一种提高元素利用率的黄瓜专用缓释肥及其制备方法技术领域
本发明涉及肥料制备技术领域，具体涉及一种提高元素利用率的黄瓜专用缓释肥
及其制备方法。
背景技术
黄瓜葫芦科一年生蔓生或攀援草本植物。茎、枝伸长，有棱沟，被白色的糙硬毛。卷
须细。叶柄稍粗糙，有糙硬毛；叶片宽卵状心形，膜质，裂片三角形，有齿。雌雄同株，黄瓜味
甘，甜、性凉、苦、无毒，入脾、胃、大肠；具有除热，利水利尿，清热解毒的功效；主治烦渴，咽
喉肿痛，火眼，火烫伤。还有减肥功效，黄瓜富含蛋白质、糖类、维生素B2、维生素C、维生素E、
胡萝卜素、尼克酸、钙、磷、铁等营养成分。
由于黄瓜具有极高的食用价值和营养价值，因此黄瓜的栽培技术便相继出现，黄
瓜栽培过程中肥料的控制尤其关键，由于黄瓜栽培在土壤中，在施用肥料一段时间后，除了
一小部分会被黄瓜吸收外，其他的则会流失，造成大量的浪费，而且还会造成土壤的污染，
随着环境科学研究的深入，人们逐渐认识到重金属对土壤的污染危害是十分严重的，为了
减少这种损失，必须要求肥料的养分的释放规律与黄瓜的养分吸收协调，因此控释肥的研
制变得越来越多。随着环境科学研究的深入，人们逐渐认识到土壤重金属土壤中重金属的
存在形态可分为：可交换态；碳酸盐结合态；铁锰氧化物结合态；硫化物及有机结合态；残渣
态等。可交换态属于有效的且容易被作物吸收利用，称为可利用态；碳酸盐结合态是指与碳
酸盐结合的重金属；铁锰结合态是指与铁锰结合的重金属离子，它们之间有很强的结合能
力；硫化物及有机结合态是指与硫结合的重金属和与有机物形成络合物的重金属离子；残
渣态是指已提取上述四个组分后以层状硅酸盐形态存在的重金属离子，其中可交换态和有
机结合态重金属的生物有效性较高，而其它的生物有效性低。因此如何降低可交换态和有
机结合态重金属的生物有效性是处理土壤中的重金属的关键所在，现有处理土壤中重金属
的方法主要有：固化/稳定化、化学试剂提取、微生物淋滤、焚烧、植物修复等方法。化学法、
生物法、植物修复法和焚烧法的缺点在于：从土壤中去除重金属不仅需要大量的财力、物
力，而且面对土壤采取这种方法显然是不实际的，而那些吸收富集了重金属的植物，也存在
着难以进一步处理，并可能会造成二次污染问题。为此本发明人通过大量的实验和研究，提
供了一种不仅能够对黄瓜生长提供营养，还能有效解决营养元素流失，土壤重金属污染，有
毒有害物质污染的提高元素利用率的黄瓜专用缓释肥及其制备方法。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种提高元素利用率的黄瓜专用缓释肥及其
制备方法。
本发明是通过以下技术方案予以实现的：
一种提高元素利用率的黄瓜专用缓释肥，它由以下重量份原料制成：硫酸钾18-24
份、硫酸铵16-22份、尿素46-66份、过磷酸钙10-16份、磷酸二氢钾22-28份、外加剂12-18份、
反应助剂14-20份、改性蒙脱石26-32份、聚乳酸56-62份、聚乙烯醇56-62份。
所述提高元素利用率的黄瓜专用缓释肥由以下重量份原料制成：硫酸钾20-22份、
硫酸铵18-20份、尿素51-61份、过磷酸钙12-14份、磷酸二氢钾24-26份、外加剂14-16份、反
应助剂16-18份、改性蒙脱石28-30份、聚乳酸58-60份、聚乙烯醇58-60份。
所述提高元素利用率的黄瓜专用缓释肥由以下重量份原料制成：硫酸钾21份、硫
酸铵19份、尿素56份、过磷酸钙13份、磷酸二氢钾25份、外加剂15份、反应助剂17份、改性蒙
