有機無機塊型控釋肥料及其製備方法

《有機無機塊型控釋肥料及其製備方法》是東北師範大學於2011年6月24日申請的專利，該專利的公布號為CN102267842A，授權公布日為2011年12月7日，發明人是王忠強。該發明涉及農業化學領域。

《有機無機塊型控釋肥料及其製備方法》提供的塊型控釋肥料，將有機物料與化學肥料合理配比，通過壓縮設備製備成塊體肥料，結合抑制劑控制養分釋放，降低肥料養分的釋放速度，提高養分利用率。該產品實現有機肥料和無機肥料聯合施用，也為高效利用工農業有機廢棄物，減少其環境污染提供新方法。該產品製備工藝簡單，施肥方便，可廣泛的用於農業種植和園藝生產。

2019年10月，《有機無機塊型控釋肥料及其製備方法》獲得第三屆吉林省專利獎優秀獎。

基本介紹

• 中文名：有機無機塊型控釋肥料及其製備方法
• 申請人：東北師範大學
• 申請日：2011年6月24日
• 申請號：2011101716246
• 公布號：CN102267842A
• 公布日：2011年12月7日
• 發明人：王忠強
• 地址：吉林省長春市人民大街5268號
• Int.Cl.：C05G3/00(2006.01)I、C05G3/08(2006.01)I
• 類別：發明專利

專利背景

農業發展是國民經濟和社會發展的保障，肥料施用是農業增產增收和持續發展的必要途徑。但是常規的氮肥、磷肥和鉀肥以及複合肥等化學肥料利用率很低，氮肥利用率約30％，磷肥當季利用率只有16％，鉀肥利用率達到50％-60％。每年由於養分流失造成的經濟損失達數百億元。並且養分流失也造成嚴重的環境污染，使湖泊河流等水體富營養化，威脅生態環境安全和人類健康。同時，中國是世界上農業廢棄物產出量最大的國家，絕大多數農業廢棄物隨意丟棄或者排放到環境中，使“資源”變為“污染源”，對生態環境造成了極大的影響。根據作物和養殖規模估算，中國每年產生畜禽糞便26.0億噸，農作物秸稈7.0億噸，蔬菜廢棄物1.0億噸，鄉鎮生活垃圾和人糞便2.5億噸，肉類加工廠和農作物加工場廢棄物1.5億噸，林業廢棄物（不包括薪炭林）0.5億噸，其他類的有機廢棄物約有0.5億噸。這些農業廢棄物蘊含氮磷鉀養分達到7755萬噸，有機質約為35億噸。處理相關廢料已成為亟待解決的重大問題。因此，利用有機肥料改善土壤結構、增加土壤有機質等作用，將有機肥料與緩控釋肥料開發有效結合，是新型肥料開發的重要途徑，並將帶來巨大的經濟效益和環境效益。

2011年6月前，世界各國開發新型肥料以研製緩控釋肥料為主，主要採用緩慢溶解、抑制劑控制和包膜控制等三種限制養分釋放的方法，形成了一批具有代表性的肥料產品：脲甲醛、異丁烯叉二脲、草醯胺、硫包膜肥料、高分子材料包膜肥料、雙氰胺硝化抑制劑肥料、氫醌尿酶抑制劑肥料等（解玉洪，李曰鵬.國外緩控釋肥產業化研究進展與前景，磷肥與復肥，2009，24（4）：87-89），主要專利包括CN00110121.8、CN02120803.4，CN03140953.9，CN200410082840.3、CN200410024049.7、CN200610010758.9、CN200610106988.5、CN01133415.0等。這些種類的緩控釋肥料一定程度上提高了肥料利用率，但肥料價格較高，普通農戶很難大規模套用，並且都沒有採用與有機肥料結合的方式。中國專利2008100123881申請公開的一種根部施用的緩控釋有機無機塊肥，採用了有機物料和無機肥料結合的方式，對提高肥料利用率具有一定的效果，但是採用的脲酶抑制劑為苯基二氫基磷酸鹽，在市場上很難獲得。同時，使用有機物料的水分小於10％，在生產中需要長時間高溫烘乾，增加生產成本，並且容易破壞有機物料性質。在該專利使用的液壓機壓力150-200公斤的條件下，有些有機物料很難壓製成塊，例如椰殼、稻殼、花生殼等顆粒硬度相對較高，較分散，缺乏纖維連線的物料，難以壓製成塊。

