CN109369304A - 一种适用于砂壤丹参种植的富硒保水腐植酸肥料 - Google Patents

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李巧玉
李玉环
郭新送
张宏
吴钦泉
孙慧
杨诚
刘杨
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Abstract

本发明公开了一种适用于砂壤丹参种植的富硒保水腐植酸肥料。该种丹参专用富硒保水腐植酸钾肥料主要以亚硒酸钠、聚丙烯酰胺、柠檬酸、含腐植酸钾复合肥母料为主要原料进行制备，包括以下重量份的原料：亚硒酸钠10‑20份、聚丙烯酰胺30‑50份、柠檬酸10‑20份、含腐植酸钾复合肥母料450‑600份。该种富硒保水腐植酸钾肥料不仅能够抗旱保水、刺激丹参根系发育，提高抗逆性。肥料中添加硒元素，不仅能够缓解重金属胁迫，而且还能够降低丹参药材中重金属的含量，同时该种肥料富含活化腐植酸，能够有效的提高土壤活性，改善土壤板结、盐碱化。

Description

一种适用于砂壤丹参种植的富硒保水腐植酸肥料
技术领域
本发明属于农业肥料的技术领域，具体涉及一种适用于砂壤丹参种植的富硒保水腐植酸肥料。
背景技术
丹参在种植管理上仍参照农作物的栽培技术，尤其是施肥方面，未按照丹参的生物学特性如生育期、有效成分累积动态规律、需水需肥规律等进行规范化施肥，直接影响丹参品质。
丹参适宜种植在砂壤上，但是砂壤具有漏水漏肥的特点，在幼苗出土期遇干旱会造成严重缺窝，降低产量，目前针对丹参专用的抗旱保水肥料研究较少，而且需单独使用保水剂，费工费时；丹参中药材以根和根茎入药，其中含有的铅、镉、汞、砷是对人体有害的，而硒(Se)元素是人体必需的生命元素之一，具有降解重金属(铅、镉、汞、砷、铜)的功效，在植物体内还能够提高抗逆性。因此在丹参专用肥中添加硒元素，不仅能够缓解重金属胁迫，降低丹参对重金属吸收，提高丹参药材的质量，而且被人体服用后还能够降解人体中的重金属。目前针对丹参富硒肥的研究，仅仅是在复合肥的基础上添加硒元素，功能单一。
腐植酸是动植物遗骸经过，主要是植物遗骸，经过微生物的分解和转化，以及地球化学的一系列过程积累起来的一类有机物质。腐植酸由三部分组成，根据其在不同溶剂中的溶解性，将其分为黄腐酸、棕腐酸、黑腐酸。一般的讲黄腐酸是分子量较小，活性最高的部分，棕腐酸次之。腐植酸必须活化才能发挥最大的效果，因为活化腐植酸具有改良土壤、增进肥效、提高肥料利用率、促进作物生长、增强作物抗逆性、改善作物品质等作用。
发明内容
本发明的目的是提供一种适用于砂壤丹参种植的富硒保水腐植酸肥料，能够降低丹参中药材的重金属的含量，为幼苗出土期提供必须的水分，提高丹参的质量和产量，提高肥料利用率，同时添加了活化腐植酸，能够提高土壤活性，改善土壤板结、盐碱化。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：本发明一方面提供一种适用于砂壤丹参种植的富硒保水腐植酸肥料，包括以下重量份的原料：亚硒酸钠10-20份、聚丙烯酰胺30-50份、柠檬酸10-20份、含腐植酸钾复合肥母料450-600份。
作为优选，肥料中总养分含量为42％～47％，大量养分元素N-P2O5-K2O＝16％～19％：9％～12％：16％～19％，Na2SeO3含量1％～2％，聚丙烯酰胺含量3％～5％，柠檬酸含量1％～2％，腐植酸钾含量4％～10％。
作为优选，所述含腐植酸钾复合肥母料按照以下重量份数进行复合肥造粒，尿素160-190份、磷酸二铵90-120份、硫酸钾170-200份、硫酸铵60-100份、腐植酸钾40-100份。
作为优选，所述尿素为普通尿素，含N 46％，磷酸二铵为粉状，养分含量为N-P2O5-K2O＝18-46-0，硫酸钾为粉状，含K2O 50％，硫酸铵含N 21％，腐植酸钾含活性腐植酸55％。
作为优选，所述腐植酸钾以褐煤为腐植酸原料，以KOH为活化剂，添加铈钛复合氧化物催化剂。
