CN105272760A - 一种持效改土的水稻专用碱性肥料及其生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种持效改土的水稻专用碱性肥料及其生产工艺。所述水稻专用碱性肥料，包括尿素或氯化铵、磷酸一铵和氯化钾，氮、磷、钾养分含量≥30％，还包括有机肥，硅钙钾肥，聚谷氨酸酸溶液。本发明还提供所述水稻专用碱性肥料的生产工艺以及应用方法。本发明的水稻专用碱性肥料既含有无机大量元素，又添加了钙、镁中量元素和有益元素硅，同时适当配比有机肥，能够满足水稻生长对养分的需求，提高土壤pH值，持续改善土壤结构，增加肥料利用率。

Description

一种持效改土的水稻专用碱性肥料及其生产工艺

技术领域

本发明属于肥料生产领域，涉及一种持效改土的水稻专用碱性肥料及其生产工艺。

背景技术

土壤退化是指人类对土壤的不合理利用而导致的土壤质量和生产力下降的过程。主要有侵蚀退化、土壤酸化、污染退化、肥力退化和生物学退化。目前，随着人口与环境资源的矛盾日益突出，土壤退化已经成为全球性的重大问题。土壤酸化作为土壤退化的一个重要方面，加速了土壤酸度的提高、大量营养元素的淋失，造成土壤肥力的下降，严重影响作物的生长。针对我国粮食、蔬菜和经济作物主产区中低产田土壤的主要障碍因子，如酸化、缺素、还原性有害物质等，研发兼具营养和土壤改良功能的新型肥料，对于保障粮食安全和提高农产品品质，实现农业可持续发展意义重大。

我国热带和亚热带地区，广泛分布着各种红色或黄色土壤的酸性土壤，土壤类型包括红壤、黄壤、砖红壤、赤红壤和灰化土、棕壤等，分布遍及江西、浙江、福建、广东、广西、四川等16个省区约216万KM²，占全国耕地面积的21％。酸性土壤地区降水充沛，淋溶作用强烈，盐基饱和度较低，酸度较高，导致生产力水平较低。因此在酸性土壤区开发推广具有持续性土壤改良作用的水稻专用碱性肥料，开展酸性土壤障碍因子修复技术研究，形成酸性土区专用肥配方，以提高酸性土壤区域的生产力尤为迫切。

目前，硅钙钾肥在农业生产上主要用于解决土壤的酸化问题。CN103739341A公开了一种硅钙钾肥的生产工艺，以水不溶性钾矿和石灰石或者白云石为原料，依序经过破碎、粉磨、回转窑煅烧、冷却机冷却、破碎和粉磨，得到硅钙钾肥。硅钙钾肥主要作用是调节土壤pH值，提高土壤盐基饱和度，补充中量元素钙和镁；但其缺点是基本不含氮、磷、钾大量元素养分，必须增施复合肥才能满足作物生长需求，且硅钙钾肥为细粉状，质轻，使用时很容易随风飘扬，给施肥劳动保护带来难题；另一方面硅钙钾肥和复合肥分别施用，增加了劳动力成本。

CN103951514A公开了一种水稻专用化肥，所述的化肥由下列原料按照重量份数配比制成：尿素15-25份、磷酸氢二铵20-25份、氯化钾8-15份、硫酸钾10-15份、脲酶抑制剂3～6份、螯合锌4～8份、氯化铵2～3份、硝基腐殖酸2～3份、钙镁磷肥2～5份、甘油5-10份。该发明是由硼酸充当脲酶抑制剂，化肥利用率高，对土壤和地下水污染小，能增强作物的抗逆性能和多种生理病害的抵御能力，且能解决南方酸性土壤的特点。但该水稻专用肥缺乏有机质，长期施用，易导致土壤缺少有机成分作为酸碱缓冲介质而复酸化程度加强。

