CN104529632A

CN104529632A - 一种内陆盐碱地滴灌用液体肥料及其制备方法

Info

Publication number: CN104529632A
Application number: CN201410795844.XA
Authority: CN
Inventors: 张强; 陈明昌; 张一弓; 闫敏; 李磊; 王斌; 冯悦晨; 聂督; 黄高鉴; 孙捷; 温东
Original assignee: INSTITUTE OF AGRICULTURAL ENVIRONMENT AND RESOURCE SHANXI ACADEMY OF AGRICULTURAL SCIENCES
Current assignee: INSTITUTE OF AGRICULTURAL ENVIRONMENT AND RESOURCE SHANXI ACADEMY OF AGRICULTURAL SCIENCES
Priority date: 2014-12-22
Filing date: 2014-12-22
Publication date: 2015-04-22
Anticipated expiration: 2034-12-22
Also published as: CN104529632B

Abstract

本发明公开了一种内陆盐碱地滴灌用液体肥料，由微生物发酵提取的黄腐酸20～40份，尿素20～30份，聚磷酸铵5～10份，磷酸二氢钾10～20份，无机助剂2～5份，硫酸亚铁2～3份，硫酸锌2～3份，硫酸锰2～3份，15～20wt%植物生长调节剂乙醇溶液0.5～1份组成，肥料pH值3.5～4.0。本发明的滴灌用液体肥料可以有效降低作物根际土壤pH值，提高土壤养分生物有效性，实现水分和养分均衡供应，提高水肥利用效率。

Description

一种内陆盐碱地滴灌用液体肥料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种液体肥料，特别是涉及一种适合于在内陆盐碱地区域使用的液体肥料。

背景技术

土壤盐渍化是世界性问题，全球共有盐碱地9.5亿公顷，我国现有盐碱地9913万公顷，盐碱耕地面积600万公顷。在分布广泛的盐碱地中，内陆型盐碱地面积最大，包括西北、东北和黄河中上游地区，约占全部盐碱地的69%。改良盐碱地对保障粮食安全和生态安全具体重要意义。

内陆盐碱地土壤具有碱性强、代换性钠离子含量高、土壤物理性状差等特征，高pH值导致土壤中磷和部分微量元素的生物有效性降低，养分利用率低。同时，多数内陆盐碱地的水资源严重匮乏，给盐碱地的改良带来困难。

在水资源有限的内陆盐碱区，滴灌技术已发展成为重要的灌溉栽培方式。滴灌技术通过水肥一体化均匀分布到植物根部土壤中，满足滴灌作物对各种养分的需求，同时可以减少灌溉用水量，在作物根部形成一个脱盐区，有效提高水肥利用效率，提高作物产量和品质。

目前市场上的盐碱地改良剂和盐碱地改良肥种类较多，但大部分为固体材料，无法实现滴灌时的水肥一体化。现有滴灌液体肥主要用于非盐碱地，针对盐碱地特别是内陆盐碱地的较少，而且存在着品种单一、养分含量低、水溶性差、水不溶物含量高、沉降稳定性差及附加值低等缺点。

CN 102775253A公开了一种盐碱地棉花滴灌专用肥，其中加入了硝基腐殖酸、10%氢氧化钾溶液、丙烯酸、丙烯酰胺、硫代硫酸钾和硫酸亚铁，产品呈酸性，对降低内陆盐碱地土壤碱性具有一定作用，但产品养分含量低，无法满足作物生长所需要的营养元素，很难实现水肥一体化。

发明内容

本发明的目的是解决内陆盐碱地水资源短缺、土壤盐分含量高、碱性强、代换性钠离子含量高、土壤物理性状差、土壤养分活性低的问题，提供一种适合于我国内陆盐碱地使用的内陆盐碱地滴灌用液体肥料，以及该液体肥料的制备方法。

本发明所述的内陆盐碱地滴灌用液体肥料由下述重量份数的组分为原料混配制成：微生物发酵提取的黄腐酸20～40份，尿素20～30份，聚磷酸铵5～10份，磷酸二氢钾10～20份，无机助剂2～5份，硫酸亚铁2～3份，硫酸锌2～3份，硫酸锰2～3份，15～20wt%的植物生长调节剂乙醇溶液0.5～1份。

