陽離子高分子復(fù)混肥及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及陽離子高分子復(fù)混肥及其制備方法，屬于肥料和化工技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]復(fù)混肥是復(fù)混肥料的簡稱，是復(fù)合肥料和混合肥料的統(tǒng)稱，由化學(xué)方法和物理方法加工，將兩種或三種單質(zhì)化肥，或用一種復(fù)合肥料與一、二種單質(zhì)化肥，通過機(jī)械混合的方法制取不同規(guī)格即不同養(yǎng)分配比的肥料，以適應(yīng)農(nóng)業(yè)要求，尤其適合生產(chǎn)專用肥料。
[0003]有機(jī)-無機(jī)復(fù)混肥是含有一定量有機(jī)質(zhì)的復(fù)混肥料，就是在生產(chǎn)無機(jī)復(fù)混肥料過程中，加入一定量有機(jī)質(zhì)而制成的肥料，其產(chǎn)品中既含有大量元素氮磷鉀，也含有一定量的有機(jī)質(zhì)。
[0004]生產(chǎn)復(fù)混肥料可以物化施肥技術(shù)，提高肥效，減少施肥次數(shù)，節(jié)省施肥成本。生產(chǎn)和施用復(fù)混肥料引起世界各國的普遍重視。復(fù)混肥料是世界化肥工業(yè)發(fā)展的反響，全世界的消費(fèi)量已超過化肥總消費(fèi)量的1/3，而我國約占國內(nèi)化肥總消費(fèi)量的18%。
[0005]氮肥含有作物營養(yǎng)元素氮的化肥。元素氮對作物生長起著非常重要的作用，它是植物體內(nèi)氨基酸的組成部分、是構(gòu)成蛋白質(zhì)的成分，也是植物進(jìn)行光合作用起決定作用的葉綠素的組成部分。氮還能幫助作物分殖，施用氮肥不僅能提高農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量，還能提高農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量。氮營養(yǎng)不足的一般表現(xiàn)是:植株矮小，細(xì)弱；葉呈黃綠、黃橙等非正常綠色，基部葉片逐漸干燥枯萎;根系分枝少;禾谷類作物的分蘗顯著減少，甚至不分蘗，幼穗分化差，分枝少，穗形小，作物顯著早衰并早熟，產(chǎn)量降低。
[0006]復(fù)混肥的氮肥主要是尿素，尿素在轉(zhuǎn)化前是分子態(tài)的，不能被土壤吸附。尿素在土壤中吸收水，水中的尿素存在以下平衡:C0(NH2)2 +H20—可逆—NH2C00NH4(胺基甲酸銨)NH2C00NH4=高溫、低壓=2NH3+C02，轉(zhuǎn)化后形成的氨也易揮發(fā)。
[0007]鉀肥是以鉀為主要養(yǎng)分的肥料，植物體內(nèi)含鉀占干物質(zhì)重的0.2%_4.1%，僅次于氮。鉀在植物生長發(fā)育過程中，參與60種以上酶系統(tǒng)的活化，光合作用，同化產(chǎn)物的運(yùn)輸，碳水化合物的代謝和蛋白質(zhì)的合成等過程。作物缺少鉀肥，就會得"軟骨病"，易伏倒，常被病菌害蟲困擾鉀元素常被稱為〃品質(zhì)元素〃。它對作物產(chǎn)品質(zhì)量的作用主要有:①能促使作物較好地利用氮，增加蛋白質(zhì)的含量，并能促進(jìn)糖分和淀粉的生成;②使核仁、種子、水果和塊莖、塊根增大，形狀和色澤美觀;③提高油料作物的含油量，增加果實(shí)中維生素C的含量;④加速水果、蔬菜和其他作物的成熟，使成熟期趨于一致;⑤增強(qiáng)產(chǎn)品抗碰傷和自然腐爛能力，延長貯運(yùn)期限;⑥增加棉花、麻類作物纖維的強(qiáng)度、長度和細(xì)度，色澤純度。鉀可以提高作物抗逆性，如抗旱、抗寒、抗倒伏、抗病蟲害侵襲的能力。
[0008]磷肥的磷元素在植物體內(nèi)是細(xì)胞原生質(zhì)的組分，對細(xì)胞的生長和增殖起重要作用;磷還參與植物生命過程的光合作用，糖和淀粉的利用和能量的傳遞過程。磷肥還能促進(jìn)植物苗期根系的生長，使植物提早成熟。植物在結(jié)果時，磷大量轉(zhuǎn)移到籽粒中，使得籽粒飽滿。磷肥施用適量時，能促進(jìn)作物分蘗和早熟，加強(qiáng)其抗寒能力，可增加作物產(chǎn)量，改善作物品質(zhì)，加速谷類作物分蘗和促進(jìn)籽粒飽滿;促使棉花、瓜類、茄果類蔬菜及果樹的開花結(jié)果，提高結(jié)果率;增加甜菜、甘蔗、西瓜等的糖分、油菜籽的含油量。作物缺磷時生長緩慢、矮小瘦弱、直立、分枝少，葉小易脫落;色澤一般，呈暗綠或灰綠色，葉緣及葉柄常出現(xiàn)紫紅色;根系發(fā)育不良，成熟延遲，產(chǎn)量和品質(zhì)降低。缺磷癥狀一般先從莖基部老葉開始，逐漸向上發(fā)展。
