CN102101808A - 一种包膜缓控释肥辅用的保水保温组合物及其制备和应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种包膜缓控释肥辅用的保水保温组合物，由风化煤、吸水树脂、豆粕粉、玉米芯粉、尿素和微生物菌剂制备而成。用于与非水溶性材料包膜缓控释肥同时施用，用量为非水溶性材料包膜缓控释肥用量的40～60wt％，主要用于干旱地区和旱作物上；能提高干旱地区或少雨年份及低温条件下缓控释肥的肥效，并为作物提供辅助营养。

Description

一种包膜缓控释肥辅用的保水保温组合物及其制备和应用

技术领域

本发明涉及一种与包膜缓控释肥同时施用的辅助产品，特别涉及一种保水保温组合物及其制备和应用，属于缓控释肥应用技术领域。

背景技术

所谓缓控释肥，是指通过各种调控机制使其养分缓慢释放，延长作物对其有效养分吸收利用的有效期，使其养分按照设定的释放率和释放期缓慢或控制释放的肥料。这种肥料具有提高化肥利用率、减少施用量与施肥次数、降低生产成本、减少环境污染、提高农作物产品品质等优点，突出特点是其释放率和释放期与作物生长规律有机结合，从而使肥料养分有效利用率明显提高。同时由于缓控释肥具有减少施肥量、节约化肥生产原料(煤、电、天然气)、减少生态环境污染等优点，因此缓控释肥是肥料产业的发展方向。2009年世界缓控释肥消费总量已超过200万吨，大田作物施用成为重要驱动力。中国2009年缓控释肥用量已经突破60万吨，实际产能近250万吨，接近世界三分之一。

缓控释肥在土壤中养分释放取决于两个基本条件，一是温度，二是水分。包膜缓控释肥的外层包膜上有大量的微孔，土壤中的水蒸汽通过微孔进入肥料颗粒内部，溶解肥料后再经过微孔释放出来。当肥料包膜设计确定后，微孔开放的大小主要受土壤温度的影响，温度高，开孔大，养分释放快。缓控释肥养分释放需要水分参与，水分不足，则严重影响缓控释肥的效果。几年的大田试验、推广、应用中发现，正常年份降雨量和温度条件下，效果很好的缓控释肥品种在低温、干旱年份效果变差，养分释放不完全。研究开发一种缓控释肥辅助产品，用以缓解干旱和低温对缓控释肥养分释放的影响，能更好地发挥缓控释肥的优点，弥补其不足，使缓控释肥得到更好的发展。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种保水保温组合物，与包膜缓控释肥同时施用，具有较好的吸水、保水和适当提高土壤温度的效果。本发明还提供该组合物的制备方法及应用方法。

本发明的保水保温组合物是由风化煤、豆粕粉、玉米芯粉、吸水树脂、尿素等组份制备的，与非水溶性材料包膜缓控释肥同时施用，目的之一是在旱地土壤施用包膜缓控释肥时，减轻因土壤缺水导致的肥料养分释放减缓而造成的作物减产；另一个目的是在冬季作物上施用包膜缓控释肥时，同时施用本发明产品，减轻低温对肥料释放和作物生长的影响，起到保温作用。

术语解释：

非水溶性材料包膜缓控释肥，是指包膜材料为非水溶性物质的一类缓控释肥，如热塑性树脂包膜缓控释肥、热固性树脂包膜缓控释肥、硫磺包膜缓控释肥、硫磺加树脂包膜缓控释肥、硫磺加石蜡包膜缓控释肥等。本发明所述的包膜缓控释肥均指非水溶性材料包膜缓控释肥。

干旱地区：年降雨量低于300毫米、蒸发量超过1000毫米的地区；

旱作物：生长期间土地表面不蓄水的作物，具体如小麦、玉米、棉花、花生、果树、蔬菜等。

本发明的保水保温组合物因与包膜缓控释肥配合施用，也称为包膜缓控释肥伴侣。

本发明的技术方案如下：

一种包膜缓控释肥辅用的保水保温组合物，是由以下质量份的原料制备而成：

风化煤          30～40份，

吸水树脂        3～5份，

豆粕粉          8～15份，

玉米芯粉        30～40份，

尿素            4～7份，

过磷酸钙        8～10份，

微生物菌剂      0.5～0.7份，

所述的微生物菌剂是EM复合菌剂。EM复合菌剂是一种促进有机物分解的微生物复合菌剂产品(EM是EffectiveMicroorganesms的简称)，是将光合菌群、酵母菌群、乳酸菌群、放线菌群、菌根菌群等5科10属80多种微生物在同一状态中复合培养成的一种定型菌剂，pH值在3.5～4.5之间。市场有售。

