CN105523833A - 一种棉花专用缓释水溶肥及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种棉花专用缓释水溶肥及其制备方法，原料组分包括：多肽尿素150~160份，重过磷酸钙30~50份，硝酸钾140~150份，氯化钾100~110份，螯合中微量元素20~25份，硼酸钠5~6份，钼酸钠3~4份，有机酚酸6~8份，复合硅胶微粒4~6份；本发明还涉及该水溶肥的制备方法。本发明专用缓释水溶肥营养全面，氮、钾养分具有缓释性，符合棉花营养吸收规律，对棉花生长具有促进和调节作用，可提高棉花产量及纤维品质，能有效降低棉花“早衰症”和“黄萎病”的发生率，提高棉花种植效益，同时提高了水溶肥肥效利用率。

Description

一种棉花专用缓释水溶肥及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种棉花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棉花专用水溶肥及其制备方法，属于专用水溶肥领域。

背景技术

棉花作为传统的保暖材料，天然柔和，皮肤接触无刺激，自然环保，无营养成份，不易滋生细菌。棉花是世界上最主要的农作物之一，产量大、生产成本低，使棉制品价格比较低廉。棉花是中国重要的经济作物和纺织原料，也是重要的战略物资，对中国国民经济的发展具有无可替代的作用。我国棉花种植面积变化不大，基本在500万公顷左右（约合7500万亩），棉花产量在700万吨左右。

棉花喜热、好光、耐旱、忌渍，适宜于在疏松深厚土壤中种植。我国三大棉区为黄河流域、长江流域和西北内陆棉区，其中，新疆是我国第一大棉花主产省，其棉花产量约占全国棉花产量的40%。这些地区为干旱或半干旱地区，水分和养分是棉花产量的两大限制因素。棉花的干物质和氮磷钾养分的积累规律均呈S型曲线，每生产100吨皮棉需吸收氮磷钾比例约为1:0.25~0.35:1~1.35，氮和钾对棉花产量的影响较为明显。棉株苗蕾至花铃前期需吸收足量的氮，棉株花铃期到叶絮期对磷的需求高，棉株生育后期对钾仍有旺盛的吸收能力。

棉花后期氮钾元素不足极易造成棉花“早衰”，特别是地膜下的棉花，前期易旺，后期易衰，极大的影响棉花的产量。早发的棉花，苗期根系生长快，初花期根系生长达最大值，初花后根系生长由鼎盛转弱，根冠关系失调造成的早衰，另外，棉花结铃过多造成棉花营养生长和生殖生长失调也易造成早衰。在棉田的生产中，由于中后期追肥困难，棉农习惯于将大部分的氮肥做基肥，造成前期棉株对氮肥奢侈吸收，生长过旺，后期又供肥不足，导致早衰。研究表明棉花施用缓控释肥具有明显的增产增收效果，不但减少了施肥次数，而且减少了施肥量，同时具有环境友好，资源节约的特点。棉花根系主要分布于20~40cm的较深土层，能较好的控制缓释性肥养分，能提高养分及水分利用率。

棉花主要分布于干旱或半干旱地区，随着膜下滴灌技术在新疆，乃至全国干旱省的推广应用，滴灌作物，尤其是滴灌棉田的面积迅速扩大。水分是作物吸收养料的主要媒介，水分与养分及其藕合效应对棉花早期的生长都具有显著的影响干旱胁迫或养分不足都显著降低棉花生物学产量，阻碍植株对氮、磷、钾养分的吸收与积累。充足的水分是肥料效应充分体现的基础，充足的养分又是提高水分利用率的必要条件，良好的水肥条件对棉花生长有明显的协同效应。棉花早期生长水分效应>肥料效应，即对水分需求更为敏感。在水分充足条件下施肥对水分利用率的提高幅度要大于干旱胁迫情况下，表现出了明显的“以肥补水，以水促肥”的效应。

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201410426695.X公开了一种棉花专用液体喷滴灌肥，由以下原料组制得：尿素-硝酸铵溶液、工业磷酸一铵、硝酸钾、磷酸二氢钾、EDTA螯合锰、EDTA螯合锌、硼砂、七钼酸铵、黄腐酸钾、海藻精、水。该专利提供了棉花专用滴灌肥的配方，但不能有效符合棉花养分吸收规律，养分没有一定缓释能力，会造成养分流失。