[0009]最早的磷肥是過磷酸鈣，現(xiàn)已逐漸被重過磷酸鈣、磷酸銨一銨和磷酸銨二銨等高濃度磷肥取代。磷酸銨一銨和磷酸銨二銨屬于含氮、磷元素的二元化學(xué)肥料。常規(guī)磷酸二銨的氮素和磷素當(dāng)季利用率分別為30-35%和10-20%。常規(guī)磷酸二銨氮素利用率低的主要原因是:其所含的氮元素為銨態(tài)氮，銨態(tài)氮施入土壤后，一部分被植物吸收利用，另一部分在亞硝化細(xì)菌的作用下，被氧化成硝態(tài)氮，雖然硝態(tài)氮也可被植物吸收利用，但是，由于硝態(tài)氮帶有負(fù)電荷，不被土壤膠體吸附，移動性極大，極易隨水淋溶損失;在環(huán)境影響方面，淋失的硝態(tài)氮進(jìn)入地下水，不利于人畜飲用。如果進(jìn)入地表水中的含量過高，則可引起水體富營養(yǎng)化。在硝化作用的第一階段的化學(xué)歧化作用中，可產(chǎn)生氣態(tài)中間產(chǎn)物N20，N2O作為一種主要的溫室氣體，對全球增溫和臭氧層的破環(huán)。另外，硝化作用的產(chǎn)物no3—，在嫌氣條件下可經(jīng)反硝化作用還原為他0與犯，反硝化作用主要是一種氮素?fù)p失過程，特別是北方作物生長旺盛時正值多雨季節(jié)，硝態(tài)氮淋失將更加嚴(yán)重，這是我國氮肥當(dāng)季利用率僅為30-35%的原因之一。磷素當(dāng)季利用率低主要原因是可溶性磷的淋失、轉(zhuǎn)化為不溶性磷以及轉(zhuǎn)化為細(xì)菌營養(yǎng)而浪費(fèi)。土壤中的磷酸或可溶性的磷酸鹽與土壤中的一些鹽基結(jié)合，形成不溶性磷酸鹽?？扇苄粤姿猁}濃度過高會造成藍(lán)細(xì)菌及其它藻類大量增殖，即常說的富營養(yǎng)化作用，從而破壞環(huán)境的生態(tài)平衡。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明就是為了解決復(fù)混肥上述的肥效時間短、利用率低的問題，本發(fā)明提供了陽離子高分子復(fù)混肥及其制備方法。
[0011]陽離子高分子復(fù)混肥產(chǎn)品包括復(fù)混肥、陽離子高分子共聚物、化肥著色劑；陽離子高分子復(fù)混肥的制備方法是將陽離子高分子共聚物、化肥著色劑與復(fù)混肥均勻混合后，進(jìn)入復(fù)混肥造粒設(shè)備造粒、干燥制備陽離子高分子復(fù)混肥;或在攪拌混合設(shè)備中將高分子陽離子共聚物、化肥著色劑與復(fù)混肥顆粒均勻混合，使陽離子高分子共聚物、化肥著色劑包覆在復(fù)混肥顆粒表面制備陽離子高分子復(fù)混肥。
[0012]陽離子高分子共聚物為強(qiáng)陽離子高分子聚合物，在水中有很好的溶解性能。由于正電荷集中，有利于加強(qiáng)在殺菌過程中活性官能團(tuán)與微生物細(xì)胞間的靜電作用，具有高效、快速的殺生功能。陽離子高分子共聚物不含芳烴類物質(zhì)、無二次污染，對環(huán)境友好、具有穩(wěn)定性好、使用方便、藥效持續(xù)時間長、使用PH范圍寬等特點(diǎn)，屬非氧化殺生劑，具有廣譜、高效的殺菌滅藻能力，能殺死、控制土壤中脲酶和細(xì)菌類微生物，延長磷肥肥效，提高磷肥利用率。
[0013]陽離子高分子化合物在水中可以解離出有表面活性的陽離子，具有極高的Zeta電位，易通過分子間力的作用吸附于粘土微粒上，形成一層保護(hù)膜，防止粘土微粒因靜電斥力產(chǎn)生運(yùn)移，從而起到有效的防止粘土膨脹、降低泥頁巖的水化、膨脹、分散的作用，有利于粘土礦物的穩(wěn)定。高分子陽離子化合物能吸附在粘土顆粒的表面中和粘土顆粒上的負(fù)電荷，穩(wěn)定粘土晶層表面的K+、Na+、Ca2+等金屬陽離子，通過分子間力及形成氫鍵吸附在粘土顆粒的表面上，形成一層親油憎水的吸附層，將水和粘土分開，同時被吸附的陽離子中和了粘土表面的負(fù)電荷，減少晶層之間的斥力，在粘土顆粒的表面形成一層有機(jī)陽離子聚合物的吸附保護(hù)膜，將粘土顆粒保護(hù)起來，從而避免了粘土顆粒的水化、膨脹、分散、運(yùn)移，起到改良土壤的作用。
