CN107162789A - 水稻清洁生产全量施肥用控释掺混肥及制备和施用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水稻清洁生产全量施肥用控释掺混肥及制备和施用方法，尤其适合在引黄灌区施用。其特点是，按照重量份数计组成为：尿素25～27份，控释包膜尿素40～42份，重过磷酸钙12～14份，以及氯化钾19～1份。本发明控释掺混肥的有益效果是：(1)根据作物养分需求配制肥料，生产工艺和设备要求简单操作性强：本发明不需增加固定投入，只需要用圆盘造粒机生产包膜控释氮肥，加入其他现有肥料通过搅拌机或者智能配肥机物理混合而成，生产工艺简单，所需设备占地少，设备投资只有普通复合肥生产设备的20～30％。

Description

水稻清洁生产全量施肥用控释掺混肥及制备和施用方法

技术领域

本发明涉及一种水稻清洁生产全量施肥用控释掺混肥及制备和施用方法，尤其适合在引黄灌区施用。

背景技术

引黄灌区地处我国西北内陆，有着两千多年的灌溉历史，不仅是西北地区主要粮食产地，也是全国重要的商品粮基地。随着经济的发展和农业生产集约化程度越来越高，片面追求高产导致近年来引黄灌区单季水稻种植施肥量居高不下。由于引黄灌区独特的灌排体系，每年从农田退水回到黄河的比例占黄河引水的40％左右，肥料类型和施肥方法不仅直接决定着水稻产量和氮肥利用率的高低，而且直接影响着农田退水水质，不合理施用化肥引发的地表水和浅层地下水环境问题尤为严重，引黄灌区因农田退水导致的氮素流失已经成为影响上游黄河水质的重要因素。

作物专用掺混肥(Bulk Blending Fertilizer，简称BB肥)是一种在国际上广泛施用的肥料类型，它是将现成的氮、磷、钾肥料按照作物需肥规律、产量水平和土壤供肥能力进行科学计算配比，直接掺混成符合作物养分吸收规律的肥料品种，不用经过粉碎和造粒等生产过程，具有以下优点：一是可以根据作物、土壤类型配制，有利于提高肥料利用率，节本增效；二是生产工艺简单，设备投入少，成本低；三是生产和施用方式灵活，可以农业公司、工厂甚至农田进行配制，肥料原料多选用均匀的颗粒状优质肥料，可以根据需求机施、撒施、条施、穴施等；四是可将增效尿素、缓/控释肥料、有机肥料、微量元素肥料等加入掺混，降低劳动强度。随着国家测土配方施肥技术的推进，作物专用掺混肥料研究不断深入，由我们提供营养配方参数和产品施用技术，联合山东烟台农资金太阳肥业，应用作物推荐施肥的基本原理，根据水稻需肥规律、土壤供肥能力和肥料效应，确定速效氮肥(尿素)和控释氮肥比例，磷、钾元素的适宜用量，率先在引黄灌区开发了基于控释氮肥的水稻全量施肥专用掺混肥。控释氮肥是指通过物理(包膜)或化学途径(改性)，控制氮素养分的溶出速率，以求氮肥养分的释放速率与土壤供肥和作物对营养的需求规律相一致，控释氮料的肥效较长，从而达到养分利用率高、施肥次数少、施用安全、生态环境污染降低等目的。

目前关于控释氮肥在我国大田作物上的应用研究较少，且多应用于草坪、蔬菜和果树等经济效益较高的作物上。因此，课题组开发了针对引黄灌区水稻清洁生产全量施肥专用控释掺混肥，对促进引黄灌区化肥合理减量、提高肥料利用率、降低养分损失和面源污染具有重要意义。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种肥效稳定且释放周期长，能够显著减少追肥次数，降低劳动投入的水稻清洁生产全量施肥用控释掺混肥，还能够提高水稻产量和品质并且提高肥料利用率，减轻农业面源污染；

