一種緩釋長效復混肥料及其制備方法

一、基本信息

1.專利號：ZL201310019566.4。

2.發明人：孫志梅、劉建濤、王雪。

3.專利權人：河北農業大學。

4.授權時間：2016年5 月18 日。

5.技術領域：本發明涉及一種緩釋長效肥料，具體地說是一種通過復合調控劑調控養分轉化，進而實現肥料緩釋長效和高效的穩定性肥料及其制備方法。

二、發明內容

本發明目的在于提供一種含有復合調控劑的緩釋長效肥料及其制備方法。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種緩釋長效肥料，該肥料為氮磷二元或三元復混肥料，肥料中的氮素全部為酰胺態氮或銨態氮，或部分為酰胺態氮，部分為銨態氮。

所述肥料中含有調控肥料養分轉化、有助于提高肥效的復合調控劑；該復合調控劑由三類物質按適當比例復配而成，這三類物質發揮著硝化抑制劑、脲酶抑制劑和硝化抑制劑的增效劑、植物必需營養元素以及植物必需營養元素的增效劑的功能。

所述復合調控劑中的脲酶抑制劑和硝化抑制劑的增效劑為硼砂或硼酸，硝化抑制劑為雙氰胺、3，4-二甲基吡唑磷酸鹽、3，5-二甲基吡唑、2-氯-6-（三氯甲基）吡啶或2-氨基-4-氯-6-甲基嘧啶，植物必需營養元素的增效劑為腐植酸類物質。

所述復合調控劑中的脲酶抑制劑和硝化抑制劑的增效劑硼砂或硼酸的用量為純氮量的2%～10%。

所述復合調控劑中的硝化抑制劑的用量為純氮量的1%～8%。

所述復合調控劑中的植物必需營養元素的增效劑腐植酸類物質為腐植酸的一價鹽或二價鹽，細度應達80 目以上，用量為肥料量的2%～10%。

所述緩釋長效肥料的制備方法為：將構成復合調控劑的三類物質按適當比例復配混勻后，加入到復混肥的配料中，在生產系統中加工成緩釋長效肥料。

本發明的創新之處主要是將既作為脲酶抑制劑和硝化抑制劑的增效劑，又作為植物必需營養元素補充的硼砂或硼酸與硝化抑制劑雙氰胺、3，4-二甲基吡唑磷酸鹽、3，5-二甲基吡唑、2-氯-6-（三氯甲基）吡啶或2-氨基-4-氯-6-甲基嘧啶，以及營養元素的增效劑腐植酸類物質按肥料用量或肥料中所含養分含量的適當比例復配成復合調控劑，用于氮磷二元或三元復混肥料的制備中。

本發明具有如下優點：

（1）成本低。該復合調控劑配方中所用原料價廉易得，具有多重功能，調控養分轉化效果突出。

（2）生產工藝簡單。本發明所用復合調控劑可以作為配料之一直接加入到復混肥料的生產過程中，不需要繁雜的設備改造和投資，生產工藝簡單，產品質量穩定。

（3）應用效果好。本發明肥料施入土壤后，其中的氮素轉化可得到有效調控，使土壤中較長時間保持較高的銨態氮含量和較低的硝態氮含量，減少土壤中硝態氮的累積，有效延長其肥效期，提高氮肥利用率，減輕環境污染，并同時有效減少磷肥施入土壤后的固定過程，提高磷肥肥效。作物長勢好，增產效果突出。

（4）生產效率高。本發明肥料可作為基肥一次性施用，不用再追肥，即可滿足作物整個生長期間對養分的需求，達到省工、節肥的目的。

具體實施方式：

實施例1

一種緩釋長效復混肥料，以1 噸計，按重量份數計，包括氮素25 份，磷（P2O5）10 份，鉀（K2O）10 份，總養分含量45%。硝化抑制劑為雙氰胺，用量為純氮用量的3%，硼砂用量為純氮用量的5%，腐植酸鉀用量為肥料量的5%。

所述復混肥中的氮素由尿素和磷酸一銨提供，磷素由磷酸一銨和過磷酸鈣（含磷16%）提供，鉀素由氯化鉀提供。所用各原料重量如下：497.4 kg 尿素、176.9 kg 磷酸一銨、50 kg 過磷酸鈣、166.7 kg 氯化鉀、7.5 kg 雙氰胺、12.5 kg 硼砂、50 kg 腐植酸鉀、40 kg 凹凸棒粉。

將雙氰胺、硼砂和腐植酸鉀按所需用量充分混勻，然后作為原料之一與其他破碎后的各原料混合均勻后造粒、烘干、篩分，計量包裝。

實施例2

一種緩釋長效復混肥料，以1 噸計，按重量份數計，包括氮素26 份，磷（P2O5）10 份，鉀（K2O）12 份，總養分含量48%。硝化抑制劑為3，5-二甲基吡唑，用量為純氮用量的2%，硼酸用量為純氮用量的5%，腐植酸銨用量為肥料量的6%。

