本發明屬于肥料技術領域，尤其涉及一種兼具速效和長效的腐植酸復合肥和制備方法。

背景技術：

目前，我國有些土地長期單一施用無機化學肥料，腐殖質得不到補充，土壤團粒結構遭到破壞，從而造成土壤板結、酸化或鹽堿化，國內肥料的利用率本來就不高，而上述問題將直接導致肥料利用率進一步降低，特別是速效磷肥施入土壤中很容易被固定，一般七天內大部分轉化為無效磷，另有一部分水溶磷隨水淋失。尿素施入土壤中會在脲酶和硝化酶的作用下快速分解，氮素揮發，造成土壤肥力不夠而直接影響作物生長。

另一方面，傳統無機肥料雖養分含量很高，肥效迅速，但時效性很短，不能滿足作物在整個生長周期需肥要求。若一次性大量施肥，養分很有可能未被作物吸收就揮發、淋失或被土壤固定，在作物苗期甚至會出現燒苗現象，而在作物營養生長及生長后期則會出現養分供應不足；若少量施肥，則會造成作物生長緩慢，延長收果期，影響果實品質，降低產量。當前的肥料結構及施肥方式不科學性造成肥料養分釋放及作物養分需求不相協調，肥料利用率低，未被利用的肥料被土壤固化影響土壤的理化性質或隨雨水流入水體中造成環境污染，這些都嚴重影響農業的可持續發展和生態農業的建立。

為滿足植物全生育期養分需求，提高肥料利用率，本領域科研人員在不斷的研發各種肥料，如中國專利局公開的專利文獻CN201110088665.9，提供了一種速效長效腐植酸多元肥，該肥料長效部分由尿素、硫酸銨、腐植酸、硫鐵礦燒渣選鐵后廢渣、磷石膏、白云石粉等組成，速效部分包括尿素、腐植酸、氯化鉀、硼砂等，分別制備再混合包裝。上述多元肥中，采用多種組分構成，且所述的硫鐵礦燒渣選鐵后廢渣中Fe₂O₃含量≥30％，對原料來源有一定的限制和要求，無疑增加了產品的成本，施用后效果不理想。CN201410027632.7公開了一種具有速效和緩釋功效的有機無機肥料，該發明是先通過圓盤或滾筒制備母粒，在母粒上噴涂黃原膠和硫磺懸浮液，然后再在母粒肥料表面噴涂肥料漿，最后噴涂烷胺類醋酸鹽防結塊劑，風干冷卻后裝袋。上述方法中，母粒肥料組分多，含有菌渣粉和畜禽糞便混合發酵物料，原料來源成本高，制備工藝復雜，外層肥料漿需分三次噴涂于包覆了膜的母粒肥料上；每次噴涂需經過噴涂冷卻和烘干筒高溫干燥二個設備，成品化生產流程長，成本高，效率低。CN201510966067.5公開了一種以礦石為原料制備速效和長效相結合的新型復合肥，該肥料以鉀長石、磷礦石、麥飯石為原料，經過礦石預處理，磷酸高溫反應、水浸取、氨水中和及后處理等階段合成。上述方法，對原料來源有一定的限制和要求，且需對各種不同來源的礦石進行預處理，工藝流程長，制備過程復雜，產品中無效成分多，肥效差，還有制備過程中副產品的后續處理問題。

因此，有必要解決上述缺陷。

技術實現要素：

本發明的目的旨在克服現有技術中肥料肥效短、養分易流失、土壤板結等問題，首先提供了一種兼具速效和長效的腐植酸復合肥料。

本發明提供的腐植酸復合肥，包括下述重量份的原料：

腐植酸20-30份，磷酸脲10-20份，聚磷酸銨15-25份，磷酸銨鎂5-15份，微量元素0.1-3份，尿素15-25份，磷酸一銨3-10份，氯化鉀18-30份。

