CN101805616B

CN101805616B - 一种防病增效型设施菜田土壤调理剂及其制备方法

Info

Publication number: CN101805616B
Application number: CN 200910300415
Authority: CN
Inventors: 姜勇; 张玉革; 孟凡祥; 梁文举
Original assignee: Institute of Applied Ecology of CAS
Current assignee: Institute of Applied Ecology of CAS
Priority date: 2009-02-16
Filing date: 2009-02-16
Publication date: 2012-07-04
Anticipated expiration: 2029-02-16
Also published as: CN101805616A

Abstract

本发明涉及土壤肥料技术和作物病虫害防治技术，具体为一种防病增效型设施菜田土壤调理剂及其制备方法，解决设施菜田因土壤质量下降而影响其可持续利用的问题。该土壤调理剂按重量百分比计，麦饭石粉30～50％、石灰氮20～30％、褐煤20～30％、沸石粉5～10％、双氰胺5～10％。土壤调理剂的制备方法：先将过60目筛的麦饭石粉、过60目筛的沸石粉、双氰胺与褐煤混合，搅拌均匀，再与颗粒状石灰氮混合，充分搅拌，混合均匀后，制成土壤调理剂。本发明制备方法简单，无污染，能显著提高设施菜田肥料氮和磷的利用率，有效防治土传病害，同时具有改善土壤理化性状的效果。

Description

一种防病增效型设施菜田土壤调理剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及土壤肥料技术和作物病虫害防治技术，具体为一种防病增效型设施菜田土壤调理剂及其制备方法。

背景技术

中国蔬菜种植面积为1970万公顷，其中设施蔬菜栽培面积达250万公顷，占世界设施蔬菜总面积的80％以上。与露地菜田相比，设施菜田具有以下特点：一是利用强度高，利用频度高，复种指数高，种植密度大。设施菜田循环利用，基本没有休闲期；二是肥料用量大，无论是化肥还是有机肥都远远超过作物需要量，氮肥过量施用现象十分普遍。如辽宁新民地区设施菜田每年每公顷施腐熟有机肥高达80吨、化肥高达4000千克；与辽宁相比，山东寿光地区的化学肥料用量更大，其氮肥利用率不到5％，造成肥料资源的极大浪费。大量施肥的另一个严重后果是土壤硝酸积累，通过淋溶作用下渗到地下水中，对饮用水安全造成潜在威胁；三是高温、高湿、封闭或半封闭环境导致的土壤次生盐渍化、土壤酸化、土传病害严重等。如辽宁新民地区使用年限为10年左右设施菜田，如果不通过置换表土等机械改良措施，土传病害发生十分严重，只能废弃，改种大田作物。随着设施菜田使用年限的增加，土壤溶液中硝酸根离子含量显著增加。我国菜田高强度利用、高量施肥的直接后果是菜田可持续利用能力下降、蔬菜产量和质量下降，因此土壤盐渍化、硝酸盐富集、土传病害是影响设施菜田可持续利用的主要限制性因子。

针对设施菜田肥料利用率低，土传病害发生频繁，土地可持续利用能力不强等特点，有必要利用技术手段对设施菜田土壤进行调节。目前，对设施菜田土壤硝酸盐污染的调控主要是施加硝化抑制或缓释复合肥、土壤调理剂等，通过抑制土壤中的硝化作用，提高土壤中铵态氮的比例，使硝态氮淋失和反硝化损失大大降低(由于设施菜田氮肥主要以复合肥为主，而尿素的使用量相对较小，因此大多使用硝化抑制剂，脲酶抑制剂的使用相对较少)；目前对肥料磷利用率和土壤磷素活化方面的技术主要是使用解磷细菌，但解磷细菌因土壤水、肥、气、热条件的差异使用效果很不稳定，同时生物制剂的有效期、运输等条件限制，产品很难大面积推广应用，而腐植酸、腐植酸盐以及小分子有机酸成为相对较理想的磷素调理剂；对土传病害的调控主要采用土壤处理技术，如利用化学药品对表层土壤进行消毒处理。设施菜田在建棚之初，土壤pH接近中性，随使用年限增加，pH可下降到4～5乃至更低，土壤病菌蔓延，利用溴甲烷进行灭菌消毒具有较好的效果，但由于溴甲烷的环境危害较严重，一些国家禁止使用它对土壤进行消毒处理，而石灰氮是一种较好的替代品，石灰氮在灭菌消毒的同时，还对根结线虫病、寄生虫等具有较好的防治效果。

