CN107628871B - 适用于酸性土壤的马铃薯专用肥 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于酸性土壤的马铃薯专用肥，包括改性硅溶胶包膜复合肥19~38份，未包膜复合肥62~81份。其中改性硅溶胶包膜复合肥其包膜材料改性硅溶胶占复合肥总重量的2~5%，包膜复合肥包括下述原料：尿素，硫酸钾，硒酸钠，成粒助剂。未包膜复合肥包括下述原料：尿素，硫酸铵，磷酸一铵，硫酸钾，钙镁磷肥，7水硫酸锌，硼砂，生化黄腐酸。本发明采取了酸性土壤改良措施，进行了改性硅溶胶包膜缓释处理，根据马铃薯生长需求和土壤养分特性确立了合理的配方，并添加了中微量元素，以改性硅溶胶包膜硒酸盐的形式补充了硒元素，具有改善土壤酸性、提高肥料利用率、提高马铃薯产量和品质、增加马铃薯的产品附加值、省时省工等优点。

Description

适用于酸性土壤的马铃薯专用肥

技术领域

本发明涉及功能性肥料技术领域，具体涉及适用于酸性土壤的马铃薯专用肥。

背景技术

马铃薯是世界第四大粮食作物，富含优质蛋白、矿物质、维生素、膳食纤维等人体所需的营养元素，低热量、低脂肪，可有效预防肥胖、糖尿病、脑血管、心血管、抑郁症和肿瘤等多种疾病，且口感良好，深受人们喜爱。

南方是我国马铃薯的主要产区，其马铃薯种植面积占全国马铃薯总种植面积的50%左右，马铃薯适宜在偏酸性土壤环境下生长，但过酸性土壤造成的铝害、钙镁养分流失及肥料利用率低等问题严重的影响了马铃薯的生长发育；此外，劳动力缺乏，机械化水平低，使得这些地区马铃薯种植普遍采用一次性施肥的模式，这种模式造成马铃薯生长后期，即需肥最旺盛时期严重脱肥，严重影响产量和品质；另外，这些地区农业现代化发展普遍较慢，施肥与需肥比例的不匹配、中微量元素不施或乱施问题比较严重，影响了马铃薯的产量和品质。

专利申请号为201310224438.3的发明专利，公开了一种酸性土壤花生专用肥，由钾长石、硼砂、镁橄榄石、磷矿粉、石灰石、石膏尿素、凹凸棒石粘土粉等无机矿物为原料，配置成碱性颗粒肥料，所制肥料里面包括大量元素氮、磷、钾和中微量元素钙、镁、硼元素。但该专用肥所用原料均为低养分原料，所制肥料为低浓度专用肥，需要大量施肥，在机械化不发达地区使用，会浪费大量人力。

专利申请号为201310525072.3的发明专利，公开了一种适于南方酸性土壤的紫薯专用复混肥，由：植物秸秆、尿素、石灰、磷酸二氢钾、板栗壳、粘土、硫酸锌组成，主要通过添加石灰调节土壤酸碱性，通过添加植物秸秆增加有机质。但本发明施用石灰调节土壤酸碱性调节能力有限，且植物秸秆未经腐熟直接施用，当季效果不明显，不能起到有效改善土壤环境、调节土壤酸碱性的效果。

专利申请号为201410093215.2的发明专利，公开了一种酸性土壤的柑橘专用肥料及制备方法，它由尿素、磷酸一铵、硫酸钾、腐植酸、硼砂、七水合硫酸锌、硅藻土按一定比例组成，主要通过添加腐殖酸和微量元素硼、锌，补充酸性土壤缺乏的有机质和微量元素硼、锌。但本发明没有从根本上解决酸性土壤酸性过强的问题，没能有效解决酸性土壤带来的铝害、钙镁养分流失及肥料养分利用率低的问题。

国内外针对一次性施肥模式下开发马铃薯专用缓释肥的研究报道也比较多，专利申请号为201610754191 .X的发明专利，公开了一种缓释高产马铃薯专用肥，在氮磷钾的基础上添加了有机肥、微生物菌剂、植物生长调节剂、包膜柠檬酸铁、粘土等，该肥料利用土壤改良剂、微生物菌剂等改善土壤水肥条件，提高肥料利用率，其缓释期较短，不能满足中熟、中晚熟品种的持久供肥，且本专利提到的包膜柠檬酸铁并不适用于有效铁含量高的酸性土壤，容易造成铁中毒。

