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专利名称:全效肥的制作方法
技术领域:
本发明是用一种新的配方和工艺,来改变化肥产品的养分(营养)结构,使之营养成分平衡与全面,从而合成出一种新型、环保、高效的化肥产品。
背景技术:
中国在温总理全力推行下,实行测土配方施肥从2004年到今已经5年了,但从真正意义上来论,中国和世界一样,还没有一个品种的商品肥是测土配方肥产品。为什么?因为全世界一样,化肥的生产设备都是在一个“重装置、讲规模,提高单位时间的产量、降低单位生产成本”的概念下而发展的;所以上百年来,化肥产品均为三元素(氮、磷、钾)固定比率的配方化肥。世界植物营养学都是在《矿物质营养学》的理论基础上不断发展的,包括化肥生产与产品的基础理论。可在工业化化肥产品形成之时,化肥产品在当时的“以三元素为营养基础,缺什么营养元素补什么”的主导施肥理论影响下,完成了化肥产品的定型,并一直影响到今天。虽然在化肥施用过程中,由于化肥养分结构不符合《矿物质营养学》的“三个定理”(养分同等重要律、养分不可替代律、养分吸收最小律)和“按作物生长周期平衡施肥理论”,而大面积出现“报酬递减律”(化肥施用量越大,时间越长,农作物产量就越减少
)现象,引起学术界和农业研究者不断提出“养分全面、平衡”和“以养分配方为核心”的更符合《矿物质营养学》的新化肥产品生产的建议,但因为一是不符合规模化生产的低成本需要,二还没有一种新的生产工艺来满足工业化生产的低成本要求,所以不被化肥产品生产所接受。但在这个“以养分配方为核心”的即“按农作物生长需要而配比化肥营养”的思潮影响下先是在产品上出现了“水溶肥料”新化肥,使化肥产品从单一的固态化肥(颗粒、粉状),进化为固态与液态两大类化肥产品;后是从使用上出现了化肥的二次配方后施肥,既由各地的农业技术工作者,按当地土壤营养与作物需要,对化肥产品进行再次配方后施用到农田,不再直接施用化肥产品,在中国就是我们的测土配方施肥。这种进步于二十世纪六十年代从欧美发达国家兴起,马上风靡全球,说明以下两个问题—是说明化肥生产重视规模、忽视产品营养结构的发展习惯,从理论上不符合“矿物质营养学”,所以才在化肥的施用中普遍出现“报酬率递减”现象,这一现象又反过来证明不符合作物生长规律,这才出现测土配方施肥潮流。二是说明化肥生产工艺上,因为没有改变用非营养物做营养物的包裹物工艺,所以无法排除随着非养分物质带入化肥中的重金属及有害物,而随着化肥的施用,每吨化肥带入农田550公斤以上的污染物,对农田水土造成大面积污染和农产品品质的惊人下降;所以才用二次配方施肥来尽量平衡营养元素与清除化肥产品中的有害物质,以确保农作物和农田水土的环保。无论那个问题,都说明
目前的化肥产品养分结构,违背了《矿物质营养学》,而无法满足人们对农作物果实的健康与环保的需要。本来水溶肥料是可以满足人们对农作物果实的健康与环保的需要的,因为它的诞生和发展的动因,就是为了解决固态化肥无法解决的“低肥效和高污染”这两大问题。可是囿于科技水平与产品的限制,使水溶肥料一是因为《萃取》生产工艺还无法提纯化肥中的有害物质,使残留物和重金属依然无法排除;二是因为《中和》生产工艺还无法满足多种营养元素精确中和的需要,使多元素养分的在产品的结构中不能充分中和,在产品形成后,检测不到和检测不准确其养分含量,而无法成其为产品;所以水溶肥料虽然出现了50年,但目前只有三元素产品和中、微量元素等两大类的单元素产品,做叶面喷施肥,当固态化肥的补充,其主要任务是做追肥。由于只能做固态化肥的补充,所以就只能满足缺什么元素什么元素的施肥需要,而不能实现用一种肥料来满足作物质营养全部需要的目的。虽然水溶肥料的诞生目的,在规模化生产的产品领域里因为技术水平没有实现,但是在实验室里早在30年就实现了,并形成一定批量的产品,在全世界销售,那就是用于高端作物生产和农业研究用的《植物营养液》。营养液满足了《矿物质营养学》的“三个定理”和“按作物生长周期平衡施肥理论