中国发明专利授权公告号CN1151101C发明了一种由麦饭石和氮磷钾、骨粉、鸡粪、油渣、微量元素、中草药为主要原料的多功能肥料，主要特点是具有防病功能效；中国发明专利授权公告号CN1133606C发明了一种由麦饭石、澎润土和中草药等组成的复合肥；中国发明专利授权公告号CN1133606C发明了一种利用电气石和麦饭石为主要原料的功能肥料，可促进植物生长；中国发明专利公开号CN101244963A公开了一种由麦饭石、火山灰石、澎润土和中草药组成的植物壮秧固氮生态肥。中国发明专利授权公告号CN1271015C发明了一种由石灰氮、过磷酸钙、钙镁磷肥和硫酸钾等为主要原料的矫治和克服蔬菜生产连作障碍的多功能蔬菜专用肥料；中国发明专利授权公告号CN100426962C发明了一种由石灰氮为主要成分的防治设施蔬菜土传病害的土壤消毒方法；中国发明专利公开号CN1807365A公开了一种由双氰胺和氰胺化钙为主要原料的氮肥组合抑制剂。褐煤和沸石作为肥料添加剂、肥料增效剂、土壤调理剂、土壤改良剂的技术已经比较成熟，双氰胺作为土壤硝化抑制剂的应用亦较为广泛，在此相关技术不再一一列出。

设施蔬菜生产劳动强度大，土地利用频度高，土壤处理的难度相对较大，目前的氮肥增效剂、磷肥增效剂、杀虫剂、除草剂等功效较为单一，若在设施菜田土壤处理时单独使用各种药剂，费工费力，因此有必要开发出针对设施菜田的多功能土壤调理剂，从而达到防病杀虫和肥料增效的多重效果。由于我国设施菜田面积日益扩大，解决设施土壤障碍的技术需求十分迫切，开发防病杀虫和肥料增效的集成技术和环境友好型产品，对于实现我国设施菜田的高产、稳产和可持续利用，保障农产品安全生产，具有重要的实践意义和广阔的应用前景，是城郊资源节约和环境协调型农业发展的一项重大技术需求，是推进社会主义新农村建设的一项重要支撑技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种防病增效型设施菜田土壤调理剂及其制备方法，它是一种工艺简单、原料充足、成本低廉、应用效果明显的利用麦饭石粉、石灰氮、褐煤、沸石粉、双氰胺为主要原料制作设施菜田土壤调理剂的方法，用于防控设施菜田病虫害、提高肥料利用率，解决设施菜田因土壤质量下降而影响其可持续利用的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种防病增效型设施菜田土壤调理剂，主要原料按重量百分比计，麦饭石粉30～50％、石灰氮20～30％、褐煤20～30％、沸石粉5～10％、双氰胺5～10％。

上述设施菜田土壤调理剂的制备方法，先将过60目筛的麦饭石粉、过60目筛的沸石粉、双氰胺与褐煤混合，搅拌均匀，再与颗粒状石灰氮混合，充分搅拌，混合均匀后，制成土壤调理剂。

本发明利用利用各种配方成分的特定功效，通过各成分的协同增效作用，达到防治设施菜田土传病虫害，提高肥料氮磷的利用率，减少硝酸盐淋失，调节土壤酸碱平衡，提高作物产量和品质的效果。

本发明具有如下优点：

1.本发明工艺简单，无污染，原料充足，容易实施，所用主要原料价格低廉，不仅适合工厂化生产，也适合个体业户生产。

2.本发明中原料配伍合理，每种原料均有特有的功效：(1)麦饭石是一种优质环保性天然矿物材料，是一种风化或半风化的浅成或超浅成中酸性岩，可为作物生长提供硅、钾、钙、镁等营养元素，同时具有较强的吸附性，可提高植株酶活性等功效，提高作物抗病和抗逆性、提高氮磷肥料利用率；(2)石灰氮是一种氮素肥料(含氮20％左右)，也是一种硝化抑制剂，可有效防止土壤中硝酸盐淋溶迁移，污染地下水；同时，石灰氮在土壤中的水解，产生氰胺类化合物，可清除刚发芽的杂草，杀灭土传病菌以及作物根结线虫等，从而具有很好的防治设施菜田土传病虫害的效果；(3)褐煤含有较高的腐植酸，可以为植物生长提供有机养分，并能有效降低土壤容重，提高土壤的通气性、透水性和保水性，可有效防止土壤中硝酸盐淋溶迁移，污染地下水；腐植酸与设施菜田中盐基离子结合，活化了土壤中磷素，使植物可利用态磷含量增加，从而提高了磷肥的肥效，是一种优质的磷素增效剂；(4)沸石具有很强的离子交换和离子吸附能力，可有效吸附铵离子、硝酸根以及其他阳离子，有效提高化学肥料和有机肥料的利用率，提高土壤盐基交换量10～15％，中和设施菜田土壤中的酸度，使土壤中大于0.25毫米团聚体含量明显增加；(5)双氰铵(DCD)是一种优质的硝化抑制剂，在土壤中无残留、易分解，可使进入土壤中的氮更多地以铵离子的形式保存在土壤中或被作物吸收利用，从而提高了肥料氮的利用率，并有效防止土壤中硝酸盐向地下水中的淋失。