本发明的目的之二是提供一种上述控释掺混肥的制备方法；

本发明的目的之三是提供一种上述控释掺混肥的施用方法。

一种水稻清洁生产全量施肥用控释掺混肥，其特别之处在于，按照重量份数计组成为：尿素25～27份，控释包膜尿素40～42份，重过磷酸钙12～14份，以及氯化钾19～1份。

按照重量百分含量计算，尿素中含N为46％，控释包膜尿素中含N为44％、重过磷酸钙中含P₂O₅为46％，氯化钾中含K₂O为60％。

其中控释包膜尿素的制备方法为：首先将2,4-甲苯二异氰酸酯和对苯二异氰酸酯按照重量比3:1的比例混合，充分搅拌制成聚氨酯包膜材料，然后按照重量百分比分别将4％的聚氨酯包膜材料、1％的甘油和95％的大颗粒尿素，倒入圆盘造粒机中，鼓风加热至40℃～50℃，以40-50rpm的转速转动3～5min，然后在40℃～50℃持续转动加热烘干即可。

其中大颗粒尿素的粒度为2.8～8.0mm。

一种水稻清洁生产全量施肥用控释掺混肥的制备方法，其特别之处在于，包括如下步骤：按照前述记载的配比，将各组分混合均匀即可。

一种水稻清洁生产全量施肥用控释掺混肥的施用方法，其特别之处在于，包括如下步骤：按照前述记载的施肥用控释掺混肥作为基肥基施，旱穴播水稻时在水稻播种前整地时施用，插秧水稻在移栽前1～3天施用，或者结合施肥机械在水稻播种或者插秧时侧条施用。

控制施肥深度5～8cm，距离水稻种子或者秧苗3～5cm。

旱穴播水稻施肥量控制在40～50kg/666.7m²，插秧水稻施肥量控制在35～45kg/666.7m²。

本发明控释掺混肥的有益效果是：

(1)根据作物养分需求配制肥料，生产工艺和设备要求简单操作性强：由于普通复合肥料生产需要先将各种原料粉碎，然后采用圆盘或者高塔造粒，机械设备和固定投资较高，本发明不需增加固定投入，只需要用圆盘造粒机生产包膜控释氮肥，加入其他现有肥料通过搅拌机或者智能配肥机物理混合而成，生产工艺简单，所需设备占地少，设备投资只有普通复合肥生产设备的20～30％。

(2)肥效稳定且释放周期长，减少追肥次数，降低劳动投入：本发明制配的控释型水稻掺混肥，肥料的肥效期由普通复合肥的30～40天延长到90～120天，且养分释放速率符合水稻营养需求规律，能够变多次施肥为一次基肥，实现了水稻生育期内肥料一次基施即可满足整个生育期生长对养分的需求，可以减少水稻生育期内2～3次追肥，降低了劳动投入。

(3)降低肥料用量：本发明的突出特点是可以显著降低肥料的施用量，控释氮肥具有释放期长的特点，通过与普通尿素按照比例配合施用可以满足水稻整个生育期的养分需求，与常规肥料品种比较，肥料用量可以降低15～20％。

(4)提高水稻产量和品质：常规施用尿素和普通复合肥释放速度过快，水稻后期养分供应不足，控释氮肥在水稻灌浆生育后期仍然可以持续提供氮素养分供应，有利于水稻后期灌浆和蛋白质合成，与常规施肥比较，水稻产量提高5～8％左右，整精米率提高3～5个百分点，蛋白质含量提高8～10％，亩节本增效80～100元。

(5)提高肥料利用率，减轻农业面源污染：本发明将肥料集中施在水稻根系附近，在水稻根际形成一个良好的供肥库，贮肥库逐渐释放养分供给水稻生长的需求，肥料利用率提高10～15％，氮素养分淋洗损失降低20％以上，有效减轻了农业面源污染。为集约化农区水稻持续优质高产和减少养分损失对环境污染提供技术支持，实现经济和环境效益的双赢。