作为优选，所述腐植酸原料、催化剂、KOH活化剂的比例按3：0.01～0.1：1的比例混合。
作为优选，所述腐植酸钾的反应步骤为：按照比例，先在反应装置内加入腐植酸原料和催化剂并充分混合后缓慢加入KOH活化剂，并不断搅拌，反应温度控制在60℃～100℃，时间控制在20min～40min，反应后即可得腐植酸钾。用此活化剂和催化剂制得的腐植酸钾效果显著，含氧官能团增加明显，活性显著提高。
本发明的第二方面提供一种适用于砂壤丹参种植的富硒保水腐植酸肥料的制备方法，包括以下步骤：将尿素160-190份、磷酸二铵90-120份、硫酸钾170-200份、硫酸铵60-100份、腐植酸钾40-100份混匀，滚筒造粒，干燥、冷却、筛分之后获得含腐植酸钾复合肥母料，将亚硒酸钠10-20份、聚丙烯酰胺30-50份、柠檬酸10-20份溶于水中获得混合液，将混合液喷涂于含腐植酸钾复合肥母料上，干燥、冷却之后获得富硒保水腐植酸肥料。
本发明的第二方面提供一种适用于砂壤丹参种植的富硒保水腐植酸肥料在治理砂壤地方面的应用。上述的应用，包括抗旱保水、降低重金属含量、增肥、改善土壤板结、盐碱化于一体。
本发明的有益效果：
本发明是一种集抗旱保水、降低丹参重金属含量、提高肥料利用率、改善土壤板结、盐碱化于一体的丹参专用肥料，具体表现如下：
(1)本发明富含硒元素，能够缓解重金属胁迫，降低丹参对重金属吸收，提高丹参药材的质量，而且被人体服用后还能够降解人体中的重金属。
(2)本发明添加了抗旱保水成分，能够在幼苗出土的关键时期提供植株所需的水分，尤其是丘陵地区，有利于提升丹参的产量。
(3)本发明富含活化腐植酸，能够刺激作物根系生长，提高土壤活性，改善土壤板结、盐碱化。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
正如背景技术部分所介绍的，丹参适宜种植在砂壤上，但是砂壤具有漏水漏肥的特点，在幼苗出土期遇干旱会造成严重缺窝，降低产量，目前针对丹参专用的抗旱保水肥料研究较少，而且需单独使用保水剂，费工费时，本技术将保水成分直接添加至肥料中，降低施肥次数，并且能够及时提供丹参生长所需的水分，尤其是在幼苗出土期，从而保证丹参的产量和质量，还能够提高肥料的利用率，减少肥料过度使用造成的环境污染。丹参中含有的铅、镉、汞、砷是对人体有害的，因此本发明在丹参专用肥中添加硒元素，不仅能够缓解重金属胁迫，降低丹参对重金属吸收，提高丹参药材的质量，而且被人体服用后还能够降解人体中的重金属。
基于此，为了提高肥料抗旱保水、降低丹参重金属含量、提高肥料利用率、改善土壤板结、盐碱化于一体等功效的结合性，本发明创造性给出了适用于砂壤丹参种植的富硒保水腐植酸肥料，包括以下重量份的原料：亚硒酸钠10-20份、聚丙烯酰胺30-50份、柠檬酸10-20份、含腐植酸钾复合肥母料450-600份。
其中亚硒酸钠想肥料中提供用于具有降解重金属(铅、镉、汞、砷、铜)的功效，在植物体内还能够提高抗逆性的硒元素，降低丹参中重金属含量；聚丙烯酰胺，柠檬酸用于对砂壤进行抗旱保水，提高丹参的产量；含腐植酸钾复合肥母料为含有活化腐植酸的腐植酸钾和复合肥的混合料，其中添加了活化腐植酸，活化腐植酸具有改良土壤、增进肥效、提高肥料利用率、促进作物生长、增强作物抗逆性、改善作物品质等作用，因此本发明的肥料适用于丹参的砂壤种植，同时达到了抗旱保水、降低丹参重金属含量、提高肥料利用率、改善土壤板结、盐碱化于一体的功效。
肥料中总养分含量为42％～47％，大量养分元素N-P2O5-K2O＝16％～19％：9％～12％：16％～19％，Na2SeO3含量1％～2％，聚丙烯酰胺含量3％～5％，柠檬酸含量1％～2％，腐植酸钾含量4％～10％。所述含腐植酸钾复合肥母料按照以下重量份数进行复合肥造粒，尿素160-190份、磷酸二铵90-120份、硫酸钾170-200份、硫酸铵60-100份、腐植酸钾40-100份。提供丹参生长所必须的养分以及含有活化腐植酸的腐植酸钾。所述尿素为普通尿素，含N 46％，磷酸二铵为粉状，养分含量为N-P2O5-K2O＝18-46-0，硫酸钾为粉状，含K2O50％，硫酸铵含N 21％，腐植酸钾含活性腐植酸55％。提供丹参生长所必须的养分以及含有55％活化腐植酸的腐植酸钾。