专利申请号为201310498621.2的发明专利，公开了一种马铃薯专用缓释-控失肥，在氮磷钾复合肥的基础上添加了脲酶-硝化抑制剂和等离子体凹凸棒土和硅藻土组成的控失剂，通过稳定和控失作用，有效的保证了氮素养分的缓效性；专利申请号为201510404700.1的发明专利，公开了一种马铃薯专用缓释增效肥及其制备方法，与申请号为201310498621.2的发明专利相同，主要采用脲酶抑制剂和硝化抑制剂达到氮素的缓释效果，同时通过解磷菌提高磷的利用率，并添加了中微量元素和腐殖土，这两个专利的共同点就是忽略了马铃薯后期高的钾需求量，未对钾元素进行缓释处理，且两个专利均使用硝化抑制剂和脲酶抑制剂达到氮的缓释，这两种抑制剂的缓释作用只能延缓氮素的释放，并不能有效控制氮素的释放规律，且抑制剂作用的缓释期较短，难以满足马铃薯整个生育期的养分供应。

硒是人和动物所必需的微量元素，享有 “抗癌之王”、“长寿元素”、“天然解毒剂”、“心脏守护神”等美誉。缺硒会导致人体免疫能力下降，癌症、心血管病、胰脏疾病、肝病、糖尿病、生殖系统疾病、白内障等都与人体缺硒有关。调查显示我国成年人的硒日摄入量大约在20-30 µg，远小于中国营养学会推荐的50~250 µg，补充硒元素已经引起人们的重视，食用富硒农产品是人体补充硒营养的最好途径。我国是一个缺硒大国，72%的地区属于缺硒地区，其中30%属于严重缺硒地区。大部分地区食物中硒含量≤0.02 mg/kg ，远低于联合国卫生组织的最低限（0.1 mg/kg ）。马铃薯作为第四大主粮，通过施用富硒肥料使马铃薯成为富硒产品，通过食用富硒马铃薯来补充硒元素，是提高我国人民硒摄入量的有效途径之一。

现有肥料中硒元素的添加主要有两种形式，一种是将无机硒，主要包括硒酸钠和亚硒酸钠，如申请号为201110085949.2、201410262717.3、201510373767.3等发明专利，一种是有机硒，主要包括含硒动植物残体，如申请号为201610376570 .X、201610395001 .X、201610971853.9、201610856876.9等发明专利，这些专利均是将含硒物质与复合肥、有机肥、土壤调理剂、微生物菌肥等混合，制成富硒复合肥、富硒有机肥、富硒土壤调理剂、富硒微生物菌肥等。硒酸盐在植物体内的移动性最强，由根系吸收的硒酸盐会在植物体内自由转运，并在不同部位合成有机硒，亚硒酸盐只能在根部合成有机硒，且有机硒只有很少一部分能够转运至植物其他部位。在酸性土壤条件下，无机硒元素很容易被土壤中大量存在的铁铝氧化物固定而失去活性，而含硒动植物残体，其有机硒分子量大，当季可利用量较少，即便是分子量较小的有机硒，如氨基酸硒，其在植物体内的移动性较差，只有很少量的有机硒能够从植物根系移动至植物其他部位。所以，现有的含硒肥料在酸性土壤条件下，其硒的利用率都很低。

综上所述，现有肥料均未能综合满足改良酸性土壤、满足马铃薯养分需求规律、适应一次性施肥且肥料成本低这几个要求，本发明开发了一种适用于酸性土壤的缓释马铃薯专用肥，主要采用生化黄腐酸和钙镁磷肥作为酸性土壤改良剂，采用改性硅溶胶少量包膜实现马铃薯全生育期的养分供给，并通过测土配方设置符合西南区域马铃薯种植的养分配比和中微量元素添加量，此外，本发明在改性硅溶胶包膜缓释部分添加了硒酸盐，通过包膜缓慢释放硒酸根、有效提高硒元素的利用率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于酸性土壤的马铃薯专用肥，解决土壤呈酸性的地区不适合马铃薯的生长，且使用现有的肥料进行一次性施肥无法满足马铃薯全生育期对各种营养元素的需求量及需求规律的问题。

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种适用于酸性土壤的马铃薯专用肥，包括改性硅溶胶包膜复合肥190~380重量份和未包膜复合肥620~810重量份。

本申请中的适用于酸性土壤的马铃薯专用肥根据马铃薯的养分需求规律及劳动力缺乏现状下一次性施肥的模式，采用无机包膜材料改性硅溶胶对肥料进行包膜，并与未包膜复合肥混合使用，在少量增加肥料成本的条件下满足马铃薯全生育期养分需求；