脱石29份、聚乳酸59份、聚乙烯醇59份。
所述外加剂为海藻酸、糖醇、植物生长调节剂、除草剂按照等比配置而成。
所述植物生长调节剂为赤霉素、氯吡脲、6-苄基氨基嘌呤，油菜素内酯，三十烷醇
中的一种。
所述除草剂48％拉索乳油、72％都尔乳油、50％乙草胺乳油、50％西玛津可湿粉
剂、40％阿特拉津悬浮剂中的至少一种。
所述反应助剂为硫代硫酸钠、硫代硫酸钾、硫代硫酸铵中的一种。
所述改性蒙脱石的制备方法为：
(1)粉碎：将蒙脱石用球磨机球磨成细度≤0.04mm的细粉，得蒙脱石粉；
(2)活化：将蒙脱石粉送入超声设备中，在超声功率为600-1000w下处理20-40min，
再送入煅烧塔中用300-600℃的高温煅烧90-120min，冷却后将蒙脱石粉加入无水乙醇中，
超声分散10-18min后离心分离，重复超声分散、离心2-3次，随后再加入蒸馏水中，超声分散
10-15min后离心分离，重复超声分散、离心2-3次；
(3)插层：将活化后的蒙脱石粉加水调节成质量百分比浓度为20-40％的蒙脱石矿
浆，接着加入含有胺基的插层剂，反应时控制压强0.5-0.8MPa，温度40-60℃，转速1000r/
min，时间80-100min，微波功率为10-18kw，得改性蒙脱石。
所述插层剂为乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺中的一种。
本发明还提供了上述提高元素利用率的黄瓜专用缓释肥的制备方法，该方法是将
硫酸钾、硫酸铵、尿素、过磷酸钙、磷酸二氢钾、外加剂、反应助剂混合均匀后造粒得到粒径
为2-5mm，N：P2O5：K2O的摩尔比为2:3:1的复合肥，再将该复合肥与改性蒙脱石混合均匀得
到混合料，采用由聚乳酸、聚乙烯共混后得到的可降解材料与混合料按照质量比为(1-
1.2)：1的比例进行包裹即得到提高元素利用率的黄瓜专用缓释肥。
本发明的有益效果在于：本发明先将各原料共混后制得复合肥，并控制复合肥中
的氮磷钾的元素含量及复合肥的粒径大小，提升了肥料的透气性，与蒙脱石混合后再由聚
乳酸、聚乙烯共混后得到的可降解材料进行包裹其降解周期与黄瓜的生长期相近，使得制
备出的控释肥能够满足黄瓜生长所需的营养，由于本缓释肥采用了改性蒙脱石，能够和肥
料中的硫代硫化物产生协同作用，即改性蒙脱石将重金属胶粒吸附，并将重金属离子交换
出来，提高土壤溶液中重金属含量，利于重金属离子与硫代硫化物进行反应，而硫代硫化物
与重金属离子发生反应生产沉淀，从而将重金属离子进行固定，阻止其通过淋溶和径流迁
移，另外，硫代硫酸钠将高价重金属离子还原成低价态，从而降低其毒性和溶解性，本提高
元素利用率的黄瓜专用缓释肥含有多种营养成分，能满足黄瓜对多种养分的需要，而且由
于本缓释肥的原料中加入了硫代硫酸物、植物生长调节剂、除草剂等原料，在黄瓜栽培过程
中使用本缓释肥不仅能有效的解决土壤重金属污染、有毒有害物质残留问题，还能起到改
善种植环境，抑制杂草生长，提高黄瓜长势的优点。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步描述，但要求保护的范围并不
局限于所述。
实施例一
配方：硫酸钾18份、硫酸铵16份、尿素46份、过磷酸钙10份、磷酸二氢钾22份、外加
剂12份、反应助剂14份、改性蒙脱石26份、聚乳酸56份、聚乙烯醇56份。
改性蒙脱石的制备方法：
(1)粉碎：将蒙脱石用球磨机球磨成细度≤0.04mm的细粉，得蒙脱石粉；
