CN108395330A - 一种二月兰专用肥及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种二月兰专用肥料及其生产方法。该肥料是以风化煤、磷酸氢二钾、碳酸氢铵、硼酸、七水硫酸锌、七水硫酸亚铁、硫酸锰为原料生产腐植酸螯合缓释肥，以有机基质、无机基质、氮肥、钾肥、腐植酸螯合缓释肥为基本原料，经圆盘造粒制得二月兰专用肥。其中，营养元素按N:P2O5:K2O＝10‑12:4‑6:8‑12的质量比例组合。本发明肥料活性腐植酸含量高、营养元素配比合理、肥效持续时间长、加工与施用工艺简单、可满足机械化和一次性施肥要求，经济和生态效益显著，属环境友好型肥料。施用本发明专用肥后，种子产量提高33.85％，菜薹产量增加55.86％，花期增加8天。

Description

一种二月兰专用肥及其生产方法
技术领域
本发明涉及有机-无机复混肥料制造领域，特别是一种二月兰专用肥料及其生产方法。
背景技术
二月兰又名二月蓝，十字花科诸葛菜属草本植物，广泛分布于我国北方大部分地区，耐寒、耐旱、耐阴，病虫害少，是我国北方地区不可多得的冬季观绿、早春观花的绿肥或观赏植物。二月兰菜薹富含胡萝卜素、维生素B、维生素C。二月兰种子含油量高达40％左右，其脂肪酸组成中，芥酸、亚麻酸含量低，棕榈酸、油酸和亚油酸的含量为总脂肪的85％以上，因此，二月兰为高亚油酸低芥酸种质，其种子油是品质优良的食用油，尤其适合心血管病患者食用。所以，二月兰是一种经济价值非常高的多用途绿肥或观赏作物。
施肥是提高二月兰产量和改善品质最快速和最有效的途径之一，发明专利“一种在边坡上种植二月兰的方法”(201110233750.X)提出，二月兰“播种后浇水2-3天发芽，发芽后每5-7天喷施一次叶面肥”，叶面肥含0.3-0.5wt％KH2PO4、0.1-0.2wt％尿素。发明专利“谷子、二月兰雨养少免耕种植方法”(201710107218.0)提出，谷子抽穗前10-15天追施氮肥(尿素15kg/亩)时，向谷子行间播种二月兰。发明专利“一种二月兰提纯复壮的方法及配套隔离网室”(201710680587.9)公开了“一次性追肥”方案，即“现蕾期按照N 45kg/hm2-60kg/hm2，P2O5 18kg/hm2-25kg/hm2，K2O 40kg/hm2-55kg/hm2的有效用量进行追肥，施肥深度为3cm-5cm”。发明专利“一种冬闲田高效利用方法及配套间作精播机”(201710349229.X)公开了一种基于二月兰与二月兰间作的冬闲田高效利用方法，提出“一次性追肥”方案，即“返青期按照N 40kg/hm2-55kg/hm2和P2O5 120kg/hm2-165kg/hm2的有效用量追肥，施入行间，深度3cm-5cm”。
迄今为止尚未见关于二月兰专用肥的报道。综合分析已公开的现有施肥技术，存在的问题包括：(1)施用肥料均为一般速效化肥，肥料养分当季利用率非常低，氮肥利用率仅有30-35％，钾肥利用率约为10-20％，钾肥利用率为35-50％，巨大经济损失的同时造成严重的环境污染；(2)偏重速效化肥的同时，忽视了有机肥和微肥的施用；(3)二月兰为多用途作物，但是并没有根据生产用途或加工目的进行肥料运筹；(4)偏重于追肥，没有考虑基肥。
发明内容
本发明的目的旨在填补目前二月兰专用肥的空白，根据二月兰不同生产用途或加工目的，生产一种满足机械化施肥和一次性施肥要求的专用肥料。该肥料根据二月兰不同生产用途(种子、菜薹、观赏)以及二月兰的需肥规律，以有机基质、无机基质、氮肥、钾肥和腐植酸螯合缓释肥为基本原料配置而成，营养元素配比合理，针对性强，增产效果明显。
本发明所采用的技术方案如下：一种二月兰专用肥，其特征是，以有机基质、无机基质、氮肥、钾肥、腐植酸螯合缓释肥为基本原料，经圆盘造粒制得；其中，氮肥、钾肥和腐植酸螯合缓释肥按照N:P2O5:K2O＝10-12:4-6:8-12的质量比例组合。
