CN110950706A - 一种富硅生姜专用肥及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明技术方案公开了一种富硅生姜专用肥，由稻壳硅姜秸秆有机肥和缓释掺混肥组成，所述稻壳硅姜秸秆有机肥与缓释肥的质量比为(3～4):1。本发明技术方案提供的富硅生姜专用肥将姜秸秆和稻壳变废为宝，充分利用了作物种植过程中的废弃物资源，就地取材，降低了肥料成本，将其长期施用于生姜上可明显降低生姜的病虫害，既可以为土壤补充有机质，又可以解决秸秆的污染问题。

Description

一种富硅生姜专用肥及其制备方法

技术领域

本发明涉及肥料生产技术领域，尤其涉及一种富硅生姜专用肥及其制备方法。

背景技术

生姜作物，其生长周期长，需肥量大，仅补充氮、磷、钾养分，加上连年重茬种植，使得生姜产量不高，品质下降，线虫病、姜瘟病等加重。而病害加重，使得用户继续加大农药使用量，形成了恶性循环，也使得产品的食品安全问题更加严重。

目前有研究证实，硅元素可以用于改善生姜种植过程中遇到的诸多问题。虽然硅元素在土壤中的含量很多，但是大多以硅酸盐结晶或沉淀的形式存在，游离于土壤溶液中的硅浓度较低，而能够被植物吸收利用的只有这些具有活性和可溶性的游离硅，因此，土壤中可以利用的硅元素非常少。再者，现代种植业的种植密度高且大都采用连续种植的方式，因而从土壤中带走了大部分的有效硅，使得土壤中的有效硅进一步减少，若仅靠自然界的循环供给硅养分，远远不能满足作物的生长需求。因此，需要研发一款适于生姜种植的富含有效硅肥料。

发明内容

鉴于现有技术的存在缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种适用于生姜种植的专用肥，它同时包含生姜必须的无机养分以及有益于生姜的有机养分和硅养分，符合生姜的生理特点和养分需求特性，还能降低生姜的病虫害。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种富硅生姜专用肥，由稻壳硅姜秸秆有机肥和缓释掺混肥组成，所述稻壳硅姜秸秆有机肥与缓释肥的质量比为(3～4):1。

优选地，所述稻壳硅姜秸秆有机肥由姜秸秆有机肥核芯与稻壳硅肥外壳组成，所述姜秸秆有机肥核芯与所述稻壳硅肥外壳的质量比为(3～4):1。

优选地，所述姜秸秆有机肥核芯由质量比为(55.5～72):(20～32):(6～10):(2～2.5)的生姜秸杆、玉米秸秆、鸡粪和尿素硝铵溶液组成，并通过复合微生物菌发酵制得，其中所述尿素硝铵溶液的氮元素含量为32％。

进一步优选地，所述生姜秸杆、玉米秸秆和鸡粪原料的碳/氮质量比(C/N)分别为35、65和10。

优选地，所述缓释掺混肥中含有氮元素、磷元素和钾元素，其质量比为(14～16):(4～6):(21～23)。

优选地，所述缓释掺混肥中还包含微量元素，所述微量元素包括镁元素、硼元素和锌元素。

优选地，所述缓释掺混肥由树脂包膜尿素、尿素、颗粒氢二铵、树脂包膜硫酸钾、硫酸钾、硼、一水硫酸锌、一水硫酸镁组成，其质量比为(22～23):(7～8):(10～12):(10～16):(19～20):3:3:7。

优选地，所述树脂包膜尿素包括质量比为10:(12～13)的释放周期为90天的树脂包膜尿素和释放周期为180天的树脂包膜尿素，所述树脂包膜硫酸钾包括质量比为(10～16):(19～20)的释放周期为90天的树脂包膜硫酸钾和释放周期为180天的树脂包膜硫酸钾。

本发明技术方案还提供了一种生姜专用肥的制备方法，包括如下步骤：

配置复合微生物菌：将质量比为3:3:3:1的绿色木霉、米曲霉、黑曲霉和绿僵菌混合；

姜秸秆有机肥的制备：按比例称量生姜秸杆、玉米秸秆、鸡粪和尿素硝铵溶液并混合均匀，将尿素硝铵溶液均匀喷涂在混合物上，得到调节碳氮比后的待发酵混合有机物，调节所述待发酵混合有机物的pH值在7～8，并调节含水率在45％～50％，加入所述复合微生物菌进行发酵，待发酵完成后，控制混料的含水率低于25％；

