CN102199046A - 一种玉米育苗控释复混肥及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种玉米育苗控释复混肥及其制备方法。该育苗控释复混肥由包膜尿素和磷肥、钾肥组成，养分含量依次为，N：16～24％，P₂O₅：11～16％，K₂O：8～12％，优选N：20％，P₂O₅：14％，K₂O：10％；其中N∶P₂O₅∶K₂O＝1.0∶0.7∶0.5；所述包膜尿素，肥芯为普通大颗粒尿素，包膜材料可为聚乙烯或聚氨酯等，氮素含量42％，初期溶出率大于0小于2％，释放期为50～70天；所述磷肥为颗粒重过磷酸钙，P₂O₅含量40～44％；所述钾肥为颗粒硫酸钾，K₂O含量50～52％；所述包膜尿素、颗粒重过磷酸钙和颗粒硫酸钾的颗粒直径均为3.0～4.0毫米。本发明的控释育苗复混肥可促进玉米前期生长，提前生育进程，提高产量，减少玉米生育前期的氮肥用量，降低氮素向环境中的排放，提高氮素利用率，具有较高的经济、社会、生态效益。

Description

一种玉米育苗控释复混肥及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种控释复混肥及其制备方法，特别涉及一种适合于玉米育苗移栽生产体系的育苗控释复混肥及其制备方法。

背景技术

玉米育苗移栽与直播相比以其提前生育进程、抗旱、抗倒伏和密植全苗等优点广泛应用于我国西南地区玉米生产及很多地区特用玉米的栽培中。移栽玉米生产体系中，氮肥的过量施用在育苗阶段和田间生育阶段同时存在，且各农户之间存在较大的差异。2008年对四川、重庆等移栽玉米主要生产区的调查结果表明，育苗阶段氮素养分的投入量平均为16.9kg N hm^-2(变幅0～156.6kg N hm^-2)，约折合500mg N株^-1，超过育苗安全用量的5～10倍；移栽后，氮肥用量平均为385kg N hm^-2，最小用量159kg Nhm^-2，最高可达1463kg N hm^-2，田间生育阶段的高氮投入也十分突出。育苗阶段不合理的养分投入不利于形成壮苗，尤其是大量速效氮素的施用会引起烧种烧苗现象；田间生育阶段过量氮肥的投入则可增加氮素的淋失量，降低氮素利用率。玉米移栽体系迫切需要科学的氮素施用技术。

21世纪初，以根层养分调控为核心，基于土壤N_min测试的氮素实时调控技术在我国玉米栽培体系中进行了多年多点的田块尺度上的应用研究，该技术在获得较高产量的情况下，有效降低了氮肥用量，提高了氮素利用效率，形成了直播玉米体系的氮素管理模式。由于玉米生育前期根系发育较弱，吸收养分的能力较差，生育前期的氮素损失成为限制进一步提高氮素利用率的瓶颈。

根际施肥是调控作物根际微域环境养分状况、提高养分的生物有效性，提高养分利用率的重要措施。国内外已有许多研究证明启动肥的施用可促进玉米生长、提高产量。根据玉米育苗移栽的栽培特点，育苗阶段的养分可随移栽携带进入大田，是实现氮素根际供应，减少生育前期的氮素损失、提高氮素利用率的重要途径。速效氮肥作为育苗氮源加入育苗基质，安全用量下难以做到作物前期氮素高强度的连续供应，作物生育前期的氮素根际调控，迫切需要根际肥料本身及施肥技术上的突破。控释肥料的养分释放速率及释放时间具有可调控性，其养分释放曲线与作物的养分吸收规律可较好的吻合，为生育前期氮素的根际调控提供了可能性。

中国专利00102158.3(2000)特许公开了一种可广泛用于各种农作物的全营养育苗育秧肥，由鸡粪、硫铵、二铵和混合菌种按比例复配而成，其速效氮源分别由5～10％添加量的硫铵和二铵提供，鸡粪也可提供部分氮素，该肥料在无机氮素安全用量下，育苗移栽时，不足以携带较多的氮素实现生育前期氮素的根际调控，不能有效减少作物生育前期的氮素施用量，降低生育前期的氮素损失，提高养分利用率。

