CN104230602B

CN104230602B - 一种凝胶型盐渍土壤调理肥及其制备方法

Info

Publication number: CN104230602B
Application number: CN201410480165.3A
Authority: CN
Inventors: 高新昊; 沈玉文; 张玉凤; 范文静; 林海涛; 杨力; 王江涛
Original assignee: Institute of Agricultural Resources and Environment of Shandong Academy of Agricultural Sciences
Current assignee: Institute of Agricultural Resources and Environment of Shandong Academy of Agricultural Sciences
Priority date: 2014-09-18
Filing date: 2014-09-18
Publication date: 2016-04-06
Anticipated expiration: 2034-09-18
Also published as: CN104230602A

Abstract

本发明涉及一种凝胶型盐渍土壤调理肥，原料重量份组成如下：纤维素衍生物15~25份，氨基酸20~30份，环糊精2~5份，柠檬酸粉末0.1~0.5份，氮肥10~14份，磷肥20~24份，钾肥12~16份。本发明的凝胶型盐渍土壤调理肥料具有多重功效，所用纤维素衍生物及环糊精，无毒害且环境可降解，施入土壤大量吸水后能形成稳定的水凝胶，不仅可提高土壤的吸水能力，同时还具有较好的保水能力，可减缓土壤中水分的蒸发，缓慢释放所存储的水分，促进农作物生长，还能降低盐渍土壤的pH值；而且还能吸附土壤中对作物有害的盐基离子，刺激作物根系生长，作为肥料的包裹材料能使肥料在土壤中缓慢释放。

Description

一种凝胶型盐渍土壤调理肥及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种凝胶型肥料，尤其涉及一种能够降低盐渍土壤盐害、提高盐渍土壤有机质含量同时具有缓慢溶解功能的肥料及其制备方法，属于农用肥料制造技术领域。

背景技术

盐渍土壤是指土壤含盐量0.1％-0.2％以上或碱化度15％-20％以上有害于作物正常生长的土壤类型。根据对植物的危害程度，将盐渍土划分为轻度、中度和重度三个指标：其中对作物减产10～20％的为轻度盐渍土，对作物减产20～50％的为中度盐渍土，对作物减产50～80％的为重度盐渍土。我国盐碱地主要分布在华北、东北和西北的内陆干旱、半干旱地区，东部沿海包括台湾省、海南省等岛屿沿岸的滨海地区也有分布。我国目前尚有80％左右的盐碱地资源未开发利用，如何实现盐碱地的快速改良利用，并提高土壤的可持续生产能力，成为保障我国粮食安全的一条重要途径。

目前，国内外盐碱地改良多采用灌水洗盐、种植耐盐作物、工程措施等，存在成本较高、功能单一的缺陷，无法从根本上解决我国盐碱地盐分高且养分贫乏的多样化难题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种凝胶型盐渍土壤调理肥料及其制备方法。

发明概述

本发明采用纤维素衍生物、氨基酸、环糊精、柠檬酸以及基本的水溶性氮磷钾肥料作为主要原料；纤维素衍生物形成凝胶骨架，氨基酸既能降低盐碱地的pH值又能为土壤补充大量有机质；环糊精、柠檬酸不仅是形成纤维素凝胶的交联剂，还具备对盐渍土壤中有害离子具备吸附、交换和缓冲能力，凝胶型盐渍土调理肥料实现了养分在土壤中的缓慢释放，一方面大大提高肥料利用率，降低施肥对土壤的二次盐害，另一方面，形成凝胶的材料可以明显的改善地力，吸附盐碱地中过剩的游离盐分，提高土壤的可持续生产能力。通过此种凝胶型盐渍土调理肥料的产业化推广应用必能多角度、高效率地提高我国的盐渍土的生产能力。

术语说明

根据对植物的危害程度，将盐渍土划分为轻度、中度和重度三个指标：其中对作物减产10～20％的为轻度盐渍土，对作物减产20～50％的为中度盐渍土，对作物减产50～80％的为重度盐渍土。

