[发明专利]碱性功能肥料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种碱性功能肥料及其制备方法和应用，该碱性功能肥料的制备包括将硝酸钾、碱性钾肥和磷酸锰乙二胺混合并造粒，得混合原料颗粒，用粘结剂喷其表面经烘干后，在颗粒表面包覆磷酸钙镁粉，得碱性功能肥料，其中磷酸锰乙二胺的制备包括将乙二胺加入乙二醇中并滴加磷酸形成溶液A，将硫酸锰溶于水中加入乙二醇，形成溶液B，将溶液B滴至溶液A中，在80℃～100℃下加热，经冷却、离心、洗涤、干燥和研磨即得。本发明制得的碱性功能肥料具有强化镉向水稻体内转运的抑制作用，实现轻便减量化、降低施用量、钝化剂肥料化等作用，可应用于降低耕地中植物体内的镉含量。

技术领域

本发明属于农业资源与环境技术领域，涉及一种碱性功能肥料及其制备方法和应用，尤其涉及一种酸性土壤环境降低稻米中镉浓度的碱性功能肥料及其制备方法和应用。

背景技术

因矿山开采、化工冶炼产生含重金属废弃物的长期无序排放，加上含重金属农资肥料的施用，使大面积耕地遭受重金属污染，严重威胁粮食与其它农产品安全。镉在土壤中迁移能力强，易进入食物链，能对生物体产生巨大毒害作用。有些地区由于酸雨作用造成土壤严重酸化，进一步使土壤中重金属活化，从而促进了重金属由土壤向植物体内转运，加剧了稻米中镉超标现象。为了实现受污染耕地的安全利用，现在主要采取添加石灰、钝化剂、平衡土壤营养元素等方法，降低土壤中重金属活化程度，抑制其向植物体系内迁移。这些技术虽然取得了较大的成效，但在具体应用层面，仍然存在一些短板，需要进行持续的改进。向稻田中施加50kg/亩～80kg/亩生石灰，可以有效地提升土壤中pH，而且钙离子与镉能够发生拮抗作用，抑制镉向植物根中转运。但是，由于生石灰的强碱性，施用不方便，加入时pH陡然上升至12～13，对土壤中生物生态破坏严重，且经过长期施用，部分土壤呈现板结趋势。另外，含磷、硫的矿物钝化剂以及粘土钝化剂，虽然比石灰化学性质温和，对土壤生物及人体的伤害较小，但是施加量较大，常常达到500kg/亩～1500kg/亩，需要消耗大量的运输能力，此外矿物中含有一些其他有害物质，长期施用具有潜在二次污染风险。特别是现有劳动力成本高，如何实现施用轻简化、减量化、性能长效化是现有技术发展的主要方向。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术中的不足，创新现有肥料营养元素与重金属钝化物质相统一，形成肥料-钝化剂一体化的新技术与产品，具体为构建一种具有将镉钝化与植物吸收营养关键期相契合、提高抑制镉向水稻体内转运作用、实现轻便减量化、性能长效化的碱性功能肥料及其制备方法和应用。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案。

一种碱性功能肥料的制备方法，包括以下步骤：

S1、将硝酸钾、碱性钾肥和磷酸锰乙二胺混合，得到混合原料，将所述混合原料进行造粒，制得混合原料颗粒；

S2、将粘结剂喷在所述混合原料颗粒的表面，然后热风烘干，并在表面包覆包覆剂，所述包覆剂包括磷酸钙镁粉、石蜡粉和粘土矿物粉中的一种或几种，制得碱性功能肥料；

步骤S1中，所述磷酸锰乙二胺的制备过程包括：

S1-1、将乙二胺加入乙二醇中搅拌混合，然后向所得混合溶液中滴加磷酸形成溶液A；

S1-2、将硫酸锰溶于水中，加入乙二醇，搅拌混匀，形成溶液B；

S1-3、将溶液B滴加至溶液A中，滴加过程保持搅拌状态，滴加完毕后，持续搅拌至混合均匀，将混合均匀的溶液在80℃～100℃下加热，然后冷却，将冷却后的混合液离心、洗涤、干燥和研磨，得到磷酸锰乙二胺。

上述的碱性功能肥料的制备方法，优选的，步骤S1-1中，所述乙二胺、乙二醇、磷酸的用量比例为3mol～10mol∶2000mL～4000mL∶1.1mol～3.0mol。

上述的碱性功能肥料的制备方法，优选的，步骤S1-2中，所述硫酸锰、水、乙二醇的用量比例为1mol～5mol∶500mL～2000mL∶3500mL～7000mL。