CN103193538B - 一种炭基富硒茶叶专用肥及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种炭基富硒茶叶专用肥，它是由下述重量份的原料组成的：生物黑炭22-25、尿素35-40、磷酸二氢胺14-16、氯化钾16-20、粘结剂4-6、骨粉1-2、硫酸铵0.2-0.4、凹凸棒土0.1-0.2；土壤固碳增汇、有机碳增加作用明显：专用肥中的炭基固碳作用明显，由于生物黑炭的化学和微生物惰性以及土壤团聚体的物理保护使得其成为土壤的惰性碳库，只有5%的碳经过土壤微生物的作用重新释放到大气，而95%的碳被土壤固定，产生净的碳吸收，且这种生物黑炭在土壤中固定期达百年尺度。茶园土壤压青、施用有机肥也能短期增加土壤有机质含量，但其分解期仅为几个月，对土壤有机质含量的提升远低于生物黑炭，施用生物黑炭为吸附剂的茶叶专用肥能够显著提高土壤有机质含量和养分积累。

Description

一种炭基富硒茶叶专用肥及其制备方法

技术领域

    本发明主要涉及一种专用肥，尤其涉及一种炭基富硒茶叶专用肥及其制备方法。

背景技术

茶叶是我国南方种植的主要经济作物之一，安徽池州的茶叶闻名于世，祁红获得过巴拿马国际博览会金奖，现有茶园面积25万亩。施肥是茶业生产持续发展的物质基础，是增加茶叶产量和提高茶叶品质的一项重要技术。据有关研究，世界主要产茶国家茶叶的年平均增产幅度为3.11%，其中来自肥料的贡献率达41%，超过土地(25%)、劳动力(8%)等的贡献率。施肥能优化茶叶品质成分，保证了形成茶叶品质所需要元素的充足供给；施肥可以改善茶园中营养物质的循环，维持系统内的养分平衡，使随采摘、修剪等活动而输出系统的养分得以归还补偿，同时保持了土壤其他条件不致恶化;施肥还能提高土壤的潜在肥力，改善其物理、化学和生物性能，使养分元素有效化，并能降低某些有毒重金属的毒害作用。

氮素是茶树生长发育过程中不可缺少的营养元素，是所有氨基酸、蛋白质的组成成分，也是核酸、叶绿素、多种辅酶、多种维生素和多种激素的主要成分。氮素不足和氮素过多都会对茶树产量和品质产生极大的不良影响。茶树因起源于我国西南的热带和亚热带原始森林，长期利用植物残骸分解产生的NH4+—N，使得茶树适应了NH4+—N肥，而对NO3—N肥的利用能力较差，不同的氮肥管理措施也是造成茶叶品质不均一的重要原因。所以传统茶叶种植有七挖金、八挖银这一园间管理措施，以提高茶园土壤的透气性，然而现代化肥，特别是酸性肥料的大量使用，导致土壤板结，土壤重金属溶解，茶叶农残和重金属含量超标等现象时有发生。

磷在茶树体内以有机化合物和无机磷酸盐等形式存在。其中，有机磷约占80%，无机磷约占20%。磷在茶树体内的含量虽然少于氮和钾，但其生理功能却不能忽视，茶树的许多生理过程，如光合作用、呼吸作用及生长发育等都需有磷参与，尤其是体内的各种酶促反应和能量传递与磷素的关系很大。据各地的研究结果表明，凡是品质好的红茶，磷的含量也比较高。磷对提高茶叶品质的作用，主要表现在香气和滋味两个方面。但由于各种磷肥所含磷的形态不同，对增产效果亦出现明显差异。据祁门茶科所研究，在供磷能力处于中低水平的情况下，以采用相对集中施肥方法较宜。

