CN104557298A - 一种马铃薯专用缓释水溶肥及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种马铃薯专用缓释水溶肥及其制备方法，原料组分包括：尿素220~250份，磷酸二铵30~50份，磷酸一铵30~50份，磷酸二氢钾40~60份，硝酸钾150~180份，硫酸钾90~120份，螯合中微量元素预混物40~60份，硼酸钠5~8份，钼酸钠1~2份，无机凝胶微粒6~10份。制备方法包括1）用无机凝胶微粒对尿素和磷酸铵进行处理，得到具有缓释性的尿素和磷酸铵；？2）将原料组分进行高速混合分散处理得到马铃薯专用缓释水溶肥。本发明所提供的马铃薯专用缓释水溶肥的部分氮、磷养分具有缓释性，符合马铃薯生成周期的养分吸收规律，对马铃薯具有增产增质的效果，同时提高了水溶肥肥效利用率。

Description

一种马铃薯专用缓释水溶肥及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种马铃薯专用缓释水溶肥及其制备方法，更具体的说，本发明涉及一种具有缓释性的马铃薯专用水溶肥及其制备方法，属于专用水溶肥领域。

背景技术

马铃薯为茄科茄属一年生草本植物，粮菜兼用，营养全面，适应性广，是全球重要的粮食作物。马铃薯用途多，产业链条长，是农业生产中加工产品最丰富的原料作物。同时，马铃薯生长季节短，茬口安排丰富，可比效益高，已成为我国种植业结构调整和农业增效，农民增收的主要经济作物之一。全球现有150多个国家和地区种植马铃薯，分布区域仅次于玉米，是第2个分布最广泛的农作物。全世界马铃薯种植而积2009年达到0. 187亿hm²，总产量3. 3亿t，仅位于玉米、小麦、水稻之后，是世界第四大粮食作物，总产量和产值均占粮食作物的13%左右。到2009年，我国马铃薯种植面积和总产量分别达到508. 33万hm²和7 328万t，产值为528. 16亿元，平均产值达到11 452. 95元/hm² 。

马铃薯的生长发育受到很多因素的影响，特别是养分的供应以及马铃薯对养分的吸收，利用，对其块茎的形成、膨大及淀粉积累的影响尤为显著。氮、磷、钾在马铃薯生长发育中需要量大，必须加以补充，才能满足其正常生长需求。氮素营养充足时，能促使马铃薯茎叶生长，同化面积大，延长叶片功能期，光合作用旺盛，净光合生产率提高，利于养分的积累，以提高块茎的干物质含量、蛋白质含量和产量；磷被作物吸收后，可扩大“源”的供应能力和同化物的转运效率，磷肥充足时，促进根系发育，增强植株的抗旱、抗寒能力和适应性，提高氮肥的利用率，幼苗发育健壮，有利于植株体内的各种物质的转化和代谢，促进植株早熟，增加块茎干物质和淀粉累积，提高薯块的品质和耐贮性；马铃薯是一种喜钾植物，在整个生育期中对钾的需求都很大，马铃薯钾肥充足时，能使植株生长健壮，茎秆坚实，叶片增厚，延迟叶片衰老，增强抗寒和抗病性。

马铃薯对氮、磷、钾吸收比例约为2:1:4。马铃薯从出苗到块茎生长初期吸收养分较少，对氮、磷、钾的吸收约占生育总量的25%，到生育中期，特别是块茎迅速膨大期是需肥高峰期，约占全生育期吸收量的50%左右，在淀粉积累期也即生育后期，养分的吸收量又占全生育期的25%左右。马铃薯对钙、镁、硫的吸收动态，分配状况与氮、磷、钾的趋势基本相同，对微量元素吸收很少。马铃薯块茎的膨大，淀粉等营养的积累均靠茎叶的光合作用，施肥应采取“前促、中控、后保”的原则 ，即前期应尽可能的使马铃薯早生快发，多分枝，形成一定的丰产苗架；中期控制茎叶生长，促使其转入地下块茎形成与膨大；后期不能使叶色过早落黄，以保持叶片光合作用效率，多制造养分供地下块茎膨大。马铃薯叶面积主要由氮元素影响，同时磷元素在马铃薯植株体内与氮元素存在协同—拮抗效应，即磷素的存在能使植株体内氮素的浓度下降，但对氮的吸收量有促进作用，亦可提高氮的运转率；氮素又会使植株体内的磷素浓度降低，茎叶内下降更为明显，施氮量在适宜的范围可促进对磷的吸收，超过适量，则吸磷量也下降。