CN102249815A公开了一种反酸田水稻专用肥的制备和使用方法，该专用肥的原料组成及其质量份数为：尿素25-30份、磷酸二铵10-15份、氯化钾15-20份、钙镁磷10-15份、磷酸锌10-15份、生物硅肥10-15份和白石粉10-15份。该肥料主要针对反酸田土壤障碍特性、水稻养分需求规律及肥料适配性等，将碱性肥料与生物硅肥科学配伍，通过复混肥造粒方式制得反酸田水稻专用肥，能够有效改变酸性土壤的理化性状，降低还原物质毒害。但是，该发明水稻专用肥的配方中有机质含量较少，无法起到持续改善水稻田的作用；其次，将生物硅肥一次施入，且易造成养分流失，整体养分利用率有待提高。

在农业种植可持续发展的大环境下，水稻种植目前更需要一种能够持续改良酸性水稻土壤，从而改变水稻种植环境的更为科学合理、养分得到高效利用的专用肥料。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种持效改土的水稻专用碱性肥料，有机无机配合，营养均衡，能有效提高土壤pH值，同时减轻酸性土壤离子毒害和缺素问题，改善土壤结构，提高养分利用率，一次性施用，减少扬尘污染和劳动力投入。

本发明还提供一种持效改土的水稻专用碱性肥料的生产工艺及施用方法。

术语解释：

氮、磷、钾养分含量：是以总氮、有效五氧化二磷、氧化钾的质量百分含量计；肥料中各养分含量的简写依次按氮、磷、钾记载，例如“30％(15-6-9)”的含义是指，总养分含量为30％，氮、磷、钾含量依次为15％、6％、9％。

本发明中的养分含量％均为质量百分比。

本发明的技术方案如下：

一种持效改土的水稻专用碱性肥料，包括尿素或氯化铵、磷酸一铵和氯化钾，氮、磷、钾养分含量≥30％，由下述重量份的原料组分制成：

以质量分数2-8％的聚谷氨酸溶液重量计。

优选的，本发明持效改土的水稻专用碱性肥料中，氮、磷、钾养分含量为30-40％质量比。

优选的，本发明持效改土的水稻专用碱性肥料，由下述重量份的组分制成：

优选的，本发明持效改土的水稻专用碱性肥料的pH值范围在7.8-9.0。

根据本发明，优选的，所述有机肥是泥炭或者糖渣、酒糟、豆粕或菇渣的发酵物的一种或组合。

所述泥炭是煤化程度最低的煤，具有无菌、无毒、无污染、通气性好、质轻、保肥保水等特点，含有大量的有机质，腐殖酸和矿物质。

所述糖渣是制糖工业的副产品，利用含淀粉粮食、薯类等生产麦芽糖、果葡糖浆等产品，不论通过何种工艺，都会产生糖渣副产品。糖渣有机质含量高于40％，还含有氮、磷、钾等大量元素。经过微生物发酵后，有机营养物质分解为作物易于吸收的有机酸、氨基酸、酶以及生物活性物质等，可代替豆粕、饼粕、麦麸。

所述酒糟是米、麦、高粱酿酒以后的残渣，粗蛋白含量可高达28％；所述豆粕是大豆提取豆油后的剩余残渣，主要成分是蛋白质和氨基酸。酒糟或豆粕作为肥料直接使用营养价值不易被充分利用，最好经过发酵。

所述菇渣是食用菌栽培废弃料，以蘑菇栽培废弃料最优，菇渣含有粗蛋白、粗脂肪、纤维素及中微量元素。新鲜菇渣不宜直接使用，需要经过常规堆置，发酵成为菇渣发酵物成品。

根据本发明，优选的，所述聚谷氨酸是聚谷氨酸含量为2％-8％的水溶液。

根据本发明所述原料中，尿素中N含量≥46％，氯化铵中氮含量≥23.5％，磷酸一铵中N+P₂O₅含量≥55％，氯化钾中K₂O含量≥55％，皆为市场上购得的行业普遍采用的原料，硅钙钾肥、聚谷氨酸也为市售产品。例如，硅钙钾肥有山西富邦肥业有限公司、贵州西洋肥业有限公司产售，聚谷氨酸有江西樟树市狮王生物科技有限公司、南京轩凯生物科技有限公司产售。但不限于此。