发明内容

本发明的目的是提供一种玉米育苗控释复混肥及其制备方法。

本发明提供的玉米育苗控释复混肥，由包膜尿素、磷肥和钾肥组成。

上述玉米育苗控释复混肥中，所述磷肥为重过磷酸钙，所述钾肥为硫酸钾。所述包膜尿素是由尿素和包膜材料组成，所述包膜材料为聚乙烯或聚氨酯，所述聚乙烯或聚氨酯的重均分子量为30,000-100,000，优选65,000；所述包膜尿素中氮元素的质量百分含量为42％，初期溶出率为大于0小于2％，优选1.72％，养分释放期为50～70天，优选66天。所述磷肥中P₂O₅的质量百分含量为40～44％，优选40％；所述钾肥中K₂O的质量百分含量为50～52％，优选52％。所述包膜尿素、所述磷肥和所述钾肥的颗粒直径均为3.0～4.0毫米。所述玉米育苗控释复混肥是由如下重量份数的组分组成：10～14份所述包膜尿素、7～10份所述重过磷酸钙和4～6份所述硫酸钾；优选如下重量份数的各组分组成的所述玉米育苗控释复混肥：12份所述包膜尿素、9份所述重过磷酸钙和5份所述硫酸钾。所述玉米育苗控释复混肥中，N的质量百分含量为16～24％，优选20％，P₂O₅的质量百分含量为11～16％，优选14％，K₂O的质量百分含量为8～12％，优选10％。

本发明提供的制备上述玉米育苗控释复混肥的方法，包括如下步骤：将10～14份所述包膜尿素、7～10份所述磷肥和4～6份所述钾肥混匀，得到所述玉米育苗控释复混肥；所述包膜尿素是由尿素和包膜材料组成，所述包膜材料为聚乙烯或聚氨酯，所述聚乙烯或聚氨酯的重均分子量为30,000-100,000，优选65,000；所述包膜尿素中氮元素的质量百分含量为42％，初期溶出率为大于0小于2％，优选1.72％，养分释放期为50～70天，优选66天。

该方法中，所述包膜尿素为12份，所述磷肥为9份，所述钾肥为5份；所述磷肥中P₂O₅的质量百分含量为40～44％，优选40％；所述钾肥中K₂O的质量百分含量为50～52％，优选52％。所述包膜尿素、所述磷肥和所述钾肥的颗粒直径均为3.0～4.0毫米；所述磷肥为重过磷酸钙，所述钾肥为硫酸钾。

本发明针对玉米育苗过程中速效氮肥易引起烧苗现象，移栽后氮肥施用量过多，氮素流失严重的问题，根据玉米生育前期的养分需求特点、玉米传统施肥模式及控释尿素的氮素养分释放规律，以包膜控释尿素为氮素供应主体，加入适量的磷肥、钾肥，使养分供应与玉米生育前期的养分需求同步，以此设计、制备的玉米育苗控释复混肥。

本发明具有以下优点：

1)添加了包膜控释尿素，育苗期控释氮素的释放量可满足玉米幼苗的养分需求，形成健壮幼苗，移栽时，还可携带部分控释氮素进入大田，能够在减少大田生育前期氮素用量的前提下，保证玉米根际较高的氮浓度，可解决前期施肥过量的氮素严重流

2)复混肥料中含N：16～24％，P₂O₅：11～16％，K₂O：8～12％，N∶P₂O₅∶K₂O＝1.0∶0.7∶0.5，根据控释氮素的养分释放特点，该养分比例可满足玉米育苗期的需求，实现苗期氮、磷、钾的平衡供应。

3)复混肥料中加入包膜尿素，在安全氮素用量下，可携带进入大田，实现生育前期氮素的根际供应，可促进玉米植株生长，提高产量和氮素利用效率；且为一成品掺混肥料，使用方便，有益于农民省工、省时、增产、增收。

本发明将氮素养分的控释技术和玉米的田间养分资源综合管理技术物化为育苗控释复混肥料，达到了氮素缓急相济、磷钾平衡供应的目的，在形成健壮幼苗的前提下，实现带肥移栽，减少玉米生育前期的氮肥用量，降低氮素向环境中的排放，提高氮素利用率，为玉米育苗提供了省时、省工、安全、环保的专用肥料，具有较高的实际应用价值，市场前景广阔。

