一种便于水稻生长调节的复合肥料的制备方法与流程

1.本发明属于肥料技术领域，具体地，涉及一种便于水稻生长调节的复合肥料的制备方法。


背景技术：

2.水稻的生长周期大体分两个阶段：营养生长阶段和生殖生长阶段，营养生长阶段为从水稻种子发芽至幼苗拔节期，该阶段又可分幼苗期、插秧期、分蘖期和拔节期；生殖生长阶段为从孕穗到成熟，该阶段又可分为孕穗期、抽穗期、扬花授粉期和灌浆期。在水稻营养生长阶段需要对水稻进行育肥，以保证生殖生长阶段中孕穗期、抽穗期、扬花授粉期和灌浆期所需的大量营养，若施肥不足，则会造成生殖生长阶段的缺营养，造成灌浆不饱满，影响大米的营养价值；在水稻生殖生长阶段要合理施肥，过度施肥则会造成水稻的倒伏，倒伏后，水稻叶片相互叠加，光合面积和群体光合效率降低，从而影响谷粒充实，出现落粒、瘪粒、穗发芽等现象。且倒伏会造成收割困难，加大稻谷损失率，降低水稻产量和品质。因此，市场上出现了针对水稻生殖生长阶段的肥料。
3.如中国专利cn105541490a公开了一种水稻后期生长功能型肥料，以氮肥计，包括40wt％的基肥、10wt％
‑
30wt％的分蘖肥和30wt％
‑
50wt％的穗肥，所述基肥和分蘖肥为速效肥，所述穗肥为缓释肥。该发明以缓释肥作为穗肥，穗肥的氮肥比例为总氮肥量的30wt％
‑
50wt％，能够确保籼粳杂交稻开花后灌浆期间，持续供应氮肥，保持叶片正常绿色，保障后期叶片光合功能，提高灌浆结实能力，达到籽粒饱满，提高水稻产量。但是该发明提供的肥料在后期施用时，易造成稻叶过绿，苗禾旺盛，造成倒伏，反而影响灌浆。
4.因此，本发明提供了一种便于水稻生长调节的复合肥料的制备方法，通过向复合肥料中添加防止水稻倒伏的组分，以及对复合肥料中营养成分进行缓释，提高水稻的产量。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种便于水稻生长调节的复合肥料的制备方法。
6.本发明要解决的技术问题：现有的肥料缺乏对水稻生长的调节，易造成水稻的倒伏。
7.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
8.一种便于水稻生长调节的复合肥料的制备方法，包括以下步骤：
9.步骤一、将有机酸、硼酸、粘结剂和水在40
‑
60℃下搅混合均匀，得成膜溶液；
10.步骤二、将肥力颗粒放置于转动的圆盘中，预热，然后在40
‑
60℃下，利用喷枪将成膜溶液喷涂于肥料颗粒表面上，然后在30
‑
50℃烘箱中烘干，得一种便于水稻生长调节的复合肥料。
11.进一步地，步骤一中有机酸、硼酸、粘结剂、水的质量比为30
‑
50：8
‑
15：2.5
‑
4.5：70
‑
90。
12.进一步地，所述有机酸为柠檬酸、草酸中的一种。
13.进一步地，步骤二中预热时间为15
‑
30min，喷枪流量为80kg/h。
14.进一步地，步骤二中肥力颗粒与成膜溶液质量比为100：30
‑
40。
15.进一步地，所述复合肥料的粒径大小为3
‑
4.5mm。
16.进一步地，所述肥力颗粒通过以下方法制成：
17.将尿素、磷酸一铵、硫酸钾、氧化钾、硅酸盐、微量元素和复合填料在混合料设备中混合均匀，然后利用挤压法造粒，筛选，得肥力颗粒。
18.进一步地，所述尿素、磷酸一铵、硫酸钾、氧化钾、硅酸盐、微量元素和复合填料的质量比30
‑
45：10
‑
15：3
‑
8：1.5
‑
3.5：1.5
‑
3.5：3
‑
6：0.8
‑
1.6。
19.进一步地，所述微量元素为选自fe、mg、zn、cu中的任意一种或几种的任意比混合物。
20.进一步地，所述肥力颗粒的粒径为1.5
‑
2.5mm。
21.进一步地，所述复合填料通过以下步骤制成：
22.x1、将液体硅酸钠溶于水后，超声震荡25min，得水玻璃溶液，再向水玻璃溶液中加入含有己二酸的硫酸溶液，用碱液调节ph值为10
‑
11，室温搅拌30min，然后常压下脱水、浓缩至二氧化硅的浓度为15
‑
35％，得硅溶胶；
23.x2、将木质素的氢氧化钠溶液和硅溶胶混合，超声混合20min，加入硫酸酮，在70
‑
80℃下搅拌2h，冷却，过滤，得到复合填料。