(2)活化：将蒙脱石粉送入超声设备中，在超声功率为600w下处理20min，再送入煅
烧塔中用300℃的高温煅烧90min，冷却后将蒙脱石粉加入无水乙醇中，超声分散10min后离
心分离，重复超声分散、离心2次，随后再加入蒸馏水中，超声分散10min后离心分离，重复超
声分散、离心2次；
(3)插层：将活化后的蒙脱石粉加水调节成质量百分比浓度为20％的蒙脱石矿浆，
接着加入含有胺基的插层剂，反应时控制压强0.5MPa，温度40℃，转速1000r/min，时间
80min，微波功率为10kw，得改性蒙脱石。
提高元素利用率的黄瓜专用缓释肥的制备方法：将硫酸钾、硫酸铵、尿素、过磷酸
钙、磷酸二氢钾、外加剂、反应助剂混合均匀后造粒得到粒径为2-5mm，N：P2O5：K2O的摩尔比
为2:3:1的复合肥，再将该复合肥与改性蒙脱石混合均匀得到混合料，采用由聚乳酸、聚乙
烯共混后得到的可降解材料与混合料按照质量比为1：1的比例进行包裹即得到提高元素利
用率的黄瓜专用缓释肥。
实施例二
配方：硫酸钾24份、硫酸铵22份、尿素66份、过磷酸钙16份、磷酸二氢钾28份、外加
剂18份、反应助剂20份、改性蒙脱石32份、聚乳酸62份、聚乙烯醇62份。
改性蒙脱石的制备方法：
(1)粉碎：将蒙脱石用球磨机球磨成细度≤0.04mm的细粉，得蒙脱石粉；
(2)活化：将蒙脱石粉送入超声设备中，在超声功率为1000w下处理40min，再送入
煅烧塔中用600℃的高温煅烧120min，冷却后将蒙脱石粉加入无水乙醇中，超声分散18min
后离心分离，重复超声分散、离心3次，随后再加入蒸馏水中，超声分散15min后离心分离，重
复超声分散、离心3次；
(3)插层：将活化后的蒙脱石粉加水调节成质量百分比浓度为40％的蒙脱石矿浆，
接着加入含有胺基的插层剂，反应时控制压强0.8MPa，温度60℃，转速1000r/min，时间
100min，微波功率为18kw，得改性蒙脱石。
提高元素利用率的黄瓜专用缓释肥的制备方法：将硫酸钾、硫酸铵、尿素、过磷酸
钙、磷酸二氢钾、外加剂、反应助剂混合均匀后造粒得到粒径为2-5mm，N：P2O5：K2O的摩尔比
为2:3:1的复合肥，再将该复合肥与改性蒙脱石混合均匀得到混合料，采用由聚乳酸、聚乙
烯共混后得到的可降解材料与混合料按照质量比为1.2：1的比例进行包裹即得到提高元素
利用率的黄瓜专用缓释肥。
实施例三
配方：硫酸钾20份、硫酸铵18份、尿素51份、过磷酸钙12份、磷酸二氢钾24份、外加
剂14份、反应助剂16份、改性蒙脱石28份、聚乳酸58份、聚乙烯醇58份。
改性蒙脱石的制备方法：
(1)粉碎：将蒙脱石用球磨机球磨成细度≤0.04mm的细粉，得蒙脱石粉；
(2)活化：将蒙脱石粉送入超声设备中，在超声功率为600w下处理20min，再送入煅
烧塔中用300-℃的高温煅烧90min，冷却后将蒙脱石粉加入无水乙醇中，超声分散10min后
离心分离，重复超声分散、离心2次，随后再加入蒸馏水中，超声分散10min后离心分离，重复
超声分散、离心2次；
(3)插层：将活化后的蒙脱石粉加水调节成质量百分比浓度为20％的蒙脱石矿浆，
接着加入含有胺基的插层剂，反应时控制压强0.5MPa，温度40℃，转速1000r/min，时间
80min，微波功率为10kw，得改性蒙脱石。
提高元素利用率的黄瓜专用缓释肥的制备方法：将硫酸钾、硫酸铵、尿素、过磷酸
钙、磷酸二氢钾、外加剂、反应助剂混合均匀后造粒得到粒径为2-5mm，N：P2O5：K2O的摩尔比
