專利名稱：一種適用于石灰性土壤的控釋肥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬肥料技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種適用石灰性土壤的控釋肥。
背景技術(shù)：
石灰性土壤是干旱和半干旱地區(qū)主要土壤類型之一，土壤pH7.0—9.0，碳酸鈣含量5-18％，土壤有機質(zhì)含量一般低于1％，有效氮和有效磷含量缺乏，微量元素錳、鋅、鉬的有效態(tài)含量較低。施用氮、磷肥和其它含微量元素錳、鋅、鉬的肥料對保持小麥、玉米、棉花、大豆、水稻等作物正常生長必不可少。但是，由于土壤大多是帶堿性、游離碳酸鈣含量較高，表施普通化學(xué)肥料后，肥料中氮素?fù)]發(fā)損失很大，磷素則形成難溶解性的各種類型的磷酸鈣化合物和羥基磷灰石。據(jù)研究資料報道，在敘利亞的石灰性土壤表施N15標(biāo)記的硫酸銨和尿素，13天后，施硫銨的氮素總損失為27％，而施尿素的氮素總損失高達49％。(Pilbeam and Hutchison,1998，Nutrient Cycling in Agroecosystem 52(1)55-60)。稻田表施碳酸氫銨、硫酸銨和尿素后，氮素的總損失分別為38—72％，10—65％和14—67％。在河南封丘玉米地上表施尿素，肥料中氮的總損失高達45％，其中氨的揮發(fā)損失為30％，河北張北小麥田表施尿素后氮素總損失也達到30％(張紹林等，1991，土壤23∶27；蔡貴信等，1995，中國學(xué)術(shù)期刊文摘，p94)。為了提高氮肥的利用率，氮肥深施和施用后灌水是一種實際有效的方法，但是，對于表施氮肥，至今還沒有切實可行的方法來減少肥料中氮素的損失。國內(nèi)外的研究重點主要是開展對脲酶抑制劑、硝化抑制劑和緩效肥等的研究和應(yīng)用。
脲酶抑制劑的作用是延緩脲酶對尿素的水解，使較多的尿素能擴散移動到土表以下的土層中，從而減少旱地表層土壤中或稻田田面水中銨態(tài)氮及氨態(tài)氮總濃度，以減少氨揮發(fā)損失。國內(nèi)外目前研究應(yīng)用的脲酶抑制劑有100多種，然而，它們對減少氮素總損失的作用還未得到廣泛證明，也沒有在田間試驗中表現(xiàn)出穩(wěn)定的增產(chǎn)效果。如Fillery(1986，F(xiàn)ertilizer Research 8193-202)在應(yīng)用脲酶抑制劑O-苯基磷酰二胺(PPD)進行的8個田間試驗中，僅有一個試驗中PPD顯著提高水稻產(chǎn)量。而脲酶抑制劑在國內(nèi)施用于玉米中的18個試驗中，多數(shù)試驗的效果都不顯著。
硝化抑制劑的作用是抑制硝化速率，減緩銨態(tài)氮向硝態(tài)氮的轉(zhuǎn)化，從而可能減少氮素的反硝化損失和硝酸鹽的淋溶損失。但據(jù)國內(nèi)外的研究資料報道，硝化抑制劑的效果十分不穩(wěn)定。在美國大西洋沿岸中部地區(qū)的8個小麥試驗中，只有3個加雙氰胺(DCD)獲得增產(chǎn)；而在22個玉米試驗中，DCD處理都沒有表現(xiàn)出增產(chǎn)效果。國內(nèi)用N15示蹤法的試驗表明，無論是培育試驗、盆栽試驗，還是田間試驗，在非石灰性土壤上施用硝化抑制劑，其減少肥料氮素?fù)p失的效果均優(yōu)于石灰性土壤(李良謨，1992，中國土壤氮素，江蘇科學(xué)技術(shù)出版社。p94-122)。這可能是因為石灰性土壤的pH較高，硝化抑制劑在抑制銨的硝化作用的同時，可能促進了氨揮發(fā)，因而對減少氮素總損失的作用不大。