24.进一步地，步骤x1中水玻璃溶液和含有己二酸的硫酸溶液的质量比为3
‑
5：2
‑
4，水玻璃溶液的质量分数为50
‑
55％，己二酸的硫酸溶液中硫酸和己二酸的用量比为18：0.5
‑
1.5；硫酸的浓度为10
‑
15％。
25.进一步地，步骤x2中木质素、硅溶胶的质量比为5
‑
10：85
‑
93，硫酸铜的加入质量为木质素质量的1.5
‑
3％，木质素的氢氧化钠溶液的ph值为10
‑
11。
26.在复合填料的制备过程中，本发明在制备硅溶胶的过程中引入己二酸，再利用硅溶胶和碱性木质素溶液进行混合，得复合填料，在该过程中，利用了己二酸参与硅溶胶形成的过程，其中羧基与二氧化硅表面的羟基形成交联，使硅溶胶体系中形成众多交联有己二酸的二氧化硅颗粒；该硅溶胶在和碱性木质素溶液混合时，己二酸和木质素在硫酸酮的催化下，发生羧基和羟基的缩合反应，形成大分子链，形成二氧化硅——己二酸——木质素——己二酸——二氧化硅的互穿网络体系，并且所形成的大分子链为连接元，扩大了复合填料中的孔径，增加复合填料的吸附能力。
27.进一步地，所述粘结剂的组成原料包括以下重量份的组分：75
‑
95份改性淀粉、23
‑
32份硅溶胶。
28.进一步地，所述粘结剂通过以下步骤制成：
29.s11、将淀粉溶于80℃热水，搅拌30min后，加入质量分数为2％的醋酸溶液中，配成质量分数为35％的淀粉溶液，搅拌加入(2,3
‑
环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷的异丙醇溶液中，继续搅拌，保持温度60℃反应5h，反应完毕后，将溶液减压旋蒸除去溶剂，获得改性淀粉，(2,3
‑
环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷的加入质量为淀粉质量的12
‑
18％；
30.s12、将改性淀粉配制成质量浓度为35％的溶液，在室温、400
‑
500r/min下加入硅溶胶，在55℃下超声分散20min，得粘结剂。
31.在粘结剂的制备过程中，本发明首先利用(2,3
‑
环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷对淀
粉分子链进行改性，利用硅氧烷链柔性、迁移性，以增加淀粉与硅溶胶的相容性，促进二氧化硅表面的己二酸的羧基和改性淀粉分子链的羟基之间的反应，进而将二氧化硅接枝到改性淀粉的分子链上，增加了改性淀粉的力学能力，同时多孔的二氧化硅也增加了改性淀粉的吸附能力。
32.本发明的有益效果：
33.本发明将尿素、磷酸一铵、硫酸钾、氧化钾、硅酸盐、微量元素进行复合，配制成水稻的肥力来源，其中，尿素、磷酸一铵、硫酸钾和氧化钾作为水稻生长需要的氮、磷、钾肥的来源，硅酸盐作为水稻需要的硅肥主要来源，可提高水稻的抗病性，抗倒伏能力，增强水稻抵御自然灾害的能力，硅还能促进水稻对氮和磷的吸收，增强水稻光合作用，进而达到增产提质增效的作用，微量元素可以调节水稻生长，促进光合作用，提高水稻产量；并将此肥力来源与复合填料进行复配形成肥力颗粒，目的是利用复合填料对肥力来源吸收能力，解释为：该复合填料由液体硅酸钠、己二酸和木质素制成，其中，液体硅酸钠最终形成的为二氧化硅颗粒，可作为硅肥来源，微量的己二酸对水稻安全，木质素对肥力来源具有吸附作用，与二氧化硅颗粒同时发挥对肥力来源的吸附，延缓肥力的释放，防止水稻的肥力过剩，造成水稻倒伏；
34.本发明利用了有机酸、硼酸、粘结剂和水混合形成成膜溶液，对肥力颗粒进行包裹，最终获得复合肥料，其中，以有机酸作为膜的主要材料，则为了利用了有机酸能有效抑制水稻对土壤中铅和隔的吸收，同时，粘结剂为硅溶胶和改性淀粉制成，增加了包膜的力学性能，加强对肥力颗粒的缓释能力，进一步防止水稻的肥力过剩，造成水稻倒伏。
具体实施方式
35.下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
36.实施例1：
37.硅溶胶通过以下方法制成：
