一种甘蔗专用纳米激活增效复混肥及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种甘蔗专用纳米激活增效复混肥以及制备方法，按质量百分数计，由以下组分组成：尿素20~40%，磷酸一铵2~10%，氯化钾10~30%，纳米碳酸钙8~20%，纳米碳2~20%，硫酸镁3~5%，螯合硼1~6%，硫酸锌1~6%，硫酸锰1~6%，纳米包膜剂1~3%，介孔二氧化硅1~3%，磁性纳米四氧化三铁1~3%。本发明专利技术同时添加了多种纳米级原料，能改善肥料的顺磁性，增强纳米肥的缓释效果，提高各类营养元素的利用率。

A kind of nano activated synergism compound fertilizer for sugarcane and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种甘蔗专用纳米激活增效复混肥及其制备方法
本专利技术涉及肥料
，尤其涉及一种甘蔗专用纳米激活增效复混肥以及制备方法。
技术介绍
甘蔗是我国最重要糖料作物。在我国甘蔗生产的施肥现状中，甘蔗的生产肥料投入成本高、肥料利用率低，如氮肥平均施用量达到750~900kg/hm2，而利用率仅为10%，过磷酸钙施用量达到1500~2250kg/hm2，而利用率仅为15%，而肥料流失会导致土壤板结、水体污染、宿根甘蔗幼苗黄化现象普遍，同时还会引发甘蔗品质降低等负面问题。纳米肥是指肥料养分和复合组分达到纳米级标准，由于粒径极其微小，能使肥料带磁效应，从而使养分更易于被植物吸收，有利于植物生长。授权公告号为CN103524237B的专利技术专利“一种纳米甘蔗专用肥以及制备方法”，包括以下重量份的原料：尿素20%~50%、二胺5%~16%、钙镁磷5%~16%、氯化钾10%~35%、硼砂1%~10%、硫酸锌1%~10%、护苗有机肥3%~15%、麦饭石20%~40%、功能菌液1%~10%和纳米碳1%~10%，还提供了一种纳米碳甘蔗专用肥的制备方法，该专利技术在甘蔗的生长期提供了充足的钾肥，同时改良了土壤，防止了镉污染，降低了甘蔗专用肥的生产成本。但其仅以单纯的纳米碳为纳米材料，调动土壤中营养元素的能力以及缓释效果不足，同时还需要包覆聚氯乙烯膜以延长营养元素的释放周期，聚氯乙烯膜为含氯的高分子聚合物，还具有一定的致癌作用，会对土壤和甘蔗产生负面影响。
技术实现思路
本专利技术公开了一种甘蔗专用纳米激活增效复混肥以及制备方法，同时添加了多种纳米级原料，能改善肥料的顺磁性，增强纳米肥的缓释效果，提高各类营养元素的利用率。为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：一种甘蔗专用纳米激活增效复混肥，按质量百分数计，由以下组分组成：尿素20~40%，磷酸一铵2~10%，氯化钾10~30%，纳米碳酸钙8~20%，纳米碳2~20%，硫酸镁3~5%，螯合硼1~6%，硫酸锌1~6%，硫酸锰1~6%，纳米包膜剂1~3%，介孔二氧化硅1~3%，磁性纳米四氧化三铁1~3%。