普通化學(xué)氮肥多為水溶性，容易通過揮發(fā)、流失和反硝化等途徑而損失掉，肥效差，利用率低，損失的肥料還會造成對環(huán)境和人類健康的潛在威脅。此外，如果施肥不當(dāng)，造成局部土壤溶液濃度過高，還會引起燒苗。因此提出了研制緩效肥料的設(shè)想，即把速效性變?yōu)榫徯裕阉偃苄宰兂删徣苄?，讓養(yǎng)分緩慢溶解、釋放出來，供作物不斷吸收，這樣便可以大大減少揮發(fā)、淋失和反硝化損失，減輕對環(huán)境的污染，即使施肥量較高，也不致燒苗，可用一次基肥代替分次施肥，用機械施肥代替人工施肥，從而節(jié)約勞力和減輕勞動強度。按照生產(chǎn)工藝和農(nóng)化性質(zhì)，緩效肥主要分為以下兩種主要類型，(1)合成緩溶氮肥，包括有機緩溶氮肥如脲醛(UF)、丁烯叉二脲(CDU)、異丁叉二脲(IBDU)等，無機緩溶性氮肥如磷酸鎂銨等。
(2)包膜肥料，國外以硫包尿素(SCU)為代表，國內(nèi)以磷酸鹽包膜碳銨和尿素為主，近些年又出現(xiàn)不少新型包膜材料和包膜復(fù)合肥；脲醛施入土壤后，在氨化細菌作用下釋放出NH4+，再經(jīng)硝化細菌作用生成NO3-。這些養(yǎng)分不斷供作物吸收。但對一年生作物的生長初期，往往嫌氮素供應(yīng)不足，應(yīng)配施適當(dāng)?shù)乃傩У省?br> 化學(xué)合成緩效肥主要通過控制粒徑大小來控制其釋放速率，包膜肥料則主要靠膜的厚度和微孔的大小來控制釋放速率。包膜材料種類很多，如高分子聚合物、硫磺、石蠟、瀝青、樹脂、脲醛等。美國和日本用得較多的是硫磺和聚合物，我國采用鈣鎂磷肥作為新的包膜材料，大量田間試驗結(jié)果表明，硫包尿素優(yōu)于普通尿素。美國TVA公司在東南亞的菲律賓、印尼、印度、斯里蘭卡以及南美的秘魯、巴西等國進行了大量的水稻試驗，80％都獲得了增產(chǎn)，特別是在間歇灌溉的條件下，硫包尿素具有非常顯著的增產(chǎn)效果，其施肥量僅為普通尿素的40％，稻谷產(chǎn)量卻相同。這是由于在間歇灌溉條件下，普通尿素的淋溶損失和反硝化損失都很嚴(yán)重，而硫包尿素能夠抗御淋溶，減少損失，從而提高了肥效。在印度的一系列水稻試驗表明，硫包尿素的增產(chǎn)效率為每kgN增產(chǎn)25～30kg稻谷，而普通尿素為16～20kg。國際水稻研究所在84個水稻試驗中，硫包尿素對旱季水稻的效果均好于其他氮肥，而在干、濕兩季，在兩種施氮量的情況下，只有30％的硫包尿素比其他肥料產(chǎn)量高，2％的試驗低于其他肥料，68％的試驗和其他肥料持平(孫秀廷，1989，新型化肥及其施用，農(nóng)業(yè)出版社，p73-76)。
包膜尿素是將鈣鎂磷肥包膜碳銨的工藝應(yīng)用到尿素上制成。應(yīng)用同位素N15示蹤技術(shù)在盆栽、田間微區(qū)和小區(qū)試驗條件下，研究了水稻、小麥對包膜尿素的氮素利用率。試驗結(jié)果表明，在pH較低的紅壤、白土等酸性和微酸性的田間土壤條件下，普通尿素分次施時的氮素利用率為34％左右，而包膜尿素的氮素利用率較高，在水稻上為42—79％，在小麥上為38％左右。但在中性黃泥土上則兩者的利用率基本相近，均為32—60％，在黃泥土和白土上進行的單季晚稻和小麥試驗，其效果并不明顯(孫秀廷，1989，新型化肥及其施用，農(nóng)業(yè)出版社，p85-94)。
