CN103804051A - 一种减少种植瓜果类蔬菜土壤氮磷流失的复合肥料及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种减少种植瓜果类蔬菜土壤氮磷流失的复合肥料，按重量比包括：N：10份、K2O：6.6-7.5份以及P2O5：4-5份以及粪便有机肥，该复合肥料制成两种颗粒肥，其中：复合肥料A100份：其中N：10份；K2O：6.6-7.5份，其余重量份为粪便有机肥；复合肥料B100份：其中P2O5：4-5份，其余重量份为粪便有机肥，该复合肥料B作为基肥；粪便有机肥中的有机质含量占有机肥重量的15%-25%，复合肥料A和B均为颗粒状，分为内层和外层结构，其中外层都为有机肥，N、K2O或P2O5位于内层；本发明肥料可减少种植瓜果类蔬菜土壤氮磷流失。
Description
技术领域
本发明涉及农业领域，具体涉及一种减少种植瓜果类蔬菜土壤氮磷流失的复合肥料。及其制造方法。
背景技术
蔬菜生产是一个高度集约化的种植体系，超量施用肥料是普遍现象。由于种植效益高，菜农为了追求效益，超高量使用氮、磷肥料，单季作物化肥纯养分用量平均为569-2000kg/hm2，为普通大田作物的数倍甚至数十倍。众多研究表明，长期且大量施用氮磷肥会导致土壤积累过多的氮磷养分。近期的研究表明，山西关中黄土区15年以上菜园土壤硝态氮累计量达到680kg/hm2（巨晓棠等，2003）；长沙市郊种植10年至15年的菜田Olsen-P平均含量为146.9mg/kg，种植蔬菜30年左右的菜田Olsen-P则高达225.0mg/kg（秦红灵等，2010）。李艾芬等（2010）对浙北菜田研究表明，新开辟的菜田在目前施肥水平和管理措施下，土壤磷也会很快累积到较高水平。
菜田土壤中过多的可溶性氮磷养分通过农田地表径流、排水和地下渗流等途径进入环境之中，导致地下水、河流和湖泊水质富营养化，已严重影响到部分地区的水体水质。例如，研究表明，福州市郊菜田地下水硝态氮含量超标(≥10mg/L)以上的水样数量占54.55％，总磷含量超过V类水质标准(0.4mg/L)的水样数占81.82％（黄东风等，福州市郊蔬菜施肥现状及菜地土壤养分累积特征分析[J].福建农林大学学报（自然科学版），2009，38（6）：633-638）。
针对长期过量施肥使许多菜田出现土壤环境质量恶化，菜田中过高的氮磷富集导致大量淋溶流失，使部分地区的水体水质富营养化的问题，现有技术已提出许多治理方法。
在耕作栽培上，采取轮作制，如蔬菜与旱粮轮作、不同旱生蔬菜品种间轮作、旱生蔬菜与水生蔬菜轮作等栽培制度，以及科学的灌溉技术。在生态工程措施上，氮磷面源污染的治理方法主要有在农田四周建立缓冲带或采用湿地处理等方法。
当前防控措施存在的主要问题：设施菜田氮磷过度积累是由于不合理的栽培制度和过量施肥引起的，适宜的蔬菜轮作措施在一定程度上能够达到治理效果。但是，蔬菜生产模式的选择不但要适应当地农业生产条件，而且还要适应当地市场条件，从而限制了不同蔬菜品种之间轮作的可行性。农田最佳养分管理（BMPs）要求肥料和水分供给与作物需求同步，但是我国大部分地区的排灌系统还不配套，影响了该法的普遍应用和效果。在蔬菜降污方面，研究开发出了选育低硝酸盐积累的品种、选用合适的氮肥品种或增施氮素抑制剂、减少氮肥用量、分期施肥、平衡施肥等降污技术等，但缺少物化产品。在工程措施上，由于我国人多地少，耕地资源紧缺，难以腾出足够耕地面积建设农田缓冲带或留出足够面积建设湿地，来容纳盈余的氮磷养分。
发明内容
本发明的目的在于提供适合我国国情的、不影响菜农济效益前提下的简便和易于操作的新型肥料及其制造方法，以解决现有技术中存在的上述问题。
减少种植瓜果类蔬菜土壤氮磷流失的复合肥料，
本发明提供的技术方案如下：
一种减少种植瓜果类蔬菜土壤氮磷流失的复合肥料，其特征在于：按重量比包括：
N10份、K2O6.6—7.5份以及P2O54-5份以及粪便有机肥，该复合肥料制成两种颗粒肥，其中：