专利201210235199.7公开了一种促进棉花蕾铃发育的叶面肥及其制备方法，其活性成分由氮肥、磷酸二氢钾、硼砂、生长素、6-苄基腺嘌呤及赤霉素组成。该发明提供了一种棉花叶面肥，不能有效预防棉花后期因缺素引起的早衰症。

专利201010508514.X公开了一种棉花专用微量元素复合叶面肥，包括微量元素、助剂和水，其特征是微量元素(Zn+Mn+B+Mo+Cu+Fe)含量100～120g/L，其质量比Zn∶Mn∶B∶Mo∶Cu∶Fe＝(16～18)∶(8～9)∶(2.5～3)∶(1～1.5)∶(1～1.5)∶1，螯合剂含量为10～20g/L，润湿剂含量0.1～0.5g/L。该发明提供了一种棉花微量元素叶面肥，不含大量元素，不是棉花专用全营养水溶肥。

因此，开发一种符合棉花生长周期营养吸收规律的专用水溶肥，同时能预防棉花后期因缺素引起的早衰症、养分利用率不高等问题的棉花专用水溶肥具有重大意义。

发明内容

本发明针对棉花年生长周期营养元素吸收规律，根据棉花根系较深，因氮钾养分供应不足而造成棉花后期易早衰，易患黄萎病，氮钾协同，水肥耦合等情况，提供一种棉花专用缓释水溶肥及其制备方法。本发明用一种复合硅胶微粒对钾肥进行凝胶化处理，使钾肥具有较好的缓释效果；同时复合硅胶微粒具有较强的螯合吸附作用，有利于将多肽尿素、中微量元素及有机酚酸吸附固定在棉花根系周围，提高肥料的利用率。本发明专用水溶肥养分含量高，营养元素齐全，水溶性好，符合棉花生长营养元素吸收规律，对棉花具有增产增质的效果，同时能有效降低棉花早衰症的发生，增强棉花抗黄萎病性能，具有极大的市场价值。

本发明的技术方案如下：

一种棉花专用缓释水溶肥，其特征在于：该水溶肥中含多肽尿素和复合硅胶微粒，按重量份计，原料组分包括：

多肽尿素150~160份，

重过磷酸钙30~50份，

硝酸钾140~150份，

氯化钾100~110份，

螯合中微量元素20~25份，

硼酸钠5~6份，

钼酸钠3~4份，

有机酚酸6~7份，

复合硅胶微粒4~6份；

以上组分均呈粉末状，其中：

所述的重过磷酸钙含P₂O₅42%～46%，水不溶物≤0.5%；所述的有机酚酸包括没食子酸、绿原酸、香草酸、对香豆酸、对羟基苯甲酸和水杨酸；所述的所述的复合硅胶微粒为聚二乙酰胺无机硅胶、聚甲酰胺基丁二酸无机硅胶、聚乙酸氨基（甘氨酸）丁二酸无机硅胶中的一种或多种，对肥料养分具有螯合吸附作用，使肥料具有养分缓释性。

上述的棉花专用缓释水溶肥，所述的有机酚酸，按重量百分比计，包括没食子酸20%~30%、绿原酸15%~20%、香草酸20%~25%、对香豆酸10%~15%、对羟基苯甲酸0~10%、水杨酸0~10%，各组分之和为100%。

上述的棉花专用缓释水溶肥，所述的螯合中微量元素包括氨基酸螯合钙、氨基酸螯合镁、氨基酸螯合锌、氨基酸螯合锰，氨基酸螯合铁。

上述的棉花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4~6份复合硅胶微粒和20~30份水配成凝胶溶液待用；先将100~110份氯化钾，140~150份硝酸钾加入分散混合机中，接着加入配制好的凝胶溶液，搅拌混合分散处理30~40分钟，烘干研细，得到凝胶化钾肥粉末；