钾是茶树生长的重要营养元素之一，在茶树体内的含量仅次于氮素。全株的含钾量约为0.6—0. 1%，芽叶中含量高达1.2—2.5%，茶叶灰分中的含钾量为25—30%。它虽不是茶树体内有机物的组成成分，但常以离子状态存在于有机体中，参与各种生化过程。茶园施钾可以显著改善茶叶品质。很多研究己表明，钾能显著提高茶叶中的游离氨基酸、茶多酚等内含物的含量。另外，钾对茶品质的影响还表现为钾与钙之间相互拮抗，春茶中钙含量与茶多酚和氨基酸含量呈显著负相关，土壤中代换性钙与新梢中钙增加不利于品质提高，提高速效钾可减少这种影响。不同钾肥品种对茶叶品质的影响不同，其中硫酸钾最好，施氯化钾的茶苗氨基酸不但没有增加，相反还有所减少。而现代常规复混肥料中的钾多为氯化钾，易造成茶叶减产。

硒是动物和人类必需的微量营养元素，具有许多重要的生理功能。我国许多地方性高发症，如克山病、大骨节病、癌症、心脑血管疾病、糖尿病、机体免疫力减退和衰老过程等疾病均与膳食中硒摄取不足有关。许多研究证明，硒是茶树非必需元素，它们与茶叶中的色素、酚类物质、果胶和和核酸等结合，硒对提高整个采摘期内的茶叶香气的形成非常有利。天然的富硒茶叶来自于我国天然高硒地区，例如湖北恩施和陕西紫阳，而目前市场上销售的富硒茶叶大多数是通过叶面喷施硒酸盐或亚硒酸盐获得的，但其自溶物中有机硒含量不高，生物活性低，人体不易吸收，且毒副作用大。叶面喷施硒肥的优点是硒量增加迅速，但无机硒残留量大，而且分布不均，如某知名大学与某国家级葡萄基地进行的联合试验中，该技术获得的葡萄只有葡萄皮富硒，果肉未见硒增加，出现了“吃葡萄不吐葡萄皮”的笑话。普通土施工艺施加的矿质硒肥，由于颗粒大，不易深度活化，大颗粒内部硒元素不能很好释放，被植物吸收，因此，每亩施用量高达数百公斤，由于技术落后，未能成功进入市场。针对我国缺硒现象是普遍存在的这一现状, 本发明依据生物富硒原理，发明一种富硒有机无机复合肥的制备方法，将微量元素硒通过生物活化形成有机硒，通过施肥提高植物富硒水平。本发明的硒肥具有很好的硒释放机制，硒可以得到充分利用，在一般地域性缺硒地区按照常规施肥量施用炭基富硒茶叶专用肥量，茶叶硒含量可提高5倍以上。

发明内容

本发明目的就是提供一种炭基富硒茶叶专用肥及其制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种炭基富硒茶叶专用肥，它是由下述重量份的原料组成的：

生物黑炭22-25、尿素35-40、磷酸二氢胺14-16、氯化钾16-20、粘结剂4-6、骨粉1-2、硫酸铵0.2-0.4、凹凸棒土0.1-0.2；

所述的粘结剂是由下述重量份的原料组成：

粳米淀粉30-40、富硒酵母4-6、麦芽糖4-6、水50-60、亚硒酸钠0.001-0.004、氢氧化钾2-3、硼砂0.2-0.4、磷酸三丁酯0.1-0.2。

所述的粘结剂的制备方法，包括以下步骤：

（1）发酵培养：将上述重量份的粳米淀粉、富硒酵母、麦芽糖、水混合，在温度为28-31℃下培养23-25小时后，将上述重量份的亚硒酸钠平均分成4-5份，每隔2-3小时加一份亚硒酸钠，总培养时间为45-50小时；