本发明的技术方案如下：

一种凝胶型盐渍土壤调理肥，原料重量份组成如下：

纤维素衍生物15～25份，氨基酸20～30份，环糊精2～5份，柠檬酸粉末0.1～0.5份，氮肥10～14份，磷肥20～24份，钾肥12～16份，

将氮肥、磷肥、钾肥混合后加热，在混合加热后的肥料依次撒上氨基酸、纤维素衍生物，然后喷淋柠檬酸水溶液，撒上环糊精，干燥，即得凝胶型盐渍土壤调理肥。

本发明的原料均为市购产品。

本发明优选的，所述纤维素衍生物为纤维素醚类。

进一步优选的，纤维素衍生物为羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟甲基纤维素中的一种或任意两种的组合，纯度为97％，羧甲基纤维素的聚合分子量为17000±50，羟乙基纤维素的聚合分子量为370000±50，羟甲基纤维素的聚合分子量为150000±50。

本发明优选的，所述的氮肥为小颗粒尿素和/或磷酸一铵，磷肥为磷酸一铵和/或磷酸二铵，钾肥为硫酸钾和/或氯化钾。

所述的氨基酸为黑色粉末状固体。

根据本发明优选的，凝胶型盐渍土壤调理肥，原料重量份组成如下：

纤维素衍生物18～23份，氨基酸25～28份，环糊精3～4份，柠檬酸粉末0.3～0.4份，氮肥12～14份，磷肥22～24份，钾肥13～15份。

所述的柠檬酸为纯度为98％的农用级白色粉末状固体。

所述的环糊精为纯度为95％的白色粉末状固体。

根据本发明，优选的，原料重量份组成如下：

羧甲基纤维素25份，氨基酸20份，环糊精5份，柠檬酸粉末0.5份，小颗粒尿素10份、磷酸一铵24份，硫酸钾16份。

该凝胶型盐渍土壤调理肥料适合用于作为轻度且含钠离子较少的盐渍土调理肥料。

根据本发明，优选的，原料重量份组成如下：

羟甲基纤维素20份，氨基酸25份，环糊精5份，柠檬酸粉末0.35份，小颗粒尿素10份、磷酸二铵24份，硫酸钾16份。

该凝胶型盐渍土壤调理肥料适合用于作为中度盐渍土调理肥料。

根据本发明，优选的，原料重量份组成如下：

羧甲基纤维素和羟乙基纤维素15份，氨基酸30份，环糊精5份，柠檬酸粉末0.2份，磷酸一铵10份、磷酸二铵24份，硫酸钾和氯化钾16份，羧甲基纤维素与羟乙基纤维素的质量比为1:1，硫酸钾与氯化钾的质量比为1:1。

该凝胶型盐渍土壤调理肥料适合用于作为重度盐渍土调理肥料。

本发明所述的一种凝胶型盐渍土壤调理肥的其制备方法，包括步骤如下：

(1)将柠檬酸粉末加水配置成质量浓度为15～20wt％的柠檬酸水溶液；

(2)将氮肥、磷肥与钾肥混合置于糖衣机中加热至60～85℃，在肥料颗粒表面喷上雾化水将颗粒表面润湿，依次添加氨基酸、纤维素衍生物至糖衣机中，使氨基酸包覆在颗粒肥料的表面，纤维素衍生物包裹在颗粒肥料最外层，然后喷入柠檬酸水溶液，最后撒入环糊精，交联后的纤维素衍生物和环糊精作为肥料的凝胶缓释层，鼓风干燥，包裹后凝胶缓释层占肥料总量的8—14％，即得凝胶型盐渍土壤调理肥。

上述步骤中所用设备均为肥料制造领域常规设备。

本发明的技术特点及优点：

1、本发明的凝胶型盐渍土调理肥料实现了养分在土壤中的缓慢释放，一方面大大提高肥料利用率，降低施肥对土壤的二次盐害，另一方面，形成凝胶的材料可以明显的改善地力，吸附盐碱地中过剩的游离盐分，提高土壤的可持续生产能力。通过此种凝胶型盐渍土调理肥料的产业化推广应用必能多角度、高效率地提高我国的盐渍土的生产能力。

