專利名稱：一種功能型水稻專用肥及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種功能型水稻專用肥及其制備方法。
背景技術(shù)：
水稻是我國第一大糧食作物，其播種面積約占我國糧食作物總面積的27%，稻谷產(chǎn)量占全國谷物總產(chǎn)40 %以上，單產(chǎn)超過6t/ha，這對于保證我國糧食安全和社會和諧發(fā)展有著重要的作用。長江流域是我國重要的水稻生產(chǎn)區(qū)域之一，它包括云南、貴州、四川、重慶、湖南、湖北、江西、安徽、江蘇和河南南部10省市。區(qū)域內(nèi)單季、雙季稻共存，秈、粳、糯稻均有種植。該區(qū)耕地總面積5100萬公頃左右，水稻播種面積近1900萬公頃，產(chǎn)量1. 2億噸， 占全國水稻面積和總產(chǎn)的64%和66%左右，單產(chǎn)6. 75t/ha左右。最近30年，特別是從上世紀(jì)90年代中業(yè)開始，水稻全國平均單產(chǎn)一直徘徊不前，尤其在長江流域的水稻生產(chǎn)大省江蘇、湖南、湖北等省份。同時，由于集約化水稻生產(chǎn)，氮、磷、鉀肥的大量投入，水稻的連年高產(chǎn)，土壤中的中量元素(Ca、Mg、S、Si等)每年被大量帶走，土壤中養(yǎng)分限制因子逐漸變化為中量元素，特別在長江流域，這種情況限制了未來我國水稻的可持續(xù)生產(chǎn)。最近10年是我國化肥產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度最快的階段，化肥總量迅速增長，氮、磷肥自給率超過100 %，高濃度氮肥和磷肥的比重都超過50 %，最顯著的特征是復(fù)合肥的快速發(fā)展。2005年我國復(fù)合肥產(chǎn)量達到135萬噸P2O5，占磷肥總產(chǎn)量的8%，占化肥總用量的27%; 2007年我國復(fù)合肥產(chǎn)量達到196萬噸P2O5，占磷肥總產(chǎn)量的14. 5%。通過分析發(fā)現(xiàn)大型企業(yè)仍以生產(chǎn)養(yǎng)分含量大于40%的高濃度產(chǎn)品為主，生產(chǎn)這些高濃度的肥料通常選用中高品位的磷礦石，通過選礦等過程生產(chǎn)出高濃度的肥料，在這個過程大量的Ca、Mg、S、Si等中量元素被遺棄，同時產(chǎn)生大量的磷石膏等尾礦。高濃度、一次性基施通用型復(fù)合肥在發(fā)展現(xiàn)狀已經(jīng)造成了很多的問題，如會造成土壤養(yǎng)分大量累積、肥料價格高昂等問題。中國目前擁有大約141億噸的磷礦儲備，居世界第二位，但在礦石質(zhì)量、可選性和磷礦石的開采方面有很大的缺陷，可供開采加工利用的磷礦石的基礎(chǔ)儲量相對較低，大約 40億噸左右，其中又以中低品位磷礦儲備較多，其中P2O5含量大于30%的富礦僅有11.08 億噸。磷礦石P2O5的平均含量為17%左右，絕大部分磷礦必須經(jīng)選礦富集后才能滿足磷酸和高濃度磷肥生產(chǎn)要求。按目前開采磷礦石速度，如果全部利用P2O5含量為30%的富礦僅能維持10年左右，經(jīng)濟儲量僅能維持40年左右，未來將被迫開采成本更高的資源。因此，如何合理開發(fā)利用中國大量的低品位磷礦，是磷肥和磷化工行業(yè)迫切需要解決的重要問題。我國磷礦資源中高品位礦主要分布在云南、貴州等省份，而占我國大部分磷礦的中低品位礦主要分布在湖北、四川等省份，由于湖北、四川等省份處于長江流域水稻生產(chǎn)集中區(qū)域，相比云南、貴州等省份離水稻生產(chǎn)集中區(qū)域距離更近，因而如何利用中低品位磷礦的區(qū)位優(yōu)勢開發(fā)出適合長江流域水稻生長的肥料產(chǎn)品就是未來亟待解決的問題，它對于保障我國水稻的糧食生產(chǎn)安全，同時更高效合理的使用我國磷礦資源具有重要的意義。中國專利申請(申請?zhí)枮?3148870. 