CN105753517B - 有机水溶性滴灌小麦专用肥及其制备方法 - Google Patents

有机水溶性滴灌小麦专用肥及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种有机水溶性滴灌小麦专用肥及其制备方法，其中，制备方法包括如下步骤：用硫酸溶液对堆肥进行浸提；过滤获取堆肥浸提液即为有机水溶性滴灌小麦专用肥。本发明提供了一种有机水溶性滴灌小麦专用肥。

Description

有机水溶性滴灌小麦专用肥及其制备方法
技术领域
本发明属于有机肥技术领域，尤其涉及一种有机水溶性滴灌小麦专用肥及其制备方法。
背景技术
从20世纪中后期全球出现的化肥热后，在作物种植中施用氮肥对农业生产起了很大的作用。经过一段时期后，根据土壤缺少的元素施加过磷酸钙、磷酸二铵以及钾肥等，造成了农业种植过分依赖化肥，忽视了对土壤有机质的补充，使农业生产中出现了诸多难以解决的问题。
农用肥料从农家肥(土杂肥)到单质化肥再到氮磷钾复合肥，已经经历了三代更迭，农业产量不断提高。农民施肥普遍存在“三重三轻”现象，即重化肥、轻有机肥，重氮磷肥、轻钾肥，重大量元素肥、轻中微量元素，化学肥料污染已成为当今世界一大公害。过量的施入化肥后，大量的硫酸根离子、氯离子、磷酸根残留在土壤当中，与土壤中的钠离子结合形成盐，导致土壤盐碱化，土壤失去活性，为了追求产量，农民不断加大化肥的施用量，更增加了土壤的盐含量，形成恶性循环，最终导致土壤的次生盐渍化。
滴灌是当今世界最有效的节水灌溉方式，灌溉施肥亦是最有效的精准施肥方法，同时，通过多年实践检验的结果可以看出，滴灌也是大幅度提高产量及提高肥料利用率的有效途径。水溶肥是一种速效性化肥，它的基本特征是水溶性好，可以完全溶解于水中，能被作物的根系和叶面直接吸收利用。在节水农业中通过水肥一体化技术施用水溶肥，首先可发挥肥水协同效应，使肥和水的利用效率都明显提高，二是肥效快，可解决高产作物整个生长期的营养需求。科学而适度的开发和推广水溶肥是满足现代集约化农业种植生产标准化的需要，是保证农产品高产优质高效的需要，是精确化管理水资源和养分资源的需要。小麦滴灌栽培现已成为干旱半干旱地区实现高产的主要栽培方式，通过水肥一体化均匀分布到植物根部土壤中，满足滴灌小麦对各种养分的需求，实现精准施肥，提高肥料利用率，而现阶段尚无满足小麦生育期养分需求的有机水溶性灌溉专用肥。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种有机水溶性滴灌小麦专用肥及其制备方法，主要目的是提供一种有机水溶性滴灌小麦专用肥。
为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：
一方面，本发明实施例提供了一种有机水溶性滴灌小麦专用肥的制备方法，包括如下步骤：
用硫酸溶液对堆肥进行浸提；
过滤获取堆肥浸提液。
作为优选，所述硫酸溶液的pH为1-3。
作为优选，所述浸提时间为2-4天。
作为优选，所述堆肥与硫酸溶液的比例为1g/5mL。
作为优选，所述堆肥为牛粪堆肥或鸡粪堆肥。
作为优选，堆体直径120cm、高80cm，用不透光篷布遮盖好，起到保温保湿防雨的作用，水分控制在65％以内，堆置54天进行发酵，发酵期间水分控制在58-62％，pH4.2-5.25，平均每隔5天翻堆一次，堆体中心平均温度为42.7℃，最高温度为62℃。
作为优选，堆肥经硫酸溶液浸提后的混合物分别经双层纱布、100目尼龙网和400目尼龙网过滤得到堆肥浸提液。
作为优选，每升的浸提液中还加入900g尿素、250g磷酸二氢钾和加入8ml磷酸，然后加热搅拌。
作为优选，加热搅拌后制成的液体肥料含N22.48％，P2O56.89％，K2O4.55％，养分含量33.92％，NPK比例为：1：0.3：0.2，pH5-6。
