CN110550979B - 一种禾谷类作物专用中微量元素肥及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及农业中微量元素肥技术领域，具体涉及一种禾谷类作物专用中微量元素肥及其制备方法，该中微量元素肥包括下述质量份的原料：60‑80份的硅钙钾镁肥、10‑30份的生物质灰、0.5‑5份冰醋酸、0.5‑5份腐植酸和7‑11份的造粒添加剂；腐植酸为质量分数不低于70％的黄腐酸；冰醋酸为质量分数不低于99.5％的食品级冰醋酸；造粒添加剂选择细度为150‑200目的半水石膏。该肥料不仅能够提供水溶性和枸溶性硅、钙、钾、镁、铁、锰和锌等中微量元素，提高肥料利用率，改善土壤中微量元素缺失，提高禾谷类作物的产量和品质，还能显著消纳生物质发电灰等废弃物，具有营养、环保等多重功效。

Description

一种禾谷类作物专用中微量元素肥及其制备方法

技术领域

本发明涉及农业化肥技术领域，具体涉及一种禾谷类作物专用中微量元素肥及其制备方法。

背景技术

水稻、小麦和玉米等禾谷类作物是我国主要的粮食作物，其产量和品质的高低对社会经济发展和人们的日常生活起着举足轻重的作用。近年来由于过量氮磷钾化学肥料的施用，而农民不注重对中微量元素肥料的补充，禾谷类作物普遍存在中微量营养元素缺失问题，成为制约禾谷类作物提产增质的瓶颈。

硅钙钾镁肥是一种以天然矿石为原料，经高温煅烧活化制备的矿物质枸溶性肥料，能够提供作物需要的硅、钙、钾、镁、铁、锰、锌等中微量和有益营养元素。合理使用硅钙钾镁肥能够促进小麦分蘖、提高冬小麦抗旱性，提高水稻抗倒伏能力、抗病虫等抗逆性能，增加玉米穗长和饱满度，提高产量和品质。但是硅钙钾镁肥营养元素释放较慢则制约了作物在不同的生长期对中微量元素的需求，因此有效加快硅钙钾镁肥中营养元素的释放成为当前研究的重点。

随着国家环保和节能减排的政策推进，利用秸秆等材料的生物质发电项目在各地不断建成运行，同时产生了大量的生物质发电灰渣，成为废弃物大量堆积，如果不能妥善利用，将会造成新的环境污染。目前生物质发电灰渣只有少量应用于道路修建和建材生产，急需寻找新的消纳出路。生物质灰渣经过成分分析表明其中含有许多对植物有用的中微量元素，包括钙、镁、磷、钾、锰、铁、铜、锌等，这些营养元素可以在土壤中缓慢释放，供给植物吸收利用。如何提高生物质灰中营养成分的有效性，促进植物对营养的吸收，尚未见到相关研究和报道。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种禾谷类作物专用中微量元素肥及其制备方法，该肥料不仅能够提供可供作物吸收利用的水溶性和枸溶性硅、钙、钾、镁、铁、锰和锌等中微量元素，提高肥料利用率，改善土壤中微量元素缺失，提高禾谷类作物的产量和品质，还能显著消纳生物质发电灰等废弃物，具有营养、环保等多重功效。

为了实现上述目的，本发明所采用的具体技术方案为：

一种禾谷类作物专用中微量元素肥，其特征在于：包括下述质量份的原料：60-80份的硅钙钾镁肥、10-30份的生物质灰、0.5-5份冰醋酸、0.5-5份腐植酸和7-11份的造粒添加剂；

该禾谷类作物专用中微量元素肥的制备方法，包含如下步骤：

(1)将60-80质量份的硅钙钾镁肥、0.5-5质量份冰醋酸和6-8质量份的造粒添加剂在混料机中混合均匀，然后在造粒机中进行喷雾造粒，粒径控制1-4.75mm，得到颗粒A；

(2)将生物质灰用球磨机粉磨至细度150-200目，然后将10-30份生物质灰、0.5-5份腐植酸及剩余份数的造粒添加剂在混料机中混合均匀，然后在造粒机中进行喷雾造粒，粒径控制1-4.75mm，得到颗粒B；

