[发明专利]一种增效过磷酸钙及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明属于肥料工业领域，具体涉及一种增效过磷酸钙及其制备方法与应用。

背景技术

磷素是作物生长所必须的营养元素之一，同时大部分作物的磷素营养临界期在其生育前期，如果土壤缺磷严重，将对农作物的产量和品质造成无法逆转的影响。据统计，全世界43％的农业土壤缺磷，我国农田中缺磷面积高达67％，另一方面速效磷肥施入到土壤中，大部分磷不是以原有的形态存在于土壤中，而是随着土壤性质和组成的不同，很快发生反应，形成吸附态或微溶性的磷酸盐化合物如Ca₂-P、Ca₈-P、Al-P、Fe-P等形态(马义兵等,1993；刘建玲等,1996；陆文龙和张福锁,1998；Akhtar,2003；夏文建等,2008)。因此，作物吸收的磷大部分来自磷肥与土壤反应后形成的产物，而不是原有的磷肥本身(Giesler et al.,2005；Berg和Joem,2006)。如：过磷酸钙施入土壤后，土壤中的水分立即扩散进入肥料颗粒，经过异成分溶解后，生成CaHPO₄沉淀和H₃PO₄。由于肥料颗粒内饱和溶液和土体在磷浓度上存在较大梯度(相差几百到几千倍)，饱和液向外移动，在移动过程中有磷酸二钙形成。研究发现，在湿润土壤中，大约20％的磷形成二水磷酸二钙，而在干燥土壤上大约有40％的磷形成无水磷酸二钙，磷肥的作物有效性显著下降，进而造成磷肥当季利用率低(鲁如坤,1998；Cote et al.,2003)。为了提高磷肥的利用率，因此很有必要对磷肥的存在形态进行调整，避免或减少磷肥与土壤发生直接反应，这是一项能显著提高磷肥吸收利用效率的举措。

过磷酸钙又名普钙，是由硫酸分解磷矿粉，使难溶性的磷酸钙转化成水溶性的磷酸一钙，其中有效磷的含量取决于原料磷矿石的品位。商品过磷酸钙为灰白色粉末或颗粒，含有效磷14％-20％，还有3.5％-5％的游离硫酸和磷酸，由于其含有游离酸使肥料成酸性，并具有腐蚀性，易吸湿结块，散落性差。吸湿后，其中的磷酸一钙易转化成难溶性的磷酸铁、磷酸铝，导致磷的有效性降低；施入土壤后，肥料中的水溶性磷酸一钙在土壤中进行异成分溶解，进而发生磷的固定。同时过磷酸钙的pH值较低，一般低于土壤pH，容易受到土壤溶液酸碱离子的影响，从而导致肥液pH值快速升高，而pH升高后会使有效磷水平降低，同时pH值的快速变化也增加了金属离子固定磷的机会。

中国专利(公开号：CN101033155A)报道了一种稀土添加剂和含该添加剂的稀土过磷酸钙及其制备方法，然而此发明仅仅是加入稀土元素，并没有对过磷酸钙的存在形态进行考虑，也没有考虑磷酸退化等问题；中国专利申请(公开号：CN101481273A)报道了多肽过磷酸钙制备方法及其在农业中的应用，此发明是过磷酸钙与多肽的物理混合，并没有发生化学反应，而且也没有探讨多肽对过磷酸钙施入土壤后的有效性的影响进行研究，同时加入的多肽价格较贵，增加了成本；中国专利(公开号：CN101913946A)报道了含木醋液的液体复混肥及其应用，此发明采用浸提的方法将过磷酸钙中的水溶物质溶解，一方面磷酸二氢钙的溶解度低，需要大量的水来溶解，同时过磷酸钙中的一部分缓效态磷无法被利用。

廖宗文等(2011)在养分有效性概念的思考与促释新技术的开拓一文中，认为在水溶性磷和枸溶性磷之间还存在一种尚未认识的有效态，即活化态。在其专利(CN1275548A)中涉及到一种节酸高效磷肥生产方法，此专利主要是以酸的用量来衡量，并没有对存在的活化态提出合理的证据，同时也没有对节酸磷肥的增效机理进行研究。

如何增加磷的有效性，提高过磷酸钙肥料的利用率一直成为人们研究的重点。而通过改变过磷酸钙的形态增强磷肥的有效性，以及探讨将该肥料施入土壤后理化性质变化(缓释性、缓冲性)研究的专利报道并不多见。

发明内容