复合肥料A100份：其中N10份；K2O6.6—7.5份，其余重量份为粪便有机肥；
复合肥料B100份：其中P2O54-5份，其余重量份为粪便有机肥，该复合肥料B作为基肥；
粪便有机肥中的有机质含量占有机肥重量的15%-25%，复合肥料A和B均为颗粒状，分为内层和外层结构，其中外层都为有机肥，N、K2O或P2O5位于内层。
本发明中所述的粪便可以为猪、牛、羊、家禽、人等的粪便。
在一较佳实施例中，所述的颗粒肥内径为1.0～2.0mm，内外径总计2.5～4.0mm。
在一较佳实施例中，前述的复合肥料按重量比包括N300份、P2O5120份以及K2O225份。该比例复合肥料的用途，其用于丝瓜种植，减少种植土壤氮磷流失。
在一较佳实施例中，按重量比包括N180份、P2O590份以及K2O120份。该比例的复合肥料的用途，其用于毛豆种植。
在一较佳实施例中，一种减少种植瓜果类蔬菜土壤氮磷流失的复合肥料，其特征在于：单质氮肥用硝酸铵，单质钾肥用氯化钾，P2O5为过磷酸钙。
前述的复合肥料的制备方法，包括如下步骤：
配备原料，其中复合肥料A N10份；K2O6.6—7.5份；复合肥料B P2O54-5份。其余重量份为粪便有机肥，原料混合；之后圆盘造粒机造粒。造粒条件为：原料预热时间为10～30min，温度控制范围为40～60℃，流量700㎏/h，风量控制1300m3/h；这些肥料为颗粒状，分为内层和外层结构，其中这些肥料外层都为有机肥，所述的颗粒内径为1.0～2.0mm，内外径总计2.5～4.0mm。
田间试验表明，采用本发明肥料，四季豆氮、磷肥表观利用率分别为49.3%和27.8%，比习惯施肥提高了14.2个百分点和13.6个百分点，土壤渗漏水硝态氮和总磷浓度只有习惯施肥的75.6%和82.3%；四季豆和瓢瓜连作的氮、磷肥表观利用率分别为52.2%和28.5%，比习惯施肥模式提高了18.4个百分点和17.6个百分点，土壤渗漏水硝态氮和总磷浓度只有习惯施肥的90.3%和80.6%；毛豆氮、磷肥表观利用率分别为44.4%和11.5%，比习惯施肥分别提高了6.0个百分点和6.4个百分点，土壤渗漏水硝态氮和总磷浓度只有习惯施肥处理的78.7%和81.8%。
本发明产品促进瓜果类蔬菜氮磷养分高效利用，降低土壤氮磷积累和减少土壤氮磷流失浓度，促进蔬菜产业可持续发展。
具体实施方式
以下各实施例以及对比例实验周期从2008年至2013年，测试数据采用算数平均值。
肥料制造与施肥方法
实验用的氮钾复合肥原料组成比例为，N10%；K2O0—12.5%；其它为粪便有机肥（有机质含量15%）；单质氮肥用硝酸铵，单质钾肥用氯化钾。原料混合后造粒。
磷肥（过磷酸钙）全部做基肥施用，氮钾复合肥在基肥中的用量占总施肥量的50%，余下的氮钾复合肥做追肥施用，平分2次或3次施用。
圆盘造粒机造粒条件为：原料预热时间为10～30min，温度控制范围为40～60℃，流量700㎏/h，风量控制1300m3/h；这些肥料为颗粒状，分为内层和外层结构，其中这些肥料外层都为有机肥，所述的颗粒内径为1.0～2.0mm，内外径总计2.5～4.0mm。肥料采用内外层的结构，可以使内层的无机肥料被外层的有机肥包围，起到部分缓释的效果，减少流失，提高利用率。
以下对比及实施例为丝瓜
供试土壤为灰黄泥田，pH3.92OM(%)1.32,NH450.3mg/L NH3-82.8mg/L P171.2mg/L、K128.5mg/L。
对比例1
空白对照组：N，P2O5，K施肥量都为0kg/hm2，
对比例2
N300kg/hm2P2O5120kg/hm2K2O0kg/hm2
对比例3
N300kg/hm2P2O5120kg/hm2K2O75kg/hm2
与对比例2相比，增产17.7%，氮素吸收量增加1.5kg/hm2,磷素吸收量增加3.6kg/hm2
对比例4
N300kg/hm2P2O5120kg/hm2K2O150kg/hm2