所述风化煤有机质含量为40～80wt％。风化煤是指煤层的暴露部分经过长期氧化、水解等作用，化学组成和性质发生了很大变化，有机质含量为40～80wt％，其中大部分是再生腐植酸。

所述吸水树脂是一类具有较强吸水能力的高分子材料，优选聚丙烯酸钾、聚丙烯酰胺、或羧甲基纤维素之一。进一步优选聚丙烯酸钾。市场有售。

所述豆粕粉是大豆提取豆油后得到的一种副产品经过物理粉碎制得，粒径小于60目。

所述玉米芯粉是玉米芯直接物理粉碎制得，粒径小于60目。

根据本发明，优选的，一种包膜缓控释肥辅用的保水保温组合物，是由以下质量份的原料制备而成：

风化煤          34～36份

吸水树脂        3.8～4.2份

豆粕粉          12～13份

玉米芯粉        32～34份

尿素            4.5～5.5份

过磷酸钙        8.5～9.5份

微生物菌剂      0.58～0.62份。

本发明上述的包膜缓控释肥辅用的保水保温组合物的制备方法，步骤如下：

(1)按配方比例取风化煤和吸水树脂，混合均匀，按现有技术造粒，粒径1～4毫米。

(2)按配方比例取豆粕粉、玉米芯粉、尿素、过磷酸钙、EM复合菌剂，混合均匀，按现有技术造粒，粒径1～4毫米。

(3)将步骤(1)和步骤(2)制得产品混合均匀，即得。

本发明保水保温组合物的应用，用于与非水溶性材料包膜缓控释肥同时施用，起到辅助保水保温的作用。固亦称为包膜缓控释肥伴侣。

根据本发明，所述的保水保温组合物的应用，方法如下：

i.主要用于干旱地区和旱作物上。

ii.与非水溶性材料包膜缓控释肥在相同位置按相同的方式施用。

iii.按非水溶性材料包膜缓控释肥用量的40～60wt％施用。

本发明的组合物作为包膜缓控释肥伴侣使用，能提高干旱地区、少雨年份及低温条件下缓控释肥的肥效，并为作物提供辅助营养。优良效果如下：

1、提高干旱地区或少雨年份缓控释肥的肥效

非水溶性材料包膜缓控释肥的养分释放与土壤水分密切相关，在作物正常生长的土壤水分范围内，其养分释放数量随土壤水分的增加而提高，由于肥料一般施在土壤的10～20厘米土层内，在干旱地区，这个土层容易水分不足，但作物可以生长，因为有一部分根系处在20厘米以下。本发明包膜缓控释肥伴侣保水保温组合物具有较强的吸水、保水能力，施在缓控释肥附近，可以通过降雨和灌溉贮存水分，以缓解因干旱时土壤水分不足对肥料养分释放的影响。

2、增强低温条件下缓控释肥养分释放

土壤温度是影响包膜缓控释肥养分释放的又一个重要因素，肥料膜层上的微孔是养分释放的通道，它们开张的大小除设计本身外还受环境温度影响。本发明包膜缓控释肥伴侣保水保温组合物含有风化煤等黑色成分，提高土壤的吸热能力。同时豆粕粉、玉米芯粉在土壤中的分解过程也产生热量，因此施用本发明产品可以提高土壤温度，促进缓控释肥养分的释放，在低温条件下效果更好。

3、吸水性能好

本发明包膜缓控释肥伴侣保水保温组合物含有高吸水能力的天然有机物和吸水树脂，吸水性能好。

4、为作物提供营养

风化煤含有丰富的腐植酸和生理活性物质，豆粕粉、玉米芯粉也含有丰富营养，因此，本发明包膜缓控释肥伴侣保水保温组合物还能够为作物提供营养物质。

附图说明

图1是实施例1保水保温组合物(包膜缓控释肥伴侣)对土壤温度的影响曲线图，粗线为施用包膜缓控释肥伴侣土壤温度线，细线为对比例土壤温度线，横坐标是试验时间，纵坐标土壤温度值。