附图说明

图1为玉米幼苗移栽期植株根系生长状况，其中，左图为利用本发明提供的控释复混肥育苗的玉米幼苗，右图为按照传统方法育苗的玉米幼苗。

具体实施方式

实施例1、玉米育苗控释复混肥的制备及其效果检测

1)玉米育苗控释复混肥释放期及各组分的确定

根据移栽玉米的生育特点，育苗阶段为14天，移栽至大喇叭口期35天左右，且尿素在土壤中完全转化为无机氮需7～14天左右，确定控释尿素的释放期为50～70天。通过控释氮素不同用量试验，以形成健壮幼苗的最大安全控释氮素用量确定控释尿素用量，根据育苗阶段磷、钾的需求量确定复混肥料中磷肥、钾肥用量，以此确定育苗控释复混肥各组分的重量份数及养分含量。

2)玉米育苗控释复混肥的制备

将包膜尿素(该包膜尿素的含氮量为42％；肥芯为普通大颗粒尿素，包膜材料为重均分子量为65,000的聚乙烯，初期溶出率1.72％，释放期为66天；该包膜尿素可在首创新型肥料有限公司或金正大集团购买)14份，颗粒重过磷酸钙(该磷肥中P₂O₅的质量百分含量为40％)10份，颗粒硫酸钾(K₂O的质量百分含量为52％)5份混匀得到肥料产品。所制备育苗控释复混肥养分含量中，N的质量百分含量为24％，P₂O₅的质量百分含量为15％，K₂O的质量百分含量为10％，各组分颗粒直径均为3.0～4.0mm。

该玉米育苗控释复混肥的效果检测：

1)育苗效果检测

在中国农业大学资源与环境学院温室，利用实施例1制备的控释复混肥进行育苗试验。试验采用8cm×8cm盆钵育苗，以菜园土∶蛭石∶草炭(4∶1∶1)为育苗基质，控释复混肥处理按295mg N株^-1计施肥量，以传统育苗为对照(50mg N株^-1，磷、钾用量与控释复混肥相同)，按基质相对含水量的60～90％进行水分管理，育苗期11天。

所得结果如表1和图2所示，由上述结果可知，与传统育苗相比，利用本发明育苗控释复混肥培育的玉米幼苗株高、茎粗分别增加1.7～3.9cm、0.01～0.04cm，植株移栽期根长、根表面积平均增加56％、36％，植株最新展开叶片的SPAD值(叶绿素含量)和对照差异不显著。

表1、玉米幼苗移栽期植株生长状况

2)移栽期基质养分携带量检测

在所述的育苗试验中，育苗移栽时，随机抽取控释复混肥处理和传统处理各4钵，测定基质无机氮素残留量；控释复混肥处理中分别挑出包膜尿素颗粒，用去离子水洗净包膜表面，测定控释氮素残留量(即移栽携带控释氮素量)。具体测定方法如下：将挑出并洗净的包膜尿素研磨，用去离子水定容至100ml，吸取0.5ml，凯氏定氮法测定氮素残留量。

经检测，传统处理每钵无机氮残留量27mg；本发明所述育苗控释复混肥处理氮素残留总量229mg钵^-1，其中控释氮素残留量占97％(如表2所示)，符合玉米育苗移栽的养分携带设计要求。

表2、玉米幼苗移栽期基质氮素状况

3)移栽后大田效果检测

在北京市郊区中国农业大学上庄试验站，利用所述的育苗试验中的控释复混肥及传统育苗方式培育的玉米幼苗分别进行田间试验效果验证。试验包括传统育苗、控释复混肥育苗和直播3种育苗方式，不施氮肥(Nno)，基于N_min测试的氮素实时调控处理(Nopt，土壤无机氮或NO³-N-NH₄ ⁺-N即硝态氮+铵态氮处理方法)和传统氮素管理(Nconv；250kg N hm^-2)3种施肥方式，采用3×3因素完全方案，随机区组设计，共设9个处理，4次重复，栽培密度50cm×27cm，折合74074株hm^-2，小区面积6.75m²；其中，所述N_min测试的氮素实时调控处理方法具体是按照下述文献提供的方法进行调控处理的：Zhao，R.F.，Chen，X.P.，Zhang，F.S.，Zhang，H.L.，Schroder，J.，

V.，2006.Fertilization and nitrogen balance in a wheat-maize rotation system in NorthChina.Agron.J.98，938-945；所述传统氮素管理施肥方法中，每株幼苗的总氮肥施用量为250kg N hm^-2，分两次施肥，在玉米幼苗拔节期的施用量为100kg N hm^-2，在大喇叭口期的施用量为150kg N hm^-2。