發明內容

專利目的

為了解決2011年6月之前的技術中存在的問題，該發明提供一種有機無機塊型控釋肥料，將有機物料與化學肥料合理配比後，加入一定的具有吸附養分作用的粘結物質，提高液壓機壓力通過壓縮設備製備成塊體肥料，結合硝化抑制劑控制養分釋放，降低肥料養分的釋放速度，提高養分利用率。同時，使用時把肥料塊體放在種子或移栽苗下部，隨著作物生長，塊型肥料可以被根系包裹，使養分從根系內部向外部逐步擴散，有效提高根部接觸養分空間，形成“根內施肥體系”，提高養分利用率，促進植物有效生長，實現有機肥料和無機肥料聯合施用的目的。

技術方案

《有機無機塊型控釋肥料及其製備方法》提供的有機無機塊型控釋肥料，包括如下組分，各組分含量按如下重量百分比計，各組分總含量為100％：硝化抑制劑與尿素混合物25-35、磷酸二鉉或磷酸一鉉10-15、硫酸鉀或氯化鉀19-29、粘結劑5、微肥與珍珠岩粉混合物1。

其中：所述有機物料選自泥炭、沼渣、竹渣、畜禽糞便、秸桿、椰糠、廢棄食用菌栽培基料、酒糟、糠醛渣、茶渣、米糠、木屑的一種或多種；所述硝化抑制劑選自雙氰氨（DCD）3，4-二甲基吡唑磷酸鹽（DMPP）2-氯-6-三氯甲基吡啶的一種；所述硝化抑制劑與尿素混合物中，硝化抑制劑含量為尿素重量的0.5％-10％；所述的粘結劑選自硅藻土、膨潤土、高嶺土的一種或多種；所述微肥選自硫酸銅、硫酸鎂、硫酸鋅、硫酸亞鐵、硼酸、硼砂、硫酸錳中的一種或多種（粉劑）；其中每一種微肥含量占微肥與珍珠岩粉混合物總重量的1％。

所述的塊型可以是方塊形、圓柱形、球形或圓餅形。方塊型肥料塊徑尺寸長為2-4厘米，厚度2-4厘米；圓柱形肥料塊徑尺寸直徑為2-4厘米，厚度為2-4厘米；球型肥料塊徑尺寸為2-4厘米；圓餅型肥料塊徑尺寸為直徑2-4厘米，高為2-4厘米；上述有機無機塊型控釋肥料可根據作物種植特點，選擇不同塊型的肥料放於種子和種苗根系3-15厘米深度，覆蓋土壤後移栽種苗或播種。

該發明進一步提供了上述有機無機塊型控釋肥料的製備方法，包括如下步驟：

（1）有機物料的準備：

1）將有機物料砌剁堆高，自然風乾降低水分至40％-50％（W/W），然後堆置腐熟；

2）用粉碎機將腐熟的有機物料粉碎，過孔徑5毫米的細篩，然後烘乾或陽光暴曬將含水量降至15％-25％（W/W），備用；

（2）將以下組分按如下重量百分比配比混合，各組分總含量為100％：腐熟的有機物料30-40、硝化抑制劑與尿素混合物25-35、磷酸二鉉或磷酸一鉉10-15、硫酸鉀或氯化鉀19-29、粘結劑5、微肥與珍珠岩粉混合物1。

其中：所述有機物料選自泥炭、沼渣、竹渣、畜禽糞便、秸桿、椰糠、廢棄食用菌栽培基料、酒糟、糠醛渣、茶渣、米糠、木屑的一種或多種；所述硝化抑制劑選自雙氰氨（DCD）3，4-二甲基吡唑磷酸鹽（DMPP）2-氯-6-三氯甲基吡啶的一種；所述硝化抑制劑與尿素混合物中，硝化抑制劑含量為尿素重量的0.5％-10％；所述的粘結劑選自硅藻土、膨潤土、高嶺土的一種或多種；所述微肥選自硫酸銅、硫酸鎂、硫酸鋅、硫酸亞鐵、硼酸、硼砂、硫酸錳中的一種或多種的粉劑；每一種微肥含量占微肥與珍珠岩粉混合物總重量的1％。除腐熟的有機物料外，其它組分在與有機物料混合前均過20目篩。