(3)将颗粒A和颗粒B在混料机中混合均匀，然后用烘干机烘干，控制水分不大于2％，得到一种禾谷类作物专用中微量元素肥。

进一步，所述生物质灰中的Hg的含量不超过3mg/kg、As的含量不超过5mg/kg、Cd的含量不超过5mg/kg、Pb的含量不超过30mg/kg、Cr的含量不超过30mg/kg。

进一步，所述腐植酸为质量分数不低于70％的黄腐酸。

进一步，所述黄腐酸的细度控制在150-200目。

进一步，所述冰醋酸为质量分数不低于99.5％的食品级冰醋酸。

进一步，所述造粒添加剂选择细度为150-200目的半水石膏。

更进一步，上述禾谷类作物专用中微量元素肥的制备方法，包含如下步骤：

(1)将60-80质量份的硅钙钾镁肥、2-5质量份冰醋酸和6-8质量份的造粒添加剂在混料机中混合均匀，然后在造粒机中进行喷雾造粒，粒径控制1-4.75mm，得到颗粒A；

(2)将生物质灰用球磨机粉磨至细度180-200目，然后将10-30份生物质灰、0.5-3份腐植酸及剩余份数的造粒添加剂在混料机中混合均匀，然后在造粒机中进行喷雾造粒，粒径控制1-4.75mm，得到颗粒B；

(3)将颗粒A和颗粒B在混料机中混合均匀，然后用烘干机烘干，控制水分不大于1.5％，得到一种禾谷类作物专用中微量元素肥。

本发明的优点及积极效果为：

(1)本产品为绿色环保产品，能够综合利用生物质灰等废渣，在减少当地生物质发电灰渣堆存的同时，为禾谷类作物提供了硅、钙、钾、镁等中微量和有益营养元素；

(2)本产品富含硅、钙、镁、钾、铁、锰和锌等多种中微量营养元素，尤其是中微量元素含量丰富，对于补充土壤中的中微量元素缺失，促进禾谷类作物根系生长和在不同生长阶段对中微量元素的吸收，同时能够提高禾谷类作物抗倒伏等抗逆能力，对于禾谷类作物优质高产有重要意义，与同等养分含量的对比肥料相比，作物产量提高10-30％；作物倒伏现象明显减少；

(3)本产品生产工艺简单，能耗低，在现有肥料生产的基础上无需新增生产设备，产品施用方便，具有很好的肥效，有利于规模化生产和在农业中的推广应用。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，详细说明如下。

本发明公开了一种禾谷类作物专用中微量元素肥，包括下述质量份的原料：60-80份的硅钙钾镁肥、10-30份的生物质灰、0.5-5份冰醋酸、0.5-5份腐植酸和7-11份的造粒添加剂。所述禾谷类作物为水稻、小麦、玉米中的一种。

所述硅钙钾镁肥是含有植物可吸收利用的有效钙、有效硅、有效镁和有效钾营养成分的枸溶性中量元素肥，其生产工艺包括如下步骤：以水不溶性钾矿和石灰石或者白云石为原料，依序经过破碎、粉磨、回转窑煅烧、冷却机冷却、破碎和粉磨，得到细度为150-200目的硅钙钾镁肥。

优选的，所述冰醋酸优选质量分数不低于99.5％的食品级冰醋酸；将硅钙钾镁肥与冰醋酸混合造粒，冰醋酸中的酸根离子与硅钙钾镁肥发生反应，一部分的枸溶性养分转变为水溶性养分，植物更容易吸收，从而加速硅钙钾镁肥的释放，尤其是有效硅的释放能够增强禾谷类作物茎秆的韧性，增强禾谷类作物抗倒伏能力，这对于已经完成拔节期的禾谷类作物在生殖生长期(抽穗期、灌浆结实期)正常的营养吸收和最终的提产增质具有重要意义。