所述復混肥中的氮素部分由尿素提供、部分由磷酸一銨提供，磷素由磷酸一銨提供，鉀素由氯化鉀提供。所用各原料重量如下：515.0 kg 尿素、192.3 kg 磷酸一銨、200 kg 氯化鉀、5.2 kg 3，5-二甲基吡唑、13 kg 硼酸、60 kg 腐植酸銨、15 kg膨潤土。

將3，5-二甲基吡唑、硼酸以及腐植酸銨按所需用量混配均勻，然后作為原料之一加入到配料系統，混勻后造粒、烘干、篩分，計量包裝。

實施例3

一種緩釋長效復混肥料，以1 噸計，按重量份數計，包括氮素28 份，磷（P2O5）10 份，鉀（K2O）10 份，總養分含量48%。硝化抑制劑為3，4-二甲基吡唑磷酸鹽，用量為純氮用量的1.5%，硼砂用量為純氮用量的3%，腐植酸鈣用量為肥料量的3%。

所述復混肥中的氮素由尿素和磷酸一銨提供，磷素由磷酸一銨提供，鉀素由硫酸鉀提供。所用各原料重量如下：558.5 kg 尿素、192.3 kg 磷酸一銨、166.7 kg 氯化鉀、4.2 kg 3，4-二甲基吡唑磷酸鹽、8.4 kg 硼砂、30 kg 腐植酸鈣、40 kg 膨潤土。

將3，4-二甲基吡唑磷酸鹽、硼砂以及腐植酸鈣按所需用量混配均勻，作為原料之一加入到配料系統，混勻后造粒、烘干、篩分，計量包裝。

實施例4

一種緩釋長效復混肥料，以1 噸計，按重量份數計，包括氮素18 份，磷（P2O5）18 份，鉀（K2O）4 份，總養分含量40%。硝化抑制劑為雙氰胺，用量為純氮用量的4%，硼酸用量為純氮用量的7.5%，腐植酸鈣用量為肥料量的10%。

所述復混肥中的氮素由尿素和磷酸一銨提供，磷素由磷酸一銨和過磷酸鈣（含磷16%）提供，鉀素由氯化鉀提供。所用各原料重量如下：307.4 kg 尿素、321.5 kg 磷酸一銨、80 kg 過磷酸鈣、66.7 kg 氯化鉀、7.2 kg 雙氰胺、13.5 kg 硼酸、100 kg 腐植酸鈣、105 kg 硅藻土。

將雙氰胺、硼酸以及腐植酸鈣按所需用量混配均勻，作為原料之一加入到配料系統，混勻后造粒、烘干、篩分，計量包裝。

實施例5

一種緩釋長效復混肥料，以1 噸計，按重量份數計，包括氮素15 份，磷（P2O5）15 份，鉀（K2O）15 份，總養分含量為45%。硝化抑制劑為3，5-二甲基吡唑，用量為純氮用量的1.5%，硼砂用量為純氮用量的6%，腐植酸銨用量為肥料量的3%。

所述復混肥中的氮素來源于尿素和磷酸一銨，磷素由磷酸一銨和過磷酸鈣（含磷16%）提供，鉀素由硫酸鉀提供。所用各原料重量如下：258.9 kg 尿素、257.7 kg 磷酸一銨、100 kg 過磷酸鈣、300 kg 硫酸鉀、2.3 kg 3，5-二甲基吡唑、9 kg 硼砂、30 kg 腐植酸銨、42 kg 凹凸棒粉。

將3，5-二甲基吡唑、硼砂以及腐植酸銨按所需用量混配均勻，作為原料之一加入到配料系統，混勻后造粒、烘干、篩分，計量包裝。

實施例6

一種緩釋長效復混肥料，以1 噸計，按重量份數計，包括氮素14 份，磷（P2O5）16 份，鉀（K2O）15 份，總養分含量為45%。硝化抑制劑為3，4-二甲基吡唑磷酸鹽，用量為純氮用量的1%，硼酸用量為純氮用量的4%，腐植酸鉀用量為肥料量的2%。

所述復混肥中的氮素來源于尿素和磷酸一銨，磷素由磷酸一銨和過磷酸鈣（含磷16%）提供，鉀素由硫酸鉀提供。所用各原料重量如下：232.1 kg 尿素、276.9 kg 磷酸一銨、100 kg 過磷酸鈣、300 kg 硫酸鉀、1.4 kg 3，4-二甲基吡唑磷酸鹽、5.6 kg 硼酸、20 kg 腐植酸鉀、65 kg 硅藻土。