（3）將步驟（2）最終製備的混合物，經過攪拌機攪拌均勻後，以每份20-40克的重量投入到不同形狀的模具中，在液壓機（上以150-300公斤/平方厘米的壓力壓制物料，製成不同形狀的塊體肥料。

改善效果

《有機無機塊型控釋肥料及其製備方法》具有如下優點：

（1）採用抑制劑控制釋放，大塊體緩慢釋放和強力壓縮限制釋放等養分釋放方法結合，提高肥料養分釋放期，滿足作物全生育期生長，不用追肥，節省勞動成本；

（2）建立“根內施肥體系”，使根系內部包裹肥料塊體，養分由根系內部向外部的釋放途徑，提高根系與養分的基礎面積，減少肥料養分流失，有效提高肥料利用率；

（3）形成有機物料和無機養分結合施肥的新方式和方法；

（4）建立農用廢棄物的利用和開發提供全新的途徑，有效的提高農用廢棄物使用量，並通過農業施肥環節實現農用廢棄物快速回歸土壤，實現有機物質的循環利用，並降低農用廢棄物對環境的污染。

權利要求

1.一種有機無機塊型控釋肥料，其特徵在於包括如下組分，各組分含量按如下重量百分比配比，各組分總含量為100％：腐熟的有機物料30-40、硝化抑制劑與尿素混合物25-35、磷酸二鉉或磷酸一鉉10-15、硫酸鉀或氯化鉀19-29、粘結劑5、微肥與珍珠岩粉混合物1。

其中：所述有機物料選自泥炭、沼渣、竹渣、畜禽糞便、秸桿、椰糠、廢棄食用菌栽培基料、酒糟、糠醛渣、茶渣、米糠、木屑的一種或多種；所述硝化抑制劑選自雙氰氨（DCD）3，4-二甲基吡唑磷酸鹽（DMPP）2-氯-6-三氯甲基吡啶的一種；所述硝化抑制劑與尿素混合物中，硝化抑制劑含量為尿素重量的0.5％-10％；所述的粘結劑選自硅藻土、膨潤土、高嶺土的一種或多種；所述微肥選自硫酸銅、硫酸鎂、硫酸鋅、硫酸亞鐵、硼酸、硼砂、硫酸錳中的一種或多種；其中每一種微肥含量占微肥與珍珠岩粉混合物總重量的1％。

2.如權利要求1所述的有機無機塊型控釋肥料，其特徵在於所述的塊型是方塊形、圓柱形、球形或圓餅形。

3.如權利要求1或2任一所述有機無機塊型控釋肥料的使用方法，其特徵在於將有機無機塊型控釋肥料放於種子和種苗根系3-15厘米深度，覆蓋土壤後移栽種苗或播種。

4.權利要求1或2任一所述的有機無機塊型控釋肥料的製備方法，其特徵在於包括如下步驟：

（1）有機物料的準備：

1）將有機物料砌剁堆高，自然風乾降低水分至40％-50％（W/W），然後堆置腐熟；

2）將腐熟的有機物料粉碎，過孔徑5毫米的細篩，然後烘乾或陽光暴曬將含水量降至15％-25％（W/W），備用；所述有機物料選自泥炭、沼渣、竹渣、畜禽糞便、秸桿、椰糠、廢棄食用菌栽培基料、酒糟、糠醛渣、茶渣、米糠、木屑的一種或多種；

（2）將以下組分按如下重量百分比配比混合，各組分總含量為100％：腐熟的有機物料30-40、硝化抑制劑與尿素混合物25-35、磷酸二鉉或磷酸一鉉10-15、硫酸鉀或氯化鉀19-29、粘結劑5、微肥與珍珠岩粉混合物1。

其中：所述硝化抑制劑選自雙氰氨（DCD）3，4-二甲基吡唑磷酸鹽（DMPP）2-氯-6-三氯甲基吡啶的一種；所述硝化抑制劑與尿素混合物中，硝化抑制劑含量為尿素重量的0.5％-10％；所述的粘結劑選自硅藻土、膨潤土、高嶺土的一種或多種；所述微肥選自硫酸銅、硫酸鎂、硫酸鋅、硫酸亞鐵、硼酸、硼砂、硫酸錳中的一種或多種；每一種微肥含量占微肥與珍珠岩粉混合物總重量的1％；除腐熟的有機物料外，其它組分在與有機物料混合前均過20目篩。