可選地，所述磷酸脲是以尿素和磷酸為原料合成。

可選地，所述聚磷酸銨是以所述磷酸脲和尿素為原料合成。

可選地，所述的磷酸銨鎂通過氧化鎂和磷酸一銨反應生成。

可選地，所述微量元素為氧化鎂、七水硫酸鋅、七水硫酸亞鐵或硼砂中的一種或多種。

本發明腐植酸復合肥具有下述技術效果：

(1)本發明組分配置中，以腐植酸及氮磷鉀肥為主要原料，添加部分微量元素，使腐植酸與無機養分結合，可使土壤團粒結構增多，提高土壤通透性，增加土壤肥力，修復和改善作物根際環境，，對作物起到提質增效的作用，提高作物抗逆性，增加作物產量和品質。

(2)本發明組分配置中，通過氧化鎂與體系中的磷酸銨反應生成具有緩釋效果的磷酸銨鎂，既可以調節產品pH，又可以延長肥效，使本發明兼具速效和長效之特點。

(3)本發明組分配置中，采用尿素與磷酸合成磷酸脲，保氮能力強，既能夠迅速作用于作物，同時還能保證產品的施用效果，且還能延長肥料效果周期。

(4)本發明組分配置中，采用磷酸脲和尿素為原料合成聚磷酸銨，含氮、磷濃度高，可在在土壤中緩慢水解，使其釋放與作物生長需求相協調，因而提高了肥料養分利用率和長效性能。

(5)本發明組分配置中，其添加的微量元素可以滿足作物的各種需求，可用磷酸脲和聚磷酸銨螯合，省去對作物無效的螯合劑的使用，既可提高肥料利用率和增肥效果，又可降低原料成本，提高了肥料利用率。

本發明制備的腐植酸復合肥料，各組分協同作用，可根據作物養分需求和作物根際環境緩釋養分，有效減少了氮揮發和土壤對磷的固定，可提高作物抗逆性，改善作物品質，增加產量，尤其適合大田作物和經濟作物施用。

本發明還提供了上述腐植酸復合肥的制備方法，包括下述步驟：

S1備置腐植酸、磷酸、尿素、氧化鎂、磷酸一銨、氯化鉀和微量元素原料，其中尿素按磷酸脲合成、聚磷酸銨合成及腐植酸復合肥制備分別備料；

S2制備磷酸脲：

將磷酸投入到裝有第一份尿素的第一反應釜內，攪拌反應一段時間，其中所述第一份尿素和所述磷酸的摩爾比為1：0.90-1.10；

S3制備聚磷酸銨：

將S2步驟制備的磷酸脲與第二份尿素投入第二反應釜內混合攪拌一段時間后冷卻，其中所述磷酸脲與所述第二份尿素的摩爾比為2.0-3.0：1；

S3制備復合肥料：

將第三份尿素熔融，加入氯化鉀，充分攪勻轉移至混合槽內，控溫，然后將已冷卻的聚磷酸銨、磷酸脲和微量元素加入混合槽內攪拌反應一段時間，再將磷酸一銨和氧化鎂加入混合槽內，再攪拌反應一段時間，最后加入腐植酸，混勻、造粒，即制得腐植酸含量≥20％，無機養分含量≥35％，微量元素含量≥1％，總鎂含量≥1％的腐植酸復合肥料。

可選地，所述步驟S2中，所述第一份尿素和所述磷酸于所述第一反應釜內在常壓或真空條件下混合攪拌。

可選地，所述步驟S2中，所述磷酸和所述第一尿素在所述第一反應釜中反應溫度為80℃-100℃，反應時間為20min-40min，攪拌時轉速為200-300r/min。

可選地，所述步驟S3中，所述磷酸脲和所述第二份尿素于所述第二反應釜內在高溫條件下進行，反應時間2h-3h，反應溫度200℃-300℃，制備的所述聚磷酸銨聚合度為6-10。

可選地，所述步驟S4中，所述第三份尿素熔融和所述氯化鉀轉移至混合槽內時，控制溫度為100-110℃；所述聚磷酸銨、所述磷酸脲和所述微量元素加入混合槽中攪拌反應的時間為5-15min，所述磷酸一銨和所述氧化鎂加入混合槽內攪拌反應的時間為5-15min。