水溶性肥料是一种能够完全溶解于水的多元素复合型肥料，相对于传统的过磷酸钙、造粒复合肥等非全水溶肥料和缓释品种，由于其具有速溶、吸收率高、见效快、无残渣、施用方便等显著优点，得到了迅猛的发展。尤其是在面对温室效应所带来的日趋严重的环境保护及水资源匮乏的情况下，滴灌系统、喷施喷灌等具有显著节水、节肥功能的新型施肥方式开始得到推广应用，使农业施肥者对肥料的认识发生了根本的变化。水溶性复合肥作为目前灌溉施肥的主流，尽管可以节水、节肥、节省工时，但由于水溶肥由不同性能的水溶性肥料复配而成，在肥料配伍时因物理、化学性质的不同，土壤环境的固定流失，导致肥效降低或者损失。例如，铵态氮在碱性环境下容易挥发，特别是在地表温度会达到50 度以上，更容易造成铵态氮的挥发。可溶性磷酸盐会与土壤中呈溶解形式的钙或铁离子形成磷酸盐沉淀，从而使得磷被固定，失去水溶肥的意义。另外，水溶性复合肥水溶后如果植物不能及时吸收，可溶性钾离子等养分则会渗入地下，不但造成肥效损失，而且会对地下水造成污染。

专利201310564639.8公开了一种马铃薯酸性液体滴灌肥料及其制备方法，主要成分为( 重量份) ：原料组成：尿素5-55份，质量百分浓度为85% 的磷酸20-30 份，硫酸钾15-45 份，硼酸2-4 份，硫酸锰1-3 份，水10-15 份；其主要作用是改善作物根区土壤微生态环境、活化在碱性条件下易被固定的营养元素、提高作物产量和改善品质。该专利滴灌肥主要用于碱性土壤中，应用范围窄，且没能根据马铃薯生长周期养分吸收规律配比及处理。

专利201110366524.9公开了一种马铃薯微量元素叶面喷施剂，该喷施剂的组分及含量为：每1m³的叶面喷施剂中含有：Na₂Fe-EDTA80 ～ 120g，MnSO₄·7H₂O8000 ～ 12000g，ZnSO₄·7H₂O1600 ～2 4 0 0 g ，N a ₂B ₄O 7·1 0 H ₂O 3 0 0 0 ～ 5 0 0 0 g ，CuSO₄·5H₂O0.01 ～ 0.03g，Na₂Mo₄O₇·2H₂O3000 ～5000g，余量为水。该发明仅提供了马铃薯所需微量元素配比，没有涉及氮、磷、钾及中量元素，不是马铃薯专用全营养水溶肥。

因此，开发一种符合马铃薯生长周期营养吸收规律的专用水溶肥，且能解决氮素易挥发损失，磷元素易被土壤固定等问题的具有一定缓释效果的专用水溶肥具有重大的意义。

发明内容

本发明针对马铃薯生长周期营养元素吸收规律，前中期养分吸收量高、后期较低，氮磷钾吸收比例约为2:1:4，是喜钾作物；对钙、镁、硫的吸收动态，分配状况与氮、磷、钾的趋势基本相同，马铃薯对微量元素的吸收很少；以及氮、磷元素在马铃薯植株内存在协同—拮抗效应等情况；另外，相关专利未解决的氮、磷元素易挥发或固定损失的问题，提供一种马铃薯专用缓释水溶肥及其制备方法。本发明用一种水溶性聚氨基羧酸无机凝胶微细颗粒对部分氮肥和磷肥进行处理，这种材料具有螯合吸附作用，使氮、磷肥具有较好的缓释效果。本发明专用水溶肥养分含量高，营养元素齐全，水溶性好，关键元素具有缓释性，提高了养分利用率，符合马铃薯生长周期营养元素吸收规律，对马铃薯具有增产增质的效果，具有极大的市场价值。