作为优选的，所述包膜复合肥包括尿素530~625重量份，硫酸钾310~425重量份，硒酸钠11~18重量份和成粒助剂26~52重量份。

选择部分尿素和硫酸钾进行包膜处理，可使最易流失的养分氮和需求量最多的养分钾得到长期有效供应，硒酸根是作物最易吸收且最易在作物体内转化的形式，也是在土壤中最易被固定的形式，对硒酸盐进行包膜缓释处理，能够有效提高硒元素利用率，有效促进硒元素在马铃薯薯块中的富集。

作为优选的，所述成粒助剂包括：氧化镁5~20重量份，粘土15~60重量份和30%固含量聚丙烯酸溶液10~20重量份。

作为优选的，所述改性硅溶胶是由硅溶胶与有机高分子材料混合得到，所述有机高分子材料为聚氨酯、聚乙烯醇、丙烯酸羟乙酯或聚乙烯中的一种或几种。

以改性硅溶胶作为包膜材料，利用硅溶胶失水后形成的Si-O-Si键组成的致密的网状结构，达到阻止养分快速溶出的效果，且能有效减少包膜成本，添加一定量的有机高分子材料，保证包膜材料具有一定的柔韧性，可有效包膜。

作为优选的，所述有机高分子材料的重量占改性硅溶胶总重的20~50%。

作为优选的，所述硅溶胶中SiO₂含量≥20%，胶体粒径≤100nm。

作为优选的，所述包膜复合肥是将所述改性硅溶胶溶液喷涂在肥料颗粒表面，并进行升温反应，脱水形成由Si-O-Si键组成的致密网状结构。

作为优选的，所述改性硅溶胶占包膜复合肥总重量的2~5%。

作为优选的，所述未包膜复合肥包括：尿素20~145重量份，硫酸铵60~370重量份，磷酸一铵150~260重量份，硫酸钾385~410重量份，钙镁磷肥40~90重量份，七水硫酸锌0.8~1.9重量份，硼砂1.7~3.7重量份和生化黄腐酸24~32重量份。

根据土壤强酸性的特点，添加钙镁磷肥和生化黄腐酸，通过碱性钙镁磷肥中和土壤中的游离酸，并通过生化黄腐酸和钙结合形成交换活性铝能力最强的钙的存在形式“腐植酸钙”，从而有效改善土壤微环境的酸碱性、减少铝害、提高肥料利用率。

与现有技术相比，本发明的有益效果至少是如下之一：

本发明主要针对土壤酸性的特点，根据马铃薯全生育期对各种营养元素的需求量及需求规律，考虑酸性土壤养分特点及种植习惯，并补充硒元素来提高马铃薯的附加值，开发了一种适用于酸性土壤的缓释富硒马铃薯专用肥。

改良酸性土壤、提高肥料利用率：生化黄腐酸和钙镁磷肥的补充，一方面通过添加碱性钙镁磷肥中和土壤中的游离酸，通过生化黄腐酸和钙元素作用形成的黄腐酸钙，最大效率的交换土壤环境中的活性铝；另一方面通过生化黄腐酸和中微量元素一起加入，产生部分黄腐酸螯合态中微量元素。最终通过改善土壤微环境pH值、减少土壤中活性铝的含量及改善中微量元素的存在形态等共同作用，减缓土壤对各元素的固定作用以及各元素之间的拮抗作用，提高肥料利用率。

提高马铃薯的产量：氮磷钾科学合理的配比，使得肥料供肥量和马铃薯需肥量一致，满足马铃薯生长所需养分；采用改性硅溶胶包膜部分氮钾肥，利用硅溶胶失水后形成的Si-O-Si键组成的致密的网状结构，达到阻止养分快速溶出的效果，实现氮钾元素的长期有效供应；中微量元素钙、镁、硼、锌、硅的补充，有助于马铃薯所需营养元素的充分供应；生化黄腐酸的供应，供给了马铃薯生长所需的小分子有机碳。马铃薯整个生育期所需养分及时足量的供应，促进了马铃薯产量的增加。

改善马铃薯品质：中微量元素和有机碳的补充，促进了马铃薯体内蛋白质、淀粉、还原糖、维生素等的有效合成，减少了马铃薯病虫害的侵袭，提高了商品薯的比例，提高了马铃薯的耐储存性，促进了马铃薯品质的增加。