为2:3:1的复合肥，再将该复合肥与改性蒙脱石混合均匀得到混合料，采用由聚乳酸、聚乙
烯共混后得到的可降解材料与混合料按照质量比为1：1的比例进行包裹即得到提高元素利
用率的黄瓜专用缓释肥。
实施例四
配方：硫酸钾22份、硫酸铵20份、尿素61份、过磷酸钙14份、磷酸二氢钾26份、外加
剂16份、反应助剂18份、改性蒙脱石30份、聚乳酸60份、聚乙烯醇60份。
改性蒙脱石的制备方法：
(1)粉碎：将蒙脱石用球磨机球磨成细度≤0.04mm的细粉，得蒙脱石粉；
(2)活化：将蒙脱石粉送入超声设备中，在超声功率为1000w下处理40min，再送入
煅烧塔中用600℃的高温煅烧120min，冷却后将蒙脱石粉加入无水乙醇中，超声分散18min
后离心分离，重复超声分散、离心3次，随后再加入蒸馏水中，超声分散15min后离心分离，重
复超声分散、离心3次；
(3)插层：将活化后的蒙脱石粉加水调节成质量百分比浓度为40％的蒙脱石矿浆，
接着加入含有胺基的插层剂，反应时控制压强0.8MPa，温度60℃，转速1000r/min，时间
100min，微波功率为18kw，得改性蒙脱石。
提高元素利用率的黄瓜专用缓释肥的制备方法：将硫酸钾、硫酸铵、尿素、过磷酸
钙、磷酸二氢钾、外加剂、反应助剂混合均匀后造粒得到粒径为2-5mm，N：P2O5：K2O的摩尔比
为2:3:1的复合肥，再将该复合肥与改性蒙脱石混合均匀得到混合料，采用由聚乳酸、聚乙
烯共混后得到的可降解材料与混合料按照质量比为1.2：1的比例进行包裹即得到提高元素
利用率的黄瓜专用缓释肥。
实施例五
配方：硫酸钾21份、硫酸铵19份、尿素56份、过磷酸钙13份、磷酸二氢钾25份、外加
剂15份、反应助剂17份、改性蒙脱石29份、聚乳酸59份、聚乙烯醇59份。
改性蒙脱石的制备方法：
(1)粉碎：将蒙脱石用球磨机球磨成细度≤0.04mm的细粉，得蒙脱石粉；
(2)活化：将蒙脱石粉送入超声设备中，在超声功率为800w下处理30min，再送入煅
烧塔中用450℃的高温煅烧105min，冷却后将蒙脱石粉加入无水乙醇中，超声分散14min后
离心分离，重复超声分散、离心2次，随后再加入蒸馏水中，超声分散12.5min后离心分离，重
复超声分散、离心3次；
(3)插层：将活化后的蒙脱石粉加水调节成质量百分比浓度为30％的蒙脱石矿浆，
接着加入含有胺基的插层剂，反应时控制压强0.65MPa，温度50℃，转速1000r/min，时间
90min，微波功率为14kw，得改性蒙脱石。
提高元素利用率的黄瓜专用缓释肥的制备方法：将硫酸钾、硫酸铵、尿素、过磷酸
钙、磷酸二氢钾、外加剂、反应助剂混合均匀后造粒得到粒径为2-5mm，N：P2O5：K2O的摩尔比
为2:3:1的复合肥，再将该复合肥与改性蒙脱石混合均匀得到混合料，采用由聚乳酸、聚乙
烯共混后得到的可降解材料与混合料按照质量比为1.1：1的比例进行包裹即得到提高元素
利用率的黄瓜专用缓释肥。
实施例六
配方：硫酸钾18份、硫酸铵22份、尿素46份、过磷酸钙16份、磷酸二氢钾22份、外加
剂18份、反应助剂14份、改性蒙脱石32份、聚乳酸56份、聚乙烯醇62份。
改性蒙脱石的制备方法：
(1)粉碎：将蒙脱石用球磨机球磨成细度≤0.04mm的细粉，得蒙脱石粉；
(2)活化：将蒙脱石粉送入超声设备中，在超声功率为600w下处理20min，再送入煅
烧塔中用300℃的高温煅烧90min，冷却后将蒙脱石粉加入无水乙醇中，超声分散10min后离