所述的有机基质选自草炭土、褐煤或风化煤，其用量为二月兰专用肥总量的25-42wt％。所述的无机基质选自凹凸棒粉、膨润土或高岭土，其用量为二月兰专用肥总量的8-12wt％。
所述的氮肥选自尿素、磷酸一铵或磷酸二铵；所述的钾肥选自硫酸钾或氯化钾；所述的腐植酸螯合缓释肥的制备方法如下所示；氮肥、钾肥、腐植酸螯合缓释肥的总量为二月兰专用肥料总量的48-65wt％。
进一步，优选的二月兰专用肥料，原料配方如下列A-C之一：
A.一种二月兰专用肥料，其组分及其质量份为：尿素27份、硫酸钾8份、腐植酸螯合缓释肥30份、风化煤25份、膨润土10份。
该二月兰专用肥料养分含量为N:P2O5:K2O＝12:6:12；该配方适合种子田施用。
B.一种二月兰专用肥料，其组分及其质量份为：尿素22份、硫酸钾13份、腐植酸螯合缓释肥20份、风化煤35份、膨润土10份。
该二月兰专用肥料养分含量为N:P2O5:K2O＝10:4:12；该配方适合菜薹田施用。
C.一种二月兰专用肥料，其组分及其质量份为：尿素22份、硫酸钾6份、腐植酸螯合缓释肥20份、风化煤42份、膨润土10份。
该二月兰专用肥料养分含量为N:P2O5:K2O＝10:4:8；该配方适合观赏田施用。
其中腐植酸螯合缓释肥由下述方法制备而成：将36-38质量份风化煤、50质量份磷酸氢二钾、10质量份碳酸氢铵、1-2质量份硼酸、0-0.5质量份七水硫酸锌、1质量份七水硫酸亚铁、0-0.5质量份硫酸锰粉碎至颗粒直径为0.1-0.3mm；将上述原料均匀混合，密闭反应36-48小时后晾晒至含水量20％以下，得腐植酸螯合缓释肥。
进一步，优选的腐植酸螯合缓释肥的制备方法如下列D-F之一：
D.将36质量份风化煤、50质量份磷酸氢二钾、10质量份碳酸氢铵、2质量份硼酸、0.5质量份七水硫酸锌、1质量份七水硫酸亚铁和0.5质量份硫酸锰粉碎至颗粒直径为0.1-0.3mm；将上述原料均匀混合，密闭反应36-48小时后晾晒至含水量20％以下，得腐植酸螯合缓释肥。
该配方适合种子田施用。
E.将37.5质量份风化煤、50质量份磷酸氢二钾、10份碳酸氢铵、1质量份硼酸、0.5质量份七水硫酸锌和1质量份七水硫酸亚铁粉碎至颗粒直径为0.1-0.3mm；将上述原料均匀混合，密闭反应36-48小时后晾晒至含水量20％以下，得腐植酸螯合缓释肥。
该配方适合菜薹田施用。
F.将38质量份风化煤、50质量份磷酸氢二钾、10质量份碳酸氢铵、1质量份硼酸和1质量份七水硫酸亚铁粉碎至颗粒直径为0.1-0.3mm；将上述原料均匀混合，密闭反应36-48小时后晾晒至含水量20％以下，得腐植酸螯合缓释肥。
该配方适合观赏田施用。
上述专用肥的生产方法：将有机基质、无机基质、氮肥、钾肥和腐植酸螯合缓释肥粉碎至颗粒直径为0.1mm-0.3mm；按比例称取各原料组分，搅拌混合均匀，得混合料，送至圆盘造粒机内造粒，造粒后经50℃-60℃干燥至含水量≤12wt％，即得二月兰专用肥料。
进一步优选的，将干燥后含水量≤12wt％的二月兰专用肥料进一步筛取直径为3.35mm-5mm的颗粒，作为二月兰专用肥料的成品。
本发明的二月兰专用肥料的施用方法如下：本发明肥料可作为基肥或种肥一次性施入，施用量700-1000kg/hm2，施肥深度为3-5cm。
施用方式优选用播种施肥一体机，进行播种作业的同时一次性施入种子的下方，覆土后按本领域常规技术进行田间管理。
本发明的效果如下：
1、腐植酸螯合缓释肥的配制提高了肥料的利用率
本发明采用弱碱性的磷酸氢二钾、碳酸氢铵和风化煤中的腐植酸反应，水溶性腐植酸的含量从0.09％提高到9.64％，同时水溶性的腐植酸又将氮磷钾和微量元素吸附螯合，降低营养元素淋失率24个百分点。此外，磷酸氢二钾和碳酸氢铵的加入中和了腐植酸的酸性，使专用肥的pH值大大降低，避免了土壤酸度的增加。