本发明的技术方案如下：

一种马铃薯专用缓释水溶肥，其特征在于：该水溶肥中含无机凝胶微细颗粒，按重量份计，原料组分包括：

尿素160~190份，

磷酸二铵30~50份，

磷酸一铵30~50份，

磷酸二氢钾40~60份，

硝酸钾350~380份，

硫酸钾190~220份，

螯合中微量元素预混物20~30份，

硼酸钠5~8份，

钼酸钠1~2份，

无机凝胶微细颗粒6~10份

以上组分均呈粉末状，其中：

所述的螯合中微量元素预混物包括螯合中量元素和螯合微量元素，所述的无机凝胶微细颗粒为一种水溶性聚氨基羧酸无机凝胶微细颗粒，对肥料养分具有螯合吸附作用，使肥料具有养分缓释性，用以处理尿素、磷酸一铵和磷酸二铵。

上述的马铃薯专用缓释水溶肥，所述的螯合中微量元素预混物包括螯合中量元素和螯合微量元素，按重量份计，螯合中量元素包括NTA螯合钙140~160份，NTA螯合镁60~80份；螯合微量元素包括EDDHA螯合铁50~70份，EDTA螯合锰10~30份，EDTA螯合锌20~40份，EDTA螯合铜10~30份；将上述螯合物送入分散混合机中分散混合20~40分钟得到螯合中微量元素预混物。

上述的马铃薯专用缓释水溶肥，所述的水溶性聚氨基羧酸无机凝胶微细颗粒为聚二乙酰胺无机硅胶材料、聚甲酰胺基丁二酸无机硅胶、聚甲酰胺基丁二酸硅藻土、聚碳酰二胺基丁二酸活性炭、聚碳酰二胺基戊二酸沸石、聚乙酰胺苹果酸硅藻土、聚甲酰胺基酒石酸活性炭、聚乙酸氨基（甘氨酸）丁二酸无机硅胶、聚丙酸氨基（丙氨酸）酒石酸硅藻土中的一种或多种。

上述的马铃薯专用缓释水溶肥的制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

1）将6~10份无机凝胶微细颗粒和50~70份水配成凝胶溶液待用；先将220~250份尿素、30~50份磷酸一铵和30~50份磷酸二铵加入分散混合机中，接着加入配制好的凝胶溶液，搅拌混合分散处理30~50分钟，烘干研细，得到凝胶化尿素、磷酸一铵和磷酸二铵粉末；

2）将40~60份磷酸二氢钾、150~180份硝酸钾、90~120份硫酸钾、20~30份螯合中微量元素预混物、5~8份硼酸钠、1~2份钼酸钠及步骤1）得到的凝胶化尿素、磷酸一铵和磷酸二铵加入高速混合机中高速搅拌，混合分散30~40分钟，制得马铃薯专用缓释水溶肥。

本发明提供了一种水溶性的马铃薯专用的营养元素配比，大量元素氮、磷比例约为2：1，对其中的部分氮肥和磷肥用无机凝胶微粒进行了处理，使其具备了较好的缓释效果，然后与螯合中微量元素预混物、硼酸钠和钼酸钠混合，营养全面，不会出现营养缺乏症。本发明提高了磷、钾元素的利用率，同时符合马铃薯生长周期营养吸收规律。

本发明中螯合中微量元素混合物包括氨基三乙酸（NTA）螯合钙，氨基三乙酸（NTA）螯合镁；甘氨酸螯合铁，乙二胺四乙酸（EDTA）螯合锰，乙二胺四乙酸（EDTA）螯合锌，其中NTA螯合钙和NTA螯合镁较EDTA螯合钙、镁的钙、镁含量更高，价格也更便宜，而且NTA与钙镁离子形成的螯合物也相当稳定。