所述生物质灰为疏松多孔结构，常用于作物肥料。考虑到农业安全性，结合NY1110-2010《水溶肥料汞、砷、镉、铅、铬的限量要求》，优选生物质灰中的Hg的含量不超过3mg/kg、As的含量不超过5mg/kg、Cd的含量不超过5mg/kg、Pb的含量不超过30mg/kg、Cr的含量不超过30mg/kg。

优选的，腐植酸为黄腐酸，黄腐酸的质量分数不低于70％；为了更好地和生物质灰进行充分混合和接触反应，优选黄腐酸的细度控制在150-200目效果较佳。将生物质灰与腐植酸进行混合造粒，腐植酸特别是黄腐酸中的羧基等酸性较强的基团能够将生物质灰中的硅、钙、钾、镁等营养元素溶解出来，加速生物质灰中的有效营养成分的释放，同时还能与钙镁等离子形成螯合物，还起到保肥作用、促进作物根系伸长和增加养分吸收能力的作用，可提供禾谷类作物营养生长期(幼苗期和分蘖期)对中微量元素的吸收。为了保证腐植酸的上述效果，黄腐酸的质量分数不低于70％；为了更好地和生物质灰进行充分混合和接触反应，黄腐酸的细度控制在150-200目效果较佳。

发明人经过大量实验发现，生物质灰与腐植酸混合造粒后硅、钙、钾、镁等营养元素释放相比硅钙钾镁肥与冰醋酸混合造粒要快，生物质灰与腐植酸混合造粒可满足禾谷类作物在营养生长期需要的中微量元素需求，硅钙钾镁肥与冰醋酸混合造粒可满足禾谷类作物在生殖生长期需要的中微量元素需求，两种颗粒按照本发明所述比例混合满足了禾谷类作物全生命周期内对硅、钙、钾、镁等中微量元素和有益元素的需求，同时保障禾谷类作物茎秆强壮抗倒伏。而将上述原料共同混合造粒则达不到上述效果。

优选的，所述造粒添加剂选择半水石膏，并优选其细度为150-200目；这是因为该粒径范围的半水石膏在造粒过程的粘结效果最好，物料粘结造粒后强度高，便于运输和撒施；而当颗粒遇水后，其中的半水石膏能够迅速水化为二水石膏，体积膨胀，颗粒崩解，其中的营养物质能够充分释放出来。

本发明还公开了一种禾谷类作物专用中微量元素肥的制备方法，包含如下步骤：

(1)将硅钙钾镁肥、冰醋酸和造粒添加剂在混料机中进行充分混合均匀，然后在造粒机中进行喷雾造粒，粒径控制1-4.75mm，得到颗粒A；

(2)将生物质灰用球磨机粉磨至细度150-200目，然后将磨细后的生物质灰、腐植酸和造粒添加剂在混料机中进行充分混合均匀，然后在造粒机中进行喷雾造粒，粒径控制1-4.75mm，得到颗粒B；

(3)将颗粒A和颗粒B在混料机中混合均匀，然后用烘干机烘干，控制水分不大于2％，得到一种禾谷类作物专用中微量元素肥。

实际使用时，是在禾谷类作物移栽或播种前，将步骤(3)制得的所述禾谷类作物专用中微量元素肥作为底肥通过基施的方式施用于土壤中，施用量为20～50kg/亩。所述底施是指在地块最后一次翻耕整平前，将肥料均匀撒施于田面，再行翻耕整平，与土壤充分结合。

实施例

本发明通过实施例1-5(对应肥料编号F1-F5)列出如表1所示的各原料组分质量配比。

表1实施例1-5原料质量配比(kg)

实施例1制备禾谷类作物专用中微量元素肥F1：

S1、首先将60公斤硅钙钾镁肥、0.5公斤冰醋酸和6公斤的造粒添加剂在混料机中混合均匀，然后在造粒机中进行喷雾造粒，粒径控制1-4.75mm，得到颗粒A；

S2、将生物质灰用球磨机粉磨至细度150目，然后将磨细后的30公斤生物质灰、4.5公斤腐植酸和3公斤的造粒添加剂在混料机中进行混合均匀，然后在造粒机中进行喷雾造粒，粒径控制1-4.75mm得到颗粒B；