其中，所述微生物发酵提取的黄腐酸是采用下述方法得到的：在风化煤中接种黑曲霉或青霉菌株，发酵得到风化煤微生物发酵物，以柠檬酸和糠醛渣水提液提取所述风化煤微生物发酵物，得到微生物发酵提取的黄腐酸液体。

本发明所述滴灌用液体肥料中，所述的无机助剂为焦磷酸钠或六偏磷酸钠。

本发明所述滴灌用液体肥料中，所述的植物生长调节剂为а-萘乙酸或а-萘乙酸钠。

进一步地，本发明所述滴灌用液体肥料中使用的糠醛渣提取液是从浸渍12～24小时的含水量为60～70wt%的糠醛渣中分离出的液体，其主要成分是各种小分子有机酸，pH值1～2，同时含有部分有机质。

本发明所述滴灌用液体肥料中，是将所述柠檬酸与糠醛渣提取液以1﹕5的质量比混合。

本发明所述滴灌用液体肥料中所使用的聚磷酸铵既作为作物生长所需要的磷源，也作为络合剂络合硫酸亚铁、硫酸锌、硫酸锰中的金属元素，防止液体肥料沉淀。

同时，本发明还提供了上述内陆盐碱地滴灌用液体肥料的制备方法。

1) 取活化好的黑曲霉或青霉菌株，按照3～10wt%的比例接入风化煤中，再加入占风化煤质量35～40wt%的葡萄糖无机盐营养液，25～30℃下静止培养10～15天，期间间断补水，得到含水量20～40wt%的风化煤微生物发酵物。

2) 向新鲜的糠醛渣中加水至含水量为60～70wt%，浸渍12～24小时，离心得到糠醛渣提取液。

3) 按照柠檬酸﹕糠醛渣提取液为1﹕5的质量比，将柠檬酸加入糠醛渣提取液中，充分溶解后制成黄腐酸提取液，将所述黄腐酸提取液与风化煤微生物发酵物按照2﹕1的质量比混合，在25～30℃下反应12～20小时，间歇搅拌，静置分层，收集上部的黄褐色液体，得到微生物发酵提取的黄腐酸液体。

4) 取上述微生物发酵提取的黄腐酸20～40重量份，加入尿素20～30重量份，搅拌溶解，升温至50～60℃，加入聚磷酸铵5～10重量份，调节液体的pH值至2.5～3.0，加入磷酸二氢钾10～20重量份，溶解后加入无机助剂2～5重量份，搅拌溶解，依次加入硫酸亚铁2～3重量份、硫酸锌2～3重量份和硫酸锰2～3重量份，搅拌反应1～2小时，最后加入15～20wt%的植物生长调节剂乙醇溶液0.5～1重量份，搅拌得到所述滴灌用液体肥料。

上述制备方法中，优选是以10vol%磷酸溶液调节物料体系的pH值。

本发明上述制备方法中，所述的葡萄糖无机盐营养液的组成为：硫酸铵3.7g，磷酸氢二钾1.0g，磷酸二氢钾0.5g，硫酸镁0.2g，二水氯化钙0.01g，葡萄糖5g，去离子水1L。

本发明所使用的风化煤优选为去除杂质风干后粉碎通过80～100目筛的风化煤。

本发明制备的内陆盐碱地滴灌用液体肥料适合于在盐碱地上使用，具体方法是在播种前和作物生长的关键时期，滴灌4～5次，每次灌水量30～40m³左右，每次随水滴施液体肥料10～15kg。

目前市场上含腐植酸的肥料很多，其中的腐植酸大部分是利用风化煤通过强酸或强碱提取制成，提取的腐植酸生物活性差，提取率低，而且会产生大量的含有酸或碱的废水和废渣，污染环境。本发明在大量的实践中，通过长期试验和探索，提出了先以微生物发酵风化煤，再以柠檬酸和糠醛渣水提液提取黄腐酸的独特的黄腐酸提取方法，制取的黄腐酸与普通黄腐酸比较，1)游离腐植酸含量提高10～15%，生物活性提高30%以上；2)提取过程不产生强酸强碱废水，不污染环境；3)黄腐酸pH适当，可有效螯合液体肥料溶液中的铁、锰、锌等元素，提高营养元素有效性。