所述腐植酸钾以褐煤为腐植酸原料，以KOH为活化剂，添加铈钛复合氧化物催化剂。所述腐植酸原料、催化剂、KOH活化剂的比例按3：0.01～0.1：1的比例混合。所述腐植酸钾的反应步骤为：按照比例，先在反应装置内加入腐植酸原料和催化剂并充分混合后缓慢加入KOH活化剂，并不断搅拌反应，反应后即可得腐植酸钾。所述腐植酸钾的反应温度控制在60℃～100℃，时间控制在20min～40min。用此活化剂和催化剂制得的腐植酸钾效果显著，含氧官能团增加明显，活性显著提高。
其中，铈钛复合氧化物为现有技术中已有的催化剂，可按如下方法制备而成：
向盛有80ml无水乙醇的烧杯中加入1.19g硝酸铈并不断搅拌，待完全溶解后，缓慢加入20ml钛酸四丁酯并不断搅拌30min，记此时溶液为A。将8ml去离子水和8ml无水乙酸混合液缓慢加入20ml无水乙醇中并搅拌，记此时溶液为B。将溶液B缓慢加入到溶液A中并不断搅拌2h，便可得到溶胶，然后将该溶胶置于25℃烘箱中陈化2-3天，便可得到凝胶，将所得凝胶置于105℃烘箱中干燥12h，在400℃温度下煅烧3h，即得到铈钛复合氧化物。
一种适用于砂壤丹参种植的富硒保水腐植酸肥料的制备方法，包括以下步骤：将尿素160-190份、磷酸二铵90-120份、硫酸钾170-200份、硫酸铵60-100份、腐植酸钾40-100份混匀，滚筒造粒，干燥、冷却、筛分之后获得含腐植酸钾复合肥母料，将亚硒酸钠10-20份、聚丙烯酰胺30-50份、柠檬酸10-20份溶于水中获得混合液，将混合液喷涂于含腐植酸钾复合肥母料上，干燥、冷却之后获得富硒保水腐植酸肥料。
一种适用于砂壤丹参种植的富硒保水腐植酸肥料在治理砂壤地方面的应用。上述的应用，包括抗旱保水、降低重金属含量、增肥、改善土壤板结、盐碱化于一体。
为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本申请的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本申请的技术方案。
本发明实施例中所用的试验材料均为本领域常规的试验材料，均可通过商业渠道购买得到。
实施例1
一种适用于砂壤丹参种植的富硒保水腐植酸肥料，包括亚硒酸钠10份、聚丙烯酰胺30份、柠檬酸10份、含腐植酸钾复合肥母料500份。所述丹参专用富硒保水腐植酸钾肥料，总养分含量为46％，大量养分元素N-P2O5-K2O＝16％:7％:17％，Na2SeO3含量1％，PAM含量3％，柠檬酸含量1％，腐植酸钾含量4％。所述腐植酸钾复合肥母料按照以下重量份数进行复合肥造粒(常规生产)，尿素180、磷酸二铵90、硫酸钾190、硫酸铵60、腐植酸钾40。所述腐植酸钾是以褐煤为腐植酸原料，以KOH为活化剂，以Ti-Ce-Ox复合离子溶液为催化剂，将腐植酸原料、催化剂、KOH活化剂的比例按3:0.01～0.1:1的比例混合。反应步骤为：先在反应装置内加入腐植酸原料和催化剂并充分混合后缓慢加入活化剂，并不断搅拌，温度控制在60℃～100℃，时间控制在20min～40min，反应后即可得腐植酸钾。用此活化剂和催化剂制得的腐植酸钾效果显著，含氧官能团增加明显，活性显著提高。
一种适用于砂壤丹参种植的富硒保水腐植酸肥料的制备方法，包括以下步骤：将尿素180份、磷酸二铵90份、硫酸钾180份、硫酸铵60份、腐植酸钾40份混匀，滚筒造粒，干燥、冷却、筛分之后获得含腐植酸钾复合肥母料，将亚硒酸钠10份、聚丙烯酰胺30份、柠檬酸10份，含腐植酸钾复合肥母料500份，溶于水中获得混合液，将混合液喷涂于含腐植酸钾复合肥母料上，干燥、冷却之后获得富硒保水腐植酸肥料。
实施例2