2、营养元素配比合理，肥效持续时间长
本发明根据二月兰不同生产用途或加工目的以及二月兰的需肥规律配置而成，营养元素配比合理，针对性强。本发明将氮磷钾等大量元素和硼锰锌铁等中微量元素经有机基质和无机基质包裹后形成外形相对固定的圆形颗粒，减少了与土壤颗粒的接触面积，降低了营养元素的分解、转化和吸收速率，肥料养分释放期可延长1.5倍，肥料当季利用率大大提高。
3、加工与施用工艺简单，施肥成本低
本发明使用富含腐植酸的风化煤生产腐植酸螯合缓释肥和二月兰专用肥料，大大降低了原料成本，同时也为工业废弃物的再利用开辟了新的途径。通过优化原料组分和配比，可使混合原料的pH值和含水量达到吸附螯合和造粒的最佳状态，并通过常规堆肥和圆盘造粒即可实现腐植酸螯合缓释肥和二月兰专用肥料的生产，工艺简单，且无需添加特殊设备，生产成本低。此外，球形肥料可满足机械化和一次性施肥的要求，施肥成本低，便于推广。
4、经济和生态效益更加明显
基于上述优点，施用本发明专用肥后，种子产量提高33.85％，菜薹产量增加55.86％，花期增加8天。此外，本发明的生产过程无粉尘、废水、二氧化碳等废气排放；与畜禽粪便有机肥相比，无病原菌、激素、抗生素、重金属等有害物质残留，不对环境产生二次污染，属环境友好型肥料。
附图说明
图1为实施例1与对比例的养分累计释放率图。
具体实施方式
实施例中所用的风化煤由山西鑫达腐植酸厂生产，有机质含量≥50wt％，膨润土由潍坊华潍膨润土集团股份有限公司生产，粉状尿素(46-0-0)由山东鲁南化肥厂生产，硫酸钾(0-0-50)由湖北湘云化工股份公司生产，磷酸氢二钾(工业纯)由济南金昊化工有限公司生产，碳酸氢铵、硼酸、七水硫酸锌、七水硫酸亚铁、硫酸锰(化学纯)由国药集团化学试剂有限公司生产。
实施例1：
组分(质量份)：尿素27份、硫酸钾8份、腐植酸螯合缓释肥30份、风化煤25份、膨润土10份。
制备方法如下：
(1)腐植酸螯合缓释肥的制备：将36质量份风化煤、50质量份磷酸氢二钾、10质量份碳酸氢铵、2质量份硼酸、0.5质量份七水硫酸锌、1质量份七水硫酸亚铁、0.5质量份硫酸锰粉碎至颗粒直径为0.1-0.3mm；将上述原料均匀混合，密闭反应36-48小时后晾晒至含水量20％以下，得腐植酸螯合缓释肥。
(2)二月兰专用肥的制备：将风化煤、膨润土、尿素、硫酸钾和腐植酸螯合缓释肥粉碎至颗粒直径为0.1-0.3mm。按比例称取各原料组分，搅拌混合均匀，得混合料，送至圆盘造粒机内造粒，造粒后经50℃-60℃干燥至含水量≤12wt％，筛取直径为3.35mm-5mm的颗粒，即得二月兰专用肥料。
该二月兰专用肥料养分含量为N:P2O5:K2O＝12:6:12；该配方适合种子田施用。本发明的肥料使用播种施肥一体机进行播种作业的同时一次性施入种子的下方，后覆土。施用量750kg/hm2，施肥深度为3-5cm。
实施例2：
组分(质量份)：尿素22份、硫酸钾13份、腐植酸螯合缓释肥20份、风化煤35份、膨润土10份。
制备方法如下：
(1)腐植酸螯合缓释肥的制备：将37.5质量份风化煤、50质量份磷酸氢二钾、10质量份碳酸氢铵、1质量份硼酸、0.5质量份七水硫酸锌和1质量份七水硫酸亚铁粉碎至颗粒直径为0.1-0.3mm；将上述原料均匀混合，密闭反应36-48小时后晾晒至含水量20％以下，得腐植酸螯合缓释肥。
(2)二月兰专用肥的制备：将风化煤、膨润土、尿素、硫酸钾和腐植酸螯合缓释肥粉碎至颗粒直径为0.1-0.3mm。按比例称取各原料组分，搅拌混合均匀，得混合料，送至圆盘造粒机内造粒，造粒后经50℃-60℃干燥至含水量≤12wt％，筛取直径为3.35mm-5mm的颗粒，即得二月兰专用肥料。
该二月兰专用肥料养分含量为N:P2O5:K2O＝10:4:12；该配方适合菜薹田施用。本发明的肥料使用播种施肥一体机进行播种作业的同时一次性施入种子的下方，后覆土。施用量750kg/hm2，施肥深度为3-5cm。
