專利名稱：：納米碳稀土增效肥料及其制備方法
技術領域：
：本發明涉及一種肥料，具體是一種稀土增效肥料及其制備方法。
背景技術：
：稀土元素就是化學元素周期表中鑭系元素一鑭(La)、鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)、钷(Pm)、釤(Sm)、銪(Eu)、軋(Gd)、鋱(Tb)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)、镥(Lu),以及與鑭系的15個元素密切相關的兩個元素一鈧(Sc)和釔(Y)共17種元素，稱為稀土元素(RareEarth)，簡稱稀土(RE或R)。1789年當時人們把不溶于水的固體氧化物統統叫做"土"，而這些元素又非常少見，所以把它叫做"稀土"。有人把稀土叫做冶金工作和農業的"維生素"。稀土是植物生長的生理調節劑，對農作物具有增產、改善品質和抗逆性三大特征；同時稀土屬低毒物質，對人畜無害，對環境無污染；合理使用稀土，可使農作物增強抗旱、抗澇和抗倒伏能力。當前中國農田施用稀土面積達5,000~7,000萬畝/年，為國家增產糧、棉、豆、油、糖等68億公斤，直接經濟效益為10-15億元，年消費稀土1,100~1，200噸。稀土拌種、浸種，可增加種子活力，促進作物種子萌發，提高種子的出苗率，是稀土使作物增效的一種重要作用。一定濃度的稀土化合物浸種拌種可以增加種子的活力，稀土的這種作用己應用在小麥、水稻、玉米、大豆、白菜、油菜、麻類等大田作物上，其中小麥發芽提高幅度達8~19%。在林業上苗圃基地也利用稀土的這個特性，種子浸種可明顯提高其活力。稀土對植物根系和扦插生根具有顯著的促進作用。研究表明適量稀土處理的水稻根系體積比對照增大1.18倍，根系活力增加20%。花生試驗也表明，稀土處理花生的根系活力比對照也增加30.8%。大田作物如小麥、水稻、玉米和甘蔗等根系生長均有明顯的促進作用-根長增加4%~10%，根重增加15%以上，根系體積增加2.5%。稀土能促進葉綠素的增加、提高產量和改善品質。葉綠素是植物進行光合作用的物質基礎。葉綠素含量越高，光合作用的強度就越大。水稻在幼苗期噴施萬分之三的稀土，經過一段時間后，劍葉中葉綠素含量比對照增加11.8%。葉綠素的增加會提高植物的干物質累計量，提高經濟產量。長期定位試驗結果也表明，稀土促進小麥生長，提高產量5%~10%。水稻增產幅度為30kg/畝、玉米的增產幅度為4150kg/畝、油菜增產7.6~11.4%、茶葉平均增產12%~15%、蔬菜如黃瓜為25%和草莓增產30%,同時其他蔬菜和經濟作物上也都有很好的增產效果。稀土具有促進林木種子生長發育，提高林產品產量，改善產品質量等應用。如南方的柑桔、荔枝和龍眼噴施稀土比未噴稀土的分別增產19.2%、17.0%和24.5%;北方的葡萄、蘋果和梨等分別增產22.8%、14.7%和11.3%。此外，果樹施用稀土不僅可以增加產量，而且可改善苗木和果品質量，使果實含糖量、維生素含量提高，可以促進著色，提早成熟。稀土與碳酸氫銨結合能明顯提高肥效，提高氮素利用率，延長肥效期，節約用肥，改善作物品質。