与对比例2相比，增产26.7%，氮素吸收量增加18.7kg/hm2,磷素吸收量增加3.1kg/hm2
对比例5
N300kg/hm2P2O5120kg/hm2K2O300kg/hm2
与对比例2相比，增产28.3%，氮素吸收量增加11.1kg/hm2,磷素吸收量增加1.9kg/hm2
对比例6
N300kg/hm2P2O5120kg/hm2K2O375kg/hm2
与对比例2相比，增产26.5%，氮素吸收量增加8.6kg/hm2,磷素吸收量增加-0.9kg/hm2
实施例1
N300kg/hm2P2O5120kg/hm2K2O225kg/hm2
与对比例2相比，增产6435kg/hm2，增产31.6%，氮素吸收量增加18.7kg/hm2,磷素吸收量增加3.7kg/hm2
根据各处理的农产品产量和茎叶产量及其氮磷含量测定结果，计算不同施钾量处理的氮磷吸收量，结果如下表1：与NPK0（对比例2）处理相比，在增施对比例3-6以及实施例1水平的钾肥下，丝瓜氮素吸收量增加1.5、18.7、18.1、11.1、8.6kg/hm2，磷素吸收量分别增加3.6、3.1、3.7、1.9、-0.9kg/hm2。结果表明，适宜的钾肥施用量可显著促进丝瓜和毛豆的生长发育，最大限度增加氮磷吸收量。
根据氮磷养分吸收量及其投入量，扣除土壤供肥量，计算氮磷化肥当季损失量，结果见表1。计算表明，随着钾肥用量的提高，由于氮磷吸收量增加，其损失量不断减少；但钾肥用量过大，反而不利于丝瓜的生长发育，从而增加了氮磷损失量。试验结果表明，当丝瓜施用实施例1的肥料（N300kg/hm2、P2O5120kg/hm2和K2O225kg/hm2）时，氮磷化肥的当季损失量最小。
表1 不同对比例及实施例对丝瓜产量、氮磷吸收及其当季损失量的影响
注：P2O5和P的转换系数为0.44，K和K2O的转换系数为0.83；丝瓜晒干率平均为4.0%，丝瓜茎叶晒干率平均为10.0%；毛豆豆荚平均晒干率为16.2%，茎叶平均晒干率为29.3%。
以下对比及实施例为毛豆
钾肥供试土壤为灰泥田，pH4.83OM(%)1.71,NH413.3mg/L NH3-30.2mg/L P48.3mg/L、K62.9mg/L。
对比例7
空白对照组：N，P2O5，K施肥量都为0kg/hm2，
对比例8
N180kg/hm2P2O590kg/hm2K2O0kg/hm2
对比例9
N180kg/hm2P2O590kg/hm2K2O60kg/hm2
与对比例8相比，增产17.7%，氮素吸收量增加5.3kg/hm2，磷素吸收增加0.9kg/hm2。
对比例10
N180kg/hm2P2O590kg/hm2K2O180kg/hm2
与对比例8相比，增产26.7%，氮素吸收量增加3.5kg/hm2，磷素吸收增加1.4kg/hm2。
实施例2
N180kg/hm2P2O590kg/hm2K2O120kg/hm2
与对比例8相比，增产6435kg/hm2，增产31.6%，氮素吸收量增加14.9kg/hm2，磷素吸收增加5.3kg/hm2。
根据各对比例的农产品产量和茎叶产量及其氮磷含量测定结果，计算不同施钾量处理的氮磷吸收量，结果见表2。与NPK0（对比例8）处理相比，在增施钾肥条件下；毛豆氮素吸收量分别增加5.3、14.9、3.5kg/hm2。结果表明，适宜的钾肥施用量可显著促进毛豆的生长发育，最大限度增加氮磷吸收量。
根据氮磷养分吸收量及其投入量，扣除土壤供肥量，计算氮磷化肥当季损失量，结果见表2。计算表明，随着钾肥用量的提高，由于氮磷吸收量增加，其损失量不断减少；但钾肥用量过大，反而不利于毛豆的生长发育，从而增加了氮磷损失量。试验结果表明，当毛豆施用实施例2的肥料（N180kg/hm2、P2O590kg/hm2和K2O120kg/hm2）时，氮磷化肥的当季损失量最小。
表2钾肥不同用量对毛豆产量、氮磷吸收及其当季损失量的影响