一种适用于砂壤丹参种植的富硒保水腐植酸肥料，包括亚硒酸钠20份、聚丙烯酰胺50份、柠檬酸20份、含腐植酸钾复合肥母料600份。所述丹参专用富硒保水腐植酸钾肥料，总养分含量为47％，大量养分元素N-P2O5-K2O＝19％:12％:19％，Na2SeO3含量2％，PAM含量5％，柠檬酸含量2％，腐植酸钾含量8％。所述腐植酸钾复合肥母料按照以下重量份数进行复合肥造粒(常规生产)，尿素190、磷酸二铵120、硫酸钾200、硫酸铵100、腐植酸钾100。所述腐植酸钾是以褐煤为腐植酸原料，以KOH为活化剂，以Ti-Ce-Ox复合离子溶液为催化剂，将腐植酸原料、催化剂、KOH活化剂的比例按3:0.01～0.1:1的比例混合。反应步骤为：先在反应装置内加入腐植酸原料和催化剂并充分混合后缓慢加入活化剂，并不断搅拌，温度控制在60℃～100℃，时间控制在20min～40min，反应后即可得腐植酸钾。用此活化剂和催化剂制得的腐植酸钾效果显著，含氧官能团增加明显，活性显著提高。
一种适用于砂壤丹参种植的富硒保水腐植酸肥料的制备方法，包括以下步骤：将尿素190份、磷酸二铵120份、硫酸钾200份、硫酸铵100份、腐植酸钾100份混匀，滚筒造粒，干燥、冷却、筛分之后获得含腐植酸钾复合肥母料，将亚硒酸钠20份、聚丙烯酰胺50份、柠檬酸20份，含腐植酸钾复合肥母料600份，溶于水中获得混合液，将混合液喷涂于含腐植酸钾复合肥母料上，干燥、冷却之后获得富硒保水腐植酸肥料。
实施例3
一种适用于砂壤丹参种植的富硒保水腐植酸肥料，包括亚硒酸钠15份、聚丙烯酰胺40份、柠檬酸15份、含腐植酸钾复合肥母料450份。所述丹参专用富硒保水腐植酸钾肥料，总养分含量为45％，大量养分元素N-P2O5-K2O＝17％:10％:17％，Na2SeO3含量1％，PAM含量4％，柠檬酸含量2％，腐植酸钾含量6％。所述腐植酸钾复合肥母料按照以下重量份数进行复合肥造粒(常规生产)，尿素170、磷酸二铵100、硫酸钾180、硫酸铵80、腐植酸钾60。所述腐植酸钾是以褐煤为腐植酸原料，以KOH为活化剂，以Ti-Ce-Ox复合离子溶液为催化剂，将腐植酸原料、催化剂、KOH活化剂的比例按3:0.01～0.1:1的比例混合。反应步骤为：先在反应装置内加入腐植酸原料和催化剂并充分混合后缓慢加入活化剂，并不断搅拌，温度控制在60℃～100℃，时间控制在20min～40min，反应后即可得腐植酸钾。用此活化剂和催化剂制得的腐植酸钾效果显著，含氧官能团增加明显，活性显著提高。
一种适用于砂壤丹参种植的富硒保水腐植酸肥料的制备方法，包括以下步骤：将尿素170份、磷酸二铵100份、硫酸钾180份、硫酸铵80份、腐植酸钾60份混匀，滚筒造粒，干燥、冷却、筛分之后获得含腐植酸钾复合肥母料，将亚硒酸钠15份、聚丙烯酰胺40份、柠檬酸15份，含腐植酸钾复合肥母料450份，溶于水中获得混合液，将混合液喷涂于含腐植酸钾复合肥母料上，干燥、冷却之后获得富硒保水腐植酸肥料。
对比实验
为了更好的验证本实施例所述适用于砂壤丹参种植的富硒保水腐植酸肥料，采用本发明实施例制得的丹参专用肥料进丹参试验。
试验材料与方法
(1)试验时间与地点
试验地点：莱芜市艾山街道九龙村，土壤基础地力养分，土壤全氮0.75g/kg，有效磷6.5mg/kg，速效钾52mg/kg，有机质11g/kg。
供试作物：丹参。
试验时间：2018年3月-11月。
(2)试验设计
试验设2个处理，处理1为用实施例1制得的专用肥，处理2采用常规施肥，为对照组，与处理1专用肥等养分含量和施用量。
(3)结果分析
统计丹参幼苗成活率、产量、肥料利用率、有效成分含量、重金属含量见表1。
表1检测指标对比
处理 处理一 处理二 同比增长/降低(％)
幼苗成活率(％) 95 88 7.95
产量(kg/亩) 470 415 13.25
增产(kg/亩) 55 —— ——
增收(元/亩) 605 —— ——
氮肥利用率(％) 29.45 25.72 14.50
钾肥利用率(％) 43.01 38.44 11.89
丹参酮ⅡA(％) 0.31 0.27 14.81