实施例3：
一种二月兰专用肥料，以有机基质、无机基质、氮肥、钾肥、腐植酸螯合缓释肥为基本原料，各组分的质量份为：尿素22份、硫酸钾6份、腐植酸螯合缓释肥20份、风化煤42份、膨润土10份。
制备方法如下：
(1)腐植酸螯合缓释肥的制备：将38质量份风化煤、50质量份磷酸氢二钾、10质量份碳酸氢铵、1质量份硼酸和1质量份七水硫酸亚铁粉碎至颗粒直径为0.1-0.3mm；将上述原料均匀混合，密闭反应36-48小时后晾晒至含水量20％以下，得腐植酸螯合缓释肥。
(2)二月兰专用肥的制备：将风化煤、膨润土、尿素、硫酸钾和腐植酸螯合缓释肥粉碎至颗粒直径为0.1-0.3mm。按比例称取各原料组分，搅拌混合均匀，得混合料，送至圆盘造粒机内造粒，造粒后经50℃-60℃干燥至含水量≤12wt％，筛取直径为3.35mm-5mm的颗粒，即得二月兰专用肥料。
该二月兰专用肥料养分含量为N:P2O5:K2O＝10:4:8；该配方适合观赏田施用。本发明的肥料使用播种施肥一体机进行播种作业的同时一次性施入种子的下方，后覆土。施用量750kg/hm2，施肥深度为3-5cm。
以下结合实验数据来说明其效果：
一、水溶性腐植酸含量检测
将本发明实施例1-3专用肥参照《NY/T 1971-2010水溶肥料腐植酸含量的测定》进行水溶性腐植酸含量检测，同时以等质量的风化煤原料作为对照。其检测结果如表1所示。
表1.实施例1-3与风化煤原料的水溶性腐植酸含量对比
试验处理 水溶性腐植酸含量(％)
风化煤原料 0.09
实施例1 9.64
实施例2 6.62
实施例3 6.55
通过实施例1-3与风化煤原料的水溶性腐植酸含量对比(表1)可以看出，风化煤原料中水溶性腐植酸含量为0.09％，本发明专用肥中的水溶性腐植酸含量为6.55％-9.64％。
二、养分释放结果：
通过砂柱淋洗试验评价钾素的养分释放，具体方法为：淋洗管内分为三层：上下两层为40g细砂，中间一层为实施例1的专用肥料10g(实施例2-3专用肥的养分释放规律与实施例1相同)，以等氮磷钾养分含量的尿素、磷酸一铵和磷酸二氢钾为对比例，每天加水10ml淋洗，收集淋洗液，《GB/T 8572-2010复混肥料中总氮含量的测定蒸馏后滴定法》、《GB/T8573-2010复混肥料中有效磷含量的测定》、《GB/T 8574-2010复混肥料中钾含量的测定四苯硼酸钾重量法》等方法测定氮磷钾的释放量，养分累计释放率(％)＝淋洗液中养分累计含量/专用肥养分氮磷钾总含量。
本发明实施例1与对比例的养分累计释放率对比如图1所示。从图1可以看出：对比例在第4天养分全部释放完毕，接近100％，而此时实施例1的养分释放率仅为42％，实施例1在第10天达到养分最大释放率，接近76％，养分释放期可延长1.5倍，养分淋失率可降低24个百分点。
三、大田试验结果：
对比例：农民传统施肥方式，复合肥(15-15-15，山东史丹利化肥股份有限公司生产)500kg/hm2，其他管理措施相同，分别设置对比例1(种子田)、对比例2(菜薹田)、对比例3(观赏田)。
以上实施例1-3和对比例1-3的应用效果如下：
试验时间：2016年-2017年。
试验地点：山东省济南市
试验设置：种植二月兰品种为鲁兰1号(山东省农作物种质资源中心选育的紫花品种)，2016年10月3日播种，2017年3月22日菜薹测产，分别随机选取有代表性的5个小区，小区面积1m2(1m×1m)，称量二月兰菜薹产量，计算平均值。2017年5月30日种子产量测产，分别随机选取有代表性的5个小区，小区面积1m2(1m×1m)，称量二月兰种子产量，计算平均值。花期计算始花期到开花结束的时间。
试验结果：
与对比例1-3相比，实施例1-3的效果详见表1-3。本发明二月兰专用肥可提高种子产量33.85％，菜薹产量增加55.86％，花期增加8天。