2）将150~160份多肽尿素，30~50份重过磷酸钙、20~25份螯合中微量元素，5~6份硼酸钠，3~4份钼酸钠，6~8份有机酚酸和步骤1）得到的凝胶化钾肥粉末加入高速混合机中高速搅拌，混合分散30~40分钟，制得棉花专用缓释水溶肥。

本发明提供了一种水溶性的棉花专用的营养元素配比，氮、磷、钾比例约为1:0.25~0.35:1~1.35，其中的多肽尿素具有氮素缓释作用；用复合硅胶微粒对其中的钾肥进行了处理，使其具备了较好的缓释效果，然后与螯合中微量元素、硼酸钠混合，营养全面，不会出现营养缺乏症。本发明提高了氮、钾元素的利用率，同时符合棉花生长营养吸收规律。

本发明添加了有机酚酸，包括没食子酸、绿原酸、香草酸、对香豆酸、对羟基苯甲酸和水杨酸；有机酚酸是棉花根系分泌到周围土壤分泌物中的一类有机物，棉花生长后期，酚酸能有效抑制黄萎病菌丝的生长，预防棉花黄萎病。外援添加的有机酚酸对黄萎病菌丝同样有效，可降低黄萎病发生率。

本发明所用的复合硅胶微粒为一种具有较强吸附螯合作用的水溶性无机凝胶微细颗粒，如聚二乙酰胺无机硅胶、聚甲酰胺基丁二酸无机硅胶、聚乙酸氨基（甘氨酸）丁二酸无机硅胶，利用具有氨基氮原子的有机碳链聚合物改性无机硅胶，使无机硅胶微粒对钾素具有较强的螯合作用，同时复合硅胶微粒还可以作为多肽尿素和有机酚酸的载体，复合硅胶具有较强的吸水性，吸水凝胶后均匀分布在棉花根系周围，将多肽尿素及有机酚酸运载到棉花根系，促进棉花的生长。

本发明具有以下的突出特点和有益效果：

1、本发明针对棉花生长营养吸收规律特点，添加了具有氮素缓释作用的多肽尿素，并用复合硅胶微粒对钾肥进行缓释处理，避免钾肥的流失；同时还作为多肽尿素及有机酚酸的载体，利用硅胶的吸水凝胶性将营养元素输送到棉花根系，促进棉花的生长。

2、本发明关键元素氮、钾，均具有较好的缓释性，有效的克服了氮、钾元素易损失的缺点，提高了氮、钾元素的利用率；保证了棉花后期氮、钾元素的充足供应，能有效预防棉花早衰症，同时减少水溶肥施用次数，降低成本；施用后，氮、钾元素被水凝胶螯合固定，棉花按需对其吸收，保证了氮、钾的协同作用，大大提高了氮、钾元素利用率。

3、本发明水溶肥施用后，复合硅胶水凝胶材料形成凝胶能迅速吸附分布于棉花根系周围，具有保肥保水的作用，同时可为根系提供稳定的养分传输通道，增强棉花对养分的吸收，对干旱或半干旱棉区具有重大意义。

4、本发明添加的有机酚酸能有效抑制黄萎病菌丝的生长，提高棉花抗病特性，可有效降低棉花黄萎病的发病率。

5、本发明提供的棉花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、钾比例约为1：0.25~0.35：1~1.35，比例合理，符合棉花营养吸收规律，可使棉珠长势强健、抗病力强、产量高，品质好，能有效降低棉花病害的影响，提高棉花种植效益。

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
					50.1%~50.7%	≤0.4%	6~9	≤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/T4365—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4份聚甲酰胺基丁二酸无机硅胶和20份水配成凝胶溶液待用；先将100份氯化钾，140份硝酸钾加入分散混合机中，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，得到凝胶化钾肥粉末；

2）将150份多肽尿素，30份重过磷酸钙，20份螯合中微量元素，5份硼酸钠，3份钼酸钠，6份有机酚酸和步骤1）得到的凝胶化钾肥粉末加入高速混合机中高速搅拌，混合分散30分钟，制得棉花专用缓释水溶肥。

实施例2

1）将5份聚二乙酰胺无机硅胶和20份水配成凝胶溶液待用；先将100份氯化钾，140份硝酸钾加入分散混合机中，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，得到凝胶化钾肥粉末；