结果表明：控释复混肥育苗处理可显著提高7叶展期的植株株高；2育苗处理的10叶展期、籽粒灌浆期的干物质累积量高于直播，控释复混肥处理略高于传统处理，表明育苗移栽尤其是控释复混肥育苗可提前生育进程；控释复混肥育苗配合氮素实时调控处理产量最高，为13.28t hm^-2，氮素利用率达50％；氮素实时调控施肥方式下，与直播相比，传统育苗可增加产量1.66t hm^-2，控释育苗复混肥育苗可增加产量1.85thm^-2(如表3所示)；控释育苗复混肥育苗处理的产量变异明显小于传统育苗和直播，表明本发明所述控释育苗复混肥具有增产和稳产的作用。基于N_min测试的氮素实时调控处理氮肥用量为190kg N hm^-2，比传统施肥节约氮肥60kg N hm^-2；根据生育期内土壤无机氮变化动态分析，控释复混肥育苗处理配合氮素实时调控技术在生育前期还有60kg N hm^-2的节氮潜力。证明本发明所述的控释育苗复混肥可促进玉米前期生长，提前生育进程，提高产量，减少前期氮肥用量，降低氮素向环境中的排放，提高氮素利用率，具有较高的经济、社会、生态效益。

表3、不同处理玉米产量

Claims (10)

1.一种玉米育苗控释复混肥，由包膜尿素、磷肥和钾肥组成。

2.根据权利要求1所述的控释复混肥，其特征在于：所述包膜尿素是由尿素和包膜材料组成，所述包膜材料为聚乙烯或聚氨酯，所述聚乙烯或聚氨酯的重均分子量为30,000-100,000，优选65,000；

所述包膜尿素中氮元素的质量百分含量为42％，初期溶出率为大于0小于2％，优选1.72％，养分释放期为50～70天，优选66天。

3.根据权利要求1-2所述的控释复混肥，其特征在于：所述磷肥为重过磷酸钙，所述钾肥为硫酸钾。

4.根据权利要求1-3任一所述的控释复混肥，其特征在于：所述磷肥中P₂O₅的质量百分含量为40～44％，优选40％；所述钾肥中K₂O的质量百分含量为50～52％，优选52％。

5.根据权利要求1-4任一所述的控释复混肥，其特征在于：所述包膜尿素、所述磷肥和所述钾肥的颗粒直径均为3.0～4.0毫米。

6.根据权利要求1-5所述的控释复混肥，其特征在于：所述玉米育苗控释复混肥是由如下重量份数的组分组成：10～14份所述包膜尿素、7～10份所述重过磷酸钙和4～6份所述硫酸钾；

优选如下重量份数的各组分组成的所述玉米育苗控释复混肥：12份所述包膜尿素、9份所述重过磷酸钙和5份所述硫酸钾。

7.根据权利要求1-6任一所述的控释复混肥，其特征在于：所述玉米育苗控释复混肥中，N的质量百分含量为16～24％，优选20％，P₂O₅的质量百分含量为11～16％，优选14％，K₂O的质量百分含量为8～12％，优选10％。

8.根据权利要求1-7任一所述的控释复混肥，其特征在于：所述玉米育苗控释复混肥是按照权利要求9或10所述方法制备而得。

9.一种制备权利要求1-8任一所述玉米育苗控释复混肥的方法，包括如下步骤：将10～14份所述包膜尿素、7～10份所述磷肥和4～6份所述钾肥混匀，得到所述玉米育苗控释复混肥；

所述包膜尿素是由尿素和包膜材料组成，所述包膜材料为聚乙烯或聚氨酯，所述聚乙烯或聚氨酯的重均分子量为30,000-100,000，优选65,000；所述包膜尿素中氮元素的质量百分含量为42％，初期溶出率为大于0小于2％，优选1.72％，养分释放期为50～70天，优选66天。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：所述包膜尿素为12份，所述磷肥为9份，所述钾肥为5份；

所述磷肥中P₂O₅的质量百分含量为40～44％，优选40％；所述钾肥中K₂O的质量百分含量为50～52％，优选52％；所述包膜尿素、所述磷肥和所述钾肥的颗粒直径均为3.0～4.0毫米；所述磷肥为重过磷酸钙，所述钾肥为硫酸钾。

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