38.将液体硅酸钠溶于水后，超声震荡25min，得水玻璃溶液，再向水玻璃溶液中加入含有己二酸的硫酸溶液，用碱液调节ph值为10，室温搅拌30min，然后常压下脱水、浓缩至二氧化硅的浓度为15％，得硅溶胶，其中，水玻璃溶液和含有己二酸的硫酸溶液的质量比为3：2，水玻璃溶液的质量分数为50％，己二酸的硫酸溶液中硫酸和己二酸的用量比为18：0.5；硫酸的浓度为10％。
39.实施例2：
40.硅溶胶通过以下方法制成：
41.将液体硅酸钠溶于水后，超声震荡25min，得水玻璃溶液，再向水玻璃溶液中加入含有己二酸的硫酸溶液，用碱液调节ph值为10.5，室温搅拌30min，然后常压下脱水、浓缩至二氧化硅的浓度为20％，得硅溶胶，其中，步骤x1中水玻璃溶液和含有己二酸的硫酸溶液的质量比为4：3，水玻璃溶液的质量分数为53％，己二酸的硫酸溶液中硫酸和己二酸的用量比为18：1.0；硫酸的浓度为12％。
42.实施例3：
43.硅溶胶通过以下方法制成：
44.将液体硅酸钠溶于水后，超声震荡25min，得水玻璃溶液，再向水玻璃溶液中加入含有己二酸的硫酸溶液，用碱液调节ph值为11，室温搅拌30min，然后常压下脱水、浓缩至二氧化硅的浓度为35％，得硅溶胶，其中，步骤x1中水玻璃溶液和含有己二酸的硫酸溶液的质量比为5：4，水玻璃溶液的质量分数为55％，己二酸的硫酸溶液中硫酸和己二酸的用量比为18：1.5；硫酸的浓度为15％。
45.实施例4：
46.所述肥力颗粒通过以下方法制成：
47.(1)、将木质素的氢氧化钠溶液和实施例1制备的硅溶胶混合，超声混合20min，加入硫酸酮，在70℃下搅拌2h，冷却，过滤，取滤液，得到复合填料，其中，木质素、硅溶胶的质量比为5：85，硫酸铜的加入质量为木质素质量的1.5％，木质素的氢氧化钠溶液的ph值为10；
48.(2)、将尿素、磷酸一铵、硫酸钾、氧化钾、硅酸盐、微量元素和复合填料在混合料设备中混合均匀，然后利用挤压法造粒，筛选径为1.5mm的颗粒，得肥力颗粒，其中，所述尿素、磷酸一铵、硫酸钾、氧化钾、硅酸盐、微量元素和复合填料的质量比30：10：3：1.5：1.5：3：0.8。
49.实施例5：
50.所述肥力颗粒通过以下方法制成：
51.(1)、将木质素的氢氧化钠溶液和实施例2制备的硅溶胶混合，超声混合20min，加入硫酸酮，在70℃下搅拌2h，冷却，过滤，取滤液，得到复合填料，其中，木质素、硅溶胶的质量比为7：88，硫酸铜的加入质量为木质素质量的2％，木质素的氢氧化钠溶液的ph值为10.5；
52.(2)、将尿素、磷酸一铵、硫酸钾、氧化钾、硅酸盐、微量元素和复合填料在混合料设备中混合均匀，然后利用挤压法造粒，筛选径为2mm的颗粒，得肥力颗粒，其中，所述尿素、磷酸一铵、硫酸钾、氧化钾、硅酸盐、微量元素和复合填料的质量比35：13：6：2：2.1：4：1.3。
53.实施例6：
54.所述肥力颗粒通过以下方法制成：
55.(1)、将木质素的氢氧化钠溶液和实施例1制备的硅溶胶混合，超声混合20min，加入硫酸酮，在70℃下搅拌2h，冷却，过滤，取滤液，得到复合填料，其中，木质素、硅溶胶的质量比为10：93，硫酸铜的加入质量为木质素质量的3％，木质素的氢氧化钠溶液的ph值为11；
56.(2)、将尿素、磷酸一铵、硫酸钾、氧化钾、硅酸盐、微量元素和复合填料在混合料设备中混合均匀，然后利用挤压法造粒，筛选径为2.5mm的颗粒，得肥力颗粒，其中，所述尿素、磷酸一铵、硫酸钾、氧化钾、硅酸盐、微量元素和复合填料的质量比45：15：8：3.5：3.5：6：1.6。
57.实施例7：
58.所述粘结剂的组成原料包括以下重量份的组分：75份改性淀粉、23份实施例1制备的硅溶胶。
59.所述粘结剂通过以下步骤制成：
60.s11、将淀粉溶于80℃热水，搅拌30min后，加入质量分数为2％的醋酸溶液中，配成质量分数为35％的淀粉溶液，搅拌加入(2,3
‑
环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷的异丙醇溶液中，继续搅拌，保持温度60℃反应5h，反应完毕后，将溶液减压旋蒸除去溶剂，获得改性淀粉，(2,3
‑
环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷的加入质量为淀粉质量的12％；