肥料中的磷素在石灰性土壤中容易固定是磷肥利用率較低的主要原因之一。固定的機理通常為沉淀作用和吸附作用，研究資料表明，在石灰性土壤中加入KH2PO4，可同時生成二水磷酸二鈣，磷酸八鈣和β-磷酸三鈣，而以溶解性較低的磷酸八鈣和β-磷酸三鈣占主要成分(AL-Khateeh，et al.1986，SoilSci.141∶31-37)。在田間條件下，形成的磷酸八鈣是不穩(wěn)定的，它積累在施磷土壤的表層，當(dāng)土壤有效磷含量小于32mg/kg時，β-磷酸三鈣可能是控制土壤磷素水平的主要化合物。國內(nèi)外的研究結(jié)果都表明，作物對磷肥中磷的當(dāng)季利用率是很低的，一般在10—25％。中國科學(xué)院南京土壤研究所對我國849個田間試驗結(jié)果的統(tǒng)計表明，水稻的磷肥利用率為8—20％，小麥為6—26％，玉米10—23％，棉花4—32％(魯如坤，1998，土壤一植物營養(yǎng)學(xué)原理和施肥，化學(xué)工業(yè)出版社，p199)。國外結(jié)果有類似情況，國際水稻研究所的結(jié)果表明，水稻磷肥利用率在8—12％(De Data et al 1990，Phosphorus requirement forsustainable agriculturein Asia and Oceania IRRI，Manila p307-323)，英國Woburn地區(qū)大麥對磷肥當(dāng)季利用率僅為7％，燕麥為6％，馬鈴薯為4％，甜菜為15％，輪作牧草為16％(Cooke，1981，The Chemistry of Soil Processes Greenland，D.J.et.al，ed John Wiley and Sons Ltd)，澳大利亞磷肥利用率全國平均小于20％，丹麥小于10％(Barrow，1980，Phosphorus requirement for sustainable agriculture in Asia andOceania IRRI，Philippines p199-210)。而對磷肥的表觀累積利用率，在連續(xù)8季作物試驗中，在石灰性土壤上為27％左右，遠遠低于非石灰性土壤的45—74％(Fixen，1992，Phosphate Fertilizer and the Environment. J.J.Schulty，ed.IFDC.USA.p65-76)。
綜上所述，研制和開發(fā)出一種適宜于石灰性土壤上應(yīng)用的控釋肥，對提高肥料中氮素和磷素的利用率，防止氮素的損失和保護土壤環(huán)境，增加作物產(chǎn)量和提高產(chǎn)品品質(zhì)有非常重要的實際意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處而提供一種含有氮、磷和微量元素養(yǎng)分的控釋肥，從而減少肥料中氮素和磷素的損失，提高利用率。該控釋肥采用表施和基施都具有非常好的效果。