2）将150份多肽尿素，40份重过磷酸钙，20份螯合中微量元素，5份硼酸钠，3份钼酸钠，6份有机酚酸和步骤1）得到的凝胶化钾肥粉末加入高速混合机中高速搅拌，混合分散30分钟，制得棉花专用缓释水溶肥。

实施例3

1）将5份聚二乙酰胺无机硅胶和30份水配成凝胶溶液待用；先将110份氯化钾，150份硝酸钾加入分散混合机中，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，得到凝胶化钾肥粉末；

2）将155份多肽尿素，30份重过磷酸钙，22份螯合中微量元素，6份硼酸钠，4份钼酸钠，7份有机酚酸和步骤1）得到的凝胶化钾肥粉末加入高速混合机中高速搅拌，混合分散40分钟，制得棉花专用缓释水溶肥。

实施例4

1）将6份聚甲酰胺基丁二酸无机硅胶和30份水配成凝胶溶液待用；先将110份氯化钾，150份硝酸钾加入分散混合机中，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，得到凝胶化钾肥粉末；

2）将160份多肽尿素，40份重过磷酸钙，25份螯合中微量元素，6份硼酸钠，4份钼酸钠，8份有机酚酸和步骤1）得到的凝胶化钾肥粉末加入高速混合机中高速搅拌，混合分散40分钟，制得棉花专用缓释水溶肥。

实施例5

1）将6份聚乙酸氨基（甘氨酸）丁二酸无机硅胶和30份水配成凝胶溶液待用；先将110份氯化钾，150份硝酸钾加入分散混合机中，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，得到凝胶化钾肥粉末；

2）将160份多肽尿素，50份重过磷酸钙，25份螯合中微量元素，6份硼酸钠，4份钼酸钠，8份有机酚酸和步骤1）得到的凝胶化钾肥粉末加入高速混合机中高速搅拌，混合分散40分钟，制得棉花专用缓释水溶肥。

Claims (4)

1.一种棉花专用缓释水溶肥，其特征在于：该水溶肥中含多肽尿素和复合硅胶微粒，按重量份计，原料组分包括：

多肽尿素150~160份，

重过磷酸钙30~50份，

硝酸钾140~150份，

氯化钾100~110份，

螯合中微量元素20~25份，

硼酸钠5~6份，

钼酸钠3~4份，

有机酚酸6~8份，

复合硅胶微粒4~6份；

以上组分均呈粉末状，其中：

所述的重过磷酸钙含P₂O₅42%～46%，水不溶物≤0.5%；所述的有机酚酸包括没食子酸、绿原酸、香草酸、对香豆酸、对羟基苯甲酸和水杨酸；所述的复合硅胶微粒为聚二乙酰胺无机硅胶、聚甲酰胺基丁二酸无机硅胶、聚乙酸氨基（甘氨酸）丁二酸无机硅胶中的一种或多种。

2.根据权利要求1所述的棉花专用缓释水溶肥，其特征在于：所述的有机酚酸，按重量百分比计，包括没食子酸20%~30%、绿原酸15%~20%、香草酸20%~25%、对香豆酸10%~15%、对羟基苯甲酸0~10%、水杨酸0~10%。

3.根据权利要求1所述的棉花专用缓释水溶肥，其特征在于：所述的螯合中微量元素包括氨基酸螯合钙、氨基酸螯合镁、氨基酸螯合锌、氨基酸螯合锰，氨基酸螯合铁。

4.根据权利要求1~3所述的棉花专用缓释水溶肥，其特征在于具体制备方法包括以下步骤：

1）将4~6份复合硅胶微粒和20~30份水配成凝胶溶液待用；先将100~110份氯化钾和140~150份硝酸钾加入分散混合机中，接着加入配制好的凝胶溶液，搅拌混合分散处理30~40分钟，烘干研细，得到凝胶化钾肥粉末；

2）将150~160份多肽尿素，30~50份重过磷酸钙，20~25份螯合中微量元素，5~6份硼酸钠，3~4份钼酸钠，6~8份有机酚酸和步骤1）得到的凝胶化钾肥粉末加入高速混合机中高速搅拌，混合分散30~40分钟，制得棉花专用缓释水溶肥。