S3、最后将颗粒A和颗粒B在混料机中混合均匀，然后用烘干机烘干，控制水分为2％，得到一种禾谷类作物专用中微量元素肥。

实施例2制备禾谷类作物专用中微量元素肥F2：

S1、首先将70公斤硅钙钾镁肥、1公斤冰醋酸和7公斤的造粒添加剂在混料机中进行充分混合均匀，然后在造粒机中进行喷雾造粒，粒径控制1-4.75mm，得到颗粒A；

S2、将生物质灰用球磨机粉磨至细度150目，然后将磨细后的20公斤生物质灰、5公斤腐植酸和2公斤的造粒添加剂在混料机中进行充分混合均匀，然后在造粒机中进行喷雾造粒，粒径控制1-4.75mm得到颗粒B；

S3、最后将颗粒A和颗粒B在混料机中混合均匀，然后用烘干机烘干，控制水分为2％，得到一种禾谷类作物专用中微量元素肥。

实施例3制备禾谷类作物专用中微量元素肥F3：

S1、首先将80公斤硅钙钾镁肥、2公斤冰醋酸和8公斤的造粒添加剂在混料机中进行充分混合均匀，然后在造粒机中进行喷雾造粒，粒径控制1-4.75mm，得到颗粒A；

S2、将生物质灰用球磨机粉磨至细度180目，然后将磨细后的30公斤生物质灰、3公斤腐植酸和剩余3公斤的造粒添加剂在混料机中进行充分混合均匀，然后在造粒机中进行喷雾造粒，粒径控制1-4.75mm得到颗粒B；

S3、最后将颗粒A和颗粒B在混料机中混合均匀，然后用烘干机烘干，控制水分为1.5％，得到一种禾谷类作物专用中微量元素肥。

实施例4制备禾谷类作物专用中微量元素肥F4：

S1、首先将70公斤硅钙钾镁肥、3公斤冰醋酸和7公斤的造粒添加剂在混料机中进行充分混合均匀，然后在造粒机中进行喷雾造粒，粒径控制1-4.75mm，得到颗粒A；

S2、将生物质灰用球磨机粉磨至细度200目，然后将磨细后的15公斤生物质灰、2公斤腐植酸和剩余1.5公斤的造粒添加剂在混料机中进行充分混合均匀，然后在造粒机中进行喷雾造粒，粒径控制1-4.75mm得到颗粒B；

S3、最后将颗粒A和颗粒B在混料机中混合均匀，然后用烘干机烘干，控制水分为1.0％，得到一种禾谷类作物专用中微量元素肥。

实施例5制备禾谷类作物专用中微量元素肥F5：

S1、首先将60公斤硅钙钾镁肥、5公斤冰醋酸和6公斤的造粒添加剂在混料机中进行充分混合均匀，然后在造粒机中进行喷雾造粒，粒径控制1-4.75mm，得到颗粒A；

S2、将生物质灰用球磨机粉磨至细度200目，然后将磨细后的10公斤生物质灰、0.5公斤腐植酸和剩余1公斤的造粒添加剂在混料机中进行充分混合均匀，然后在造粒机中进行喷雾造粒，粒径控制1-4.75mm得到颗粒B；

S3、最后将颗粒A和颗粒B在混料机中混合均匀，然后用烘干机烘干，控制水分为1.0％，得到一种禾谷类作物专用中微量元素肥。

将本发明实施例1-5制备的禾谷类作物专用中微量元素肥和仅施用硅钙钾镁肥的对比实施例用于天津水稻示范田，从而与对照施肥处理的水稻品质和产量进行对比。在各实施例处理的水稻营养生长结束，即水稻进入抽穗期时，分别选取有代表性的植株10穴(机播每穴4株)的有效分蘖数，取平均值，为每个处理水稻的有效分蘖数，有效分蘖数越多越好；水稻生殖生长期情况通过比较水稻成熟后糙米的产量；倒伏率为各实施例处理的水稻倒伏面积与种植面积的比率，倒伏率越小越好，相关数据详见表2。