表1.与对比例1相比实施例1的种子产量增产效果
表2.与对比例2相比实施例2的菜薹产量增产效果
表3.与对比例3相比实施例3的花期天数增加效果
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种二月兰专用肥，其特征是，以有机基质、无机基质、氮肥、钾肥、腐植酸螯合缓释肥为基本原料，经圆盘造粒制得；其中，氮肥、钾肥和腐植酸螯合缓释肥按照N:P2O5:K2O＝10-12:4-6:8-12的质量比例组合；
所述的有机基质选自草炭土、褐煤或风化煤，其用量为二月兰专用肥总量的25-42wt％；
所述的无机基质选自凹凸棒粉、膨润土或高岭土，其用量为二月兰专用肥总量的8-12wt％；
所述的氮肥选自尿素、磷酸一铵或磷酸二铵；
所述的钾肥选自硫酸钾或氯化钾。
2.如权利要求1所述的一种二月兰专用肥，其特征是，所述腐植酸螯合缓释肥由下述方法制备而成：将36-38质量份风化煤、50质量份磷酸氢二钾、10质量份碳酸氢铵、1-2质量份硼酸、0-0.5质量份七水硫酸锌、1质量份七水硫酸亚铁、0-0.5质量份硫酸锰粉碎至颗粒直径为0.1-0.3mm；将上述原料均匀混合，密闭反应36-48小时后晾晒至含水量20％以下，得腐植酸螯合缓释肥。
3.如权利要求2所述的一种二月兰专用肥，其特征是，适合种子田施用的腐植酸螯合缓释肥由下述方法制备而成：将36质量份风化煤、50质量份磷酸氢二钾、10质量份碳酸氢铵、2质量份硼酸、0.5质量份七水硫酸锌、1质量份七水硫酸亚铁和0.5质量份硫酸锰粉碎至颗粒直径为0.1-0.3mm；将上述原料均匀混合，密闭反应36-48小时后晾晒至含水量20％以下，得腐植酸螯合缓释肥。
4.如权利要求2所述的一种二月兰专用肥，其特征是，适合菜薹田施用的腐植酸螯合缓释肥由下述方法制备而成：将37.5质量份风化煤、50质量份磷酸氢二钾、10质量份碳酸氢铵、1质量份硼酸、0.5质量份七水硫酸锌和1质量份七水硫酸亚铁粉碎至颗粒直径为0.1-0.3mm；将上述原料均匀混合，密闭反应36-48小时后晾晒至含水量20％以下，得腐植酸螯合缓释肥。
5.如权利要求2所述的一种二月兰专用肥，其特征是，适合观赏田施用的腐植酸螯合缓释肥由下述方法制备而成：将38质量份风化煤、50质量份磷酸氢二钾、10份碳酸氢铵、1质量份硼酸和1质量份七水硫酸亚铁粉碎至颗粒直径为0.1-0.3mm；将上述原料均匀混合，密闭反应36-48小时后晾晒至含水量20％以下，得腐植酸螯合缓释肥。
6.如权利要求3所述的一种二月兰专用肥，其特征是，适合种子田施用的二月兰专用肥的组分及其质量份为：尿素27份、硫酸钾8份、腐植酸螯合缓释肥30份、风化煤25份、膨润土10份。
7.如权利要求4所述的一种二月兰专用肥，其特征是，适合菜薹田施用的二月兰专用肥料，其组分及其质量份为：尿素22份、硫酸钾13份、腐植酸螯合缓释肥20份、风化煤35份、膨润土10份。
8.如权利要求5所述的一种二月兰专用肥，其特征是，适合观赏田施用的二月兰专用肥料，其组分及其质量份为：尿素22份、硫酸钾6份、腐植酸螯合缓释肥20份、风化煤42份、膨润土10份。
9.如权利要求1-8中任意一项所述的一种二月兰专用肥的生产方法，其特征是，将有机基质、无机基质、氮肥、钾肥和腐植酸螯合缓释肥粉碎至颗粒直径为0.1mm-0.3mm；按比例称取各原料组分，搅拌混合均匀，得混合料，送至圆盘造粒机内造粒，造粒后经50℃-60℃干燥至含水量≤12wt％，即得二月兰专用肥料。
10.如权利要求9所述的一种二月兰专用肥的生产方法，其特征是，将干燥后含水量≤12wt％的二月兰专用肥料进一步筛取直径为3.35mm-5mm的颗粒，作为二月兰专用肥料的成品。
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