稻壳硅姜秸秆有机肥颗粒的制备：首先，将所述姜秸秆有机肥进行粉碎，并造粒获得3mm以下的姜秸秆有机肥核芯待用；其次，将含水量为20％～25％的湿稻壳先进行碳化处理成为稻壳灰，然后将稻壳灰放入氢氧化钾水溶液和聚醚改性有机硅氧烷表面活性剂的混合液中混合均匀，并采用微波水热法处理混合液，获得粘性稻壳灰；再次，将所述粘性稻壳灰和质量分数为1％～1.2％的黄芪胶溶液分别涂布于所述3mm以下的姜秸秆有机肥核芯的表面，最后加入0.3％～0.5％氰氨化钙粉末，得到直径为4mm～5mm的稻壳硅姜秸秆有机肥颗粒，并控制含水量低于20％。

生姜专用肥的制备：将所述稻壳硅姜秸秆有机肥颗粒与缓释控释肥按比例混合均匀即可。

优选地，在姜秸秆有机肥的制备过程中，所述待发酵混合有机物的碳氮比的范围为(25～27):1。所述复合微生物菌的质量为待发酵混合有机物质量的0.35％～0.45％。

优选地，所述姜秸秆有机肥的技术指标如下：有机质的质量分数≥20％，小分子水溶性有机质的质量分数≥15％，有效活菌数≥0.2亿/g。

优选地，稻壳硅姜秸秆有机肥颗粒的技术指标如下：有机质的质量分数≥15％，小分子水溶性有机质的质量分数≥12％，有效硅含量≥5％，有效活菌数≥0.15亿/g。

优选地，在制备姜秸秆有机肥时，发酵过程分为两个阶段，第一阶段为高温发酵，控制发酵温度为65℃～70℃，时间持续4天～5天。第二阶段为低温发酵，控制发酵温度为50℃～55℃，时间持续7天～10天。

优选地，在制备稻壳硅姜秸秆有机肥颗粒的过程中，湿稻壳的碳化温度为300℃～350℃，氢氧化钾水溶液的浓度为1.5％～2.5％，稻壳灰与氢氧化钾溶液的质量比为(11～12):(9～8)，聚醚改性有机硅氧烷表面活性剂添加量为总质量的0.2％～0.3％。对混合液进行加热时，可采用水热法处理，微波频率为2350MHz～2450MHz，温度为150℃～170℃，处理时间为30～40分钟。

与现有技术相比，本发明具有如下特点和优势：

1、姜秸秆有机物中富含多种烯类、萜烯类、醇类使得其有着天然的抑菌、抗氧化效果，所以无法像其他农作物一样易自行降解，本发明技术方案通过有效的发酵工艺促进姜秸秆有机物进行分解，将姜秸秆变废为宝，制备成富硅生姜专用肥，充分利用了生姜种植过程中的废弃物资源，就地取材，降低了肥料成本，将其长期施用于生姜上还能降低生姜的病虫害。因此，富硅生姜专用肥一方面为土壤补充了有机质，另一方面又解决了秸秆的污染问题。

2、稻壳作为水稻种植的副产物，其二氧化硅含量可高达15％以上，然而普遍以无定形二氧化硅存在，本发明技术方案通过碳化处理和结合表面活性剂的微波水热法处理，将非晶态的二氧化硅高效转化为作物可吸收的有效硅形态，使得富硅生姜专用肥中的有效硅含量显著提高，将其应用于生姜种植中，可为生姜提供必须的硅养分，明显改善生姜产品的品质，提高生姜的产量。

3、富硅生姜专用肥中同时包含有效硅养分和具有杀虫作用的氰氨化钙，使得防治生姜病虫害的效果更加显著。

4、造粒过程中加入黄芪胶溶液，一方面，有效提高了稻壳硅姜秸秆有机肥颗粒的强度，有利于后续颗粒的掺混；另一方面，这一层高分子多糖膜还防止了氰氨化钙对内部有益微生物菌的毒害作用。