心分离，重复超声分散、离心2次，随后再加入蒸馏水中，超声分散10min后离心分离，重复超
声分散、离心2次；
(3)插层：将活化后的蒙脱石粉加水调节成质量百分比浓度为20％的蒙脱石矿浆，
接着加入含有胺基的插层剂，反应时控制压强0.5MPa，温度40℃，转速1000r/min，时间
80min，微波功率为10kw，得改性蒙脱石。
提高元素利用率的黄瓜专用缓释肥的制备方法：将硫酸钾、硫酸铵、尿素、过磷酸
钙、磷酸二氢钾、外加剂、反应助剂混合均匀后造粒得到粒径为2-5mm，N：P2O5：K2O的摩尔比
为2:3:1的复合肥，再将该复合肥与改性蒙脱石混合均匀得到混合料，采用由聚乳酸、聚乙
烯共混后得到的可降解材料与混合料按照质量比为1：1的比例进行包裹即得到提高元素利
用率的黄瓜专用缓释肥。
实施例七
配方：硫酸钾24份、硫酸铵16份、尿素66份、过磷酸钙10份、磷酸二氢钾28份、外加
剂12份、反应助剂20份、改性蒙脱石26份、聚乳酸62份、聚乙烯醇56份。
改性蒙脱石的制备方法：
(1)粉碎：将蒙脱石用球磨机球磨成细度≤0.04mm的细粉，得蒙脱石粉；
(2)活化：将蒙脱石粉送入超声设备中，在超声功率为1000w下处理40min，再送入
煅烧塔中用600℃的高温煅烧120min，冷却后将蒙脱石粉加入无水乙醇中，超声分散18min
后离心分离，重复超声分散、离心3次，随后再加入蒸馏水中，超声分散15min后离心分离，重
复超声分散、离心3次；
(3)插层：将活化后的蒙脱石粉加水调节成质量百分比浓度为40％的蒙脱石矿浆，
接着加入含有胺基的插层剂，反应时控制压强0.8MPa，温度60℃，转速1000r/min，时间
100min，微波功率为18kw，得改性蒙脱石。
提高元素利用率的黄瓜专用缓释肥的制备方法：将硫酸钾、硫酸铵、尿素、过磷酸
钙、磷酸二氢钾、外加剂、反应助剂混合均匀后造粒得到粒径为2-5mm，N：P2O5：K2O的摩尔比
为2:3:1的复合肥，再将该复合肥与改性蒙脱石混合均匀得到混合料，采用由聚乳酸、聚乙
烯共混后得到的可降解材料与混合料按照质量比为1.2：1的比例进行包裹即得到提高元素
利用率的黄瓜专用缓释肥。
实施例八
配方：硫酸钾20份、硫酸铵20份、尿素51份、过磷酸钙14份、磷酸二氢钾24份、外加
剂16份、反应助剂16份、改性蒙脱石30份、聚乳酸58份、聚乙烯醇60份。
改性蒙脱石的制备方法：
(1)粉碎：将蒙脱石用球磨机球磨成细度≤0.04mm的细粉，得蒙脱石粉；
(2)活化：将蒙脱石粉送入超声设备中，在超声功率为600w下处理20min，再送入煅
烧塔中用300-℃的高温煅烧90min，冷却后将蒙脱石粉加入无水乙醇中，超声分散10min后
离心分离，重复超声分散、离心2次，随后再加入蒸馏水中，超声分散10min后离心分离，重复
超声分散、离心2次；
(3)插层：将活化后的蒙脱石粉加水调节成质量百分比浓度为20％的蒙脱石矿浆，
接着加入含有胺基的插层剂，反应时控制压强0.5MPa，温度40℃，转速1000r/min，时间
80min，微波功率为10kw，得改性蒙脱石。
提高元素利用率的黄瓜专用缓释肥的制备方法：将硫酸钾、硫酸铵、尿素、过磷酸
钙、磷酸二氢钾、外加剂、反应助剂混合均匀后造粒得到粒径为2-5mm，N：P2O5：K2O的摩尔比
为2:3:1的复合肥，再将该复合肥与改性蒙脱石混合均匀得到混合料，采用由聚乳酸、聚乙
烯共混后得到的可降解材料与混合料按照质量比为1：1的比例进行包裹即得到提高元素利