图2是实施例1保水保温组合物(包膜缓控释肥伴侣)对土壤水分的影响曲线图，粗线为施用包膜缓控释肥伴侣土壤水分线，细线为对比例土壤水分线，横坐标是试验时间，纵坐标土壤水分相对含量。

图3是实施例1保水保温组合物(包膜缓控释肥伴侣)在适宜土壤水分时对包膜缓控释肥养分释放的影响曲线图，粗线为施用包膜缓控释肥伴侣的控释肥养分释放曲线，细线为对比例的控释肥养分释放曲线，横坐标是试验时间，纵坐标是控释肥的养分释放率。

图4是实施例1保水保温组合物(包膜缓控释肥伴侣)在土壤水分相对不足时对包膜缓控释肥养分释放的影响曲线图，粗线为施用包膜缓控释肥伴侣的控释肥养分释放曲线，细线为对比例的控释肥养分释放曲线，横坐标是试验时间，纵坐标是控释肥的养分释放率。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明，但不限于此。

实施例中所用的原料说明如下：

风化煤，山西省宁武县露天矿煤厂生产，有机质含量60.2wt％。

豆粕粉为山东省高密市新春油脂有限责任公司产品。

过磷酸钙，市售产品，粉状，含磷12％。

吸水树脂，聚丙烯酸钾，羧甲基纤维素，市售产品。

尿素为普通粉状尿素，市售产品。

EM复合菌剂，河南神众生物科技有限公司。

实施例中的原料用量份数均为质量份，所有的百分比均为质量百分比。

实施例1：

包膜缓控释肥辅用的保水保温组合物，原料如下：

风化煤            39.5kg，

聚丙烯酸钾        5kg，

豆粕粉            10kg，

玉米芯粉          30kg，

尿素              5kg，

过磷酸钙          10kg，

微生物菌剂        0.5kg。

制备方法：

(1)按配方比例取风化煤和聚丙烯酸钾，混合均匀，圆盘造粒，粒径1～2毫米。

(2)按配方比例取豆粕粉、玉米芯粉、尿素、过磷酸钙、微生物菌剂，混合均匀，圆盘造粒，粒径1～2毫米。

(3)将步骤(1)和步骤(2)制得产品混合均匀即得成品。

实施例1保水保温组合物包膜缓控释肥伴侣对土壤温度、水分的影响曲线图，及对包膜缓控释肥养分释放的影响参见图1-4，试验结果显示，明显提高土壤温度，在整个试验过程中平均提高0.8℃，特别是在气温低的后期效果更好。由于土壤温度的提高促进了缓控释肥养分的释放，部分减轻了因低温出现的作物缺肥。能有效缓解土壤干旱，并为缓控释肥的养分释放提供较多的水分保证，提高缓控释肥的利用效率。