一个优选的方案：34％(18-8-8)持效改土的水稻专用碱性肥料，重量份组分如下：

另一个优选的方案：30％(15-6-9)持效改土的水稻专用碱性肥料，重量份组分如下：

另一个优选的方案：33％(15-6-12)持效改土的水稻专用碱性肥料，重量份组分如下：

本发明的持效改土的水稻专用碱性肥料的生产工艺，包括步骤如下：

(1)按重量份称取已破碎至80-100目的尿素或氯化铵、磷酸一铵、氯化钾、有机肥、硅钙钾肥，送入搅拌机搅拌混合均匀；

(2)将混合均匀的物料送入造粒机，并通入蒸汽进行造粒；

(3)将经造粒后的物料送至干燥机进行干燥，再筛分，不合格的大粒物料破碎后与细粉再返回造粒机重新造粒；

(4)合格物料输送至二段造粒机进行喷涂聚谷氨酸溶液，在肥料颗粒余热的作用下，聚谷氨酸在肥料颗粒表面成膜，冷却，即得成品。

所述生产工艺，优选的，所述步骤(2)中进行造粒时控制粒径2.0-4.75mm。其中，所用的造粒机为本领域常规设备，比如圆盘或转鼓造粒机。

所述步骤(4)所述聚谷氨酸溶液是聚谷氨酸含量为2％-8％的水溶液。步骤(4)冷却后进行计量包装，制得所需持效改土的水稻专用碱性肥料成品。

本发明所述的持效改土的水稻专用碱性肥料，针对现有复混肥生产线，无需新建生产线，生产工艺简单，节省投资费用，生产成本低，有利于其在农业生产上的推广应用。

本发明所述的持效改土的水稻专用碱性肥料，施用方法：

所述持效改土的水稻专用碱性肥料可于水稻秧苗栽种前一次性作为基肥施用，每亩施用量分别为100kg；或者，

在所述基肥施用的基础上于水稻分蘖期和长穗结实期分别补加施用，每亩补加施用量分别为分蘖期20-30kg、长穗结实期20-30kg；优选每亩补加施用量分别为分蘖期20kg、长穗结实期20kg。

本发明所述的持效改土的水稻专用碱性肥料是按照水稻需肥规律提出的新型复混(合)肥料，营养全面、能持续改善土壤结构。

本发明具备的有益效果：

1、本发明所述的持效改土的水稻专用碱性复混(合)肥料按照水稻需肥规律设计配方，既含有无机大量元素，又添加了钙、镁中量元素和有益元素硅，同时适当配比有机肥，能够满足水稻生长对养分的需求，提高土壤pH值，持续改善土壤结构，增加肥料利用率。

2、本发明所述的持效改土的水稻专用碱性复混(合)肥料添加的硅钙钾肥土壤调理剂不仅可以提高土壤pH值，有效减少Al、Fe、Mn等毒害离子，而且其中的硅元素缓慢持续释放，满足整个生长期的需要，提高了硅元素的利用效率。

3、本发明所述的持效改土的水稻专用碱性复混(合)肥料添加了8％～15％的有机肥，有机肥富含腐植酸，不但能够促进土壤团粒结构形成，而且是作物生长的催化剂及刺激剂；还能活化养分，增加土壤中速效氮、磷、钾的含量，改善土壤中的固、液、气三相比，既能直接调节土壤酸性，提高土壤缓冲性能和抗逆能力，又能持续性改良土壤结构，提高土壤种植品质。

4、本发明以聚谷氨酸进行包膜处理，聚谷氨酸水溶、生物降解、无毒无害，可交联形成后期拥有卓越性能的水凝胶，在土壤中会在植株根毛表层形成一层薄膜，不但具有保护根毛的功能，而且可以活化酸性土壤固定的磷素等养分，促进养分的溶解、吸收和运输，提高肥料整体的吸收利用效率。此外，还能有效平衡土壤酸碱值，沉淀去除重金属，进一步改善土壤品质。