本發明上述制備工藝中，磷酸脲通過尿素與磷酸合成，制備工藝簡單，省去反應產物結晶、干燥過程，減少了設備投入和能耗，可大幅降低成本；聚磷酸銨通過磷酸脲和尿素合成，制備過程可在常壓下進行，無需氨氣通入，操作安全，減少了肥料制備過程中的環境污染，且原料成本低。本發明制備時充分利用各組分之間的反應特性，有利于各原料的充分、均勻的分散，有效保證了成品施用后的效果。

附圖說明

圖1為本發明制備工藝流程框圖。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。

本發明提供了一種腐植酸復合肥，包括下述重量份的原料：

腐植酸20-30份，磷酸脲10-20份，聚磷酸銨15-25份，磷酸銨鎂5-15份；微量元素0.1-3份，尿素15-25份，磷酸一銨3-10份，氯化鉀18-30份。

上述組分中，腐植酸具有弱酸性、吸水性、膠體性、吸附性、離子交換性、絡合性及生理活性等特點，可改變土壤中的理化性狀，促進土壤團聚體的形成，調節土壤PH值，減輕或消除堿性對土壤和植物的危害，提高土壤交換容量，為植物根系生長發育創造良好的土壤條件。腐植酸可促進酶的活性，增加光合作用，加速各種代謝的初級產物從莖葉或根向果實和種子運轉，使果實豐滿、厚實，取得高產、高值。腐植酸能使碳銨減少銨態氮的損失，抑制尿酶活動，減少尿素揮發，提高氮肥的利用率，增加鉀的釋放量，腐植酸還可以與難溶性的微量元素形成絡合物或鰲合物，整合微量元素，有利于根系和葉面吸收微量元素。

上述組分中，所述磷酸脲是以尿素和磷酸為原料合成，其中所述的尿素含氮量高，適用于各種土壤和植物,使用方便，對土壤的破壞作用小，其與磷酸合成磷酸脲，入土即離解，保氮能力強，既能夠提高植物早、中期的施用效果，還能延長肥料效果周期。

上述組分中，所述聚磷酸銨是以上述所述的磷酸脲和尿素為原料合成的低聚合度高濃度含氮、磷肥料。合成后的聚磷酸銨含有農作物生長所需的氮、磷兩種元素,含磷量高達30％～32％，含氮14％～22％。其熱穩定性和化學穩定性能好，水溶性和吸潮性小，分散性好，毒性低。低聚合度聚磷酸銨氮磷含量高、pH近乎中性、鹽析溫度低、水溶性好,在土壤中緩慢水解成正磷酸鹽后,才能被植物吸收,且水解速率隨溫度和時間的增加而增加，使其釋放與作物生長需求相協調，因而提高了肥料養分利用率，而使肥料有效元素具有長久之功效，同時也具有對一些金屬離子的螯合作用，也可與微量元素協同作用而有利于根系和葉面吸收微量元素。

上述組分中，所述磷酸一銨既有硝態氮，又有銨態氮，既有水溶磷，又有枸溶磷，含有氮磷兩種營養成分，適用于各種作物和土壤。

上述組分中，氯化鉀用作鉀肥，肥效快，施入土壤后能很快溶解，并立即解離，使局部土壤溶液中的鉀離子和氯離子濃度明顯提高，形成濃度梯度，鉀離子和氯離子開始向外擴散，其中一部分鉀離子被作物直接吸收利用，另一部分于土壤膠體上的陽離子進行代換作用而被土壤膠體吸附；氯離子可促進植物光合作用和纖維形成。氯化鉀與有機肥或磷肥配合施用，可以防止土壤酸化，還能促進磷的有效化。