具体实施方式

本发明针对引黄灌区水稻种植过程中化肥氮肥过量施用导致的耕地质量下降、水稻产量和品质降低、养分利用率低和水体富营养化污染严重等问题，提供的一种水稻清洁生产全量施肥专用控释掺混肥制备及施用方法，解决现行水稻种植施肥量高且肥效短、施肥次数多和施肥成本高、肥料利用率低，养分释放速率与作物吸收规律不同步的问题，研发一种引黄灌区水稻全量施肥专用控释掺混肥料，该肥料具有生产成本低、施肥次数少、养分释放周期长、肥料养分利用率高、养分释放速率较与水稻养分吸收规律较吻合的特点。实现了引黄灌区水稻清洁生产，促进水稻产业可持续发展。

实施例1：

本发明的引黄灌区水稻清洁生产全量施肥专用控释掺混肥制备及施用方法，包括包膜控释氮肥制备、其他肥料选择、生产工艺流程、合理施用方法和用量，具体包括如下步骤：

A.包膜控释尿素制造工艺为：

先将2,4-甲苯二异氰酸酯和对苯二异氰酸酯按照重量比3:1的比例混合制成聚氨酯包膜材料，然后按照重量百分配比依次为4％聚氨酯包膜材料、1％甘油、95％的大颗粒尿素(粒度为2.8～8.0mm)，倒入圆盘造粒机中，鼓风加热至40℃～50℃，以40～50rpm的转速转动3～5min，40℃～50℃持续转动加热烘干，即可制得含氮量为44％的控释包膜尿素，释放期为90～120天。

上述2,4-甲苯二异氰酸酯和对苯二异氰酸酯可选用江苏富利化工有限公司产品，甘油可选用保定市金钟制药有限公司产品，大颗粒尿素可选用中石油宁夏石化公司生产的产品，圆盘造粒机可选用河南豫龙机械厂生产的ZL150型产品。

B.其他肥料选择：

本掺混肥料各组分按照重量百分比计算分别为：含N 46％的普通尿素25～27份、含N 44％的包膜控释尿素40～42份、含P₂O₅46％的重过磷酸钙12～14份，含K₂O 60％的氯化钾19～21份，然后将各组分物料充分混合，按重量百分比计算，制得产品的N含量约为29～31％、P₂O₅含量约为5～7％、K₂O含量约为11～13％，总养分含量约为46～50％。

其中各组分物料普通尿素可选用中石油宁夏石化公司生产的产品；重过磷酸钙可选用云天化集团有限公司的产品；钾肥可选用加拿大钾肥公司晶体氯化钾。所选用的各组分物料满足以下要求：颗粒状且流动性好；粒径均匀且相匹配；含水量≤1.5％；养分量达到或超过给出的养分量指标。

C.生产工艺流程：

将上述各组分配料称重后在混合机中进行搅拌，以12～18转/分钟的速度搅拌8～10分钟，使各组分物料充分混合均匀；或者使用新型智能配肥机，将各种物料放入相应的提升斗中，设置好比例即可进行自动掺混，然后包装即可制得引黄灌区水稻清洁生产全量施肥专用控释掺混肥。

普通肥料混合机可选用宁夏新大众机械有限公司生产的2T型，包装机选用BFT型；智能配肥机可选用无锡耐特机电技术有限公司生产的PCS50BB型智能配肥机。

D.施用方法和用量：

本发明的引黄灌区水稻清洁生产全量施肥专用控释掺混肥用量和施用方法，其特征在于作为基肥一次全量基施，旱穴播水稻在水稻播种前整地时施用，插秧水稻在移栽前1～3天施用，也可结合施肥机械在水稻播种或者插秧时侧条施用，施肥深度5～8cm，距离水稻种子或者秧苗3～5cm。

需求根据土壤肥力、秸秆还田、施用有机肥和水稻产量水平确定适宜施肥量，旱穴播水稻生育期较长，适宜施肥量在40～50kg/666.7m²，插秧水稻适宜施肥量为35～45kg/666.7m²。