61.s12、将改性淀粉配制成质量浓度为35％的溶液，在室温、400r/min下加入硅溶胶，在55℃下超声分散20min，得粘结剂。
62.实施例8：
63.所述粘结剂的组成原料包括以下重量份的组分：80份改性淀粉、27份实施例2制备的硅溶胶。
64.所述粘结剂通过以下步骤制成：
65.s11、将淀粉溶于80℃热水，搅拌30min后，加入质量分数为2％的醋酸溶液中，配成质量分数为35％的淀粉溶液，搅拌加入(2,3
‑
环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷的异丙醇溶液中，继续搅拌，保持温度60℃反应5h，反应完毕后，将溶液减压旋蒸除去溶剂，获得改性淀粉，(2,3
‑
环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷的加入质量为淀粉质量的16％；
66.s12、将改性淀粉配制成质量浓度为35％的溶液，在室温、450r/min下加入硅溶胶，在55℃下超声分散20min，得粘结剂。
67.实施例9：
68.所述粘结剂的组成原料包括以下重量份的组分：95份改性淀粉、32份实施例3制备的硅溶胶。
69.所述粘结剂通过以下步骤制成：
70.s11、将淀粉溶于80℃热水，搅拌30min后，加入质量分数为2％的醋酸溶液中，配成质量分数为35％的淀粉溶液，搅拌加入(2,3
‑
环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷的异丙醇溶液中，继续搅拌，保持温度60℃反应5h，反应完毕后，将溶液减压旋蒸除去溶剂，获得改性淀粉，(2,3
‑
环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷的加入质量为淀粉质量的18％；
71.s12、将改性淀粉配制成质量浓度为35％的溶液，在室温、500r/min下加入硅溶胶，在55℃下超声分散20min，得粘结剂。
72.实施例10：
73.一种便于水稻生长调节的复合肥料通过以下步骤制成：
74.步骤一、将有机酸、硼酸、实施例7制备的粘结剂和水在40℃下搅混合均匀，得成膜溶液，其中，有机酸、硼酸、实施例7制备的粘结剂、水的质量比为30：8：2.5：70；
75.步骤二、将实施例4制备的肥力颗粒放置于转动的圆盘中，预热15min，然后在40℃下，利用喷枪将成膜溶液喷涂于肥料颗粒表面上，然后在30℃烘箱中烘干，得一种便于水稻生长调节的复合肥料，其中，喷枪流量为80kg/h，肥力颗粒与成膜溶液质量比为100：30，得到的复合肥料的粒径大小为3mm。
76.实施例11：
77.一种便于水稻生长调节的复合肥料通过以下步骤制成：
78.步骤一、将有机酸、硼酸、实施例8制备的粘结剂和水在50℃下搅混合均匀，得成膜溶液，其中，有机酸、硼酸、实施例8制备的粘结剂、水的质量比为40：10：3：80；
79.步骤二、将实施例5制备的肥力颗粒放置于转动的圆盘中，预热20min，然后在50℃
下，利用喷枪将成膜溶液喷涂于肥料颗粒表面上，然后在50℃烘箱中烘干，得一种便于水稻生长调节的复合肥料，其中，喷枪流量为80kg/h，肥力颗粒与成膜溶液质量比为100：35，得到的复合肥料的粒径大小为4mm。
80.实施例12：
81.一种便于水稻生长调节的复合肥料通过以下步骤制成：
82.步骤一、将有机酸、硼酸、实施例9制备的粘结剂和水在60℃下搅混合均匀，得成膜溶液，其中，有机酸、硼酸、实施例9制备的粘结剂、水的质量比为50：15：4.5：90；
83.步骤二、将实施例6制备的肥力颗粒放置于转动的圆盘中，预热30min，然后在60℃下，利用喷枪将成膜溶液喷涂于肥料颗粒表面上，然后在50℃烘箱中烘干，得一种便于水稻生长调节的复合肥料，其中，喷枪流量为80kg/h，肥力颗粒与成膜溶液质量比为100：40，得到的复合肥料的粒径大小为4.5mm。
84.对比例1：
85.粘结剂为实施例7中制备的改性淀粉。
86.对比例2：
87.所述肥力颗粒通过以下方法制成：