5、本发明水稻专用肥增产效果显著，作为基肥使用可提高作物产量10％以上。

6、该肥料作为底肥一次性施用，还解决了常规硅钙钾肥施用时扬尘污染，以及使用多种肥料增加劳动力的问题。

附图说明

图1是大田试验的对照图片，左垄为常规对照处理组，右垄为实施例2持效改土的水稻专用碱性肥施用组，于水稻插秧后生长45天拍照。

具体实施方式

下面结合实施例和实验例详细说明本发明的技术方案，但保护范围不限于此。实施例中，硅钙钾肥为山西富邦肥业有限公司产售，聚谷氨酸为江西樟树市狮王生物科技有限公司产售，农业级，分子量为5000道尔顿。

实施例中所用％均为质量百分比，有特别说明的除外。

实施例中所述的糖渣、酒糟、豆粕或菇渣均系发酵物。可市购或按常规技术制备。

实施例1制作30％(15-6-9)持效改土的水稻专用碱性肥料。按下述重量份称取各组分：

把上述破碎至80-100目的各固体组分，送入搅拌机搅拌混合均匀，通入蒸汽在造粒机中进行造粒：将经造粒后的物料送至干燥机进行干燥，再筛分，不合格的大粒物料破碎后与细粉再返回造粒机重新造粒；合格物料输送至二段造粒机进行喷涂质量分数3％的聚谷氨酸溶液，在肥料颗粒预热的作用下，聚谷氨酸在肥料颗粒表面成膜，经冷却、计量包装制得30％(15-6-9)持效改土的水稻专用碱性肥料成品。即，总养分含量为30％，氮、磷、钾含量依次为15％、6％、9％。

实施例2制作34％(18-8-8)持效改土的水稻专用碱性肥料。按下述重量份称取各组分：

把上述破碎至80-100目的各固体组分，送入搅拌机搅拌混合均匀，通入蒸汽在造粒机中进行造粒：将经造粒后的物料送至干燥机进行干燥，再筛分，不合格的大粒物料破碎后与细粉再返回造粒机重新造粒；合格物料输送至二段造粒机进行喷涂质量分数4％聚谷氨酸溶液，在肥料颗粒预热的作用下，聚谷氨酸在肥料颗粒表面成膜，经冷却、计量包装制得34％(18-8-8)持效改土的水稻专用碱性肥料成品。即，总养分含量为34％，氮、磷、钾含量依次为18％、8％、8％。

实施例3制作33％(15-6-12)持效改土的水稻专用碱性肥料。按下述重量份称取各组分：

把上述破碎至80-100目的各固体组分，送入搅拌机搅拌混合均匀，通入蒸汽在造粒机中进行造粒：将经造粒后的物料送至干燥机进行干燥，再筛分，不合格的大粒物料破碎后与细粉再返回造粒机重新造粒；合格物料输送至二段造粒机进行喷涂2％聚谷氨酸溶液，在肥料颗粒预热的作用下，聚谷氨酸在肥料颗粒表面成膜，经冷却、计量包装制得33％(15-6-12)持效改土的水稻专用碱性肥料成品。即，总养分含量为33％，氮、磷、钾含量依次为15％、6％、12％。

实施例4一种持效改土的水稻专用碱性肥料，制作工艺与实施例1-3同，但由下述重量份的组分制成：尿素24份，磷酸一铵21份，氯化钾15份，有机肥12份，硅钙钾肥35份，8％聚谷氨酸溶液2份。