6)公開了一種水稻硅肥及生產(chǎn)工藝，所述水稻硅肥利用粉煤灰、凹凸煤土、鈣鎂磷肥、過磷酸鈣、氯化鉀等經(jīng)過攪拌混合而成。中國專利(申請?zhí)枮?4105471. 3)公開了一種水稻專用化肥，所述水稻?；梅拾òl(fā)苗肥和穗肥兩種肥料，利用尿素、碳酸氫銨、普通過磷酸鈣、硫酸鉀、硅酸鹽礦粉等摻混而成。以上所述兩種肥料沒有完全考慮當(dāng)前水稻實際產(chǎn)量水平中氮、磷、鉀等養(yǎng)分需求規(guī)律，部分考慮了中量元素如Si的需求，但生產(chǎn)流程相對復(fù)雜，盡管肥料原料來源多樣化，但無法適應(yīng)大規(guī)模標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，不能為未來我國水稻的高產(chǎn)提高有力的肥料產(chǎn)品支持。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對我國中低品位磷礦資源利用不足等問題，同時稻田土壤中量元素諸如Si等逐漸成為限制未來水稻高產(chǎn)的重要因子之一，利用對水稻養(yǎng)分需求規(guī)律和稻田養(yǎng)分土壤供應(yīng)狀況的分析，提供一種適合我國水稻生產(chǎn)的功能型水稻專用肥。本發(fā)明所提供的一種功能型水稻專用肥，包括濕法磷肥、氮肥、鉀肥和鋼渣硅肥； 所述專用肥中P和K的含量分別以P2O5和K2O計，N、P2O5和K2O的質(zhì)量份數(shù)比為(11 13) (9 11) (7 9)，N、P2OjPK2O總的質(zhì)量百分含量為27% 33%，所述鋼渣硅肥的質(zhì)量百分含量為8%。上述的功能型水稻專用肥中，所述專用肥中P和K的含量分別以P2O5和K2O計，N、 P2OjPK2O的質(zhì)量份數(shù)比具體可為12 10 8或12 11 9，N、P2O5和K2O總的質(zhì)量百分含量具體可為30 %或32 %。上述的功能型水稻專用肥中，所述鋼渣硅肥中有效硅的含量可為28% 35%，具體可為29. 58%或30. 4%上述的功能型水稻專用肥中，所述濕法磷肥可由中低品位磷礦石與硫酸反應(yīng)得到。上述的功能型水稻專用肥中，所述中低品位磷礦石中P的含量以P2O5計可為 17% ，具體可為20%或21. 27%。上述的功能型水稻專用肥中，所述專用肥還可包括磷銨，所述磷銨為磷酸一銨或磷酸二銨，具體可根據(jù)所述濕法磷肥中磷的含量加入適量的磷銨。上述的功能型水稻專用肥中，所述氮肥具體可為尿素、氯化銨或硫酸銨；所述鉀肥具體可為氯化鉀或硫酸鉀。上述的功能型水稻專用肥中，所述專用肥為顆粒狀，其粒徑可為Imm 4. 75mm。本發(fā)明還進一步提供了上述功能型水稻專用肥的制備方法，包括如下步驟將所述濕法磷肥、鋼渣硅肥、氮肥與鉀肥進行混合，或?qū)⑺鰸穹追?、鋼渣硅肥、氮肥、鉀肥和磷銨進行混合，然后經(jīng)混合造粒、干燥、冷卻和篩分即得產(chǎn)品。上述的制備方法中，所述濕法磷肥、鋼渣硅肥、氮肥、鉀肥和磷銨均可為粉末狀。本發(fā)明具有以下有益效果(1)直接使用中低品位磷礦通過與硫酸處理生成的濕法磷肥作為專用肥主要磷肥來源，不經(jīng)過選礦等過程，既無磷石膏等尾礦產(chǎn)生，同時還可有效保留中低品位磷礦石中的中量元素；(2)通過對水稻養(yǎng)分需求規(guī)律和稻田土壤養(yǎng)分供應(yīng)狀況的分析，氮磷鉀合理配方， 同時考慮到高產(chǎn)水稻對Si的需求，加入適量鋼渣硅肥，不但可以為水稻提供養(yǎng)分，還可以維持土壤中的Si養(yǎng)分平衡；
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(3)本發(fā)明提供的功能型水稻專用肥肥料中氮磷鉀養(yǎng)分合理配方，以中低品位磷礦制備的濕法磷肥作為主要磷源，同時加入鋼渣硅肥，不但可以為水稻的高產(chǎn)提供各種營養(yǎng)元素，同時以Si為代表的中量元素可以有效的提高水稻的各種抗性，而且還可以維持稻田土壤的中量元素養(yǎng)分平衡。