（3）將步驟（2）最終製備的混合物，經過攪拌均勻後，以每份20-40克的重量投入到不同形狀的模具中，在液壓機上以150-300公斤/平方厘米的壓力壓制物料，製成不同形狀的塊體肥料。

實施方式

實施例1

將泥炭、沼渣、竹渣、畜禽糞便、秸桿、椰糠、廢棄食用菌栽培基料混合，砌剁堆高，自然風乾降低水分至40％-50％（W/W），然後堆置腐熟。用粉碎機將腐熟的有機物料粉碎，過孔徑5毫米的細篩，然後烘乾或陽光暴曬將含水量降至15％-25％（W/W），備用

取腐熟的有機物料400千克，雙氰氨與尿素混合物250千克（雙氰氨的重量含量為尿素重量10％），磷酸二銨100千克，硫酸鉀190千克，硅藻土和膨潤土混合物50千克，微肥與珍珠岩粉混合物10千克。其中微肥為硫酸銅、硫酸鎂、硫酸鋅、硫酸亞鐵、硼酸、硫酸錳，其與珍珠岩重量比例為1:1:1:1:1:1:94。

將各組分均勻混合，按每份20克重量，將物料加入液壓機的方塊型模具中，在150公斤/平方厘米的壓力下壓制物料，退模得到塊體肥料產品。

方塊型肥料尺寸為長為2-4厘米，厚度2-4厘米。

實施例2

將秸桿、椰糠、廢棄食用菌栽培基料、酒糟混合，砌剁堆高，自然風乾降低水分至40％-50％（W/W），然後堆置腐熟。用粉碎機將腐熟的有機物料粉碎，過孔徑5毫米的細篩，然後烘乾或陽光暴曬將含水量降至15％-25％（W/W），備用

取腐熟的有機物料350千克，雙氰氨與尿素混合物250千克（雙氰氨的重量含量為尿素重量的5％），磷酸一銨150千克，氯化鉀190千克，膨潤土50千克，微肥與珍珠岩粉混合物10千克。其中微肥為硫酸銅、硫酸鎂、硫酸鋅、硫酸亞鐵、硼酸，其與珍珠岩重量比例為1:1:1:1:1:95。

將各組分均勻混合，按每份30克重量，將物料加入液壓機的圓柱型模具中，在200公斤/平方厘米的壓力下壓制物料，退模得到塊體肥料產品。

圓柱形肥料塊徑尺寸直徑為2-4厘米，厚度為2-4厘米。

實施例3

將廢棄食用菌栽培基料、酒糟、糠醛渣、茶渣、米糠、木屑混合，砌剁堆高，自然風乾降低水分至40％-50％（W/W），然後堆置腐熟。用粉碎機將腐熟的有機物料粉碎，過孔徑5毫米的細篩，然後烘乾或陽光暴曬將含水量降至15％-25％（W/W），備用

取腐熟的有機物料300千克，3，4-二甲基吡唑磷酸鹽與尿素混合物250千克（3，4-二甲基吡唑磷酸鹽的重量含量為尿素重量的0.5％），磷酸一銨100千克，氯化鉀190千克，膨潤土50千克，微肥與珍珠岩粉混合物10千克。其中微肥為硫酸鎂、硫酸鋅、硫酸亞鐵、硼酸，其與珍珠岩重量比例為1:1:1:1:96。

將各組分均勻混合，按每份40克重量，將物料加入液壓機的圓柱型模具中，在250公斤/平方厘米的壓力下壓制物料，退模得到塊體肥料產品。

圓柱形肥料塊徑尺寸直徑為2-4厘米，厚度為2-4厘米。

實施例4

將泥炭、沼渣混合，砌剁堆高，自然風乾降低水分至40％-50％（W/W），然後堆置腐熟。用粉碎機將腐熟的有機物料粉碎，過孔徑5毫米的細篩，然後烘乾或陽光暴曬將含水量降至15％-25％（W/W），備用

