CN109467480A - 桉树专用复混生态肥及其精准配制方法 - Google Patents

桉树专用复混生态肥及其精准配制方法 Download PDF

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宋贤冲
覃祚玉
邓小军
曹继钊
覃其云
王会利
石媛媛
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Abstract

本发明公开了一种桉树专用复混生态肥及其精准配制方法，通过全树营养法确定桉树对N元素、P元素、K元素的精准含量，在综合考虑土壤中N元素、P元素、K元素含量及肥料利用率等因素的影响下，制备出满足桉树生长需求的专用肥。使用本方法制备的桉树专用肥可使桉树提高产量31.93％，减少肥料使用量，降低成本，具有较为显著的经济效益、社会效益和生态效益。

Description

桉树专用复混生态肥及其精准配制方法
【技术领域】
本发明属于肥料制备技术领域，具体涉及一种桉树专用复混生态肥及其精准配制方法。
【背景技术】
桉树是木本植物桃金娘科树种，是世界上3大速生树种之一，也是我国华南地区的主要造林树种之一。目前，我国桉树人工林面积已超过300万公顷，且每年新增10～20万公顷。桉树是很好的纸浆原材料，在广东、广西和海南，桉树造林已成为外商投资热点。桉树木片的出口为我国林业部门赚取了大量外汇，成为林业行业支柱产业。为提高桉树人工林产量，通常采用施用化学肥料的措施，但由于所用肥料元素配比不合理、不精准，养分不能满足桉树生长需求，导致桉树生长缓慢等问题，而且所用肥料需巨额投资，增加营林成本，易环境污染；长期经营桉树的林地土壤板结、地力衰退、产量下降，成为实现桉树产业可持续发展的最大障碍。
基于此，本申请发明人经过了数十年刻苦钻研，针对桉树营养吸收分配规律、土壤供肥能力以及各肥料养分的利用率等进行了系列研究，形成了本发明的技术方案，实现了桉树肥料大量元素肥料的精准配比。
【发明内容】
本发明提供一种桉树专用复混生态肥及其精准配制方法，以解决现有桉树用肥中元素配比不合理、不精准，难以满足桉树生长需求，造成桉树生长缓慢等问题。
为了解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：
桉树专用复混生态肥，所述复混生态肥包括以下原料：无机肥、有机肥、填料、粘结剂C、粘结剂D，其中，
所述无机肥分成无机肥A、无机肥B两部分，无机肥A中：N元素占无机肥N元素总量的56～78％、K元素占无机肥K元素总量的23～46％、P元素占无机肥P元素总量的40～72％；
所述有机肥中含有总量1～6％的氨基酸；
所述填料包括以下原料：麦饭石、凹凸棒、硅藻土；
所述粘结剂C包括以下原料：细菌纤维素、壳聚糖、改性凹凸棒、甲基丙烯磺酸钠、羟丙基甲基纤维素；
所述粘结剂D包括以下原料：木质素磺酸钠、壳聚糖、麦饭石。
所述填料占复混生态肥总量的10-18％。
所述粘结剂(粘结剂C和粘结剂D)占复混生态肥总量的10～15％。
所述改性凹凸棒的改性方法为凹凸棒磨成粒径为120～150目的颗粒，在-20～-30℃冷冻0.5～1.2h，然后在150～220℃焙烧0.3～0.8h，经酸化处理0.3～0.5h制得。
所述复混生态肥粒径为5～10mm。
所述复混生态肥用于1～3年龄桉树时，有机肥占总量的10～15％。
所述复混生态肥用于6年龄以上桉树时，有机肥占总量的14～27％。