实施例5一种持效改土的水稻专用碱性肥料，由下述重量份的组分制成：尿素28份，磷酸一铵9份，氯化钾12份，有机肥11份，硅钙钾肥33份，6％聚谷氨酸溶液4份。

生产工艺同实施例1。

实施例6一种持效改土的水稻专用碱性肥料，与实施例4或5相同，所不同的是32重量份的氯化铵替代尿素。

实施例7一种持效改土的水稻专用碱性肥料，与实施例4或5相同，所不同的是尿素由45重量份的氯化铵替代。

实验例

(1)水稻试验方案

试验设在江西泰和县禾市镇，供试水稻品种为欣荣优5号，基本苗为2.3万蔸，供试肥料为本发明实施例2持效改土的水稻专用碱性肥料34％(18－8－8)。于水稻秧苗栽种前一次性作为基肥施用，每亩施用量分别为100kg；分蘖期和长穗结实期各追施相同量尿素10kg/亩。对照处理组：常规施肥由安徽六国化工股份有限公司产氯基普通肥料45％(15-15-15)和大颗粒尿素(46％)掺混制得；氮磷钾等养分比较34％(18－8－8)，按农民施肥习惯做基肥一次施入100kg/亩，分蘖期和长穗结实期各追施相同量尿素10kg/亩。

(2)试验结果

试验结果(表1)表明，施用相同氮磷钾养分的持效改土的水稻专用碱性肥料比常规施肥处理水稻产量增加了13.2％，增产效果显著，这是持效改土的水稻专用碱性肥料改善土壤微生态和聚谷氨酸增效双重作用的结果。

表1不同施肥处理效果评价

Claims (9)

1.一种持效改土的水稻专用碱性肥料，包括尿素或氯化铵、磷酸一铵和氯化钾，氮、磷、钾养分含量≥30％，由下述重量份的原料组分制成：

以质量分数2-8％的聚谷氨酸溶液重量计。

2.如权利要求1所述的持效改土的水稻专用碱性肥料，其特征在于，该肥料的氮、磷、钾养分含量为30-40％质量比。

3.如权利要求1所述的持效改土的水稻专用碱性肥料，其特征在于，由下述重量份的组分制成：

质量分数2-8％的聚谷氨酸溶液重量计。

4.如权利要求1所述的持效改土的水稻专用碱性肥料，其特征在于，该肥料的pH值范围在7.8-9.0。

5.如权利要求1所述的持效改土的水稻专用碱性肥料，其特征在于，所述有机肥是泥炭或者糖渣、酒糟、豆粕或菇渣的发酵物的一种或组合。

6.如权利要求1所述的持效改土的水稻专用碱性肥料，其特征在于，该肥料是下列之一：

A：34％(18-8-8)持效改土的水稻专用碱性肥料，重量份组分如下：

或者，

B：30％(15-6-9)持效改土的水稻专用碱性肥料，重量份组分如下：

或者，

C：33％(15-6-12)持效改土的水稻专用碱性肥料，重量份组分如下：

7.权利要求1-6任一项所述的持效改土的水稻专用碱性肥料的生产工艺，包括步骤：

(1)按重量份称取已破碎至80-100目的尿素或氯化铵、磷酸一铵、氯化钾、有机肥、硅钙钾肥，送入搅拌机搅拌混合均匀；

(2)将混合均匀的物料送入造粒机，并通入蒸汽进行造粒；

(3)将经造粒后的物料送至干燥机进行干燥，再筛分，不合格的大粒物料破碎后与细粉再返回造粒机重新造粒；

(4)合格物料输送至二段造粒机进行喷涂聚谷氨酸溶液，在肥料颗粒余热的作用下，聚谷氨酸在肥料颗粒表面成膜，冷却，即得成品。

8.如权利要求7所述的持效改土的水稻专用碱性肥料的生产工艺，其特征在于步骤(2)中进行造粒时控制粒径为2.0-4.75mm。

9.权利要求1-6任一项所述的持效改土的水稻专用碱性肥料的应用，其中，施用方法如下：

所述持效改土的水稻专用碱性肥料于水稻秧苗栽种前一次性作为基肥施用，每亩施用量分别为100kg；或者，

在所述基肥施用的基础上于水稻分蘖期和长穗结实期分别补加施用，每亩补加施用量分别为20kg、20kg。