本发明针对内陆盐碱地土壤的特点和作物需求规律，以微生物发酵提取的黄腐酸配合作物所必需的大量元素和微量元素，制成内陆盐碱地滴灌用液体肥料，可以有效降低土壤pH值，提高土壤养分生物有效性，实现水分和养分均衡供应，提高水肥利用效率。

田间试验结果证实本发明液体肥料具有以下优点。

1)本发明滴灌用液体肥料为全水溶性肥料，可在滴灌管道内随水施用，实现水肥同步施用，施用简单、方便。

2)本发明滴灌用液体肥料为酸性肥料，pH值3.5～4.0，可有效降低内陆盐碱地土壤的pH值，活化土壤被固定的磷、铁、锌、锰等养分，提高土壤养分生物有效性。

3)本发明滴灌用液体肥料中的黄腐酸经过微生物发酵后使用柠檬酸和糠醛渣水提液等有机酸提取，黄腐酸生物活性强，能够刺激作物根系生长，改善土壤物理结构，为植物良好生长提供了保障。

4)本发明滴灌用液体肥料有效利用了糠醛渣水提液中含有的多种小分子有机酸和有机质，脱水后的糠醛渣还可以压成块状作物燃料使用，变废为宝，实现资源循环利用。

5)本发明滴灌用液体肥料中应用腐植酸中的有机物以及依照作物养分需求规律添加的适量的大量元素氮磷钾和微量元素铁锌锰等，有机无机相结合，营养平衡，改善土壤结构，促进土壤团粒结构的形成，提高土壤肥力，有效降低土壤pH值。滴灌用液体肥料还可以依据作物种类及生长条件来选择滴施时间及用量，配方灵活。

6)本发明滴灌用液体肥料中加入了植物生长调节剂а-萘乙酸或а-萘乙酸钠，具有刺激作物根系生长、提高作物耐盐能力的作用。

7)本发明滴灌用液体肥料在播种前和作物生长关键时期施用，脱盐效果显著，能够有效降低盐害对作物生长的影响。

具体实施方式

实施例1

将去除杂质并风干后的风化煤粉碎后，通过80～100目筛。

取液体石蜡中冷藏保存的青霉菌株，划线接种于PDA斜面培养基上，在26～32℃条件下培养60～72h，连续转管2次使菌种得到活化。将活化菌种接种于装有100mL马铃薯葡萄糖培养液的250mL三角瓶中，在26～32℃条件下，以140～180r/min转动三角瓶，摇匀种子液培养，恒温培养24～48h作为种子液。

将活化好的菌株按3～10%的比例接入风化煤中，再加入占风化煤质量35～40wt%的葡萄糖无机盐营养液，使含水量20～40%，在26～32℃条件下，静止培养10～15d，期间间断补水，得到含水量20～40wt%的得到风化煤微生物发酵产物。本发明上述制备方法中，所述的葡萄糖无机盐营养液的组成为：硫酸铵3.7g，磷酸氢二钾1.0g，磷酸二氢钾0.5g，硫酸镁0.2g，二水氯化钙0.01g，葡萄糖5g，去离子水1L。

向新鲜的糠醛渣中加水至含水量为70%，浸渍12～24小时，离心脱水，排出的液体得到糠醛渣提取液，按照柠檬酸﹕糠醛渣提取液为1﹕5的质量比，将柠檬酸加入糠醛渣提取液中，充分溶解后制成黄腐酸提取液。

将所述黄腐酸提取液与风化煤微生物发酵物按照2﹕1的质量比混合，在25～30℃下反应12～20小时，间歇搅拌，静置分层，收集上部的黄褐色液体，得到微生物发酵提取的黄腐酸液体。

取上述得到的微生物发酵提取的黄腐酸300kg加入反应釜中，加入尿素250kg，搅拌使其充分溶解，升温至60℃并保持恒定，加入聚磷酸铵50kg，以10%磷酸溶液调节液体的pH值至2.5～3.0，加入磷酸二氢钾150kg，充分溶解后加入六偏磷酸钠20kg，搅拌使其充分溶解，依次加入硫酸亚铁25kg、硫酸锌25kg和硫酸锰25kg，搅拌反应2小时，使其完全溶解，最后取1kgа-萘乙酸溶解在4kg的95%乙醇溶液中，加入反应釜中，搅拌得到滴灌用液体肥料，包装。