增加马铃薯附加值：硒元素以改性硅溶胶包膜硒酸盐的形式补充，一方面避免了硒元素被酸性土壤中过多的铁铝氧化物固定而失去活性；一方面保证了硒元素在植物体内的有效转运，充分的提高了硒元素的有效性，保证了马铃薯块茎对硒元素的有效富集，增加了马铃薯的产品附加值。

一次性施肥，省时省工：采用改性硅溶胶包膜提供最易流失养分氮和需求量最多养分钾的缓释作用，且改性硅溶胶包膜能够使得肥料养分释放规律与作物养分需求规律吻合，一次性施肥，无需追肥便可满足马铃薯整个生育期的营养供应；颗粒状复合肥，强度高，粒径和密度均匀，适合机械化施肥需求，省时省工，减少成本。

有效降低肥料成本：以改性硅溶胶作为包膜材料，利用硅溶胶失水后形成的Si-O-Si键组成的致密的网状结构，达到阻止养分快速溶出的效果，添加一定量的有机高分子材料，保证包膜材料具有一定的柔韧性，可有效包膜。以改性硅溶胶作为包膜材料，不仅具有良好的缓释性能，还有效的降低了包膜成本。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

具体实施例1 ：

本实施例提供了一种适用于酸性土壤的马铃薯专用肥，尤其是适用于西南区域酸性土壤的缓释富硒马铃薯专用肥，总养分为39%，N-P₂O₅-K₂O配方为14-6-19（S），此外添加1.5%CaO，0.4%MgO，0.015%Zn，0.015%B和0.1%Se，包膜复合肥与不包膜复合肥质量比为193：807。

改性硅溶胶占包膜复合肥总重量的2%，聚氨酯占改性硅溶胶重量的20%，包膜复合肥由如下质量份的原料组成：尿素624份，硫酸钾312份，硒酸钠12份，氧化镁20份，粘土60份，30%固含量聚丙烯酸溶液10份。

未包膜复合肥由如下质量份的原料组成：尿素20份，硫酸铵368份，磷酸一铵152份，硫酸钾387份，钙镁磷肥41份，7水硫酸锌0.85份，硼砂1.65份，生化黄腐酸25份。

将包膜复合肥原料按照配比计量、造粒、筛分、包膜、冷却，记为产品1，将未包膜复合肥原料按照配比计量、造粒、筛分、冷却，记为产品2，将产品1和产品2混合、包装，即得最终产品。

具体实施例2 ：

本实施例提供了一种适用于酸性土壤的马铃薯专用肥，尤其是适用于西南区域酸性土壤的缓释富硒马铃薯专用肥，总养分为42%，N-P₂O₅-K₂O配方为15-7-20（S），此外添加2%CaO，0.53%MgO，0.02%Zn，0.02%B和0.2%Se，包膜复合肥与不包膜复合肥质量比为276：724。

改性硅溶胶包膜复合肥包膜厚度为复合肥总量的4%，丙烯酸羟乙酯占改性硅溶胶的35%，包膜复合肥由如下质量份的原料组成：尿素592份，硫酸钾356份，硒酸钠16份，氧化镁10份，粘土20份，30%固含量聚丙烯酸溶液20份。

未包膜复合肥由如下质量份的原料组成：尿素72份，硫酸铵234份，磷酸一铵195份，硫酸钾406份，钙镁磷肥62份，7水硫酸锌1.26份，硼砂2.54份，生化黄腐酸28份。

将包膜复合肥原料按照配比计量、造粒、筛分、包膜、冷却，记为产品1，将未包膜复合肥原料按照配比计量、造粒、筛分、冷却，记为产品2，将产品1和产品2混合、包装，即得最终产品。

具体实施例3 ：

本实施例提供了一种适用于酸性土壤的马铃薯专用肥，尤其是适用于西南区域酸性土壤的缓释富硒马铃薯专用肥，总养分为45%，N-P₂O₅-K₂O配方为16-8-21（S），此外添加2.5%CaO，0.67 %MgO，0.025%Zn，0.025%B和0.3%Se，包膜复合肥与不包膜复合肥质量比为377：623。

改性硅溶胶包膜复合肥包膜厚度为复合肥总量的5%，聚乙烯醇和聚乙烯的总重占改性硅溶胶的50%，包膜复合肥由如下质量份的原料组成：尿素531份，硫酸钾425份，硒酸钠18份，氧化镁5份，粘土15份，30%固含量聚丙烯酸溶液14份。

未包膜复合肥由如下质量份的原料组成：尿素145份，硫酸铵60份，磷酸一铵260份，硫酸钾410份，钙镁磷肥89份，7水硫酸锌1.90份，硼砂3.67份，生化黄腐酸32份。