实施例2：

包膜缓控释肥辅用的保水保温组合物，原料如下：

风化煤30kg，聚丙烯酸钾3kg，豆粕粉15kg，玉米芯粉36.3kg，尿素7kg，过磷酸钙8kg，EM复合菌剂0.7kg。

制备方法同实施例1。

实施例3：

包膜缓控释肥辅用的保水保温组合物，原料如下：

风化煤35kg，聚丙烯酸钾4kg，豆粕粉12.4kg，玉米芯粉33kg，尿素6kg，过磷酸钙9kg，EM复合菌剂0.6kg。

制备方法同实施例1。

实施例4：

包膜缓控释肥辅用的保水保温组合物，原料如下：

风化煤36kg，羧甲基纤维素3.5kg，豆粕粉8kg，玉米芯粉40kg，尿素4kg，过磷酸钙8kg，EM复合菌剂0.5kg。制备方法同实施例1。

本发明保水保温组合物对土壤温度、水分和缓控释肥养分释放的影响试验：

采用室内模拟试验，具体做法是：首先取壤质土风干、过2mm筛备用。

设两组试验：

第一组：施用本发明实施例1-4保水保温组合物加上热固性树脂包膜尿素(25℃水中释放期为3个月，山东金正大生态工程股份有限公司产，下同)，以仅施用热固性树脂包膜尿素为对比例，所有处理热固性树脂包膜尿素的用量相同。用15cm×15cm的塑料杯，每杯施用颗粒大小均匀的10g热固性树脂包膜尿素，本发明缓控释肥伴侣用量是热固性树脂包膜尿素重量的50％。施用方法是：先在杯中装土400g，将热固性树脂包膜尿素颗粒和本发明保水保温组合物均匀撒在土壤表面，再覆盖300g土，加水至达到土壤饱和持水量的60％，每个重复加水量相同。室温下放置。每10天取样调查一次，每次取3个重复，调查项目为施肥位置的土壤温度和热固性树脂包膜尿素的养分释放情况(从土壤中挑出肥料颗粒，以重量法，根据其重量的减少计算养分释放率)。同时，每次取样时称量不取样的杯子重量，补足水分至初装时的重量。本组试验的目的是了解在作物生长最佳土壤水分含量条件下本发明保水保温组合物对土壤温度及包膜缓控释肥养分释放的影响。

第二组：施用本发明实施例1-4保水保温组合物加热固性树脂包膜尿素，以仅施用热固性树脂包膜尿素为对比例，所有处理热固性树脂包膜尿素的用量相同。用15cm×15cm的塑料杯，每杯施用颗粒大小均匀的10g热固性树脂包膜尿素，本发明保水保温组合物用量是热固性树脂包膜尿素重量的50％。做法与第一组相同，不同之处在于加水量为土壤饱和持水量的45％。本组试验的目的是了解在作物生长相对缺水的土壤水分含量条件下本发明保水保温组合物对土壤水分及包膜缓控释肥养分释放的影响。热固性树脂包膜尿素的养分释放情况调查与第一组相同，土壤水分调查方法是用重量法测定本发明保水保温组合物施用区上下2厘米厚度土壤的含水量。

试验地点：山东省菏泽市，菏泽金正大生态工程有限公司实验室。

试验时间：2010年8月1日至2010年11月10日。

应用效果统计见表1：

表1、应用效果

Claims (8)

1.一种包膜缓控释肥辅用的保水保温组合物，其特征在于是由以下质量份的原料制备而成：

风化煤        30～40份，

吸水树脂      3～5份，

豆粕粉        8～15份，

玉米芯粉      30～40份，

尿素          4～7份，

过磷酸钙      8～10份，

微生物菌剂    0.5～0.7份，

所述的微生物菌剂是EM复合菌剂。

2.如权利要求1所述的保水保温组合物，其特征在于所述风化煤有机质含量为40～80wt％。

3.如权利要求1所述的保水保温组合物，其特征在于所述吸水树脂是聚丙烯酸钾、聚丙烯酰胺或羧甲基纤维素。

4.如权利要求1所述的保水保温组合物，其特征在于所述吸水树脂是聚丙烯酸钾。

5.如权利要求1-4任一项所述的保水保温组合物，其特征在于是由以下质量份的原料制备而成：

风化煤34～36份，吸水树脂3.8～4.2份，豆粕粉12～13份，玉米芯粉32～34份，尿素4.5～5.5份，过磷酸钙8.5～9.5份，微生物菌剂0.58～0.62份。

6.权利要求1-5任一项所述的保水保温组合物的制备方法，步骤如下：

(1)按配方比例取风化煤和吸水树脂，混合均匀，按现有技术造粒，粒径1～4毫米；

(2)按配方比例取豆粕粉、玉米芯粉、尿素、过磷酸钙、EM复合菌剂，混合均匀，按现有技术造粒，粒径1～4毫米；

(3)将步骤(1)和步骤(2)制得产品混合均匀，即得。

7.权利要求1-5任一项所述的保水保温组合物的应用，用于与非水溶性材料包膜缓控释肥同时施用。

8.如权利要求7所述的保水保温组合物的应用，方法如下：

i.主要用于干旱地区和旱作物上；

ii.与非水溶性材料包膜缓控释肥在相同位置按相同的方式施用；

iii.按非水溶性材料包膜缓控释肥用量的40～60wt％施用。

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