本发明还提供了一种桉树专用复混生态肥的精准配制方法，所述方法包括以下步骤：
S1：分别精准确定无机肥中N元素、K元素、P元素的含量；
S2：无机肥A、有机肥、填料分别磨粉再混均，经挤压造料制得肥料内核E；
S3：粘结剂C中细菌纤维素、改性凹凸棒、甲基丙烯磺酸钠、羟丙基甲基纤维素混匀，加入适量水，再加入壳聚糖，热至50～75℃，搅拌均匀得粘结剂溶液；
S4：无机肥B磨粉，与粘结剂D中的木质素磺酸钠、壳聚糖、麦饭石混匀得混合粉F；
S5：粘结剂溶液均匀喷向肥料内核E表面，喷洒1～3次得肥料G，然后将混合粉F均匀裹覆于肥料G表面，干燥，制得所述复混生态肥。
所述精准确定无机肥中N元素、K元素、P元素的含量公式为：
式中:
Y为桉树对N(P或K)的需求量，kg/hm2；
W根为树根生物量干重，t/hm2；
X根为树根N(P或K)的含量，g/kg；
W干为主干生物量干重，t/hm2；
X干为主干N(P或K)的含量，g/kg；
W枝为树枝生物量干重，t/hm2；
X枝为树枝氮、磷、钾各养分的含量，g/kg；
W叶为树叶生物量干重，t/hm2；
X叶为树叶N(P或K)的含量，g/kg；
C为土壤中N(P或K)的含量，mg/kg；
D为土壤容重，g/cm3；
H为根系深度，cm；
A为林木覆盖度(桉树冠幅占比)；
T为土壤中N(P或K)的利用率，％；
F为肥料中N(P或K)的利用率，％。
所述步骤S4中的麦饭石粒径为80～120目。
所述步骤S5中的干燥温度为65～85℃。
本发明的优点是：通过本发明的技术方案能精准确定桉树生长阶段对N、P、K元素的含量需求，并且有较好的缓释效果。使用本方法制备的桉树专用肥可使桉树提高产量31.93％以上，减少了肥料使用量，降低成本，具有较为显著的经济效益、社会效益和生态效益。
【具体实施方式】
为便于更好地理解本发明，通过以下实施例加以说明，这些实施例属于本发明的保护范围，但不限制本发明的保护范围。
实施例1
桉树专用复混生态肥，复混生态肥包括以下原料：无机肥、有机肥、填料、粘结剂C、粘结剂D，其中，
无机肥分成无机肥A、无机肥B两部分，无机肥A中：N元素占无机肥N元素总量的56％、K元素占无机肥K元素总量的23％、P元素占无机肥P元素总量的40％；
有机肥中含有总量1％的氨基酸；
填料包括以下原料：麦饭石、凹凸棒、硅藻土；
粘结剂C包括以下原料：细菌纤维素、壳聚糖、改性凹凸棒、甲基丙烯磺酸钠、羟丙基甲基纤维素；
粘结剂D包括以下原料：木质素磺酸钠、壳聚糖、麦饭石。
填料占复混生态肥总量的10％。
粘结剂占复混生态肥总量的10％，其中粘结剂C占复混生态肥总量的6％，粘结剂D占复混生态肥总量的4％。
改性凹凸棒的改性方法为凹凸棒磨成粒径为120目的颗粒，在-20℃冷冻0.5h，然后在150℃焙烧0.3h，经体积分数为5％的盐酸酸酸化处理0.3h制得。
复混生态肥粒径为5mm。
复混生态肥用于1年龄桉树时，有机肥占总量的15％。
复混生态肥用于3年龄桉树时，有机肥占总量的10％。
复混生态肥用于6年龄以上桉树时，有机肥占总量的27％。
桉树专用复混生态肥的精准配制方法，方法包括以下步骤：
S1：分别精准确定无机肥中N元素、K元素、P元素的含量；
S2：无机肥A、有机肥、填料分别磨粉再混均，经挤压造料制得肥料内核E；
S3：粘结剂C中细菌纤维素、改性凹凸棒、甲基丙烯磺酸钠、羟丙基甲基纤维素混匀，加入适量水，再加入壳聚糖，热至50℃，搅拌均匀得粘结剂溶液；