取腐熟的有機物料300千克，3，4-二甲基吡唑磷酸鹽與尿素混合物250千克3，4-二甲基吡唑磷酸鹽的重量含量為5％），磷酸二銨100千克，氯化鉀290千克，高嶺土50千克，微肥與珍珠岩粉混合物10千克。其中微肥為硫酸亞鐵、硼酸，其與珍珠岩重量比例為1:1:98。

將各組分均勻混合，按每份30克重量，將物料加入液壓機的圓餅型模具中，在250公斤/平方厘米的壓力下壓制物料，退模得到塊體肥料產品。

圓餅型肥料塊徑尺寸為直徑2-4厘米，高為2-4厘米。

實施例5

將米糠、木屑混合，砌剁堆高，自然風乾降低水分至40％-50％（W/W），然後堆置腐熟。用粉碎機將腐熟的有機物料粉碎，過孔徑5毫米的細篩，然後烘乾或陽光暴曬將含水量降至15％-25％（W/W），備用

取腐熟的有機物料350千克，2-氯-6-三氯甲基吡啶與尿素混合物250千克（2-氯-6-三氯甲基吡啶的重量含量為尿素重量的10％），磷酸一銨100千克，氯化鉀240千克，膨潤土與高嶺土的混合物50千克，微肥與珍珠岩粉混合物10千克。其中微肥為硫酸鎂、硫酸亞鐵、硼酸，其與珍珠岩重量比例為1:1:1:97。

將各組分均勻混合，按每份40克重量，將物料加入液壓機的圓柱型模具中，在250公斤/平方厘米的壓力下壓制物料，退模得到塊體肥料產品。

圓柱形肥料塊徑尺寸直徑為2-4厘米，厚度為2-4厘米。

實施例6

將秸桿、酒糟混合，砌剁堆高，自然風乾降低水分至40％-50％（W/W），然後堆置腐熟。用粉碎機將腐熟的有機物料粉碎，過孔徑5毫米的細篩，然後烘乾或陽光暴曬將含水量降至15％-25％（W/W），備用

取腐熟的有機物料300千克，2-氯-6-三氯甲基吡啶與尿素混合物350千克（2-氯-6-三氯甲基吡啶的重量含量為尿素重量的0.5％），磷酸一銨100千克，氯化鉀190千克，膨潤土50千克，微肥與珍珠岩粉混合物10千克。其中微肥為硫酸亞鐵，其與珍珠岩重量比例為1:99。

將各組分均勻混合，按每份30克重量，將物料加入液壓機的圓柱型模具中，在200公斤/平方厘米的壓力下壓制物料，退模得到塊體肥料產品。

圓柱形肥料塊徑尺寸直徑為2-4厘米，厚度為2-4厘米。

實施例7

將實施例6製備的塊型肥料用於黃瓜種植。在農戶的塑膠大棚中，挖10厘米深孔穴，放入1塊塊肥，覆蓋3厘米厚的土壤，然後移栽黃瓜幼苗。以常規黃瓜種植方法和施肥方法為對照，並採用相同的施肥量，常規對照的施肥量分3次施入。設三次重複，每重複為30株。株距30厘米，壟間距50厘米，品種為山東密刺。試驗結果見下表：

處理	平均株高（厘米）	平均產量千克/株	肥料平均利用率％	施肥次數
常規施肥（對照）	171	2.5	32.5	基施1次+追施2次
本發明的塊肥	182	3.3	66.7	一次基施

實施例8

將實施例2製備的塊型肥料用於玉米種植。塊型肥料的使用方法：人工刨坑播種，挖10厘米深穴，放入1塊塊肥，覆蓋3厘米厚的土壤，然後按常規方式播種，栽培和管理。對照：以常規方式人工播種和施肥，採用相同的施肥量，施肥量分3次施入，一次底肥，一次追肥。其他按常規方式栽培和管理。每處理設三次重複，每重複為300平方米。玉米品種為沈單10號。試驗結果見下表：

處理	平均株高（厘米）	平均產量克/株	肥料平均利用率％	施肥次數
常規施肥（對照）	205	123	26.5	基施1次+追施1次
本發明的塊肥	217	143	43.2	一次基施

榮譽表彰

2019年10月，《有機無機塊型控釋肥料及其製備方法》獲得第三屆吉林省專利獎優秀獎。