具體實施例方式下述實施例中所使用的實驗方法如無特殊說明，均為常規(guī)方法。下述實施例中所用的材料、試劑等，如無特殊說明，均可從商業(yè)途徑得到。實施例1、功能型水稻專用肥的制備將中低品位磷礦石(其中P的含量以P2O5計為21. 27%)經(jīng)過濕法球磨后與硫酸在混合機內(nèi)連續(xù)地進行混合反應(yīng)，反應(yīng)生成的料漿經(jīng)過在化成室固化，再經(jīng)過切削和熟化過程，得到粉末狀的濕法磷肥；然后將上述濕法磷肥、粉末狀的鋼渣硅肥(有效硅含量為29. 58% )、粉末狀的尿素、粉末狀的氯化鉀和粉末狀的磷酸一銨、氯化銨、硫酸銨進行混合得到混合物料；該混合物料經(jīng)轉(zhuǎn)鼓機加入蒸汽造粒、干燥、篩分(溫度為烘干機進口約 200°C，烘干機出口為55°C左右，時間為30分鐘)、冷卻(溫度為空氣環(huán)境溫度，時間為30 分鐘左右)和篩分得到顆粒狀功能型水稻專用肥，其粒徑為Imm 4. 75mm。本實施例制備的水稻專用肥中，P和K的含量分別以P2O5和K2O計，N、P2O5和K2O 的質(zhì)量份數(shù)比為12 11 9，N、P205 *K20總的質(zhì)量百分含量為32%，鋼渣硅肥的質(zhì)量百分含量為8%。實施例2、功能型水稻專用肥的制備將中低品位磷礦石(其中P的含量以P2O5計為20%)經(jīng)過濕法球磨后與硫酸在混合機內(nèi)連續(xù)地進行混合反應(yīng)，反應(yīng)生成的料漿經(jīng)過在化成室固化，再經(jīng)過切削和熟化過程， 得到粉末狀的濕法磷肥(其中P的含量以I32O5計為10% )；然后將上述濕法磷肥(250kg)、 粉末狀的鋼渣硅肥(80kg，有效硅含量為30. 40%)、粉末狀的尿素(70kg)、粉末狀的氯化鉀 (135kg)和粉末狀的磷酸一銨(180kg)、氯化銨O50kg)、硫酸銨(80kg)進行混合得到混合物料；該混合物料經(jīng)轉(zhuǎn)鼓機加入蒸汽造粒、干燥、篩分(溫度為烘干機進口約150°C，烘干機出口為55°C左右，時間為30分鐘)、冷卻(溫度為空氣環(huán)境溫度，時間為30分鐘左右)和篩分得到IOOOkg顆粒狀功能型水稻專用肥，其粒徑為Imm 4. 75mm。本實施例制備的水稻專用肥中，P和K的含量分別以P2O5和K2O計，N、P2O5和K2O 的質(zhì)量比為12 10 8，1己05和K2O的總的質(zhì)量百分含量為30%，鋼渣硅肥的質(zhì)量百分含量為8%。實施例3、實施例2制備的功能型水稻專用肥的田間試驗長江流域水稻種植大省市，包括四川省、重慶市、湖北省、湖南省、江西省、安徽省、 江蘇省，利用實施例2制備的水稻專用肥分別在以上7省市的早、中和晚稻上進行肥料田間效果驗證試驗，總共進行20個專用肥田間效果驗證試驗。各省市均以不施肥處理為對照組。具體試驗方法以實施例2制備的功能型水稻專用肥作基肥施用，分蘗期和抽穗期分別追施氮肥和鉀肥，試驗水稻品種選用試驗當(dāng)?shù)厮局鬏d高產(chǎn)品種；肥料用量根據(jù)當(dāng)時實際產(chǎn)量水平與高產(chǎn)栽培措施來確定，功能型水稻專用肥用量為600 750kg/ha ；栽培管理措施同當(dāng)?shù)厮靖弋a(chǎn)栽培措施。各個省市的試驗小區(qū)面積均為20m2，每處理設(shè)三次重復(fù)。試驗結(jié)果表明，實施例2所制備的功能型水稻專用肥可以有效提高水稻生育前期群體生物量與分蘗數(shù)；平均最終收獲時期的每穴穗數(shù)、每穗粒數(shù)、單位面積(667m2)收獲穗數(shù)分別為15. 87,74. 07,3. 43X 105，較不施肥處理分別平均提高84. 50%,9. 29%,86. 41% ； 產(chǎn)量結(jié)果表明，實施例2所制備的功能型水稻專用肥處理平均產(chǎn)量為7. 98t/ha,比不施肥處理平均增加48. 51%。以上結(jié)果證明本發(fā)明的功能型水稻專用肥可顯著提高水稻產(chǎn)量，可以有效利用中低品位磷礦，具有較高的經(jīng)濟、社會和生態(tài)效益。