3.本发明中无机物与有机物料褐煤混合，可促进植物营养的速缓结合，化肥中营养成分缓慢释放，提高氮肥和磷肥料利用率，相应可减少化学肥料和有机肥料的投入，节约肥料资源。

4.本发明为硝化抑制剂、离子吸附剂、有机调配剂相结合的土壤调理剂，可有效抑制土壤和肥料中铵离子的氧化，减少土壤中硝酸盐含量，促进蔬菜对铵离子的吸收利用，显著降低蔬菜硝酸盐含量，并可直接改善土壤理化性状，提高土地生产力。

5.本发明为一种环境友好型防治设施菜田土传病虫害的药剂，并集防病虫害和肥料增效功效与一体，可单独施入设施菜田，也可与底肥混拌后施用，使用时省工省力。

具体实施方式

本发明中，麦饭石选用辽宁省阜新市生产的麦饭石，主要矿物成分为斜长石、钾长石，其次为石英、普通角闪石、黑云母等。麦饭石粉过60目筛，其主要化学成分(按重量百分比计)：二氧化硅63～67％、二氧化钛0.5～1.0％、三氧化二铝14～16％、氧化铁4～6％、氧化镁1～2％、氧化钙3～4％、氧化钠3～5％、氧化钾3～5％，余量为杂质。

本发明中，褐煤采用内蒙古自治区霍林郭勒煤矿生产的产品，是一种天然有机物质，含有30～50wt％的腐植酸。褐煤的主要化学组成(按重量百分比计)为：含碳70～80％、氢5～6％、氮和氧15～25％，余量为杂质。

本发明中，石灰氮(学名为氰胺化钙)为市售颗粒状产品，黑灰色油性颗粒，按重量百分比计，产品达到以下标准：石灰氮含氮17～23％，含氧化钙40～50％，其余为杂质，pH为11.0～12.5。宁夏大荣化工冶金有限公司等20多家厂家生产该产品。

本发明中，沸石粉为天然沸石经粉碎后过60～100目筛的市售产品，天然沸石粉的主要化学成分(按重量百分比计)：二氧化硅64～69％、二氧化钛0.08～0.13％、三氧化二铝12～13％、三氧化二铁0.8～1.5％、氧化镁0.1～1.2％、氧化钙1.7～3.6％、氧化钠0.3～2.6％、氧化钾1.1～3.0％，余量为杂质。物理化学指标达到以下标准：铵交换能力1000～2000毫摩尔/千克、pH值7.2～9.0。

本发明中，硝化抑制剂双氰胺(DCD)为市售产品。又称二氰二胺或氰基胍，分子式为C2H4N4，分子量84.08，白色晶体，相对密度1.40，熔点207～212℃溶于水和乙醇，微溶于乙醚和苯。干燥时性能稳定，不可燃。市售产品按重量百分比计：双氰胺98.0～99.7％(含氮64～66％)，水分0.2～0.6％，灰分0.02～0.20％，余量为杂质。国内有宁夏大荣化工冶金有限公司、淄博鲁泽化工有限公司、石家庄市环城生物化工厂等30多家厂家生产和销售该产品。

实施例1

将过60目筛的麦饭石粉40千克、过60目筛的沸石粉5千克、双氰胺5千克与25千克褐煤混合，搅拌均匀，再与25千克颗粒状石灰氮混合，充分搅拌，混合均匀后，制成土壤调理剂。

实施例2～8

与实施例1不同之处在于原料配比有所差别(见表1)，制备方法同实施例1。

表1

编号	麦饭石粉(千克)	颗粒石灰氮(千克)	褐煤(千克)	沸石粉(千克)	双氰胺(千克)
						2	30	25	25	10	10
3	30	25	30	10	5
						4	30	30	25	10	5
5	40	20	25	5	10
						6	40	20	30	5	5
7	40	25	25	5	5
						8	50	20	20	5	5