另一方面，本发明实施例提供了一种有机水溶性滴灌小麦专用肥，所述滴灌小麦专用肥由上述实施例的制备方法制备得到。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明实施例通过水肥一体化均匀分布到植物根部土壤中，满足滴灌小麦对各种养分的需求，实现精准施肥，提高肥料利用率。并且避免了大量施用化学肥料造成的危害。
附图说明
图1a至图1d分别为不同pH浸提2天的有机质含量图、全氮含量图、全磷含量图和全钾含量图；
图2a至图2d分别为pH为2时不同浸提天数的有机质含量图、全氮含量图、全磷含量图和全钾含量图；
图3为不同施肥方案对各生育期小麦土pH值的影响结果图；
图4为不同施肥方案对各生育期小麦土电导率的影响结果图；
图5为不同施肥方案对各生育期小麦土碱解氮含量的影响结果图；
图6为不同施肥方案对各生育期小麦土速效磷含量的影响结果图；
图7为不同施肥方案对小麦土壤速效钾含量的影响结果图；
图8为不同施肥方案对小麦各生育期鲜重和干重的影响结果图；
图9为不同施肥方案对小麦各生育期株高的影响结果图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
本发明实施例中采用的鸡粪堆肥由新疆宏新生物科技有限公司公司提供。牛粪堆肥由牛粪堆置腐熟而成，堆肥的原料采用新鲜牛粪。堆置前，将大块状牛粪粉碎，混匀测水分。堆体直径120cm、高80cm，用不透光篷布遮盖好，起到保温保湿防雨的作用，堆体水分控制在65％以内。堆置54天发酵，发酵期间水分控制在60％左右(翻堆前多点取样测堆体含水量，翻堆时补充水分)，pH4.2-5.25，平均每隔5天翻堆一次。堆体中心平均温度为42.7℃，最高温度为62℃。腐熟牛粪堆肥理化性质为：pH8.72、电导率4.53mS/cm、有机质60.05％、全氮1.85％、全磷(P2O5)1.06％、全钾(K2O)1.36％。制备堆肥浸提液前，将牛粪堆肥烘干，质量以烘干后重量计算。
实施例1
向2L的烧杯中加入1L的硫酸溶液，硫酸溶液的pH为2。加入腐熟的牛粪(牛粪堆肥)200g，浸提1天，每6小时搅拌一次。浸提后分别经过双层纱布、100目尼龙网和400目尼龙网过滤得到堆肥浸提液。
实施例2
本发明实施例与实施例1不同在于，浸提的时间为2天。
实施例3
本发明实施例与实施例1不同在于，浸提的时间为3天。
实施例4
本发明实施例与实施例1不同在于，浸提的时间为4天。
实施例5
本发明实施例与实施例1不同在于，浸提的时间为5天。
实施例6至实施例10
用鸡粪堆肥替换牛粪堆肥分别重复实施例1-5。
实施例11
向2L的烧杯中加入1L的硫酸溶液，硫酸溶液的pH为1。加入腐熟的牛粪(牛粪堆肥)200g，浸提2天，每6小时搅拌一次。浸提后分别经过双层纱布、100目尼龙网和400目尼龙网过滤得到堆肥浸提液。
实施例12
本发明实施例与实施例11不同在于，硫酸溶液的pH为3。
实施例13
本发明实施例与实施例11不同在于，硫酸溶液的pH为5。
实施例14
本发明实施例与实施例11不同在于，硫酸溶液的pH为7。
实施例15至实施例18
用鸡粪堆肥替换牛粪堆肥分别重复实施例11-14。
实施例1至实施例18分别重复三次，三次所得浸提液的pH及电导率的平均值见表1。
表1
通过表1可以看出，浸提液的pH随着浸提酸度的增大而增加，随浸提时间的延长均有不同程度的增长，且均为碱性，其中，浸提时间为2天，浸提酸度(pH)为1的鸡粪浸提液pH值最低，牛粪浸提液pH值整体高于鸡粪浸提液。不同肥源浸提液在不同浸提条件下电导率也存在显著差异。两种肥源浸提液的电导率随着浸提pH的增加而呈下降趋势，随着时间的延长而增加，到第4天达最大值，第5天开始下降。鸡粪浸提液的电导率整体高于牛粪浸提液，最大值11.38mS/cm为鸡粪在pH为1，时间为2天的条件下所得浸提液电导率。
实施例1至实施例18所得浸提液的主要养分含量见图1和图2，其中图1a至图1d分别为不同pH浸提2天的有机质含量图、全氮含量图、全磷含量图和全钾含量图；图2a至图2d分别为pH为2时不同浸提天数的有机质含量图、全氮含量图、全磷含量图和全钾含量图。