使用本实施例制备的内陆盐碱地滴灌用液体肥料，在山西省大同市天镇县典型的重度苏打盐化土上进行了玉米膜下滴灌的田间试验。

试验地点：山西省大同市天镇县三十里铺乡兰玉堡村。土壤为重度苏打盐化土，pH 10.5，全盐量0.78%，碱化度（ESP）46.5%。

试验作物：玉米，品种为大丰30，由山西大丰种业选育。

试验处理如下：对照：为当地农民习惯施肥，不使用盐碱地滴灌用液体肥料，基施复合肥（23-12-5）50kg。处理：应用本实施例的盐碱地滴灌用液体肥料，分别在播前、拔节期、大喇叭口期、腊熟期分4次进行滴灌，每次滴灌用水30m³，每次施用滴灌用液体肥料10kg，共40kg。

小区面积：66.7m²/区，重复3次。

播种日期：5月2日。收获：10月3日～6日。

田间调查结果如下。

苗期调查：出苗率比对照高22%，株高比对照高3.6cm，茎粗比对照增加1.4cm；单株平均干物质重量比对照增加21.5%，单株地下部根重量比对照增加17.6%。

大喇叭口期调查：株高比对照高15.8cm，茎粗比对照增加1.7cm；单株平均干物质重量比对照增加19.2%，单株地下部根重量比对照增重16.1%。

土壤理化性状调查: 处理田玉米收获后0～20cm根层土壤pH8.9，比播前土壤10.5下降1.6个单位，盐分含量降低14.9%，碱化度（ESP）由46.5%降到32.1%。

产量结果：籽粒产量处理区405kg/亩，对照区249kg/亩，处理区籽粒产量比对照区增加38.5%。

节水节肥情况：利用盐碱地滴灌用液体肥料全生育期灌溉用水量120m³/亩，农民习惯大水漫灌量300m³/亩，节约用水180m³/亩，节约用肥10kg/亩，亩节本增效245元。

实施例2

盐碱地滴灌用液体肥料的制备方法同实施例1，各种原料用量为：微生物发酵提取的黄腐酸350kg，尿素200kg，聚磷酸铵50kg，磷酸二氢钾100kg，焦磷酸钠20kg，硫酸亚铁25kg、硫酸锌25kg、硫酸锰25kg，20%а-萘乙酸95%乙醇溶液5kg。

其中，所述微生物发酵提取的黄腐酸制备中，使用的菌种以黑曲霉替代青霉菌株。

使用本实施例制备的内陆盐碱地滴灌用液体肥料，在山西省朔州市怀仁县典型的中度苏打盐化土上进行了玉米膜下滴灌的田间试验。

试验地点：山西省朔州市怀仁县毛皂镇毛皂村。土壤为中度苏打盐化土，pH9.6，全盐量0.48%，碱化度（ESP）16.5%。

试验作物：玉米，品种为先玉335。

试验处理如下：对照：为当地农民习惯施肥，不使用盐碱地滴灌用液体肥料，基施复合肥（25-15-5）60kg。处理：应用本实施例的盐碱地滴灌用液体肥料，分别在播前、拔节期、大喇叭口期、腊熟期分4次进行滴灌，每次滴灌用水30m³，每次施用滴灌用液体肥料15kg，共60kg。

小区面积：66.7m²/区，重复3次。

播种日期：4月28日。收获：10月6日～8日。

田间调查结果如下：

苗期调查：出苗率比对照高18.52%，株高比对照高2.8cm，茎粗比对照增加1.35cm；单株平均干物质重量比对照增加18.7%，单株地下部根重量比对照增加15.8%。

大喇叭口期调查，株高比对照高11.5cm，茎粗比对照增加1.2cm单株平均干物质重量比对照增加16.3%，单株地下部根重量比对照增重14.3%。

土壤理化性状调查: 处理田玉米收获后0～20cm根层土壤pH8.5，比播前土壤9.6下降1.1个单位，盐分含量降低13.5%，碱化度（ESP）由16.5%降到5.6%。