上述組分中，所述微量元素為氧化鎂、七水硫酸鋅、七水硫酸亞鐵或硼砂中的一種或多種。其中所述氧化鎂用作鎂的補充劑，與硫同時起作用時可大大提高植物的含油量。而且，氧化鎂在本發明中還可參與磷酸銨鎂的合成與轉化過程中。所述七水硫酸鋅用于補充作物鋅微量，增強作物的光合作用和呼吸作用，促進作物對氮磷鉀等營養元素的吸收。所述七水硫酸亞鐵用于調節土壤酸堿度，調節葉綠體蛋白，促使葉綠素形成，在生物固氮中起作用。所述硼砂可用作調理肥料顆粒的崩解劑，還可改變植物激素活性，促進營養生長和生殖生長，增強細胞壁對水分的控制，從而增強植物的抗寒和抗病能力。硼和鋅組合可調節作物的營養平衡，改善作物環境生態關系，提高作物產量和品質。硼能參與葉片光合作用中碳水化合物的合成，有利其向根部輸送；它還有利于蛋白質的合成、提高豆科作物根瘤菌的固氮活性，增加固氮量；硼還能促進生長素的運轉、提高植物的抗逆性。

上述組分中，所述磷酸銨鎂是上述原料與熔融尿素在混合過程中反應產生的。磷酸銨鎂含有氮、磷成分,在水中土壤濕環境中微溶于水，它的養分釋放速率慢，肥效長,利用高,且在沉淀過程中基本不吸收重金屬和有機物,是一種非常安全的緩釋肥原料。

本發明速效長效腐植酸復合肥料可以根據土壤狀況逐步釋放養分，滿足作物不同生長階段的需求；添加的腐植酸可有效改良土壤結構，增加土壤活性團粒結構，另外，腐植酸具有對脲酶和硝化酶抑制作用，可提高尿素的利用率，能夠減少土壤對磷的固定，還可以活化難溶性鉀，具有控氮、穩磷、保鉀的作用。本發明制備的肥料可改善作物品質，提高作物抗逆性，增加產量，適合大田作物和經濟作物施用。

參見圖1，本發明還提供了上述腐植酸復合肥的制備方法，包括下述步驟：

S1備置腐植酸、磷酸、尿素、氧化鎂、磷酸一銨、氯化鉀和微量元素原料，由于磷酸脲是以尿素和磷酸為原料合成，聚磷酸銨是以所述磷酸脲和尿素為原料合成，最后的制備也含有尿素原料，故尿素需按磷酸脲合成、聚磷酸銨合成及腐植酸復合肥制備分別按第一份尿素、第二份尿素、第三份尿素準備；

S2制備磷酸脲：

將75％-85％的磷酸噴入到已裝有第一份尿素的第一反應釜1內。第一反應釜1內帶有真空裝置和攪拌裝置，第一份尿素和磷酸的摩爾比為1：0.90-1.10，在常壓或真空條件下混合攪拌，形成磷酸脲溶液。制備時的反應溫度為80℃-100℃，反應時間為20min-40min，攪拌時轉速為200-300r/min。反應完成后，將磷酸脲溶液存放于磷酸脲貯存槽4內。

本步驟中，工業磷酸濃度為80％-85％可常壓反應，工業磷酸濃度為75％-80％時在真空條件下進行，設置第一反應釜1內之真空度小于0.6Mpa，在真空條件下進行反應，有利于反應的發生，且可在反應過程中將水分蒸發。

S3制備聚磷酸銨：

將S2步驟制備的磷酸脲溶液再與第二份尿素投入第二反應釜2內，在高溫條件下混合攪拌，其中磷酸脲與第二份尿素的摩爾比為2.0-3.0：1。制備時在第二反應釜2內的反應時間2h-3h，反應溫度200℃-300℃，制備的聚磷酸銨聚合度為6-10。反應完成后，投入聚磷酸銨冷卻塔3內冷卻至100-120℃。

S4制備復合肥料：

將第三份尿素投入熔融器5內，加入氯化鉀，待第三份尿素完全熔融后，轉移至混合槽6，控制溫度100-110℃，然后將已冷卻的聚磷酸銨、磷酸脲和微量元素加入混合槽6中攪拌反應5-15min，再將磷酸一銨和氧化鎂加入混合槽6內，再攪拌反應5-15min，最后加入腐植酸，混勻后投入造粒機7造粒，即制得的腐植酸復合肥料腐植酸含量≥20％，無機養分含量≥35％，微量元素含量≥1％，總鎂含量≥1％。