从图1可以看出，不同浸提酸度能在一定程度上影响鸡粪堆肥和牛粪堆肥浸提液中的主要养分含量。对于浸提液有机质含量而言，随着浸提酸度的增加呈现先增后减的趋势，不论浸提酸度如何，牛粪浸提液的有机质含量均高于鸡粪浸提液有机质含量。鸡粪浸提液有机质含量最高值2.68g/L，浸提pH为3；牛粪浸提液有机质含量最大值5.26g/L，浸提pH为4。浸提液全氮含量和全磷含量均为鸡粪浸提液含量高于牛粪浸提液含量，鸡粪浸提液全氮含量和全磷含量随浸提pH的增大而减小，浸提pH为1时，鸡粪全氮、全磷含量最大，分别为1142.4mg/L和302.85mg/L。浸提酸度对牛粪堆肥浸提液的全氮含量影响不显著，单有差异，在pH为3和5时，全氮含量最高。浸提酸度对两种堆肥浸提液全钾含量的影响趋势一致，浸提pH为1时浸提液全钾含量最高，在pH为5时出现拐点，随后含量下降。
由图2可以看出，随着浸提时间的延长，两种堆肥浸提液的主要养分含量大体上呈先增加后保持比较平缓的变化趋势。浸提时间对鸡粪堆肥和牛粪堆肥浸提液的有机质含量和全钾含量的影响存在显著差异，鸡粪堆肥浸提液和牛粪堆肥浸提液的有机质含量和全钾含量最大值分别出现在浸提第2天和第4天；两种肥源的浸提液于浸提第2天，全氮含量和全磷含量最高，鸡粪堆肥浸提液全氮含量为683.2mg/L，全磷含量为229.12mg/L，牛粪堆肥浸提液全氮含量为218.4mg/L，全磷含量为80.42mg/L。
本发明实施例中浸提用硫酸溶液的pH优选为1-3，浸提时间优选为2-4天。进一步，肥源为鸡粪堆肥时，浸提时间优选为2-3天，硫酸溶液的最佳pH为1-2。肥源为牛粪堆肥时，浸提时间优选为3-4天，硫酸溶液的最佳pH为2-3。
下面通过小麦盆栽试验不同施肥方案来说明本发明实施例的小麦专用肥在小麦上的应用效果。具体施肥方案见表2。
表2 盆栽试验施肥方案
代码 施肥方案
CK 400ml清水
T1 200ml实施例7所得鸡粪堆肥浸提液+200ml清水
T2 400ml实施例7所得鸡粪堆肥浸提液
T3 200ml实施例3所得牛粪堆肥浸提液+200ml清水
T4 400ml实施例3所得牛粪堆肥浸提液
图3和图4分别为不同施肥方案对各生育期小麦土pH值和电导率的影响结果图。从图3可以看出，小麦生育期中施用有机堆肥浸提液(除T4外)与空白对照相比均降低土壤pH值，鸡粪浸提液效果最佳。但从图4中可以看出，施用堆肥浸提液使土壤电导率升高，但在小麦成熟收获时，各处理对土壤电导率的影响差异不显著。
碱解氮含量能反应出土壤近期内氮素供应情况。图5为不同施肥方案对各生育期小麦土碱解氮含量的影响结果图。如图5所示，堆肥浸提液在小麦生长过程中提供氮素，在抽穗期和灌浆期，T4处理下的土壤碱解氮含量高于其他处理。在成熟期，可能是由于盆栽土碱解氮含量属于中等水平，土壤碱解氮含量差异不显著，但鸡粪浸提液处理下的土壤碱解氮含量高于其他处理。
图6为不同施肥方案对各生育期小麦土速效磷含量的影响结果图，如图6所示，堆肥浸提液较CK相比，显著提高了土壤速效磷的含量。其中，鸡粪浸提液处理下的土壤速效磷含量大于牛粪浸提液处理。
图7为不同施肥方案对小麦土壤速效钾含量的影响结果图。从图7可知，随着生育期的递进，土壤中速效钾含量降低。由于牛粪浸提液中全钾含量较高，因此可以提供较丰富的钾元素。在各生育期中，各处理对土壤速效钾含量的影响的趋势为：T4＞T3＞T2＞T1＞CK。
图8为不同施肥方案对小麦各生育期鲜重和干重的影响结果图。从图8可知，成熟期，鲜重变化趋势为：T1＞T2＞T4＞T3＞CK；干重变化趋势为：T2＞T1＞T4＞T3＞CK。
图9为不同施肥方案对小麦各生育期株高的影响结果图。如图9所示，T2处理下的小麦株高均大于其他处理，且在成熟期，鸡粪浸提液处理大于其他处理。
下表3为不同施肥方案对小麦穗粒数的影响结果。
表3
穗粒数(粒/穗) 千粒重(g) 单穗重(g/穗) 穗长(cm)