注：P2O5和P的转换系数为0.44，K和K2O的转换系数为0.83；毛豆豆荚平均晒干率为16.2%，茎叶平均晒干率为29.3%。
对比例11毛豆习惯施肥
N204kg/hm2P2O5204kg/hm2K2O204kg/hm2与对比例8相比，增产28.3%。
施肥模式供试土壤为灰泥田，pH4.87OM(%)2.01,NH416.3mg/L NH3-50.8mg/LP48.3mg/L、K86.9mg/L。
实施例3毛豆施肥
和对比例11习惯施肥同一土壤
N180kg/hm2P2O590kg/hm2K2O120kg/hm2
根据氮磷养分施用量和供试作物氮磷吸收量，应用差减法计算实施例3施肥和习惯施肥条件下的氮磷肥表观利用率，结果见表3。在实施例3施肥模式下，毛豆氮磷肥表观利用率分别为44.4%和11.5%，比习惯施肥的氮磷肥表观利用率分别提高了6.0个百分点和6.4个百分点。
表3毛豆施肥模式对氮磷养分利用效率的影响
注：P2O5和P的转换系数为0.4266。
与对比例8相比，毛豆实施例3施肥比习惯施肥增产1314kg/hm2，增产率达到10.0%。
实施例3施肥对土壤渗漏水氮磷浓度的影响
2个不同施肥模式在毛豆收获时的土壤土柱渗漏水氮磷浓度测定结果见表4。试验点的空白处理经过一季毛豆对土壤氮磷元素吸收利用后，土壤渗漏水硝态氮和总磷浓度由试验前的372.5mg/L和0.25mg/L下降到毛豆收获时的178.5mg/L和0.24mg/L。
与不施肥的空白区对比，无论是实施例3施肥还是习惯施肥，在供试蔬菜收获时的土壤渗漏水氮磷浓度都出现不同程度的上升。但是，在实施例3施肥条件下，毛豆收获时实施例3施肥处理的土壤渗漏水硝态氮和总磷浓度分别只有习惯施肥处理的78.7%和81.8%。结果表明，毛豆菜田采用最佳氮磷钾用量和比例的实施例3施肥，有利于降低菜田氮磷淋失浓度。
表4不同施肥措施对菜稻轮作制土壤渗漏水氮磷浓度的影响
注：龙海市试验点基础土壤土柱渗漏水氮磷浓度分别为硝态氮372.5mg/L和总磷0.25mg/L。
Claims (8)
1.一种减少种植瓜果类蔬菜土壤氮磷流失的复合肥料，其特征在于，按重量比包括：
N10份、K2O6.6—7.5份以及P2O54-5份以及粪便有机肥，该复合肥料制成两种颗粒肥，其中：
复合肥料A100份：其中N10份；K2O6.6—7.5份，其余重量份为粪便有机肥；
复合肥料B100份：其中P2O54-5份，其余重量份为粪便有机肥，该复合肥料B作为基肥；
粪便有机肥中的有机质含量占有机肥重量的15%-25%，复合肥料A和B均为颗粒状，分为内层和外层结构，其中外层都为有机肥，N、K2O或P2O5位于内层。
2.如权利要求1所述的复合肥料，其特征在于：所述的颗粒肥内径为1.0～2.0mm，内外径总计2.5～4.0mm。
3.如权利要求1所述的复合肥料，其特征在于：按重量比包括N300份、P2O5120份以及K2O225份。
4.如权利要求3所述的复合肥料的用途，其用于丝瓜种植。
5.如权利要求1所述的复合肥料，其特征在于：按重量比包括N180份、P2O590份以及K2O120份。
6.如权利要求5所述的复合肥料的用途，其用于毛豆种植。
7.如权利要求1所述的一种减少种植瓜果类蔬菜土壤氮磷流失的复合肥料，其特征在于：单质氮肥用硝酸铵，单质钾肥用氯化钾，P2O5为过磷酸钙。
8.如权利要求1所述的复合肥料的制备方法，包括如下步骤：
配备原料，其中复合肥料A N10份、K2O6.6—7.5份、复合肥料B P2O54-5份；其余重量份为粪便有机肥；
原料混合；圆盘造粒机造粒，造粒条件为：原料预热时间为10～30min，温度控制范围为40～60℃，流量700㎏/h，风量控制1300m3/h；复合肥料为颗粒状，分为内层和外层结构，其中这些肥料外层都为有机肥，颗粒内径为1.0～2.0mm，内外径总计2.5～4.0mm。
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