产量结果：籽粒产量处理区755kg/亩，对照区642kg/亩，处理区籽粒产量比对照区增加14.9%。

节本增效情况：利用盐碱地滴灌用液体肥料全生育期灌溉用水量120m³/亩，农民习惯大水漫灌量240m³/亩，节约用水120m³/亩，亩节本增效185元。

使用本实施例制备的内陆盐碱地滴灌用液体肥料施用于pH9.0的中度盐碱土壤，进行了施用效果验证试验。

试验地点：山西省朔州市怀仁县毛皂乡毛皂村。

试验作物：玉米，品种为先玉335。

试验处理如下：对照：不使用盐碱地滴灌用液体肥料。处理：应用本实施例的盐碱地滴灌用液体肥料，施用量1000kg。

小区面积：66.7m²/区，重复3次。

播种日期：5月1日。收获：10月1日～5日。

田间管理如下：盐碱地滴灌用液体肥料于上一年秋季施入，施入深度20cm左右，然后进行一次冬灌，笠年春季土地整理前再进行一次春灌。灌溉完成一段时间后，进行其他常规的农业操作。

田间调查结果如下。

苗期调查：出苗率高出对照32%，株高比对照高3.7cm，茎粗比对照增加1.7cm；单株地下部根重量比对照增重23.8%，根系活力比对照提高32.1%。

土壤理化性状调查: 处理田玉米收获后0～20cm根层土壤pH比播前基础土下降1.55，盐分（EC值）降低29.5%，ESP由25%降到8%。

产量结果：籽粒产量处理区504kg/亩，对照区320kg/亩，处理区籽粒产量比对照区增加57.5%。

Claims

1.一种内陆盐碱地滴灌用液体肥料，是由下述重量份数的组分为原料混配制成：微生物发酵提取的黄腐酸20～40份，尿素20～30份，聚磷酸铵5～10份，磷酸二氢钾10～20份，无机助剂2～5份，硫酸亚铁2～3份，硫酸锌2～3份，硫酸锰2～3份，15～20wt%的植物生长调节剂乙醇溶液0.5～1份；

其中，所述的微生物发酵提取的黄腐酸是采用下述方法得到：在风化煤中接种黑曲霉或青霉菌株，发酵得到风化煤微生物发酵物，以柠檬酸和糠醛渣水提液提取所述风化煤微生物发酵物，得到微生物发酵提取的黄腐酸液体。

2.根据权利要求1所述的滴灌用液体肥料，其特征是所述的无机助剂为焦磷酸钠或六偏磷酸钠。

3.根据权利要求1所述的滴灌用液体肥料，其特征是所述的植物生长调节剂为а-萘乙酸或а-萘乙酸钠。

4.根据权利要求1所述的滴灌用液体肥料，其特征是所述的糠醛渣提取液是从浸渍12～24小时的含水量为60～70wt%的糠醛渣中分离出的液体。

5.根据权利要求1所述的滴灌用液体肥料，其特征是将所述柠檬酸与糠醛渣提取液以1﹕5的质量比混合。

6.权利要求1所述滴灌用液体肥料的制备方法，包括以下步骤：

1) 取活化好的黑曲霉或青霉菌株，按照3～10wt%的比例接入风化煤中，再加入占风化煤质量35～40wt%的葡萄糖无机盐营养液，25～30℃下静止培养10～15天，期间间断补水，得到含水量20～40wt%的风化煤微生物发酵物；

2) 向新鲜的糠醛渣中加水至含水量为60～70wt%，浸渍12～24小时，离心得到糠醛渣提取液；

3) 按照柠檬酸﹕糠醛渣提取液为1﹕5的质量比，将柠檬酸加入糠醛渣提取液中，充分溶解后制成黄腐酸提取液，将所述黄腐酸提取液与风化煤微生物发酵物按照2﹕1的质量比混合，在25～30℃下反应12～20小时，间歇搅拌，静置分层，收集上部的黄褐色液体，得到微生物发酵提取的黄腐酸液体；

7.根据权利要求6所述的滴灌用液体肥料的制备方法，其特征是以10vol%磷酸溶液调节物料体系的pH值。

8.根据权利要求6所述的滴灌用液体肥料的制备方法，其特征是所述的葡萄糖无机盐营养液的组成为：硫酸铵3.7g，磷酸氢二钾1.0g，磷酸二氢钾0.5g，硫酸镁0.2g，二水氯化钙0.01g，葡萄糖5g，去离子水1L。

9.根据权利要求6所述的滴灌用液体肥料的制备方法，其特征是所述的风化煤是去除杂质风干后粉碎通过80～100目筛的风化煤。