CK 13.67±3.06b 44.76±5.06a 0.68±0.09b 6.06±0.07b
T1 21.44±2.08a 46.44±3.15a 1.32±0.32a 7.01±0.03a
T2 22.33±2.03a 48.14±3.62a 1.52±0.04a 7.16±0.06a
T3 16.83±5.01ab 47.64±1.92a 1.23±0.34a 6.62±0.59a
T4 21.33±1.53a 47.53±1.12a 1.12±0.10a 6.73±0.21a
从表3可以看出，施用本发明实施例的有机水溶性滴灌小麦专用肥能显著增加穗粒数，使单穗产量显著增加，达到增产目的。施用量之间没有显著差异。
通过上述实验可知，本发明实施例的有机肥的浸提液可直接作为滴灌小麦专用肥。为了进一步增加滴灌小麦专用肥的效果，本发明另一实施例为在上述实施例的基础上，在所得浸提液内添加N、P、K等元素。具体如下：每升的浸提液中加入900g尿素(420.3gN)，250g磷酸二氢钾(128.75gP2O5，85.05gK2O)，加入8ml磷酸，加热搅拌。一升的浸提液加入上述物质后制成后液体肥料总体积1.5L，质量1.87kg，含N22.48％，P2O56.89％(不含磷酸中的P含量)，K2O4.55％，养分含量33.92％，NPK比例为：1：0.3：0.2，pH5-6。以上各元素及组分等含量为质量百分含量。该实施例所得的有机水溶性滴灌小麦专用肥经大田试用，效果优良，满足小麦各个生长期的需求。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.有机水溶性滴灌小麦专用肥的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
用硫酸溶液对堆肥进行浸提；
过滤获取堆肥浸提液；
在所述的浸提液中加入尿素、磷酸二氢钾和磷酸，然后加热搅拌。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述硫酸溶液的pH为1-3。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述浸提时间为2-4天。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述堆肥与硫酸溶液的比例为1g/5mL。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述堆肥为牛粪堆肥或鸡粪堆肥。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，堆体直径120cm、高80cm，用不透光篷布遮盖好，起到保温保湿防雨的作用，水分控制在65％以内，堆置54天进行发酵，发酵期间水分控制在58-62％，pH4.2-5.25，平均每隔5天翻堆一次，堆体中心平均温度为42.7℃，最高温度为62℃。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，堆肥经硫酸溶液浸提后的混合物分别经双层纱布、100目尼龙网和400目尼龙网过滤得到堆肥浸提液。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，每升的浸提液中还加入900g尿素、250g磷酸二氢钾和加入8ml磷酸，然后加热搅拌。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，加热搅拌后制成的液体肥料含N22.48％，P2O56.89％，K2O4.55％，养分含量33.92％，NPK比例为1：0.3：0.2，pH5-6。
10.有机水溶性滴灌小麦专用肥，其特征在于，所述滴灌小麦专用肥由权利要求1-9任一项所述的制备方法制备得到。
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