S4：无机肥B磨粉，与粘结剂D中的木质素磺酸钠、壳聚糖、麦饭石混匀得混合粉F；
S5：粘结剂溶液均匀喷向肥料内核E表面，喷洒1～3次得肥料G，然后将混合粉F均匀裹覆于肥料G表面，干燥，制得复混生态肥。
精准确定无机肥中N元素、K元素、P元素的含量公式为：
式中：
Y为桉树对N(P或K)的需求量，kg/hm2；
W根为树根生物量干重，t/hm2；
X根为树根N(P或K)的含量，g/kg；
W干为主干生物量干重，t/hm2；
X干为主干N(P或K)的含量，g/kg；
W枝为树枝生物量干重，t/hm2；
X枝为树枝氮、磷、钾各养分的含量，g/kg；
W叶为树叶生物量干重，t/hm2；
X叶为树叶N(P或K)的含量，g/kg；
C为土壤中N(P或K)的含量，mg/kg；
D为土壤容重，g/cm3；
H为根系深度，cm；
A为林木覆盖度(桉树冠幅占比)；
T为土壤中N(P或K)的利用率，％；
F为肥料中N(P或K)的利用率，％。
步骤S4中的麦饭石粒径为80目。
步骤S5中的干燥温度为65℃。
实施例2
桉树专用复混生态肥，复混生态肥包括以下原料：无机肥、有机肥、填料、粘结剂C、粘结剂D，其中，
无机肥分成无机肥A、无机肥B两部分，无机肥A中：N元素占无机肥N元素总量的78％、K元素占无机肥K元素总量的46％、P元素占无机肥P元素总量的72％；
有机肥中含有总量6％的氨基酸；
填料包括以下原料：麦饭石、凹凸棒、硅藻土；
粘结剂C包括以下原料：细菌纤维素、壳聚糖、改性凹凸棒、甲基丙烯磺酸钠、羟丙基甲基纤维素；
粘结剂D包括以下原料：木质素磺酸钠、壳聚糖、麦饭石。
填料占复混生态肥总量的18％。
粘结剂C占复混生态肥总量的10％，粘结剂D占复混生态肥总量的5％。
改性凹凸棒的改性方法为凹凸棒磨成粒径为150目的颗粒，在-30℃冷冻1.2h，然后在220℃焙烧0.8h，经体积分数为3％的盐酸酸化处理0.5h制得。
复混生态肥粒径为10mm。
复混生态肥用于3年龄桉树时，有机肥占总量的15％。
复混生态肥用于6年龄以上桉树时，有机肥占总量的27％。
本发明还提供了一种桉树专用复混生态肥的精准配制方法，方法包括以下步骤：
S1：分别精准确定无机肥中N元素、K元素、P元素的含量；
S2：无机肥A、有机肥、填料分别磨粉再混均，经挤压造料制得肥料内核E；
S3：粘结剂C中细菌纤维素、改性凹凸棒、甲基丙烯磺酸钠、羟丙基甲基纤维素混匀，加入适量水，再加入壳聚糖，热至75℃，搅拌均匀得粘结剂溶液；
S4：无机肥B磨粉，与粘结剂D中的木质素磺酸钠、壳聚糖、麦饭石混匀得混合粉F；
S5：粘结剂溶液均匀喷向肥料内核E表面，喷洒3次得肥料G，然后将混合粉F均匀裹覆于肥料G表面，干燥，制得复混生态肥。
精准确定无机肥中N元素、K元素、P元素的含量公式为：
式中:
Y为桉树对N(P或K)的需求量，kg/hm2；
W根为树根生物量干重，t/hm2；
X根为树根N(P或K)的含量，g/kg；
W干为主干生物量干重，t/hm2；
X干为主干N(P或K)的含量，g/kg；
W枝为树枝生物量干重，t/hm2；
X枝为树枝氮、磷、钾各养分的含量，g/kg；
W叶为树叶生物量干重，t/hm2；
X叶为树叶N(P或K)的含量，g/kg；
C为土壤中N(P或K)的含量，mg/kg；
D为土壤容重，g/cm3；
H为根系深度，cm；
A为林木覆盖度(桉树冠幅占比)；
T为土壤中N(P或K)的利用率，％；
F为肥料中N(P或K)的利用率，％。
步骤S4中的麦饭石粒径为120目。
步骤S5中的干燥温度为85℃。