本發(fā)明的目的可以通過以下措施來達到為了防止在石灰性土壤中施用肥料后氮素的揮發(fā)和淋失、磷素的固定，同時考慮到石灰性土壤中缺乏微量元素鋅、錳、鉬的情況，本發(fā)明采用速效性脲醛肥、磷酸銨和硫酸銨為主要原料，根據(jù)不同作物需要適當(dāng)添加腐殖酸、微量元素鋅或錳或鉬。應(yīng)用機械混合壓粒或干粉混合造粒方法生產(chǎn)出適用于不同作物需要的系列控釋肥品種。使肥料中的氮素釋放得到有效控制，同時在腐殖酸的作用下，肥料中的無機形態(tài)的磷轉(zhuǎn)化為腐殖酸類有機磷形態(tài)，減少了肥料施用后，因為石灰性土壤高pH和較高的游離碳酸鈣含量對氮素?fù)]發(fā)損失和磷素的固定，此外，腐殖酸與肥料中微量元素鋅、錳、鉬產(chǎn)生螯合作用，提高了微量元素在土壤中的有效性，充分保證了作物生長對氮、磷和微量元素養(yǎng)分的需求，使肥料中氮和磷的利用率顯著提高，作物產(chǎn)量增加，品質(zhì)提高。
主要原料與配比脲醛、磷酸銨和硫酸銨為主要原料，主要配比脲醛磷酸銨∶硫酸銨為1∶1—2.50.5—2，根據(jù)作物和土壤特性，分別添加適量的硫酸錳、硫酸鋅、鉬酸銨和腐殖酸。
肥料中N和P2O5及微量元素(鋅、錳、鉬)含量(重量比)分別為20—35％、7—15％和1—5％。依據(jù)不同作物需要調(diào)整肥料中各養(yǎng)分的比例。
本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點該控釋肥可根據(jù)不同作物和不同土壤狀況，對肥料養(yǎng)分進行適當(dāng)配比調(diào)整后，適用于所有石灰性土壤上各種作物的施肥。既可作為追肥表施和深施，也可作為基肥深施。特別適宜于我國西北干旱地區(qū)石灰性土壤上各種天然退化草地的恢復(fù)重建和人工草場的優(yōu)化施肥管理?？梢圆捎蔑w播對大面積天然退化草地作追肥施用，也可利用機械條施作人工草場的追肥和基肥。
具體實施例方式
實施例1田間試驗的實例證明，石灰性土壤施用控釋肥不僅提高了肥料中的氮素利用率，同時使較多的氮素保持在土壤中，從而極大地降低了氮素的損失，提高作物的產(chǎn)量。在江蘇吳縣通安鎮(zhèn)農(nóng)科站試驗農(nóng)場稻麥輪作中進行的肥料試驗結(jié)果見表1。
表1、控釋肥對稻、麥產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

從表1可以清楚看出，施用控釋肥后，在水稻上結(jié)實率增加，秕粒數(shù)減少，千粒重增大，植株的高度雖然較矮小一些，卻抗倒伏，營養(yǎng)體轉(zhuǎn)化為籽粒的程度也相對得到提高；在小麥上，有效穗增加，每穗實粒數(shù)也有增加，千粒重增大。
實施例2本發(fā)明的目的是針對施用在石灰性土壤的肥料中氮素容易揮發(fā)和淋失、磷素易固定，微量元素鋅、錳、鉬缺乏的特點，研制出含有氮磷和微量元素養(yǎng)分的控釋肥。采用河南封丘縣pH8.2的石灰性潮土進行盆栽水稻試驗結(jié)果見表2。
表2、水稻施肥盆栽試驗中土壤銨態(tài)氮含量與肥料中氮素利用率

試驗結(jié)果說明，該控釋肥的肥效長，不僅在水稻生長初期35天中供應(yīng)的銨態(tài)氮比尿素和硫磺包膜肥要高，而且在水稻生產(chǎn)的三個月內(nèi)都能供給較多的氮素?？蒯尫实牡乩寐蕿?2.1％，比施用硫磺包膜尿素的氮素利用率高12％，比施尿素的氮素利用率高34.6％。
實施例3表3、盆栽無芒雀麥?zhǔn)┓试囼?