本发明所用的无机凝胶微粒为一种水溶性聚氨基羧酸无机凝胶微细颗粒，如聚甲酰胺基丁二酸无机硅胶、聚甲酰胺基丁二酸硅藻土、聚碳酰二胺基丁二酸活性炭、聚碳酰二胺基戊二酸沸石、聚乙酰胺苹果酸硅藻土、聚甲酰胺基酒石酸活性炭、聚乙酸氨基（甘氨酸）丁二酸无机硅胶等，这类材料中有机碳链部分具有的氨基氮原子和羧基氧原子对肥料养分具有螯合作用，而无机部分的硅胶、硅藻土、活性炭等为凝胶型多孔材料对肥料养分具有吸附作用，其对肥料进行处理后具有肥效缓释效果。

本发明具有以下的突出特点和有益效果：

1、本发明针对马铃薯生长周期营养吸收规律特点，用聚氨基羧酸无机凝胶微细颗粒对部分氮肥和磷肥进行了处理，其通过螯合、吸附的作用固定氮、磷元素，使它们具有了缓释性，有效的遵循马铃薯养分吸收规律。

2、本发明用无机凝胶微粒对氮肥和磷肥处理，施用后，氮元素与磷元素被凝胶微粒螯合固定，马铃薯按需对其吸收，大大提高了氮磷在植株内的协同效应，而杜绝了氮磷拮抗效应，促进了马铃薯前期生长发育，使有效叶面积增大，有利于块茎的膨大及淀粉等营养的积累。

3、本发明水溶肥施用后，聚氨基羧酸无机凝胶微细颗粒迅速吸附分布于马铃薯根系周围，具有保肥保水的作用，很好的遵循了马铃薯施肥方面“前促、中控、后保”的原则。同时，无机凝胶微粒可为根系提供稳定的养分传输通道，增强马铃薯对养分的吸收。

4、本发明中部分磷肥和钾肥在具备水溶性的同时赋予了缓释性，有效的克服了氮素易挥发损失，磷素易被土壤固定的缺点，提高了氮、磷元素的利用率，同时可减少水溶肥施用次数，降低成本。

5、本发明提供的马铃薯专用水溶肥营养元素全面，包括大量元素及中微量元素，氮、磷比例约为2：1，比例合理，符合马铃薯生长营养吸收规律，可使马铃薯植株强健、抗病力强，马铃薯品质好、高产量，提高马铃薯种植效益。

6、本发明水溶肥生产工艺简单，投资小，成本低，具有市场应用价值。

表一，本发明的产品各性能指标。 

总养分（总N+水溶性P2O5+ K2O）	水不溶物	pH值	水份	性状
					53.7%~54.2%	≤0.4%	3~9	≤2%	固体粉末

表一中，本发明水溶肥总养分含量≥50%，水不溶物≤0.4%，各项性能符合HG/T 4365—2012水溶性肥料的要求指标。

具体实施方案

以下通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下,根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更,均应包含在本发明的范围内。

实施例1

1）将6份聚甲酰胺基丁二酸硅藻土和50份水配成凝胶溶液待用；先将220份尿素、30份磷酸一铵和30份磷酸二铵加入分散混合机中，接着加入配制好的凝胶溶液，搅拌混合分散处理30分钟，烘干研细，得到凝胶化尿素、磷酸一铵和磷酸二铵粉末；

2）将140份NTA螯合钙，60份NTA螯合镁，50份EDDHA螯合铁，10份EDTA螯合锰，20份EDTA螯合锌，10份EDTA螯合铜送入分散混合机中分散混合20分钟得到螯合中微量元素预混物。

3）将40份磷酸二氢钾、150份硝酸钾、90份硫酸钾、20份步骤2）得到的螯合中微量元素预混物、5份硼酸钠、1份钼酸钠及步骤1）得到的凝胶化尿素、磷酸一铵和磷酸二铵加入高速混合机中高速搅拌，混合分散30分钟，制得马铃薯专用缓释水溶肥。