用率的黄瓜专用缓释肥。
实施例九
配方：硫酸钾22份、硫酸铵18份、尿素61份、过磷酸钙12份、磷酸二氢钾26份、外加
剂14份、反应助剂18份、改性蒙脱石28份、聚乳酸60份、聚乙烯醇58份。
改性蒙脱石的制备方法：
(1)粉碎：将蒙脱石用球磨机球磨成细度≤0.04mm的细粉，得蒙脱石粉；
(2)活化：将蒙脱石粉送入超声设备中，在超声功率为1000w下处理40min，再送入
煅烧塔中用600℃的高温煅烧120min，冷却后将蒙脱石粉加入无水乙醇中，超声分散18min
后离心分离，重复超声分散、离心3次，随后再加入蒸馏水中，超声分散15min后离心分离，重
复超声分散、离心3次；
(3)插层：将活化后的蒙脱石粉加水调节成质量百分比浓度为40％的蒙脱石矿浆，
接着加入含有胺基的插层剂，反应时控制压强0.8MPa，温度60℃，转速1000r/min，时间
100min，微波功率为18kw，得改性蒙脱石。
提高元素利用率的黄瓜专用缓释肥的制备方法：将硫酸钾、硫酸铵、尿素、过磷酸
钙、磷酸二氢钾、外加剂、反应助剂混合均匀后造粒得到粒径为2-5mm，N：P2O5：K2O的摩尔比
为2:3:1的复合肥，再将该复合肥与改性蒙脱石混合均匀得到混合料，采用由聚乳酸、聚乙
烯共混后得到的可降解材料与混合料按照质量比为1.2：1的比例进行包裹即得到提高元素
利用率的黄瓜专用缓释肥。
下面结合具体实验例对本发明做进一步的说明：
实验例1
本缓释肥田间示范试验，实验田地处于贵州，气候温和，雨水充沛，采用每亩田地
标号实验，一共选择10亩田地，采用常规施肥以及常规施肥+本实施例1-9制备出的缓释肥
进行黄瓜栽培实验，实验结果如表1所示：
表1缓释肥田间示范试验
项目
理论亩产量(公斤)
实际亩产量(公斤)
常规施肥
16000-20000
19356
常规施肥+实施例一
18000-26000
28136
常规施肥+实施例二
18000-26000
26893
常规施肥+实施例三
18000-26000
27489
常规施肥+实施例四
18000-26000
26893
常规施肥+实施例五
18000-26000
26703
常规施肥+实施例六
18000-26000
26690
常规施肥+实施例七
18000-26000
27630
常规施肥+实施例八
18000-26000
28331
常规施肥+实施例九
18000-26000
27231
由上可以看出采用常规施肥的方式进行黄瓜的种植其产量在理论值内，而采用常
规施肥+本实施例1-9制备出的缓释肥进行黄瓜的种植其产量不仅高于理论值而且还远远
高于单独采用常规施肥的，因此采用本发明进行黄瓜的种植是具有较高的增产效果的。
实验例2
土壤重金属处理实验：
以贵州省无污染的褐土为载体添加外源重金属污染物测其土层深度5-20cm处含
Pb100mg/kg、Cd6mg/kg、Cr900mg/kg、Cu980mg/kg，将该土壤作为实验土壤，将本发明实施例
中制备出的缓释肥投放入实验土壤中，15天后进行土壤土层深度5-20cm处重金属浓度检
测，其检测结果如表2所示：
表2土壤重金属处理实验结果
由上可知，采用本发明实施例中制备出的缓释肥投放入实验土壤中15天后，土壤
5-15cm处的重金属含量显著降低，说明了本缓释肥中含有的硫代硫化物与重金属离子发生
反应生产沉淀，从而将重金属离子进行固定，阻止其通过淋溶和径流迁移，另外本缓释肥中
的硫代硫化物还能将高价重金属离子还原成低价态，有效的降低其毒性和溶解性。