将包膜复合肥原料按照配比计量、造粒、筛分、包膜、冷却，记为产品1，将未包膜复合肥原料按照配比计量、造粒、筛分、冷却，记为产品2，将产品1和产品2混合、包装，即得最终产品。

本申请中的具体实施例1-3中，包膜复合肥是将改性硅溶胶溶液喷涂在肥料颗粒表面，并进行升温反应，脱水形成由Si-O-Si键组成的致密网状结构，其中，改性硅溶胶溶液中SiO₂含量≥20%，胶体粒径≤100nm。

另外，本申请中的包膜复合肥和未包膜复合肥可以是圆粒状的复合肥，其加工方法是将原料加入盛装物料的筒体内，使筒体和设置在筒体内的转子进行相对转动，使得筒体和转子两者之间差速维持在90~620r/min之间，约为现有团粒法造粒工艺的100~600倍，从而使得物料能够充分碰撞，物料在较高的范德华力作用下紧密靠近、相互结合，高差速带来的强碰撞作用使得物料之间结合力增强，所成颗粒强度较高，颗粒强度可以达到54N。

对比例1：

普通复合肥N-P₂O₅-K₂O（14-6-19（S）总养分39%）

对比例2：

普通复合肥N-P₂O₅-K₂O（15-7-20（S）总养分42%）

对比例3：

普通复合肥N-P₂O₅-K₂O（16-8-21（S）总养分45%）

以上复合肥均为试验室自制复合肥。

为了进一步验证适用于西南区域酸性土壤的缓释富硒马铃薯专用肥在酸性土壤马铃薯生产上的增产、提质效果，选择重庆万州区白土镇土壤肥力相当的地块作为试验地块，选择青薯9号作为种植品种，进行了大田试验。试验共设置7个处理，分别是空白对照、实施例1、实施例2、实施例3、对比例1、对比例2、对比例3，每个处理设置3次重复；试验田按照随机区组排列，每个小区占面积50m²；试验田均采用种肥同施，一次性施肥，肥料施用量为100kg/亩；三个处理除施肥外，其他田间管理一致。

对收获马铃薯进行产量和品质的测定，并进行不同肥料间的对比，测定结果如表1所示：

表1 马铃薯产量和品质测定结果

	土壤pH值	产量（kg/亩）	商品薯率（%）	硒含量（mg/kg）
					空白对照	4.89	1029	43.35	0.062
对比例1	4.62	1531	64.98	0.073
					对比例2	4.64	1580	63.98	0.061
对比例3	4.61	1588	65.35	0.079
					实施例1	5.41	1989	78.89	0.206
实施例2	5.47	2247	89.16	0.298
					实施例3	5.40	2273	91.12	0.376

从表1可以看出，各实施例较对比例土壤pH值明显提高，马铃薯产量、商品薯率和硒含量均具有较明显的增加，其中实施例3产量、商品薯率和硒含量增加最为明显，相比于对比例3，增产43.13%，商品薯率增加39.43%，硒含量由0.079mg/kg增加至0.376mg/kg。

尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变形和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (1)

1.一种适用于酸性土壤的马铃薯专用肥，其特征在于，包括改性硅溶胶包膜复合肥190~380重量份和未包膜复合肥620~810重量份；所述包膜复合肥包括尿素530~625重量份，硫酸钾310~425重量份，硒酸钠11~18重量份和成粒助剂26~52重量份；所述成粒助剂包括：氧化镁5~20重量份，粘土15~60重量份和30%固含量聚丙烯酸溶液10~20重量份；

所述改性硅溶胶是由硅溶胶与有机高分子材料混合得到，所述有机高分子材料为聚氨酯、聚乙烯醇、丙烯酸羟乙酯或聚乙烯中的一种或几种；所述有机高分子材料的重量占改性硅溶胶总重的20~50%；所述硅溶胶中SiO₂含量≥20%，胶体粒径≤100nm；

所述包膜复合肥是将所述改性硅溶胶溶液喷涂在肥料颗粒表面，并进行升温反应，脱水形成由Si-O-Si键组成的致密网状结构；所述改性硅溶胶占包膜复合肥总重量的2~5%；

所述未包膜复合肥包括：尿素20~145重量份，硫酸铵60~370重量份，磷酸一铵150~260重量份，硫酸钾385~410重量份，钙镁磷肥40~90重量份，七水硫酸锌0.8~1.9重量份，硼砂1.7~3.7重量份和生化黄腐酸24~32重量份。