（2）交联反应：在发酵培养结束后，在上述得到的混料中加入上述重量份的氢氧化钾和硼砂，在温度为30-35℃下搅拌反应1-1.5小时，搅拌速度为2次/分钟；

（3）在上述交联反应结束后，加入上述重量份的磷酸三丁酯，混合搅拌，得半成品；

（4）将上述得到的半成品在80-90℃下干燥，粉碎，即得所述粘结剂；

步骤（1）中所述的发酵培养过程中，加入淀粉重量9-12%的氯化钾粉剂作为发酵终止剂，充分混合后，发酵结束。

一种炭基富硒茶叶专用肥的制备方法，包括以下步骤：

将上述重量份的生物黑炭在温度为160-180℃，气压6-7atm下与上述重量份的磷酸二氢胺、氯化钾、硫酸铵充分混合，再加入剩余各原料，搅拌均匀后在50-60℃下造粒，然后干燥，干燥温度为65-75℃，即得所述炭基富硒茶叶专用肥。

本发明的肥料颗粒粒径（mm）为2-4.5、百粒重(g)为2-3.5、抗压强度(N)30-45。

本发明的优点是：

土壤固碳增汇、有机碳增加作用明显：专用肥中的炭基固碳作用明显，由于生物黑炭的化学和微生物惰性以及土壤团聚体的物理保护使得其成为土壤的惰性碳库，只有5%的碳经过土壤微生物的作用重新释放到大气，而95%的碳被土壤固定，产生净的碳吸收，且这种生物黑炭在土壤中固定期达百年尺度。茶园土壤压青、施用有机肥也能短期增加土壤有机质含量，但其分解期仅为几个月，对土壤有机质含量的提升远低于生物黑炭，施用生物黑炭为吸附剂的茶叶专用肥能够显著提高土壤有机质含量和养分积累。

炭基复合肥料改善土壤质量、提高肥料养分有效性：首先是缓冲土壤pH 值，茶叶专用复合肥料中的生物黑炭含有的灰分元素如 K、Mg 等，它们都呈可溶态，施入土壤可提高酸性土壤的盐基饱和度，以提高土壤的缓冲性能，特别是 pH值变化的抵御能力。增进土壤的养分离子的吸附和保持，减少了营养元素的流失和挥发，特别是对 NH₄ ⁺ 有很强的吸附作用从而减少氮的损失，N肥利用率达到65%以上。 另外， K、Mg等较为丰富，施进土壤后作为可溶性养分被作物利用， 因此，施入土壤的炭基复合肥料不仅仅是提高了土壤碳保持容量，更重要的是对无机营养元素的固持，减少其流失，避免其对环境产生污染，且其本身可以作为肥料提高土壤肥力。

提高茶叶品质作用：茶叶专用复合肥料施用可使茶园矿质营养元素归还率达60%。炭基复合肥料采用有机无机复合工艺，养分全面，缓释可控，肥料的利用率高，具有良好的物理性质和养分调控作用，施入土壤可以显著促进土壤含水和植物生长，从而促进茶叶增产和品质提高。亩施酵母硒源肥50kg，折合se元素2g,可以维持土壤85ug/ kg含量，满足茶叶0.8mg.kg-1左右的高富硒要求。

附图说明

    图1为不同施肥对茶叶性状和产量影响。

具体实施方式

实施例1

一种炭基富硒茶叶专用肥，它是由下述重量份(公斤)的原料组成的：

生物黑炭25、尿素40、磷酸二氢胺16、氯化钾20、粘结剂6、骨粉2、硫酸铵0.4、凹凸棒土0.2；

所述的粘结剂是由下述重量份的原料组成：

粳米淀粉40、富硒酵母6、麦芽糖6、水60、亚硒酸钠0.004、氢氧化钾3、硼砂0.4、磷酸三丁酯0.2。

所述的粘结剂的制备方法，包括以下步骤：

（1）发酵培养：将上述重量份的粳米淀粉、富硒酵母、麦芽糖、水混合，在温度为31℃下培养25小时后，将上述重量份的亚硒酸钠平均分成5份，每隔3小时加一份亚硒酸钠，总培养时间为50小时；