5、缓释掺混肥中氮、磷、钾养分的配比，以及不同释放周期的氮养分与钾养分的有效组合，使得养分释放曲线与生姜作物养分吸收曲线更加吻合，肥料利用率提高。

具体实施方式

下面结合实例对本发明做进一步的说明，但不应理解为是对本发明的限制。

以生产1000公斤的生姜专用肥为例，说明具体的制备情况。

实施例1

(1)配置4kg复合微生物菌：将1.2kg绿色木霉、1.2kg米曲霉、1.2kg黑曲霉和0.4kg绿僵菌混合。

(2)姜秸秆有机肥的制备：a)称量720kg粉碎后的生姜秸杆、200kg玉米秸秆和60kg鸡粪，以及20kg尿素硝铵溶液(N含量：32％)，将生姜秸杆、玉米秸秆和鸡粪混合均匀，再将尿素硝铵溶液均匀喷涂在混合物上，得到调节碳氮比约27的待发酵混合有机物；b)调节待发酵混合有机物的pH值为7；c)调节待发酵混合有机物的含水率为50％。d)加入4kg的复合微生物菌，并混合均匀；e)第一阶段，高温发酵，控制发酵温度为65℃～70℃，时间持续4天；第二阶段，低温发酵，控制发酵温度为50℃～55℃，时间持续7天。f)发酵完毕后控制含水率低于25％，可以使用低温烘干，烘干温度不超过60℃，得到有机肥约700kg。

姜秸秆有机肥的技术指标如下：有机质的质量分数≥20％，小分子水溶性有机质的质量分数≥15％，有效活菌数≥0.2亿/g。

(3)稻壳硅姜秸秆有机肥颗粒的制备：a)将700公斤姜秸秆有机肥进行粉碎，使其小于30目，使用挤压造粒机，得到3mm以下的姜秸秆有机肥核芯待用；b)将洗净的稻壳，过滤后得到含水量约25％的湿稻壳100公斤，将湿稻壳放入管式炉中进行碳化处理，碳化温度为300℃，时间40分钟，得到约15公斤稻壳灰，将此碳化后的15公斤稻壳灰加入10公斤的2％的氢氧化钾水溶液和75克的聚醚改性有机硅氧烷表面活性剂，混合均匀，并采用微波水热法处理混合液，微波频率为2450MHz，进行温度为150℃，处理30分钟，得到具有粘性的稻壳灰待用，利用此稻壳灰可直接进行包裹，此水热处理后的稻壳灰中有效硅含量≥35％；c)利用圆盘造粒机，将25公斤粘性稻壳灰和质量分数为1.2％的1公斤黄芪胶溶液先后分别涂布于上述3mm以下80公斤姜秸秆有机肥核芯，最后加入0.4公斤氰氨化钙粉末，继续包裹，得到4mm～5mm的含硅姜秸秆有机肥颗粒，低温干燥，控制含水量低于20％即可。

此稻壳硅姜秸秆有机肥颗粒的技术指标如下：有机质的质量分数≥15％，小分子水溶性有机质的质量分数≥12％，有效硅含量≥5％，有效活菌数≥0.15亿/g。

(4)生姜专用肥的制备：

(a)250公斤缓释掺混肥料的制备：称量25公斤的树脂包衣尿素(释放周期90天，N含量44％)，32.5公斤的树脂包衣尿素(释放周期180天，N含量44％)，20公斤的大颗粒尿素(N含量46.3％)，32.5公斤的颗粒磷酸氢二铵、25公斤的树脂包衣硫酸钾(释放周期90天，K₂O含量47％)、50公斤的树脂包衣硫酸钾(释放周期180天，K₂O含量47％)和32.5公斤的颗粒硫酸钾(K₂O含量50％)、7.5公斤颗粒硼(B含量17％)、7.5公斤颗粒一水硫酸锌(Zn含量33％)和17.5公斤的一水硫酸镁颗粒(MgO含量23％)于混合机中均合均匀，即得到N-P₂O₅-K₂O含量是16-6-20+1.5MgO+TE的缓释掺混肥料。