發明內容本發明的目的就是為克服尿素、碳酸氫銨、氯化銨、硫酸銨、硝酸銨等氮肥與磷肥、鉀肥和微肥及有機肥等肥料存在的缺點，提高肥料的利用率，延長肥效期，制備一種納米碳稀土增效肥料及其制備方法。本發明的技術方案如下納米碳和稀土首次應用到肥料中，以復混、復合、共結晶等形態形成納米增效肥料。技術方案可選用尿素生產工藝，碳酸氫銨生產工藝改進而成；對于酸根肥料可選用復混工藝合成；對于有機肥料和土壤本身提高地力可釆用直接施用納米溶膠調動土壤肥力；對于根外施肥可選用噴施技術。一種納米碳稀土增效肥料，其特征在于其中各組分的的重量百分含量為納米碳0.01%~0.9%稀土化合物0.001%~0.1%其余為肥料。所述的納米碳稀土增效肥料，其特征在于稀土化合物是指稀土硝酸鹽，其重量百分含量為0.01%~1.0%。所述的納米碳稀土增效肥料，其特征在于作為追肥時，各組分的重量百分含量為納米碳0.001%~0.09%稀土化合物0.001%~0.03%其余為肥料。作為基肥時，各組分的的重量百分含量為納米碳0.003%~0.3%稀土化合物0.003%~0.1%其余為肥料。所述的納米碳稀土增效肥料，其特征在于納米碳的圓粒直徑是5~70納米。所述的納米碳稀土增效肥料，其特征在于所述的肥料是指含有氮、磷、或鉀元素的肥料；或者大顆粒尿素、大顆粒碳酸氫銨、大顆粒磷肥、大顆粒鉀肥、大顆粒腐殖酸顆粒肥、粉狀磷肥、粉狀鉀肥及適量的中、微量元素。所述的納米碳稀土增效肥料的制備方法，其特征在于是設置一套定量輸入控制設備，通過該設備將稀土化合物與納米碳定量的加入到生產肥料的流程中，制得稀土化合物、納米碳與肥料形成的共結晶復合體或者混合均勻的共晶狀肥料。所述的納米碳稀土增效肥料的制備方法，其特征在于設置貯料槽，計量泵和噴粉器組成的一套定量輸入控制設備，稀土化合物、納米碳混合粉劑經噴粉器，定量噴入高位肥料液噴淋塔內與高溫肥料顆粒粘附形成包被型增效肥料。所述的納米碳稀土增效肥料的制備方法，其特征在于設置貯料槽，計量泵和溶解槽組成的一套定量輸入控制設備，稀土化合物、納米碳混合溶劑是經貯料槽，計量泵定量輸入到溶解槽，與尿素溶液充分混合后進入閃蒸槽，再經一段和二段蒸發脫去水分，通過高位肥料液噴淋塔內進行尿素造粒，生成共結晶復合體納米碳稀土肥料。所述的納米碳稀土增效肥料的制備方法，其特征在于直接將稀土化合物、納米碳的混合粉劑定量加入到肥料顆粒中，經添加植物油使納米碳和稀土添加劑充分與肥料混合均勻制得粒狀增效肥料產品。所述的納米碳稀土增效肥料的制備方法，其特征在于將粉狀納米碳和稀土添加劑與氮、磷、鉀復混肥料壓成顆粒；造粒設備選用對輥擠壓造粒機和輪碾擠壓造粒機；對輥擠壓造粒時要添加粘合劑和防結塊劑；肥料顆粒直徑35mm。納米碳增效肥料在2007年相繼開展了大田作物、蔬菜、花卉、草坪等方面的田間試驗，結果表明納米增效肥料可以使蘿卜、茄子、番茄等蔬菜作物增產20%~40%;在花丼上表現出根系明顯促長、花期提早的突出效果。尤其在禾本科作物如小麥、玉米、水稻及油料作物上應用有10%~40%的增產效果。2008年進行了冬小麥試驗，計算理論產量，納米碳肥料比常規肥料增產12.34%~19.76%;在其它試驗基地測產結果也表明，增產幅度都在10%~20%之間；不同施肥量級試驗的測試結果表明，每畝4kg純氮比對照增產21.28%,為最經濟施肥量。為進一步驗證納米增效肥料在蔬菜上的增產效果，于2008年又開展了辣椒、茄子、蘿卜、芹菜、韭菜、水果苤藍等田間小區試驗，其中，蘿卜增產20%~37%，芹菜增產12%40%，辣椒中期采摘增產20%~40%，其它供試蔬菜作物也有明顯的增產趨勢。納米碳增效肥料與花多多肥料施用相比，納米增效肥料使用量僅為花多多的50%，還提早上市7天，而且花冠增大，葉片肥厚，市場單株售價增值25%，給花農帶來了顯著的經濟效益。根據尿素氮形成的特點，前期希望稀土脲酶抑制劑起作用，使尿素酶解速度減緩，延長尿素的肥效期；而形成銨態氮后，通過加入納米碳氨穩定劑使銨態氮在土壤膠粒和粘粒上吸附性強一些，減少氨的揮發損失；而后期由于納米碳硝化抑制劑的作用，盡量減緩銨態氮轉化成硝態氮，減少土壤環境的污染。比如，肥料作為一種化學氮肥，它適用于各種土壤和作物，肥效快，對土壤不會有酸化作用。