实施例2

1）将7份聚碳酰二胺基丁二酸活性炭和50份水配成凝胶溶液待用；先将230份尿素、40份磷酸一铵和40份磷酸二铵加入分散混合机中，接着加入配制好的凝胶溶液，搅拌混合分散处理40分钟，烘干研细，得到凝胶化尿素、磷酸一铵和磷酸二铵粉末；

2）将150份NTA螯合钙，70份NTA螯合镁；60份EDDHA螯合铁，20份EDTA螯合锰，30份EDTA螯合锌，20份EDTA螯合铜送入分散混合机中分散混合30分钟得到螯合中微量元素预混物。

3）将50份磷酸二氢钾、160份硝酸钾、100份硫酸钾、25份步骤2）得到的螯合中微量元素预混物、6份硼酸钠、1份钼酸钠及步骤1）得到的凝胶化尿素、磷酸一铵和磷酸二铵加入高速混合机中高速搅拌，混合分散30分钟，制得马铃薯专用缓释水溶肥。

实施例3

1）将8份聚乙酰胺苹果酸硅藻土和60份水配成凝胶溶液待用；先将240份尿素、40份磷酸一铵和40份磷酸二铵加入分散混合机中，接着加入配制好的凝胶溶液，搅拌混合分散处理40分钟，烘干研细，得到凝胶化尿素、磷酸一铵和磷酸二铵粉末；

2）将150份NTA螯合钙，70份NTA螯合镁；60份EDDHA螯合铁，20份EDTA螯合锰，30份EDTA螯合锌，20份EDTA螯合铜送入分散混合机中分散混合30分钟得到螯合中微量元素预混物。；

3）将50份磷酸二氢钾、170份硝酸钾、110份硫酸钾、25份步骤2）得到的螯合中微量元素预混物、7份硼酸钠、2份钼酸钠及步骤1）得到的凝胶化尿素、磷酸一铵和磷酸二铵加入高速混合机中高速搅拌，混合分散40分钟，制得马铃薯专用缓释水溶肥。

实施例4

1）将9份聚碳酰二胺基戊二酸沸石和70份水配成凝胶溶液待用；先将240份尿素、50份磷酸一铵和50份磷酸二铵加入分散混合机中，接着加入配制好的凝胶溶液，搅拌混合分散处理50分钟，烘干研细，得到凝胶化尿素、磷酸一铵和磷酸二铵粉末；

2）将160份NTA螯合钙， 80份NTA螯合镁， 70份EDDHA螯合铁， 30份EDTA螯合锰，40份EDTA螯合锌，30份EDTA螯合铜送入分散混合机中分散混合40分钟得到螯合中微量元素预混物。；

3）将60份磷酸二氢钾、170份硝酸钾、110份硫酸钾、30份步骤2）得到的螯合中微量元素预混物、8份硼酸钠、2份钼酸钠及步骤1）得到的凝胶化尿素、磷酸一铵和磷酸二铵加入高速混合机中高速搅拌，混合分散40分钟，制得马铃薯专用缓释水溶肥。

实施例5

1）将10份聚乙酸氨基（甘氨酸）丁二酸无机硅胶和70份水配成凝胶溶液待用；先将250份尿素、50份磷酸一铵和50份磷酸二铵加入分散混合机中，接着加入配制好的凝胶溶液，搅拌混合分散处理50分钟，烘干研细，得到凝胶化尿素、磷酸一铵和磷酸二铵粉末；

2）将160份NTA螯合钙，80份NTA螯合镁，70份EDDHA螯合铁，30份EDTA螯合锰，40份EDTA螯合锌，30份EDTA螯合铜送入分散混合机中分散混合40分钟得到螯合中微量元素预混物。；

3）将60份磷酸二氢钾、180份硝酸钾、120份硫酸钾、30份步骤2）得到的螯合中微量元素预混物、8份硼酸钠、2份钼酸钠及步骤1）得到的凝胶化尿素、磷酸一铵和磷酸二铵加入高速混合机中高速搅拌，混合分散40分钟，制得马铃薯专用缓释水溶肥。