”的需要,并在大棚里和水培作物里用计算机管理的精确施肥,种出超过常规种植的几倍、几十倍的高产产量。现在的水培类植物、作物都是用营养液做肥料,可为什么没有应用于农业大田作物生产?其关键原因就是高成本。因为营养液的配方是用化学分析纯级的元素产品做的原料,一吨营养液的最低价格高达六万元人民币以上不说,对施肥植物、作物的环境要求还非常高,所以这种价格不能满足常规种植大田作物肥料的需要,这种使用环境更不是大田作物所能提供的!所以目前化肥产品存在两大问题一是因为配方的固定与单一,导致产品的养分结构违背了《矿物质营养学》的三个定律,而不符合农作物生长的营养需要,出现报酬率递减的普遍现实;二是因为用55%以上的非营养物质做45%的营养物质的包裹物地生产工艺,导致每吨化肥含有55%以上的非营养物和污染物,随着化肥施用而污染农田,危害水土,影响农产品品质下降,间接危害人体的健康。(附矿物质营养学理论矿物质营养学理论提出作物的营养是由13种矿物质组成,即大量元素氮、磷、钾,中量元素钙、镁、硫,微量元素锌、铜、铁、硼、锰、钼、钠。这13种元素对作物生长同等重要(同等重要律)、不可替代(不可替代律),其作物吸收率不是含量最高的那个元素,而是含量最低的那个元素(养分吸收最小律)。这就是矿物质营养学的
三个定律。附对非营养物质做包裹物解释化肥生产中,因为营养元素的分子活泼,遇见空气和水就会挥发流失,所以要用分子结构稳定的非营养元素物质做包裹物,以确保营养元素的少挥发与流失。目前的生产工艺多用煤渣灰、水泥渣灰、重晶石灰做包裹物,每吨化肥最低掺55%,最高掺75%,而这三种渣灰含有20%以上的有害作物和农田水土的元素。为利于说明,特在附图中用目前化肥产品生产的两种常规工艺简图,来说明目前化肥产品的生产技术。附图1:物理合成工艺附图2:化学合成工艺图)
发明内容
本发明是用一个配方公式、一个生产工艺来生产出一种新型、环保、符合作物生长规律的全效肥,用全效肥系列产品,来解决化肥产品技术领域目前存在的低肥效和污染农田的两大技术问题。一、按作物营养需要配给化肥营养结构的——配方公式在研究化肥产品“报酬递减率”时发现凡出现“报酬递减率”现象的作物,其茎杆、果实、土壤里的干物质含量,都出现13种营养元素的失衡与缺乏现象,都是大量元素的富裕和中、微量元素的缺乏所至。由此得出是化肥产品的配方,使产品的营养结构违背了“三个定律”,才导致所施作物的营养元素的失衡,而出现“报酬递减率”的现象结论。而解决“报酬递减率”的问题的唯一方案是按《矿物质营养学》定律,按作物季产百公斤果实的营养需要,为作物提供全面、平衡的有效营养。而给作物提供一种全面、平衡的有效营养肥料,首先要解决的难题是配方问题。现在用于研究用的营养液都是在实验室里用计算机计算出来的,对使用环境要求很高,不可能用于大田作物。要在大田作物普遍使用,就需要一个简单易行的配方公式来解决化肥产品的配方问题。于是我按《矿物质营养学》的三个定理
(养分同等重要律、养分不可替代律、养分吸收最小律)、一个理论(按作物生长周期平衡施肥理论)做理论基础,用世界农业科技成果《作物季产百公斤果实所需要13种矿物质营养表》做计算参数,归纳出本发明的配方公式配方(施肥作物季产百公斤果实所需要的营养量+_当地测土数据)X当公式地PH值决定的作物吸收率=全效肥的一种产品这个配方公式里的所有数据都可以用常规的农业化学仪器检测而出,每一个受过普通农业大学教育的农业技术员,都可以快速理解后熟练运用,所以满足了简单易行的推广要求。用这个配方公式可以为任何化肥产品的营养配方,生产出一地、一作物的专用配方肥料——全效肥。对于固态化肥来说,不需要改变生产装置,只是在配料时,按公式计算出的营养元素构成,加入所配营养元素即可。但对水溶肥料生产,就遇到目前的生产工艺不能满足这个配方公式所提出的精确配方的需要,所以必须有一种全新的工艺来满足这一要求。二、水溶肥料生产的——水中和工艺由于水溶肥料最符合作物对矿物质营养元素吸收的规律,而且也只有水溶肥料才能排除危害农田与作物的有害物质,所以就只有水溶肥料才能给作物提供无公害的全面、