在溫度高和有水分存在的情況下，容易酶解，形成銨態氮肥料，一般該肥料的氮素利用率可由原來的34%~40%提高到45%50%，提高氮素利用率10~15個百分點。肥效期可達到80100天。納米碳稀土增效肥料的特點是1、首次發現納米碳稀土加在肥料中有突出的增產效果，納米材料在肥料中應用，填補了肥料領域的空白，在國內外未見報道。2、通過大量的田間試驗，找到了納米碳稀土與肥料結合的科學用量，在大田、蔬菜、花卉等作物上增產幅度明顯。3、研究過程中發現，納米碳稀土是理想的氨穩定劑，添加納米碳稀土的尿素可減少氨揮發量，基本控制住氨的揮發損失。4、納米碳稀土增效肥料的環境效益，據世界環境統計資料顯示，使用化肥造成的溫室氣體排放總量高達17%，納米碳稀土增效肥料可使農作物產量增加10%以上，在同等產量水平上可減少化肥用量10%以上，可增加土壤C02固定量，相當于減少溫室氣體排放1.7%。5、納米碳稀土增效肥料有良好的環境效益，能不同程度的提高與改善糧食作物、蔬菜作物和水果的品質。具體實施方式實施例1:納米碳稀土增效肥料配方以碳酸氫銨作氮素母料，加入納米碳0.01%~0.6%;再加入稀土硝酸鹽0.001%~0.02%。可再加入適量的氨穩定劑DCD等，合成納米稀土增效碳銨。納米碳稀土增效肥料能延長肥效期和減少肥料硝化損失，所以表現在同等產量水平上有明顯節肥效果，在一般肥力水平上，使用納米碳和稀土添加劑混合型增效尿素肥料，同等產量可節省用肥30%,同等施肥量可增產10%20%，肥效期可延長90-110天,氮素利用率提高10百分點(表1)。使用該種肥料不但能節肥增產，而且又能改善化肥的環境效益,減少溫室氣體排放量(表2)。表1納米碳稀土增效肥料玉>(t田間小區氮素利用率試驗<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>F=l.17<F0.05=3.59納米碳稀土添加劑增效尿素肥料比普通尿素可提高氮素利用率12.52個百分點。實施例2納米碳稀土增效肥料配方以尿素為氨素母料，加入納米碳0.01%~0.6%;再加入稀土硝酸鹽0.001%~0.02%;可再加入適量的脲酶抑制劑氫醌等，合成納米稀土增效尿素。表2施用納米碳稀土增效肥料玉米田間小區增加C02儲存量(噸)<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>納米碳(nmc)稀土(re)添加劑增效尿素(ur)肥料比普通尿素，每公斤(Kg)氮(N)可增加土壤C02儲存量35.22公斤(Kg)。實施例3納米碳稀土增效肥料配方以碳酸氫銨作母料，加入納米碳0.01%~0.6%;再加入稀土0.001%~0.02%;加入適量的氨穩劑DCD等，合成納米稀土增效肥料。表3納米碳稀土增效肥料兩優798、兩優408水稻品種不同施量理論產量<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>納米碳(nmc)稀土(re)添加劑增效尿素(ur)肥料有明顯的增產和節肥作用，在雜交水稻增產幅度為88122公斤糧食，增產率為12.2%~17.2%，平均為14.7%。在上述增產的情況下可節肥30%。實施例4納米碳稀土增效肥料配方以尿素為母料，配以磷肥和鉀肥，其配比為N:P205:K20=17:4:12，再配加0.01%~0.6%的納米碳，再加入稀土硝酸鹽0.001%~0.02%，再加入部分氨穩定劑DCD而復混為納米稀土復混肥料。表4施用納米碳稀土增效肥料在辣椒鮮果重測產記錄<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>測產結果表明，納米碳不僅對氮肥起到增效作用，而對磷鉀肥也同樣起到增效作用。