權(quán)利要求
1.一種功能型水稻專用肥，包括濕法磷肥、氮肥、鉀肥和鋼渣硅肥；所述專用肥中P和K 的含量分別以P2OjPK2O計，N、P20jn K2O的質(zhì)量份數(shù)比為(11 13) (9 11) (7 9)，N、P2O5和K2O總的質(zhì)量百分含量為27 % 33 %，鋼渣硅肥的質(zhì)量百分含量為8 %。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水稻專用肥，其特征在于所述鋼渣硅肥中有效硅的含量為 28% 35%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的水稻專用肥，其特征在于所述濕法磷肥是由中低品位磷礦石與硫酸反應(yīng)得到的。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的水稻專用肥，其特征在于所述中低品位磷礦石中P的含量以P2O5計為17% 24%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一所述的水稻專用肥，其特征在于所述專用肥還包括磷銨， 所述磷銨為磷酸一銨或磷酸二銨。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一所述的水稻專用肥，其特征在于所述氮肥為尿素、氯化銨或硫酸銨；所述鉀肥為氯化鉀或硫酸鉀。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一所述的水稻專用肥，其特征在于所述專用肥為顆粒狀，其粒徑為Imm 4. 75mm。
8.權(quán)利要求1-7中任一所述專用肥的制備方法，包括如下步驟將所述濕法磷肥、鋼渣硅肥、氮肥與鉀肥進行混合，或?qū)⑺鰸穹追?、鋼渣硅肥、氮肥、鉀肥和磷銨進行混合，然后經(jīng)混合造粒、干燥、冷卻和篩分即得產(chǎn)品。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于所述濕法磷肥、鋼渣硅肥、氮肥、鉀肥和磷銨均為粉末狀。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種功能型水稻專用肥。包括濕法磷肥、氮肥、鉀肥和鋼渣硅肥；所述專用肥中P和K的含量分別以P2O5和K2O計，N、P2O5和K2O的質(zhì)量份數(shù)比為(11～13)∶(9～11)∶(7～9)，N、P2O5和K2O總的質(zhì)量百分含量為27％～33％，鋼渣硅肥的質(zhì)量百分含量為8％。本發(fā)明具有以下有益效果(1)直接使用中低品位磷礦通過與硫酸處理生成的濕法磷肥作為專用肥主要磷肥來源，不經(jīng)過選礦等過程，既無磷石膏等尾礦產(chǎn)生，同時還可有效保留中低品位磷礦石中的中量元素；(2)通過對水稻養(yǎng)分需求規(guī)律和稻田土壤養(yǎng)分供應(yīng)狀況的分析，氮磷鉀合理配方，同時考慮到高產(chǎn)水稻對Si的需求，加入適量鋼渣硅肥，不但可以為水稻提供養(yǎng)分，還可以維持土壤中的Si養(yǎng)分平衡。
文檔編號C05G1/00GK102531754SQ201210039580
公開日2012年7月4日 申請日期2012年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月20日
發(fā)明者崔振嶺, 張毅, 張福鎖, 陳新平 申請人:中國農(nóng)業(yè)大學(xué)