將3，4-二甲基吡唑磷酸鹽、硼酸以及腐植酸鉀按所需用量混配均勻，作為原料之一加入到配料系統，混勻后造粒、烘干、篩分，計量包裝。

實施例7

一種緩釋長效復混肥料，以1 噸計，按重量份數計，包括氮素16 份，磷（P2O5）8 份，鉀（K2O）18 份，總養分含量為42%。硝化抑制劑為雙氰胺，用量為純氮用量的8%，硼酸用量為純氮用量的6%，腐植酸銨用量為肥料量的5%。

所述復混肥中的氮素來源于尿素，磷素由重鈣（含磷42%）提供，鉀素由硫酸鉀提供。所用各原料重量如下：344.0 kg 尿素、190.5 kg 重鈣、360 kg硫酸鉀、12.8 kg雙氰胺、9.6 kg硼酸、50 kg腐植酸銨、35 kg 膨潤土。

將雙氰胺、硼酸以及腐植酸銨按所需用量混配均勻，作為原料之一加入到配料系統，混勻后造粒、烘干、篩分，計量包裝。

實施例8

一種緩釋長效復混肥料，以1 噸計，按重量份數計，包括氮素18 份，磷（P2O5）25 份，有效鉀（K2O）5 份，總養分含量為48%。硝化抑制劑為雙氰胺，用量為純氮用量的3%，硼砂用量為純氮用量的5%，腐植酸鈣用量為肥料量的8%。

所述復混肥中的氮素來源于尿素和磷酸一銨，磷素由磷酸一銨和過磷酸鈣（含磷16%）提供，鉀素由氯化鉀提供。所用各原料重量如下：273.9 kg 尿素、450.0 kg 磷酸一銨、100 kg 過磷酸鈣、83.3 kg 氯化鉀、5.4 kg 雙氰胺、9 kg 硼砂、80 kg 腐植酸鈣。

將雙氰胺、硼砂以及腐植酸鈣按所需用量混配均勻，作為原料之一加入到配料系統，混勻后造粒、烘干、篩分，計量包裝。

實施例9

一種緩釋長效復混肥料，以1 噸計，按重量份數計，包括氮素20 份，磷（P2O5）18 份，鉀（K2O）7 份，總養分含量為45%。硝化抑制劑為雙氰胺，用量為純氮用量的4%，硼砂用量為純氮用量的10%，腐植酸鈣用量為肥料量的8.5%。

所述復混肥中的氮素來源于尿素和磷酸一銨，磷素由磷酸一銨和重鈣（含磷42%）提供，鉀素由氯化鉀提供。所用各原料重量如下：386.5 kg 尿素、184.6 kg 磷酸一銨、200 kg 重鈣、116.7 kg 氯化鉀、8 kg 雙氰胺、20 kg 硼砂、85 kg 腐植酸鈣。

將雙氰胺、硼砂以及腐植酸鈣按所需用量混配均勻，作為原料之一加入到配料系統，混勻后造粒、烘干、篩分，計量包裝。

應用例1

采用室內培養的方法，設置如下4 個處理，3 次重復：（1）U（單施尿素）；（2）U+UI（UI為硼酸）；（3）U+NI（NI 為雙氰胺）；（4）U+UI+NI。將尿素、硼酸或雙氰胺按適宜用量與土壤混勻后裝入自封袋中，恒溫恒濕培養，定期取土，檢測土壤的銨態氮和硝態氮含量。

試驗結果表明（圖1），單施尿素、尿素配施UI 和尿素配施NI 3 個處理均在處理后的第5 天銨態氮含量達到高峰，而尿素與硼酸和雙氰胺同時配施的處理，銨態氮峰值延遲到了施肥后的第7 天，且前3 天的銨態氮含量明顯低于U；7 天以后U+UI+NI 和U+NI 處理的銨氮含量始終顯著高于U 和U+UI 處理，且U+UI+NI 處理的銨氮含量又顯著高于U+NI 處理。說明硼酸和雙氰胺適量配合施用，既可以在肥料施入土壤后的前3 天有效減緩尿素的水解，還可以增強雙氰胺的硝化抑制效果，有效抑制肥料氮的硝化作用，使土壤中較長時間保持較高的銨態氮含量，從而可有效減少硝態氮的淋溶損失和反硝化損失，延長氮肥肥效。