对比例1
使用市面出售的普通复合肥配比为N:P2O5:K2O＝15:15:15，与实施例1的肥料施用时间、施肥次数和施肥量相同。
试验过程：
在广西国有高峰林场选择1年树龄生长健壮、长势基本相同的桉树林作为试验样地。经测定得，1年树龄桉树林地土壤容量为1.21，根系深度为50cm，林木覆盖度(桉树冠幅占比)为0.6，土壤中N元素含量64.3mg/kg、土壤中P元素含量1.5mg/kg、土壤中K元素含量41.5mg/kg，土壤中N元素的利用率34％、土壤中P元素的利用率17％、土壤中K元素的利用率34％，肥料中N元素的利用率35％、肥料中P元素的利用率23％、肥料中K元素的利用率43％。在试验样地内，随机选择3个调查样方，每个调查样方(20m×20m)用围尺和测高仪测定桉树的胸径和树高，选择1株胸径和树高符合测定均值的桉树作为标准木，伐倒，采用Monsic分层切割法，每2m为一区分段，按照树根(含主根和侧根)、主干、树枝(含主枝和侧枝)、树叶称量整株树体各器官的鲜重。各器官分别取少量代表性样品称量鲜重，然后烘至恒重再称量干重，计算各器官水分含量，最后计算标准木各器官的生物量总干重。
对桉树树根、主干、树枝、树叶等各器官的代表性样品使用全树营养养法测定全N、全P、全K含量：全N根据标准LY/T 1269-1999《森林植物与森林枯枝落叶层全氮的测定》采用蒸馏法测定；全K根据标准LY/T 1270-1999《森林植物与森林枯枝落叶层全硅、铁、铝、钙、镁、钾、钠、磷、硫、锰、铜、锌的测定》采用硝酸-高氯酸消煮，火焰光度法测定；全P采用硝酸-高氯酸消煮，钼锑抗比色法测定；测定结果如表1所示。
表1全树营养法测定1年树龄桉树各器官营养元素含量
器官 生物量总干重(t/hm<sup>2</sup>) N(g/kg) P(g/kg) K(g/kg)
树根 9.49 2.47 0.16 1.18
主干 9.31 1.85 0.25 2.68
树枝 2.49 3.87 0.64 4.98
树叶 3.58 20.31 1.19 8.10
根据公式计算得到1年桉树专用复混生态肥中大量元素的配比为N:P2O5:K2O＝15:11:9。根据桉树生长情况，测定的肥料配比可以使用2年。
1～2年桉树专用复混生态肥中大量元素的配比为N:P2O5:K2O＝15:11:9；3～4年桉树专用复混生态肥中大量元素的配比为N:P2O5:K2O＝14:9:12；5～6年桉树专用复混生态肥中大量元素的配比为N:P2O5:K2O＝14:11:10；施用量具体情况为1年桉树施用量0.3kg/株，2～5年桉树施用量0.5kg/株，第6年桉树施用量0.8kg/株，均于每年2月施肥一次。
在试验样地选择1年树龄生长健壮、长势基本相同的桉树400棵(每亩111棵)，划分为2组，每组200棵，肥料分别使用实施例1和对比例1的肥料，施肥量具体情况为1年桉树施用量0.3kg/株，2～5年桉树施用量0.5kg/株，第6年桉树施用量0.8kg/株。其他管护措施相同，持续使用6年，每年12月测定每棵桉树的树高和胸径，并分别统计每年每组桉树的平均树高、胸径、年用肥量。
表2实施例1的桉树试验数据统计表
表3对比例1的桉树试验数据统计表
从上表可知，持续使用本发明的肥料6年后，平均每棵桉树的材积为0.36m3，蓄积量为33.63m3，而对比例1的材积为0.27m3，蓄积量为25.49m3。从蓄积量相比可知，使用本发明肥料材积增产率为31.93％，因此，本发明制备的肥料对桉树的生长作用显著，具有明显的经济效益。

