方式的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想，但應(yīng)當(dāng)理解，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，本發(fā)明的保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)限定。