2、本发明所用纤维素衍生物及环糊精，无毒害且环境可降解，施入土壤大量吸水后能形成稳定的水凝胶，具有较好的保水能力，可减缓土壤中水分的蒸发，缓慢释放所存储的水分，使其被农作物充分吸收，促进农作物生长，有效提高水资源的利用率；纤维素衍生物及氨基酸对盐渍土有非常显著的改良效果，氨基酸不仅能补充盐渍土壤中缺乏的有机质，还能降低盐渍土壤的pH值；纤维素衍生物及环糊精不仅能吸附土壤中对作物有害的盐基离子，还能刺激作物根系生长，作为肥料的包裹材料能使肥料在土壤中缓慢释放。本产品具有较好的生物相容性、生物可降解性，属于环境友好型肥料，利于资源的可持续发展。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明做进一步说明，但不限于此。

实施例中所用原料：

氨基酸购自济南源茂化工有限公司；

环糊精购自济南祥发化工科技有限公司；

柠檬酸购自济南海普化工有限公司。

糖衣机为常规设备。

实施例1.

一种凝胶型盐渍土壤调理肥，原料重量份组成如下：

羧甲基纤维素25份，氨基酸20份，环糊精5份，柠檬酸0.5份，小颗粒尿素10份、磷酸一铵24份，硫酸钾16份。

制备步骤如下：

(1)将柠檬酸粉末加水配置成质量浓度为18wt％的柠檬酸水溶液；

(2)将氮肥、磷肥与钾肥混合置于糖衣机中加热至80℃，在肥料颗粒表面喷上雾化水将颗粒表面润湿，依次添加氨基酸、纤维素衍生物至糖衣机中，使氨基酸包覆在颗粒肥料的表面，纤维素衍生物包裹在颗粒肥料最外层，然后喷入柠檬酸水溶液，最后撒入环糊精，交联后的纤维素衍生物和环糊精作为肥料的凝胶缓释层，鼓风干燥后凝胶缓释层均匀包裹在肥料表面形成硬壳，包裹后凝胶缓释层占肥料总量的10％，即得到本发明所述的凝胶型盐渍土调理肥料。本实施例产品适合用于作为轻度且含钠离子较少的盐渍土调理肥料。

实施例2.

一种凝胶型盐渍土壤调理肥，原料重量份组成如下：

羟甲基纤维素20份，氨基酸25份，环糊精5份，柠檬酸0.35份，小颗粒尿素10份、磷酸二铵24份，硫酸钾16份；制备方法同实施例1。本实施例产品适合用于作为中度盐渍土调理肥料。

实施例3.

一种凝胶型盐渍土壤调理肥，原料重量份组成如下：

羧甲基纤维素和羟乙基纤维素15份，氨基酸30份，环糊精5份，柠檬酸0.2份，磷酸一铵10份、磷酸二铵24份，硫酸钾和氯化钾16份，羧甲基纤维素与羟乙基纤维素的质量比为1:1，硫酸钾与氯化钾的质量比为1:1；制备方法同实施例1。本实施例产品适合用于作为重度盐渍土调理肥料。

实施例4.

一种凝胶型盐渍土壤调理肥，原料重量份组成如下：

羟甲基纤维素和羟乙基纤维素18份，氨基酸28份，环糊精3份，柠檬酸0.3份，小颗粒尿素和磷酸一铵12份、磷酸一铵和磷酸二铵22份，硫酸钾和氯化钾14份，羟甲基纤维素与羟乙基纤维素的质量比为1:2，小颗粒尿素和磷酸一铵的质量比为1:1，磷酸一铵和磷酸二铵的质量比为1:1，硫酸钾与氯化钾的质量比为1:1；制备方法同实施例1。本实施例产品适合用于作为重度盐渍土调理肥料。

实施例5.