本發明上述制備工藝中，以尿素和磷酸為原料，合成磷酸脲；再用磷酸脲與尿素合成聚磷酸銨，最后將腐植酸、氧化鎂、磷酸脲、聚磷酸銨、氯化鉀等與熔融尿素混合，制備成含有磷酸脲、聚磷酸銨和磷酸銨鎂的腐植酸復合肥料。整個制備工藝過程簡單，省去了反應產物結晶、干燥過程，減少設備投入和能耗，可大幅降低成本。較之于現有的聚磷酸制備在高溫高壓下與氣態氨進行氨化反應之方式，本發明聚磷酸銨制備過程在常壓下進行，無氨氣通入，操作安全、環保，且原料成本低。同時，本發明制備時充分利用各組分之間的相互融合特性，分別混合反應，有利于各原料的充分、均勻的分散，有效保證了成品施用后的效果。

下面結合實施例對本發明做進一步詳述。

實施例一：

一、磷酸脲的制備：

按照尿素與磷酸的摩爾比為1:1，將85％磷酸加入到預先裝有第一份尿素的第一反應釜中混合攪拌，保持常壓，攪拌裝置轉速300r/min，反應溫度85℃，反應時間30min。反應完成后，將磷酸脲溶液存放于磷酸脲貯存槽內。

二、聚磷酸銨的制備：

按照尿素與磷酸脲的摩爾比為1:2，將第二份尿素與磷酸脲溶液投入第二反應釜中，在溫度為220℃的條件下反應90min，制備的聚磷酸銨聚合度為8。反應完成后，將聚磷酸銨投入聚磷酸銨冷卻塔內冷卻至110℃。

三、復合肥料的制備：

將第三份尿素22kg熔融，加入氯化鉀18kg，轉移至混合槽，控制溫度110℃，將前述制備的聚磷酸銨20kg和磷酸脲15kg，以及微量元素七水硫酸鋅3.6kg、七水硫酸亞鐵2.4kg，加入混合槽中攪拌反應10min，再將磷酸一銨5kg和氧化鎂6kg加入混合槽中反應10min，最后加入腐植酸23kg，混勻、造粒，即得兼具速效和長效的腐植酸復合肥料。

制備的上述復合肥料中，腐植酸20％，無機養分41％，微量元素1％，總鎂含量3.2％。

實施例二：

一、磷酸脲的制備：

按照尿素與磷酸的摩爾比為1:0.95，將75％磷酸加入到預先裝有第一份尿素的第一反應釜中，控制反應釜中真空度0.5Mpa，攪拌裝置轉速250r/min，反應溫度90℃，反應時間35min。

二、聚磷酸銨的制備：

按照尿素與磷酸脲的摩爾比為1:2.2，將第二份尿素與磷酸脲溶液混合于第二反應釜中，在溫度為260℃條件下反應100min，制備的聚磷酸銨聚合度為8。反應完成后，將聚磷酸銨投入聚磷酸銨冷卻塔內冷卻至100℃。

三、復合肥料的制備：

將第三份尿素25kg熔融，加入氯化鉀30kg，轉移至混合槽，控制溫度105℃，將前述制備的聚磷酸銨21kg和磷酸脲18kg以及微量元素七水硫酸鋅4.5kg、七水硫酸亞鐵3.6kg和硼砂2.5kg加入混合槽中攪拌反應10min，再將磷酸一銨7kg和氧化鎂7kg加入混合槽中反應10min，最后加入腐植酸30kg，混勻、造粒，即得兼具速效和長效的腐植酸復合肥料。

制備的上述復合肥料中，腐植酸20％，無機養分38％，微量元素1％，總鎂含量2.8％。。

綜上所述，本發明上述實施例和附圖所示僅為本發明較佳實施例之部分，并不能以此局限本發明，在不脫離本發明精髓的條件下，本領域技術人員所作的任何修改、等同替換和改進等，都屬本發明的保護范圍。