納米碳先加入K20后，再加入等量的其他肥料比尿素復混肥增產35.21%，納米碳先加入P20s后，再加入等量的其他肥料比尿素復混肥增產28.2%，都好于納米碳先加入氮素肥料。該試驗結果證明，納米碳能激活土壤的磷、鉀元素的營養水平，可以減少土壤磷素的固定，促進土壤層間鉀的釋放，增加土壤潛在肥力。權利要求1、一種納米碳稀土增效肥料，其特征在于其中各組分的的重量百分含量為納米碳0.01％～0.9％稀土化合物0.001％～0.1％其余為肥料。2、根據權利要求1所述的納米碳稀土增效肥料，其特征在于稀土化合物是指稀土硝酸鹽，其重量百分含量為0.01%~1.0%。3、根據權利要求1所述的納米碳稀土增效肥料，其特征在于作為追肥時，各組分的重量百分含量為納米碳0.001%~0.09%稀土化合物0.001%~0.03%其余為肥料；作為基肥時，各組分的的重量百分含量為納米碳0.003%~0.3%稀土化合物0.003%~0.1%其余為肥料。4、根據權利要求1所述的納米碳稀土增效肥料，其特征在于納米碳的圓粒直徑是5~70納米。5、根據權利要求1所述的納米碳稀土增效肥料，其特征在于所述的肥料是指含有氮、磷、或鉀元素的肥料；或者大顆粒尿素、大顆粒碳酸氫銨、大顆粒磷肥、大顆粒鉀肥、大顆粒腐殖酸顆粒肥、粉狀磷肥、粉狀鉀肥及適量的中、微量元素。6、根據權利要求1所述的納米碳稀土增效肥料的制備方法，其特征在于是設置一套定量輸入控制設備，通過該設備將稀土化合物與納米碳定量的加入到生產肥料的流程中，制得稀土化合物、納米碳與肥料形成的共結晶復合體或者混合均勻的共晶狀肥料。7、根據權利要求6所述的納米碳稀土增效肥料的制備方法，其特征在于設置貯料槽，計量泵和噴粉器組成的一套定量輸入控制設備，稀土化合物、納米碳混合粉劑經噴粉器，定量噴入高位肥料液噴淋塔內與高溫肥料顆粒粘附形成包被型增效肥料。8、根據權利要求6所述的納米碳稀土增效肥料的制備方法，其特征在于設置貯料槽，計量泵和溶解槽組成的一套定量輸入控制設備，稀土化合物、納米碳混合溶劑是經貯料槽，計量泵定量輸入到溶解槽，與尿素溶液充分混合后進入閃蒸槽，再經一段和二段蒸發脫去水分，通過高位肥料液噴淋塔內進行尿素造粒，生成共結晶復合體納米碳稀土肥料。9、根據權利要求6所述的納米碳稀土增效肥料的制備方法，其特征在于直接將稀土化合物、納米碳的混合粉劑定量加入到肥料顆粒中，經添加植物油使納米碳和稀土添加劑充分與肥料混合均勻制得粒狀增效肥料產品。10、根據權利要求6所述的納米碳稀土增效肥料的制備方法，其特征在于將粉狀納米碳和稀土添加劑與氮、磷、鉀復混肥料壓成顆粒；造粒設備選用對輥擠壓造粒機和輪碾擠壓造粒機；對輥擠壓造粒時要添加粘合劑和防結塊劑；肥料顆粒直徑35mm。全文摘要本發明公開了一種納米碳稀土增效肥料及其制備方法，肥料中含有一定量納米碳和稀土化合物。納米碳適宜含量占肥料總重量的較佳比例為0.01％～0.9％，稀土的含量占總重量的較佳比例為0.001％～0.1％。較佳的稀土化合物是稀土硝酸鹽；納米碳的較佳尺度是5～70納米。制備方法是增加一套定量輸入納米碳、稀土的控制設備，制得納米碳稀土添加劑與肥料形成的共復合體或者混合均勻的結晶狀肥料。以尿素為例，目前尿素氮素利用率僅有35％左右，肥效期短僅有40～60天。而納米碳稀土尿素肥料氮素利用率提高到45％～60％，有明顯的增產和節肥效果。肥效期可延長到70～100天，可做基肥使用或早期追肥使用。文檔編號C05G3/00GK101633590SQ20091014469公開日2010年1月27日申請日期2009年8月25日優先權日2009年8月25日發明者鍵劉,張志明,明李申請人:張志明;李明