[0014]陽離子高分子化合物是具有長鏈高分子物質(zhì)，在它的高分子鏈上有很多陽離子基團(tuán)，與復(fù)混肥混合后，能與養(yǎng)分離子(硝酸根離子、磷酸根離子、胺基甲酸根離子)結(jié)合，加上絡(luò)合基因的成環(huán)性，能把養(yǎng)分卡在環(huán)內(nèi)，有極強(qiáng)的富集養(yǎng)分作用。可阻止施入土壤中形成的養(yǎng)分揮發(fā)和流失，具有良好的緩釋作用，可使尿素養(yǎng)分有效不斷地供給作物吸收，從而提高肥料利用率。陽離子共聚物屬非氧化殺生劑，具有廣譜、高效的殺菌滅藻能力，能殺死、控制土壤中脲酶和微生物，延緩微生物對復(fù)混肥降解作用，延長復(fù)混肥肥效時間，提高復(fù)混肥利用率。
[0015]本發(fā)明就是充分利用高分子陽離子共聚物具有高效、快速的殺生功能和防止土壤顆粒水化、膨脹、分散、運(yùn)移及改良土壤、富集養(yǎng)分作用，而發(fā)明制造了陽離子高分子復(fù)混肥。
[0016]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
1.陽離子高分子復(fù)混肥及其制備方法，其特征在于:陽離子高分子復(fù)混肥產(chǎn)品包括復(fù)混肥、高分子陽離子共聚物和化肥著色劑。
[0017]2.陽離子高分子復(fù)混肥及其制備方法，其特征在于:陽離子高分子復(fù)混肥的制備方法是將高分子陽離子共聚物、化肥著色劑與復(fù)混肥均勻混合后，進(jìn)入復(fù)混肥造粒設(shè)備造粒、干燥制備陽離子高分子復(fù)混肥;或在攪拌混合設(shè)備中將陽離子高分子共聚物、化肥著色劑與復(fù)混肥顆粒均勻混合、包覆在復(fù)混肥顆粒表面制備陽離子高分子復(fù)混肥。
[0018]3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陽離子高分子復(fù)混肥及其制備方法，其特征在于:復(fù)混肥在陽咼子尚分子復(fù)混肥中的質(zhì)量含量為95?99.95%，陽咼子尚分子共聚物的質(zhì)量含量為
0.05?5%，化肥著色劑的質(zhì)量含量為O?0.2 %。
[0019]4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陽離子高分子復(fù)混肥及其制備方法，其特征在于:復(fù)混肥是氮磷復(fù)混肥，或是氮磷鉀復(fù)混肥，或是磷鉀復(fù)混肥，或是有機(jī)-無機(jī)氮磷鉀復(fù)混肥。
[0020]5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陽離子高分子復(fù)混肥及其制備方法，其特征在于:陽離子高分子共聚物是環(huán)氧氯丙烷-二甲胺共聚物水溶液，或是環(huán)氧氯丙烷-二甲胺-乙二胺共聚物水溶液，或是環(huán)氧氯丙烷-二甲胺-二乙烯三胺共聚物水溶液，或是環(huán)氧氯丙烷-二甲胺-多乙烯多胺共聚物水溶液，或是環(huán)氧氯丙烷-二甲胺一乙二胺-二乙烯三胺共聚物水溶液，或是上述二種或多種高分子陽離子共聚物溶液的混合物。
[0021 ] 6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陽離子高分子復(fù)混肥及其制備方法，其特征在于:化肥著色劑是化肥用綠色顏料，或是化肥用橙色顏料，或是化肥用棕色顏料，或是化肥用黃色顏料，或是化肥用紅色顏料。
[0022]7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的陽離子高分子復(fù)混肥及其制備方法，其特征在于:陽離子高分子復(fù)混肥的制備方法是將高分子陽離子共聚物、化肥著色劑混合均勻，再與復(fù)混肥混合均勻，進(jìn)入復(fù)混肥造粒設(shè)備造粒、干燥制備陽離子高分子復(fù)混肥。
[0023]8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的陽離子高分子復(fù)混肥及其制備方法，其特征在于:陽離子高分子復(fù)混肥的制備方法是在攪拌混合設(shè)備中將高分子陽離子共聚物、化肥著色劑與復(fù)混