（2）交联反应：在发酵培养结束后，在上述得到的混料中加入上述重量份的氢氧化钾和硼砂，在温度为35℃下搅拌反应1.5小时，搅拌速度为2次/分钟；

（3）在上述交联反应结束后，加入上述重量份的磷酸三丁酯，混合搅拌，得半成品；

（4）将上述得到的半成品在90℃下干燥，粉碎，即得所述粘结剂；

步骤（1）中所述的发酵培养过程中，加入淀粉重量9-12%的氯化钾粉剂作为发酵终止剂，充分混合后，发酵结束。

一种炭基富硒茶叶专用肥的制备方法，包括以下步骤：

将上述重量份的生物黑炭在温度为180℃，气压7atm下与上述重量份的磷酸二氢胺、氯化钾、硫酸铵充分混合，再加入剩余各原料，搅拌均匀后在60℃下造粒，然后干燥，干燥温度为75℃，即得所述炭基富硒茶叶专用肥。

本发明的肥料颗粒粒径（mm）为4.5、百粒重(g)为2-3.5、抗压强度(N) 45。

皖南地区茶园多分布在山区，交通极其不便，施肥成本非常高。而本发明产品茶叶专用复合肥兼有有机肥缓释改土和无机肥高效之长。与高浓度无机复合肥相比，产品有机质含量高于20%；与传统有机肥相比，主导成分NPK有效养分含量超过38%（有机无机复合肥的国家标准中有机质的含量为15%～20%，NPK的养分含量为5%～20%，国内常规有机肥NPK有效养分含量小于10%，国家标准是>4%）；与常规缓释肥相比，本产品既不用有机薄膜也不用硫等矿物质包膜，降低了肥料成本和农工成本,更重要的是降低因包膜剂带来的环境潜在风险。根据7家县市农技推广中心所作的同养分田间试验和示范，本产品与传统复合肥对比，茶叶增产15%以上。

Claims (3)

1.一种炭基富硒茶叶专用肥，其特征在于它是由下述重量份的原料组成的：

生物黑炭22-25、尿素35-40、磷酸二氢胺14-16、氯化钾16-20、粘结剂4-6、骨粉1-2、硫酸铵0.2-0.4、凹凸棒土0.1-0.2；

所述的粘结剂是由下述重量份的原料组成：

粳米淀粉30-40、富硒酵母4-6、麦芽糖4-6、水50-60、亚硒酸钠0.001-0.004、氢氧化钾2-3、硼砂0.2-0.4、磷酸三丁酯0.1-0.2、粳米淀粉重量9-12%的氯化钾粉剂；

所述的粘结剂的制备方法，包括以下步骤：

（1）发酵培养：将上述重量份的粳米淀粉、富硒酵母、麦芽糖、水混合，在温度为28-31℃下培养23-25小时后，将上述重量份的亚硒酸钠平均分成4-5份，每隔2-3小时加一份亚硒酸钠，总培养时间为45-50小时；

（2）交联反应：在发酵培养结束后，在上述得到的混料中加入上述重量份的氢氧化钾和硼砂，在温度为30-35℃下搅拌反应1-1.5小时，搅拌速度为2次/分钟；

（3）在上述交联反应结束后，加入上述重量份的磷酸三丁酯，混合搅拌，得半成品；

（4）将上述得到的半成品在80-90℃下干燥，粉碎，即得所述粘结剂；

步骤（1）中所述的发酵培养过程中，加入粳米淀粉重量9-12%的氯化钾粉剂作为发酵终止剂，充分混合后，发酵结束。

2.一种如权利要求1所述的炭基富硒茶叶专用肥的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

将上述重量份的生物黑炭在温度为160-180℃，气压6-7atm下与上述重量份的磷酸二氢胺、氯化钾、硫酸铵充分混合，再加入剩余各原料，搅拌均匀后在50-60℃下造粒，然后干燥，干燥温度为65-75℃，即得所述炭基富硒茶叶专用肥。

3.根据权利要求1所述的一种炭基富硒茶叶专用肥，其特征在于，所述炭基富硒茶叶专用肥的肥料颗粒粒径（mm）为2-4.5、百粒重(g)为2-3.5、抗压强度(N)30-45。