应用例1

选择辽宁省沈阳市东陵区使用年限为9年的设施蔬菜大棚3座，每座设4米×5米小区共12块，试验设置4个处理，其中3个为施入实施例1中的调理剂，1个为对照，每个处理3次重复。按照每667平方米均匀施入6000千克腐熟鸡粪，化学肥料为三元复合肥(含氮、五氧化二磷、氧化钾均为15wt％)，试验处理中按施入调理剂量不同，相应减少三元复合肥用量10％、20％和30％。于11月末种植黄瓜，按常规要求进行田间管理，试验处理和结果见表2。

表2试验处理、产量效果及化肥相对利用率

试验结果表明，施用实施例1调理剂可显著增加黄瓜产量，提高化学肥料氮和磷的利用率。每667平方米施入化肥氮量是指复合肥中氮量与调理剂本身所含氮素的总量(双氰胺含氮量按65wt％计、石灰氮含氮量按20wt％计)；化肥磷量指三元复合肥中磷的含量；化肥氮和化肥磷的利用率的增减以上表中施入的化肥氮量和化肥磷量为基础，假设各处理收获物黄瓜中，黄瓜单位鲜重中的含氮量和含磷量不因施肥处理不同而产生差异，通过差减法可算出化肥氮和磷的相对利用率，由于土壤基础条件基本一致，施用有机肥数量一致。所以，化肥氮的相对利用率仅以化肥氮和调理剂中的氮为基础，化肥磷的相对利用率以三元复合肥中磷为基础。施用20千克、35千克和50千克实施例1调理剂，在相应减少化肥施用量10％、20％和30％的条件下，黄瓜产量与对照相比均增产。相对化肥氮和化肥磷的利用率比对照增加。需要说明的是：由于施用调理剂在增加化肥氮磷肥效的同时，还增加了有机肥中氮磷肥的肥效、促进了土壤中氮的释放和磷的活化，这些氮磷可直接被作物吸收的。因此，化肥氮和磷的相对利用率的数据不是实际的利用率数据，其实际值当比表中所列数据要低一些。

表3是黄瓜生育期内，对黄瓜根结线虫病发生进行调查的统计数据，从表3可看出，本发明具有较好的防治设施菜田土传病害的效果。

表3设施菜田土壤调理剂对黄瓜根结线虫的防治效果

处理	根结线虫病害指数	防治效果
			对照	19.6	～
1	5.3	72.9％
			2	3.9	80.1％
3	3.7	81.1％

Claims

1.一种防病增效型设施菜田土壤调理剂，其特征在于，按重量百分比计，该土壤调理剂原料如下：

麦饭石粉30～50％、石灰氮20～30％、褐煤20～30％、沸石粉5～10％、双氰胺5～10％，

先将麦饭石粉、沸石粉、双氰胺与褐煤混合，搅拌均匀，再与石灰氮混合，充分搅拌，混合均匀后，制成土壤调理剂。

2.根据权利要求1所述的防病增效型设施菜田土壤调理剂的制备方法，其特征在于：先将麦饭石粉、沸石粉、双氰胺与褐煤混合，搅拌均匀，再与石灰氮混合，充分搅拌，混合均匀后，制成土壤调理剂。

3.根据权利要求2所述的防病增效型设施菜田土壤调理剂的制备方法，其特征在于：所述麦饭石粉为过60目筛的麦饭石粉，其主要化学成分按重量百分比计：二氧化硅63～67％、二氧化钛0.5～1.0％、三氧化二铝14～16％、氧化铁4～6％、氧化镁1～2％、氧化钙3～4％、氧化钠3～5％、氧化钾3～5％，其余为杂质。

4.根据权利要求2所述的防病增效型设施菜田土壤调理剂的制备方法，其特征在于：所述沸石粉为过60目筛的沸石粉，沸石粉的铵交换能力为1000～2000毫摩尔/千克、pH值7.2～9.0。

5.根据权利要求2所述的防病增效型设施菜田土壤调理剂的制备方法，其特征在于：所述褐煤为天然褐煤，含腐植酸30～50wt％。

6.根据权利要求2所述的防病增效型设施菜田土壤调理剂的制备方法，其特征在于：所述石灰氮为颗粒状，石灰氮成分按重量百分比计：含氮17～23％，含氧化钙40～50％，其余为杂质，pH为11.0～12.5。