88.(1)、将木质素的氢氧化钠溶液和实施例2制备的硅溶胶混合，超声混合20min，加入硫酸酮，在70℃下搅拌2h，冷却，过滤，取滤液，得到复合填料，其中，木质素、硅溶胶的质量比为5：85，硫酸铜的加入质量为木质素质量的1.5％，木质素的氢氧化钠溶液的ph值为10；
89.(2)、将尿素、磷酸一铵、硫酸钾、氧化钾、硅酸盐、微量元素和复合填料在混合料设备中混合均匀，然后利用挤压法造粒，筛选径为1.5mm的颗粒，得肥力颗粒，其中，所述尿素、磷酸一铵、硫酸钾、氧化钾、硅酸盐、微量元素和复合填料的质量比30：10：3：1.5：1.5：3：0.8。
90.对比例3：
91.一种便于水稻生长调节的复合肥料通过以下步骤制成：
92.步骤一、将有机酸、硼酸、对比例1制备的粘结剂和水在40℃下搅混合均匀，得成膜溶液，其中，有机酸、硼酸、对比例1制备的粘结剂、水的质量比为30：8：2.5：70；
93.步骤二、将实施例5制备的肥力颗粒放置于转动的圆盘中，预热15min，然后在40℃下，利用喷枪将成膜溶液喷涂于肥料颗粒表面上，然后在30℃烘箱中烘干，得一种便于水稻生长调节的复合肥料，其中，喷枪流量为80kg/h，肥力颗粒与成膜溶液质量比为100：30，得到的复合肥料的粒径大小为3mm。
94.对比例4：
95.一种便于水稻生长调节的复合肥料通过以下步骤制成：
96.步骤一、将有机酸、硼酸、实施例8制备的粘结剂和水在50℃下搅混合均匀，得成膜溶液，其中，有机酸、硼酸、实施例8制备的粘结剂、水的质量比为40：10：3：80；
97.步骤二、将对比例2制备的肥力颗粒放置于转动的圆盘中，预热20min，然后在50℃下，利用喷枪将成膜溶液喷涂于肥料颗粒表面上，然后在50℃烘箱中烘干，得一种便于水稻生长调节的复合肥料，其中，喷枪流量为80kg/h，肥力颗粒与成膜溶液质量比为100：35，得到的复合肥料的粒径大小为4mm。
98.对比例5：
99.一种便于水稻生长调节的复合肥料通过以下步骤制成：
100.步骤一、将有机酸、硼酸和水在60℃下搅混合均匀，得成膜溶液，其中，有机酸、硼酸、水的质量比为50：15：90；
101.步骤二、将实施例6制备的肥力颗粒放置于转动的圆盘中，预热30min，然后在60℃下，利用喷枪将成膜溶液喷涂于肥料颗粒表面上，然后在50℃烘箱中烘干，得一种便于水稻生长调节的复合肥料，其中，喷枪流量为80kg/h，肥力颗粒与成膜溶液质量比为100：40，得到的复合肥料的粒径大小为4.5mm。
102.实施例13：
103.将实施例10
‑
12和对比例3
‑
5获得的复合肥料用于以下实验：
104.稻田试验：将水稻秧苗分别插秧于7块长为10米、宽为6米的试验田内，试验田按常规方法施肥和喷洒农药，将实施例10
‑
12与对比例3
‑
5获得的复合肥料分别对1
‑
6号试验田内的水稻进行处理，喷施量为每亩1.5kg，7号试验田不施肥作为对照组，记录7块试验田内水稻的产量，将实施例10
‑
12和对比例3
‑
5的试验区产量与对照组对比计算增产率，以及观察验田内的水稻内水稻的倒伏情况，测试结果列于表1中。
105.表1
[0106][0107]
从上述数据中可以看出，本发明提供的一种便于水稻生长调节的复合肥料具有促进水稻产量的提高。
[0108]
肥料的缓释实验：按照缓释肥料的国家标准(gb/t 23348
‑
2009)采用水溶出率法测定；称取肥料试样约10g放入100目的尼龙纱网做成的小袋中，将小袋放入250ml玻璃瓶中，加入200ml水，加盖密封，置于25℃生化恒温培养箱中，分别于1、7、28、36、42d进行取样，采用自动分析仪测试其氮释放量，计算累积氮释放率，计算公式如下：v＝wn/w，式中，wn为第n天测定的氮释放量的质量分数，w为总氮的质量分数，其测试结果如表2所示。
[0109]
表2
[0110]
[0111][0112]
从上述数据可以看出，本发明提供的一种便于水稻生长调节的复合肥料具有优良的缓释性能。
[0113]
在说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0114]
以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。