采用內(nèi)蒙多倫縣草原站pH7.8的石灰性土壤，對無芒雀麥進行不同系列控釋肥與尿素和包膜肥的等量氮磷肥盆栽試驗，試驗結(jié)果見表3。
試驗結(jié)果表明，牧草對2號和4號控釋肥中N的吸收利用率比包膜肥高14.8～19.4個百分點，比尿素加磷肥高17.9～22.5個百分點；而土壤殘留氮比包膜肥高8.2～10.7個百分點，比尿素加磷肥高10～12.5個百分點；而尿素加磷肥的氮素?fù)p失比控釋肥高27.9～35個百分點；包膜肥的氮素?fù)p失比控釋肥高23～30.1個百分點。
采用鄧肯(Duncan`s)新復(fù)極差測驗進行多重比較的結(jié)果表明，對無芒雀麥地上部和地下部的干重影響，2號和4號控釋肥與包膜肥和尿素加磷肥比較，有極顯著的差異。其中4號控釋肥的效果與2號控釋肥相比也有極顯著的差異。說明，在石灰性土壤中施用4號控釋肥對增加無芒雀麥的產(chǎn)量效果最好。
參考文獻1.孫秀廷編著，1989，新型化肥及其施用，北京農(nóng)業(yè)出版社，p73-942.李良謨，1992，中國土壤氮素(朱兆良等主編)，南京江蘇科學(xué)技術(shù)出版社。p94-1223.張紹林、蔡貴信、王賢忠等，1991，黃淮海平原潮土—夏玉米系統(tǒng)中尿素氮損失途徑的研究。土壤23∶2714.魯如坤等著，1998，土壤—植物營養(yǎng)學(xué)原理和施肥，北京化學(xué)工業(yè)出版社，p1995.蔡貴信、朱兆良、李仁崗等，1995，中國北方草甸栗鈣土—春小麥系統(tǒng)中氮肥的損失。中國學(xué)術(shù)期刊文摘。p946.AL-Khateeb，I.K.et al 1986，Phase equilibrium and kinetics oforthophosphate in some Iraq soils Soil Sci.14131-377.Barrow，N.J.，1990，Relating chemical processes to management system.InPhosphorus requirement for sustainable agriculture in Asia and Oceania IRRI，Philippines.p199-2108.Cooke，G.W，1981，The fate of fertilizer.InThe Chemistry of Soil Processes.Greenland，D.J.et al，ed.John Wiley and Sons Ltd.9.De Datta.S.K.et al.1990，Phosphorus requirement and management forlowland rice.InPhosphorus requirement for sustainable agriculture in Asiaand Oceania.IRRI，Manila.p307-32310.Fillery.I.R.P.，Simpson，J.R.，De Datta，SK.1986，Contribution ofammonia volatilization to total nitrogen loss after application of urea towetland rice fields Fert Res 8193-20211.Fixen，P.E.1992 Optimum phosphate fertilizer products and practical fortemperate cllmate agriculture.InPhosphate fertilizer and the Environment.J.J.Schulty.ed.IFDC.USA P65-7612.Pilbeam，C.J and D.Hutchison.1998，F(xiàn)ate of nitrogen applied in differentfertilizers to the surface of a calcareous soil in Syria. Nutrient Cycling inAgroecosystem 52(1)55-60
權(quán)利要求
1.一種適用于石灰性土壤的控釋肥，其特征在于以脲醛、磷酸銨和硫酸銨為原料，其脲醛、磷酸銨和硫酸銨配比為1∶1—2 50.5—2。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于石灰性土壤的控釋肥，其特征在于可以分別添加適量的硫酸錳、硫酸鋅、鉬酸銨和腐殖酸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的適用于石灰性土壤的控釋肥，其特征在于肥料中N和P2O5及微量元素(鋅、錳、鉬)含量(重量比)分別為20—35％、7—15％和1—5％。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的適用于石灰性土壤的控釋肥，其特征在于微量元素為鋅、錳、鉬。
全文摘要
一種適用于石灰性土壤的控釋肥,屬肥料技術(shù)領(lǐng)域。該控釋肥以脲醛、磷酸銨和硫酸銨為主要原料。脲醛∶磷酸銨∶硫酸銨為1∶1－2.5∶0.5－2,采用表施和基施都具有很好的效果。根據(jù)作物和土壤特性,分別添加適量的硫酸錳、硫酸鋅、鉬酸銨和腐殖酸。肥料中N和P
文檔編號C05G3/00GK1332136SQ0111375
公開日2002年1月23日 申請日期2001年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月6日
發(fā)明者葉華, 傅積平, 徐群 申請人:江蘇縱橫科技實業(yè)有限公司