优选的，所述纳米碳酸钙的制备方法如下：（1）将碳酸钙矿物粉体在1000~1500℃温度内煅烧2~3h得到白色粉体，冷却至常温后加水溶解，得到氢氧化钙悬浮液，放入密封罐内注入过量CO2，得匀浆液；（2）加入匀浆液质量1.5~3%的聚苯乙烯磺酸钠，将匀浆液碳化至pH为8.0~9.0；（3）加入匀浆液质量1.5~3%的聚丙烯酸，继续碳化至pH为6~7.5，获得纳米级碳酸钙浆料；（4）按照0.6~0.9mol/L的配比，称取正钛酸四丁酯溶于无水乙醇，搅拌均匀后配制获得包覆剂；（5）将纳米碳酸钙浆料加热至45~95℃，加入包覆剂，加入量以碳酸钙的质量计为1~3%，包覆完毕后将纳米碳酸钙浆料经纳米级过滤装置过滤得到滤渣，滤渣干燥，即为纳米活性碳酸钙干粉；（6）研磨纳米活性碳酸钙干粉，然后置于高温加热设备中加热到450-550℃后保温2~3h，冷却至常温即为纳米碳酸钙。更优选的，所述步骤（5）中，包覆处理时间为2~3h。更优选的，所述步骤（5）中，干燥的温度为180~220℃。更优选的，所述高温加热设备为马弗炉。优选的，所述纳米包膜剂为纳米膨润土和纳米碳按照质量比2~3:1混合制成。更优选的，所述纳米膨润土的制备方法包括以下步骤：所述纳米膨润土的制备方法包括以下步骤：（1）按质量百分数计称取以下原料：1~99％膨润土原矿，0.1~40％三聚磷酸钠作为碱性活化剂，0.1~40％甲醇作为质子化溶剂和0.1~98％水；（2）超声分散膨润土原矿，得分散后的膨润土；（3）在分散后的膨润土中加入水，将其分散、悬浮；（4）加入碱性活化剂，搅拌100~120分钟，进行活化处理，之后加入质子化剂，搅拌10~60分钟，得活化的膨润土液；（5）将活化的膨润土液在1000~11000r/分钟的转速下高速剪切100~120分钟，得到纳米至微米的膨润土液；（6）将纳米至微米的膨润土液在2000~15000r/分钟转速下离心处理100~120分钟，制得纳米膨润土液；（7）将纳米膨润土液在200~250℃温度下浓缩或干燥成粉末，然后研磨成小于100nm的粉末，即得到所述的纳米膨润土。优选的，所述纳米碳酸钙、纳米碳、纳米包膜剂和磁性纳米四氧化三铁的直径均小于60nm。以上所述的甘蔗专用纳米激活增效复混肥的制备方法，包括以下步骤：S1.将尿素、磷酸一铵、氯化钾、纳米碳酸钙、纳米碳、硫酸镁、螯合硼、硫酸锌、硫酸锰、纳米包膜剂、介孔二氧化硅和磁性纳米四氧化三铁按配比称重混合，搅拌均匀；S2.将混合均匀后的原料送入圆盘造粒机造粒，经过挂膜抛光，得颗粒料，烘干、冷却，得甘蔗专用纳米激活增效复混肥。本专利技术创新采用了纳米碳、纳米碳酸钙、介孔二氧化硅、磁性纳米四氧化三铁及腐殖酸的结合，其中：纳米碳酸钙：又称超微细碳酸钙，稳定性好、超细、超纯，具有优异分散性和高干燥性。肥料中加入该成分不仅能提供甘蔗生长所需钙元素，提高甘蔗细胞结构稳定性和细胞膜渗透性，促进根系对其他营养元素的吸收，同时还能起到降低土壤酸度，抑制真菌感染，进而改良土壤的目的。纳米碳：为分散相尺度至少有一维小于100nm的碳材料，具有结构微小、表比面积大、化学活性强、吸附性强等特点。其能够吸附土壤中的离子，从而提高作物对土壤养分的吸收利用以及减少氮的淋溶，此外，其能够有效地吸附土壤中的污染物，降低污染物向外扩散的风险，减少环境污染。纳米包膜剂：包含有纳米膨润土和纳米碳，纳米膨润土由表面活性剂分子插入到膨润土的层间，形成表面存在10~20nm左右大小不一的皱褶或孔径、具有表面效应和小尺寸效应的包膜剂。其与植物所需的大量营养元素氮、磷、钾和微量元素铁、硼、钼等发生吸附或化合后能成为多功能高效复合肥料，增强了植物对肥料的吸附性能，减少肥料的流失、淋失和固定；另一方面，此复合体和土壤中自然形成的有机无机复合体发生相互作用，可引起多价交换性阳离子的吸附、铝的聚合、包敷粘粒表面的氢氧化铁膜的形成、粘粒边缘的阴离子交换以及某一特殊表面的强配合键的形成，明显地影响和控制土壤的结构和渗透性等理化性质，可以增加土壤的团粒结构，充分发挥土壤的蓄肥保肥能力，还有促进土壤中微生物活动的可能性，调节土壤中的C/N比，培肥土壤。