Claims (10)

1.桉树专用复混生态肥，其特征在于，所述复混生态肥包括以下原料：无机肥、有机肥、填料、粘结剂C、粘结剂D，其中，
所述无机肥分成无机肥A、无机肥B两部分，无机肥A中：N元素占无机肥N元素总量的56～78％、K元素占无机肥K元素总量的23～46％、P元素占无机肥P元素总量的40～72％；
所述有机肥中含有总量1～6％的氨基酸；
所述填料包括以下原料：麦饭石、凹凸棒、硅藻土；
所述粘结剂C包括以下原料：细菌纤维素、壳聚糖、改性凹凸棒、甲基丙烯磺酸钠、羟丙基甲基纤维素；
所述粘结剂D包括以下原料：木质素磺酸钠、壳聚糖、麦饭石。
2.根据权利要求1所述的桉树专用复混生态肥，其特征在于，所述粘结剂占复混生态肥总量的10～15％。
3.根据权利要求1所述的桉树专用复混生态肥，其特征在于，所述改性凹凸棒的改性方法为凹凸棒磨成粒径为120～150目的颗粒，在-20～-30℃冷冻0.5～1.2h，然后在150～220℃焙烧0.3～0.8h，经酸化处理0.3～0.5h制得。
4.根据权利要求1所述的桉树专用复混生态肥，其特征在于，所述复混生态肥粒径为5～10mm。
5.根据权利要求1所述的桉树专用复混生态肥，其特征在于，所述复混生态肥用于1～3年龄桉树时，有机肥占总量的10～15％。
6.根据权利要求1所述的桉树专用复混生态肥，其特征在于，所述复混生态肥用于6年龄以上桉树时，有机肥占总量的14～27％。
7.根据权利要求1～6任一项所述桉树专用复混生态肥的精准配制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1：分别精准确定无机肥中N元素、K元素、P元素的含量；
S2：无机肥A、有机肥、填料分别磨粉再混均，经挤压造料制得肥料内核E；
S3：粘结剂C中细菌纤维素、改性凹凸棒、甲基丙烯磺酸钠、羟丙基甲基纤维素混匀，加入适量水，再加入壳聚糖，热至50～75℃，搅拌均匀得粘结剂溶液；
S4：无机肥B磨粉，与粘结剂D中的木质素磺酸钠、壳聚糖、麦饭石混匀得混合粉F；
S5：粘结剂溶液均匀喷向肥料内核E表面，喷洒1～3次得肥料G，然后将混合粉F均匀裹覆于肥料G表面，干燥，制得所述复混生态肥。
8.根据权利要求7所述桉树专用复混生态肥的精准配制方法，其特征在于，所述精准确定无机肥中N元素、K元素、P元素的含量公式为：
式中:
Y为桉树对N(P或K)的需求量，kg/hm2；
W根为树根生物量干重，t/hm2；
X根为树根N(P或K)的含量，g/kg；
W干为主干生物量干重，t/hm2；
X干为主干N(P或K)的含量，g/kg；
W枝为树枝生物量干重，t/hm2；
X枝为树枝氮、磷、钾各养分的含量，g/kg；
W叶为树叶生物量干重，t/hm2；
X叶为树叶N(P或K)的含量，g/kg；
C为土壤中N(P或K)的含量，mg/kg；
D为土壤容重，g/cm3；
H为根系深度，cm；
A为林木覆盖度(桉树冠幅占比)；
T为土壤中N(P或K)的利用率，％；
F为肥料中N(P或K)的利用率，％。
9.根据权利要求7所述桉树专用复混生态肥的精准配制方法，其特征在于，所述步骤S4中的麦饭石粒径为80～120目。
10.根据权利要求7所述桉树专用复混生态肥的精准配制方法，其特征在于，所述步骤S5中的干燥温度为65～85℃。
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