一种凝胶型盐渍土壤调理肥，原料重量份组成如下：

羧甲基纤维素和羟甲基纤维素24份，氨基酸25份，环糊精2份，柠檬酸0.5份，小颗粒尿素和磷酸一铵14份、磷酸一铵和磷酸二铵23份，氯化钾15份，羧甲基纤维素和羟甲基纤维素的质量比为1:2，小颗粒尿素和磷酸一铵的质量比为1:1，磷酸一铵和磷酸二铵的质量比为1:1；制备方法同实施例1。本实施例产品适合用于作为中、轻度且含钠离子较少的盐渍土调理肥料。

试验例：

本试验设在章丘市龙山镇，试验作物为甘蓝，试验土壤基本理化性质为：pH值8.26，速效磷10.77mg/kg，速效钾214.2mg/kg，溶解性总氮2.25mg/kg，有机质1.56％。

农民习惯施肥方法为：基肥，市售有机肥100kg/亩，15-15-15复合肥50kg/亩、40wt％用作基肥使用，60wt％在结球期作为追肥使用。其中盐渍土调理肥料全部作为基肥使用，其余施肥方法与农民习惯施肥处理保持一致。

试验共设计3个处理3次重复，3个处理分别为空白(不施肥)、农民习惯施肥、盐渍土调理肥料(选用实施例2制备的盐渍土调理肥料，总养分与农民习惯施肥保持一致)；每个小区为40m2，甘蓝株距为40cm，行距为50cm；收获时取每个小区10m2甘蓝计产。每个小区随机取5棵甘蓝测定品质(硝酸盐、维生素C、还原性糖)，同时取每个小区0～20cm土壤样品，测定土壤pH值及有机质含量。

试验结果如表1所示：

表1盐渍土调理肥料对甘蓝产量、品质及土壤性质的影响

与农民习惯施肥处理相比，盐渍土调理肥料处理的甘蓝产量增加9.62％，硝酸盐含量降低11.28％，维生素C含量增加2.8％，还原性糖增加8.10％，土壤有机质含量达到了1.93％，pH值降低到7.61。

本试验例分别在施肥前、甘蓝莲座期、结球期及收获期四个时期测定了添加了凝胶型盐渍土壤调理肥试验处理的盐分变化：施肥前土壤中盐分0.26％，甘蓝莲座期土壤中盐分0.24％、结球期土壤中盐分0.22％收获后土壤中盐分0.21％。说明本发明的凝胶型盐渍土壤调理肥能吸附盐碱地中过剩的游离盐分，使作物保持在适宜生长的范围内，大大提高了土壤的可持续生产能力。

Claims

1.一种凝胶型盐渍土壤调理肥，原料重量份组成如下：

2.根据权利要求1所述的凝胶型盐渍土壤调理肥，其特征在于，所述纤维素衍生物为纤维素醚类。

3.根据权利要求2所述的凝胶型盐渍土壤调理肥，其特征在于，纤维素衍生物为羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟甲基纤维素中的一种或任意两种的组合，纯度为97％。

4.根据权利要求1所述的凝胶型盐渍土壤调理肥，其特征在于，所述的氮肥为小颗粒尿素和/或磷酸一铵，磷肥为磷酸一铵和/或磷酸二铵，钾肥为硫酸钾和/或氯化钾。

5.根据权利要求1所述的凝胶型盐渍土壤调理肥，其特征在于，纤维素衍生物18～23份，氨基酸25～28份，环糊精3～4份，柠檬酸粉末0.3～0.4份，氮肥12～14份，磷肥22～24份，钾肥13～15份。

6.根据权利要求1所述的凝胶型盐渍土壤调理肥，其特征在于，原料重量份组成如下：

7.根据权利要求1所述的凝胶型盐渍土壤调理肥，其特征在于，原料重量份组成如下：

8.根据权利要求1所述的凝胶型盐渍土壤调理肥，其特征在于，原料重量份组成如下：

9.权利要求1所述的凝胶型盐渍土壤调理肥的其制备方法，包括步骤如下：

(2)将氮肥、磷肥与钾肥混合置于糖衣机中加热至60～85℃，在肥料颗粒表面喷上雾化水将颗粒表面润湿，依次添加氨基酸、纤维素衍生物至糖衣机中，使氨基酸包覆在颗粒肥料的表面，纤维素衍生物包裹在颗粒肥料最外层，然后喷入柠檬酸水溶液，最后撒入环糊精，交联后的纤维素衍生物和环糊精作为肥料的凝胶缓释层，包裹后凝胶缓释层占肥料总量的8—14％，干燥后，即得凝胶型盐渍土壤调理肥。