肥效测试

普通马铃薯种植地分五个区进行对比试验，1区对应“对比例a”；2区对应“对比例b”；3区对应“对比例c”；4区对应“实施例b” ；5区对应“实施例c”。其中“对比例a”为普通水溶肥，氮磷钾比例约为1：0.5：1.5；“对比例b”为本发明实施例2的水溶肥配比，但其中的氮、磷肥未经过处理，而“实施例b”则是氮、磷肥经过处理的水溶肥；“对比例c”是本发明实施例4的水溶肥配比，但其中的氮、磷肥未经过处理，而“实施例c” 则是氮、磷肥经过处理的水溶肥。根据马铃薯生长趋势，生长前期即发芽至幼苗期，施1500~2000倍水溶肥，2~4次，中期即发棵期至结薯膨大期，施1000~1200倍水溶肥，3~5次，后期即马铃薯淀粉积累期，施800~1000倍水溶肥，1~2次；马铃薯种植其他日常管理均按常规进行，试验记录见表二。

表二，马铃薯园各区生长产量情况

表二中，施用了本发明所制备的水溶肥较普通水溶肥对马铃薯产量和品质都有明显的提高；另外，本发明的经处理后水溶肥较本发明未经处理的普通配比水溶肥对马铃薯的增产增质效果要好。

Claims (4)

1.一种马铃薯专用缓释水溶肥，其特征在于：该水溶肥中含无机凝胶微细颗粒，按重量份计，原料组分包括：

尿素220~250份，

磷酸二铵30~50份，

磷酸一铵30~50份，

磷酸二氢钾40~60份，

硝酸钾150~180份，

硫酸钾90~120份，

螯合中微量元素预混物20~30份，

硼酸钠5~8份，

钼酸钠1~2份，

无机凝胶微细颗粒6~10份；

以上组分均呈粉末状，其中：

所述的螯合中微量元素预混物包括螯合中量元素和螯合微量元素，所述的无机凝胶微细颗粒为一种水溶性聚氨基羧酸无机凝胶微细颗粒，对肥料养分具有螯合吸附作用，使肥料具有养分缓释性，用以处理尿素、磷酸一铵和磷酸二铵。

2.根据权利要求1所述的马铃薯专用缓释水溶肥，其特征在于：所述的螯合中微量元素预混物包括螯合中量元素和螯合微量元素，按重量份计，螯合中量元素包括NTA螯合钙140~160份，NTA螯合镁60~80份；螯合微量元素包括EDDHA螯合铁50~70份，EDTA螯合锰10~30份，EDTA螯合锌20~40份，EDTA螯合铜10~30份；将上述螯合物送入分散混合机中分散混合20~40分钟得到螯合中微量元素预混物。

3.根据权利要求1所述的马铃薯专用缓释水溶肥，其特征在于：所述的水溶性聚氨基羧酸无机凝胶微细颗粒为聚二乙酰胺无机硅胶材料、聚甲酰胺基丁二酸无机硅胶、聚甲酰胺基丁二酸硅藻土、聚碳酰二胺基丁二酸活性炭、聚碳酰二胺基戊二酸沸石、聚乙酰胺苹果酸硅藻土、聚甲酰胺基酒石酸活性炭、聚乙酸氨基（甘氨酸）丁二酸无机硅胶、聚丙酸氨基（丙氨酸）酒石酸硅藻土中的一种或多种。

4.权利要求1~3所述的马铃薯专用缓释水溶肥的制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

1）将6~10份无机凝胶微细颗粒和50~70份水配成凝胶溶液待用；先将220~250份尿素、30~50份磷酸一铵和30~50份磷酸二铵加入分散混合机中，接着加入配制好的凝胶溶液，搅拌混合分散处理30~50分钟，烘干研细，得到凝胶化尿素、磷酸一铵和磷酸二铵粉末；

2）将40~60份磷酸二氢钾、150~180份硝酸钾、90~120份硫酸钾、20~30份螯合中微量元素预混物、5~8份硼酸钠、1~2份钼酸钠及步骤1）得到的凝胶化尿素、磷酸一铵和磷酸二铵加入高速混合机中高速搅拌，混合分散30~40分钟，制得马铃薯专用缓释水溶肥。