介孔二氧化硅：具有独特的孔道结构，从而表现出较高的包封率和载药量，并具有良好的热稳定性和缓释效果。将这种材料作为肥料的装载体设计成纳米控释肥将大大提高肥料的利用率，其水解后被甘蔗根系吸收形成的酶硅复合体在光合作用和酶活动中可作为保护剂或调节剂。同时，硅元素可纠正高含量有效锰、亚铁离子和活性铝造成的土壤毒害；防止在甘蔗叶中局部积累锰；增强植株抗病性；增强茎秆强度，抗倒伏；提高磷的有效性；降低蒸腾及一些未知的生物功能。磁性纳米四氧化三铁：是由Fe2+、Fe3+、O2-通过离子键而组成的复杂离子晶体，离子间的排列方式与尖品石构型相仿。除具有纳米粒子所有特性外，还具有超顺磁性，从而在改良修复土壤过程中能够降低镉、铬、镍、铜等重金属的危害。同时，在本产品中还负责向甘蔗提供光合作用中叶绿素合成必需的铁元素，有效减少黄化苗的产生。本专利技术针对蔗区土壤磷残留量高，钙、镁、锌等中微量元素稀缺，以及营养元素活性及利用率本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种甘蔗专用纳米激活增效复混肥，其特征在于：按质量百分数计，由以下组分组成：尿素20~40%，磷酸一铵2~10%，氯化钾10~30%，纳米碳酸钙8~20%，纳米碳2~20%，硫酸镁3~5%，螯合硼1~6%，硫酸锌1~6%，硫酸锰1~6%，纳米包膜剂1~3%，介孔二氧化硅1~3%，磁性纳米四氧化三铁1~3%。

【技术特征摘要】
1.一种甘蔗专用纳米激活增效复混肥，其特征在于：按质量百分数计，由以下组分组成：尿素20~40%，磷酸一铵2~10%，氯化钾10~30%，纳米碳酸钙8~20%，纳米碳2~20%，硫酸镁3~5%，螯合硼1~6%，硫酸锌1~6%，硫酸锰1~6%，纳米包膜剂1~3%，介孔二氧化硅1~3%，磁性纳米四氧化三铁1~3%。2.根据权利要求1所述的甘蔗专用纳米激活增效复混肥，其特征在于：所述纳米碳酸钙的制备方法如下：（1）将碳酸钙矿物粉体在1000~1500℃温度内煅烧2~3h得到白色粉体，冷却至常温后加水溶解，得到氢氧化钙悬浮液，放入密封罐内注入过量CO2，得匀浆液；（2）加入匀浆液质量1.5~3%的聚苯乙烯磺酸钠，将匀浆液碳化至pH为8.0~9.0；（3）加入匀浆液质量1.5~3%的聚丙烯酸，继续碳化至pH为6~7.5，获得纳米级碳酸钙浆料；（4）按照0.6~0.9mol/L的配比，称取正钛酸四丁酯溶于无水乙醇，搅拌均匀后配制获得包覆剂；（5）将纳米碳酸钙浆料加热至45~95℃，加入包覆剂，加入量以碳酸钙的质量计为1~3%，包覆完毕后将纳米碳酸钙浆料经纳米级过滤装置过滤得到滤渣，滤渣干燥，即为纳米活性碳酸钙干粉；（6）研磨纳米活性碳酸钙干粉，然后置于高温加热设备中加热到450-550℃后保温2~3h，冷却至常温即为纳米碳酸钙。3.根据权利要求2所述的甘蔗专用纳米激活增效复混肥，其特征在于：所述步骤（5）中，包覆处理时间为2~3h。4.根据权利要求2所述的甘蔗专用纳米激活增效复混肥，其特征在于：所述步骤（5）中，干燥的温度为180~220℃。5.根据权利要求2所述的甘蔗专用纳米激活增效复混肥，其特征在于：所述高温加热设备为...

【专利技术属性】
技术研发人员：王泽平，宋修鹏，郭强，马文清，蒋洪涛，刘璐，李长宁，梁强，李毅杰，林善海，
申请(专利权)人：广西壮族自治区农业科学院，
类型：发明
国别省市：广西,45