丹酚酸B(％) 3.56 3.02 17.88
硒(μg/g) 0.21 0.17 23.53
铅(mg/kg) 0.47 0.99 52.52
镉(mg/kg) 0.03 0.05 40.00
汞(mg/kg) 0.014 0.020 30.0
砷(mg/kg) 0.46 0.72 36.11
铜(mg/kg) 10.82 18.51 41.54
表1的结果表明：通过本发明的丹参专用肥料种植丹参后，丹参的产量提高13.25％，增产效果十分显著，按照当季丹参的销售单价(11元/kg)计算，每亩增收605元，经济效益十分显著。与此同时，氮肥利用率提高14.50％，钾肥利用率提高11.89％，肥料利用率显著提高。有效成分丹参酮ⅡA、丹酚酸B的含量分别提高14.81％、17.88％，富硒含量提高23.53％，重金属含量(铅、镉、汞、砷、铜)分别降低52.52％、40.00％、30.00％、36.11％、41.54％。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种适用于砂壤丹参种植的富硒保水腐植酸肥料，其特征在于，包括以下重量份的原料：亚硒酸钠10-20份、聚丙烯酰胺30-50份、柠檬酸10-20份、含腐植酸钾复合肥母料450-600份。
2.根据权利要求1所述的适用于砂壤丹参种植的富硒保水腐植酸肥料，其特征在于：肥料中总养分含量为42％～47％，大量养分元素N-P2O5-K2O＝16％～19％：9％～12％：16％～19％，Na2SeO3含量1％～2％，聚丙烯酰胺含量3％～5％，柠檬酸含量1％～2％，腐植酸钾含量4％～10％。
3.根据权利要求1所述的适用于砂壤丹参种植的富硒保水腐植酸肥料，其特征在于，所述含腐植酸钾复合肥母料按照以下重量份数进行复合肥造粒，尿素160-190份、磷酸二铵90-120份、硫酸钾170-200份、硫酸铵60-100份、腐植酸钾40-100份。
4.根据权利要求3所述的适用于砂壤丹参种植的富硒保水腐植酸肥料，其特征在于，所述尿素为普通尿素，含N 46％，磷酸二铵为粉状，养分含量为N-P2O5-K2O＝18-46-0，硫酸钾为粉状，含K2O 50％，硫酸铵含N 21％，腐植酸钾含活性腐植酸55％。
5.根据权利要求3所述的适用于砂壤丹参种植的富硒保水腐植酸肥料，其特征在于，所述腐植酸钾以褐煤为腐植酸原料，以KOH为活化剂，添加铈钛复合氧化物催化剂。
6.根据权利要求5所述的适用于砂壤丹参种植的富硒保水腐植酸肥料，其特征在于，所述腐植酸原料、催化剂、KOH活化剂的比例按3：0.01～0.1：1的比例混合。
7.根据权利要求6所述的适用于砂壤丹参种植的富硒保水腐植酸肥料，其特征在于，所述腐植酸钾的制备步骤为：按照比例，先在反应装置内加入腐植酸原料和催化剂并充分混合后缓慢加入KOH活化剂，并不断搅拌，反应温度控制在60℃～100℃，时间控制在20min～40min，反应后即可得腐植酸钾。
8.一种适用于砂壤丹参种植的富硒保水腐植酸肥料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将尿素160-190份、磷酸二铵90-120份、硫酸钾170-200份、硫酸铵60-100份、腐植酸钾40-100份混匀，滚筒造粒，干燥、冷却、筛分之后获得含腐植酸钾复合肥母料，将亚硒酸钠10-20份、聚丙烯酰胺30-50份、柠檬酸10-20份溶于水中获得混合液，将混合液喷涂于含腐植酸钾复合肥母料上，干燥、冷却之后获得富硒保水腐植酸肥料。
9.权利要求1-7任一项所述一种适用于砂壤丹参种植的富硒保水腐植酸肥料在治理砂壤地方面的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于：包括抗旱保水、降低重金属含量、增肥、改善土壤板结、盐碱化于一体。
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