实施例2：

1.引黄灌区水稻清洁生产全量施肥专用控释掺混肥制备及施用方法，各组分养分含量(％)及其投料重量百分比为含N 46％的普通尿素26重量份、含N 44％的包膜控释尿素41重量份、含P₂O₅46％的重过磷酸钙13重量份，含K₂O 60％的氯化钾20重量份，将各组分物料按照百分比称重配料，用搅拌机或智能配肥机充分搅拌混合，制得引黄灌区水稻清洁生产全量施肥专用控释掺混肥，按重量百分比计算，制得产品的N含量约为29～31％(其中控释氮素含量约为17.4～18.6％)、P₂O₅含量约为5～7％、K₂O含量约为11～13％，总养分含量约为46～50％。

所述的包膜控释氮肥制备方法为将2,4-甲苯二异氰酸酯和对苯二异氰酸酯按照重量比3:1的比例混合制成聚氨酯包膜材料，然后按照重量百分配比依次为4％聚氨酯包膜材料、1％甘油、95％的大颗粒尿素(粒度为6mm)，倒入圆盘造粒机中，鼓风加热至45℃，以45rpm的转速转动4min，45℃持续转动加热烘干，即可制得含氮量为44％的控释包膜尿素

使用时作为基肥一次全量基施，旱穴播水稻在水稻播种前整地时施用，插秧水稻在移栽前2天施用，也可结合施肥机械在水稻播种或者插秧时侧条施用，施肥深度5～8cm，距离水稻种子或者秧苗3～5cm。需求根据土壤肥力、秸秆还田、施用有机肥和水稻产量水平确定适宜施肥量，旱穴播水稻生育期较长，适宜施肥量在45kg/666.7m²，插秧水稻适宜施肥量为40kg/666.7m²。

Claims (8)

1.一种水稻清洁生产全量施肥用控释掺混肥，其特征在于，按照重量份数计组成为：尿素25～27份，控释包膜尿素40～42份，重过磷酸钙12～14份，以及氯化钾19～1份。

2.如权利要求1所述的一种水稻清洁生产全量施肥用控释掺混肥，其特征在于：按照重量百分含量计算，尿素中含N为46％，控释包膜尿素中含N为44％、重过磷酸钙中含P₂O₅为46％，氯化钾中含K₂O为60％。

3.如权利要求1所述的一种水稻清洁生产全量施肥用控释掺混肥，其特征在于：其中控释包膜尿素的制备方法为：首先将2,4-甲苯二异氰酸酯和对苯二异氰酸酯按照重量比3:1的比例混合，充分搅拌制成聚氨酯包膜材料，然后按照重量百分比分别将4％的聚氨酯包膜材料、1％的甘油和95％的大颗粒尿素，倒入圆盘造粒机中，鼓风加热至40℃～50℃，以40-50rpm的转速转动3～5min，然后在40℃～50℃持续转动加热烘干即可。

4.如权利要求3所述的一种水稻清洁生产全量施肥用控释掺混肥，其特征在于：其中大颗粒尿素的粒度为2.8～8.0mm。

5.一种水稻清洁生产全量施肥用控释掺混肥的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：按照权利要求1中记载的配比，将各组分混合均匀即可。

6.一种水稻清洁生产全量施肥用控释掺混肥的施用方法，其特征在于，包括如下步骤：按照权利要求1中记载的施肥用控释掺混肥作为基肥基施，旱穴播水稻时在水稻播种前整地时施用，插秧水稻在移栽前1～3天施用，或者结合施肥机械在水稻播种或者插秧时侧条施用。

7.如权利要求6所述的一种水稻清洁生产全量施肥用控释掺混肥的施用方法，其特征在于：控制施肥深度5～8cm，距离水稻种子或者秧苗3～5cm。

8.如权利要求6所述的一种水稻清洁生产全量施肥用控释掺混肥的施用方法，其特征在于：旱穴播水稻施肥量控制在40～50kg/666.7m²，插秧水稻施肥量控制在35～45kg/666.7m²。