表2不同施肥方案下水稻的生长状况

表2表明，相比对照实施例，使用本发明肥料后，水稻在抽穗期的有效分蘖数由24.8个/穴提高到25.2个/穴以上，其中以实施例3和实施例5效果最优，有效分蘖数分别达到了32.6个/穴和32.2个/穴，这也说明使用本发明肥料能够为水稻在抽穗期提供所需要的营养元素，满足水稻在该生长阶段的营养需求。相比对照实施例，使用本发明肥料后，水稻在生殖生长期结束后，糙米产量由680kg/亩提高到了756kg/亩以上，其中以实施例4和实施例5效果最优，糙米产量分别提高到了870kg/亩和890kg/亩，这也说明使用本发明肥料能够为水稻在生殖生长期提供所需要的营养元素，满足水稻在该生长阶段的营养需求。相比对照实施例，使用本发明肥料后，水稻倒伏率由20％下降到了3％以下，其中实施例3、4和5未出现倒伏，表现出最好的抗倒伏效果，这表明本发明肥料提供的有效硅和有效钙等营养元素提高了作物茎秆强度，提高了作物抗倒伏等抗逆性能。应当理解的是，本发明制备的禾谷类作物专用中微量元素肥不仅可用于水稻类作物，同样适用于小麦和玉米等禾谷类作物。

以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种禾谷类作物专用中微量元素肥，其特征在于，包括下述质量份的原料：60-80份的硅钙钾镁肥、10-30份的生物质灰、0.5-5份冰醋酸、0.5-5份腐植酸和7-11份的造粒添加剂；

该禾谷类作物专用中微量元素肥的制备方法，包含如下步骤：

(1)将60-80质量份的硅钙钾镁肥、0.5-5质量份冰醋酸和6-8质量份的造粒添加剂在混料机中混合均匀，然后在造粒机中进行喷雾造粒，粒径控制1-4.75mm，得到颗粒A；

(2)将生物质灰用球磨机粉磨至细度150-200目，然后将10-30份生物质灰、0.5-5份腐植酸及剩余份数的造粒添加剂在混料机中混合均匀，然后在造粒机中进行喷雾造粒，粒径控制1-4.75mm，得到颗粒B；

(3)将颗粒A和颗粒B在混料机中混合均匀，然后用烘干机烘干，控制水分不大于2％，得到一种禾谷类作物专用中微量元素肥。

2.如权利要求1所述的禾谷类作物专用中微量元素肥，其特征在于：所述生物质灰中的Hg的含量不超过3mg/kg、As的含量不超过5mg/kg、Cd的含量不超过5mg/kg、Pb的含量不超过30mg/kg、Cr的含量不超过30mg/kg。

3.如权利要求1所述的禾谷类作物专用中微量元素肥，其特征在于：所述腐植酸为质量分数不低于70％的黄腐酸。

4.如权利要求3所述的禾谷类作物专用中微量元素肥，其特征在于：所述黄腐酸的细度控制在150-200目。

5.如权利要求1所述的禾谷类作物专用中微量元素肥，其特征在于：所述冰醋酸为质量分数不低于99.5％的食品级冰醋酸。

6.如权利要求1所述的禾谷类作物专用中微量元素肥，其特征在于：所述造粒添加剂选择细度为150-200目的半水石膏。

7.如权利要求1所述的禾谷类作物专用中微量元素肥的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：

(1)将60-80质量份的硅钙钾镁肥、2-5质量份冰醋酸和6-8质量份的造粒添加剂在混料机中混合均匀，然后在造粒机中进行喷雾造粒，粒径控制1-4.75mm，得到颗粒A；

(2)将生物质灰用球磨机粉磨至细度180-200目，然后将10-30份生物质灰、0.5-3份腐植酸及剩余份数的造粒添加剂在混料机中混合均匀，然后在造粒机中进行喷雾造粒，粒径控制1-4.75mm，得到颗粒B；

(3)将颗粒A和颗粒B在混料机中混合均匀，然后用烘干机烘干，控制水分不大于1.5％，得到一种禾谷类作物专用中微量元素肥。