圖1 調控劑的施用對肥料氮轉化的影響

應用例2

采用室內培養的研究方法，設置如下4 個處理，3 次重復：（1）U（單施尿素）；（2）U+UI+HA

對培養后第7 天和第32 天的土壤速效磷含量進行檢測，試驗結果表明（表1），與單施尿（UI 為硼砂，HA 為腐植酸鉀）；（3）U+NI+HA（NI為3，5 二甲基吡唑）；（4）U+UI+NI+HA，同時各處理均施入等量的磷酸二氫鉀作為磷源。將尿素、磷酸二氫鉀、硼砂、硝化抑制劑和腐植酸按適宜用量與土壤混勻后裝入自封袋中，恒溫恒濕培養，定期取土，檢測土壤的銨態氮含量，同時在培養后的第7 天和第32 天檢測土壤速效磷含量。

表1 有機無機塊型控釋肥料在黃瓜種植上的應用效果

試驗結果表明（圖2），在培養后的第1 天和第3 天，U+NI+HA 和U+UI+NI+HA處理的銨態氮均低于U 處理，而U+UI+HA 處理的銨態氮則高于U 處理，說明施用硼砂+腐植酸鉀和硼砂+3，5 二甲基吡唑+腐植酸鉀時，均對尿素的水解起到了一定的延緩作用，尤以硼砂+3，5 二甲基吡唑+腐植酸鉀延緩尿素水解的作用更為明顯，與U 處理相比，U+UI+NI+HA 處理銨態氮含量在第1 天和第3 天分別比U 處理下降了11.3%和27.9%。對銨態氮出現的峰值進行比較，可以看出，U、U+UI+HA、U+NI+HA 處理出現在培養后第5 天，而U+UI+NI+HA 處理延遲到培養后的第7～10 天。之后銨態氮含量逐漸下降，但U+NI+HA和U+UI+NI+HA 處理的銨態氮含量始終顯著高于U 和U+UI+HA 處理，且U+UI+NI+HA 處理明顯高于U+NI+HA 處理。此試驗結果說明硼砂、硝化抑制劑3，5-二甲基吡唑與腐植酸鹽復配成的調控劑可以有效調控尿素的水解以及水解產物銨的硝化，從而使土壤中較長時間保持較高的銨態氮含量。素的U 處理相比，其余3 個處理的土壤速效磷含量均有一定程度的提高，尤以U+NI+HA 和U+UI+NI+HA 處理速效磷含量增幅最為明顯，說明硼砂、硝化抑制劑3，5-二甲基吡唑與腐植酸鹽復合而成的調控劑對活化土壤磷素，減少磷素的固定起到了明顯作用。

圖2 調控劑的施用對土壤銨態氮含量的影響

應用例3

采用田間試驗方法，供試玉米品種為“冀單33”。設置如下幾個處理：（1）農民常規施肥，折合每畝施入純養分N 14.4 kg，P2O58.3 kg，K2O 4.0 kg；（2）農民常規施肥+UI+HA（UI 為硼砂，HA 為腐植酸鉀）；（3）農民常規施肥+NI+HA（NI為雙氰胺）；（4）農民常規施肥+UI+NI+HA。每個處理2 畝地，收獲時隨機布置3 個點，每個點30 m2，將玉米穗全部掰下后現場稱重。同時每個點隨機取回10 穗玉米，自然風干后，考種，并折算水分含量14%的玉米產量。

試驗結果表明（表2），在農民常規施肥的基礎上配合施用UI+HA 或NI+HA，二者玉米產量基本相當，且與農民常規施肥相比較，增產達10%以上。而在農民常規施肥的基礎上同時配施硼砂、雙氰胺和腐植酸，玉米產量顯著提高，增產率達22.89%。對產量構成因素進行分析，可以看出，產量的提高主要是由于該復合調控劑的施用顯著提高了玉米穗粗，進而提高了穗行數，同時顯著提高了百粒重的結果。

表2 肥料增效劑的施用對玉米產量及產量構成因素的影響

三、背景技術

已有研究表明，通過加入脲酶抑制劑和硝化抑制劑調控氮素在土壤中的轉化來實現氮肥的高效利用，是一項很有發展潛力的氮肥管理技術，一直受到國內外研究領域和肥料工業的廣泛重視。針對我國磷肥資源有限，磷肥利用率低、污染嚴重的現狀，開發高效的磷素活化技術也成為當務之急。因此，研發可用于復混肥料生產的調控氮磷素轉化的高效、低毒、環境友好的復合調控劑具有重要意義。

但到目前為止，可有效調控氮磷素轉化、提高氮磷肥效的增效劑，還存在著品種有限、成本過高，調控效果受土壤環境、氣候、栽培管理措施等多方面因素影響較大，適應性差等問題，嚴重制約了我國高效復混肥料的生產和我國低碳高效農業的發展。

發明人簡介：孫志梅，女，1969年生，河北省阜城縣人，博士，河北農業大學資源與環境科學學院教授/博士生導師。主要從事土壤健康培育、植物營養調控、新型肥料與養分資源高效管理等方面的教學與科研工作。電話：13930 892021；郵箱：sunzhm2002@163.com。