平衡的有效营养。但在目前的技术水平下,只有用于研究用的营养液才能满足这个要求。可采用营养液又存在个高成本的难题,能不能用普通化肥与工业、农业级的中、微量元素产品做原料,就是解决高成本难题的关键。为此我进行了长达一年的研究,才研究出本发明的《水中和工艺》。《水中和工艺》是用本发明的配方公式来配比水溶肥料的营养结构,是用水做营养元素的包裹物,使水溶肥料养分含量高达50%以上,非养分物资降到5%以下,,并能用常规仪器和常规方法、准确检测营养元素结构与含量的一种生产工艺。这个工艺是利用矿物质元素,在一定的水温条件下,所发生的分子与比重的变化,来实现元素的提纯和多种元素中和的一种生产工艺。详见附图3工艺流程图。《水中和工艺》有两大优势一是用低成本很好的解决了残留物、有害物、
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重金属通过化肥使用污染农田水土与作物问题《水中和工艺》的技术关键是“萃取”和“中和”两道工序。因为要满足低成本的要求,就要直接使用化肥成品和中、微量元素的农业与工业级的成品做原料;而直接使用这些成品,首先就要解决排除这些成品里重金属和有害物的问题。解决问题的方案就是利用矿物质在水中的一定温度条件下,各种元素发生的比重变化,来排除非营养物质和有害物质。
“萃取”工序是利用在一定的水温下,重金属和有害物及70%的非营养物的比重重于营养物(有效元素)的特性来排除重金属、有害物、非营养物的技术方案(如附图4萃取、中和图所示)。“中和”工序是利用矿物质在水中一定的温度条件下,各种元素发生的比重与分子变化的特性,来解决多种营养元素有效融合的问题。中和和成的工序技术先进在于能将多种元素在水中中和后,还能用常规检测仪器按标准检查出每一种元素的精确含量;不仅满足了全效肥精确配方的需要,还解决了目前水溶肥料因为在多种营养元素中和后,往往检测不到这些元素的含量,才只能配出最多3种营养元素结构的产品的问题(如附图4萃取、中和图所示)。《水中和工艺》的发明,可以让水溶肥料轻易使用尿素、磷肥、钾肥和农业级、工业级中、微量元素产品,使本发明-全效肥吨生产成本降低到3000元/吨(2008年价格),而肥效不低于6-16万元/吨的研究用营养液,%,非养分物质降低到5%以下,成为一种能用常规仪器精确检测所含物质的新型、高效、环保的全效肥。二、用全效营养元素改变了目前化肥产品营养结构使化肥的营养结构符合作物健康生长的营养需要《水中和工艺》使水溶肥料符合了《矿物质营养学》和按作物生长周期平衡施肥的理论,使化肥产品生产从按装置与规模配方,转向按作物营养需要配方成为可能,促进了化肥产品的营养结构,向按作物营养需要配比的趋势发展,获得了用一种全效化肥来为作物提供全部营养的效果,解决了目前化肥产品营养结构不全面、不平衡、不环保、低肥效的问题。综上所述一、本发明是用独有的配方公式,将《矿物质营养学》、《按作物生长周期平衡施肥理论》、《作物季产百公斤果实所需要
13种矿物质营养表》等世界公认的基础理论与科技成果,直接导入化肥产品生产技术里,用符合作物营养需要的元素全面与平衡的化肥营养结构,改变了化肥产品目前的三元素营养结构,使固态化肥生产在不改变其现有装置前提下,就能生产出符合农作物生长规律的多元素营养结构的新型、高效的固态化肥-全效肥。用固态的全效肥很好的解决了目前固态化肥施用中普遍存在的“报酬递减律”问题。二、本发明用《水中和工艺》,改变了有化肥产品以来的“用非养分物做养分物的包裹物”的生产工艺,不仅能使多元素的养分能更好的有机中和而提高肥效、利于作物吸收,更重要的是排除了化肥产品中的有害物,使水溶肥料里养分含量高达50%以上,非养分物资降到5%以下,%以下,成为能为作物提供一种新型、环保、高效的化肥产品。由于本发明是根据,“按一地、一作物、一配方”标准来为中衡的全效肥,所以能成功的解决化肥施用普遍存在的“报酬递减律