(5)再称量750公斤上述已制备好的稻壳硅姜秸秆有机肥颗粒，将N-P₂O₅-K₂O含量是16-6-20+1.5MgO+TE的缓释掺混肥料与稻壳硅姜秸秆有机肥颗粒混合均匀，即得到1000公斤的生姜专用肥。

实施例2

实施例2的步骤(1)～(3)与实施例1一样，仅步骤(4)～(5)有区别，如下：

(4)222公斤缓释掺混肥料的制备：称量22.2公斤的树脂包衣尿素(释放周期90天，N含量44％)，26.6公斤的树脂包衣尿素(释放周期180天，N含量44％)，15.5公斤的大颗粒尿素(N含量46.3％)，22.2公斤的颗粒磷酸氢二铵、33.3公斤的树脂包衣硫酸钾(释放周期90天，K₂O含量47％)、44.4公斤的树脂包衣硫酸钾(释放周期180天，K₂O含量47％)和28.9公斤的颗粒硫酸钾(K₂O含量50％)、6.7公斤颗粒硼(B含量17％)、6.7公斤颗粒一水硫酸锌(Zn含量33％)和15.5公斤的一水硫酸镁颗粒(MgO含量23％)于混合机中均合均匀，即得到N-P₂O₅-K₂O含量是14-4-23+1.5MgO+TE的缓释掺混肥料。

(5)再称量778公斤上述已制备好的稻壳硅姜秸秆有机肥颗粒，将N-P₂O₅-K₂O含量是14-4-23+1.5MgO+TE的缓释掺混肥料与稻壳硅姜秸秆有机肥颗粒混合均匀，即得到1000公斤的生姜专用肥。

实施例3

实施例3的步骤(1)～(3)与实施例1一样，仅步骤(4)～(5)有区别，如下：

(1)200公斤缓释掺混肥料的制备：称量20公斤的树指包衣尿素(释放周期90天，N含量44％)，24公斤的树指包衣尿素(释放周期180天，N含量44％)，16公斤的大颗粒尿素(N含量46.3％)，24公斤的颗粒磷酸氢二铵、32公斤的树脂包衣硫酸钾(释放周期90天，K₂O含量47％)、38公斤的树脂包衣硫酸钾(释放周期180天，K₂O含量47％)和20公斤的颗粒硫酸钾(K₂O含量50％)、6公斤颗粒硼(B含量17％)、6公斤颗粒一水硫酸锌(Zn含量33％)和14公斤的一水硫酸镁颗粒(MgO含量23％)于混合机中均合均匀，即得到N-P₂O₅-K₂O含量是15-5-21+1.5MgO+TE的缓释掺混肥料。

(2)再称量800公斤上述已制备好的稻壳硅姜秸秆有机肥颗粒，将N-P₂O₅-K₂O含量是15-5-21+1.5MgO+TE的缓释掺混肥料与稻壳硅姜秸秆有机肥颗粒混合均匀，即得到1000公斤的生姜专用肥。

实施例4

大姜试验品种：面姜。

试验设计：试验共分4个处理，处理1为实施例1，处理2为实施例2，处理3为实施例3，处理4为对照处理。实施例与对照处理的肥料施用量如表1所示：

表1肥料施用量

由表1可知，对照处理的肥料，使用市场常规有机肥与15-15-15复合肥料为基肥。对照处理与实施例的肥料施用方法与施用时间均保持一致。

生姜专用肥的应用效果如下：

a)不同处理对大姜生长发育的影响，如表2所示。

表2不同处理对大姜生长发育的影响

由表2可知，本发明实施例的生姜专用肥在施用后大姜的长势强劲、整齐。而对照组的长势弱，植株矮。茎粗较对照常规施肥相比最高增加了15.5％，叶厚最多增加了16.0％。

b)不同处理对大姜防治姜瘟病、线虫病的效果，如表3所示。

表3不同处理对大姜防治姜瘟病、线虫病影响

由表3可知，本发明实施例的生姜专用肥在施用后大姜的姜瘟病、线虫病的发病率均明显下降，防效明显。姜瘟病发病率较对照常规施肥相比防效最高为58.0％，线虫病防效最高为77.0％。

c)不同处理对大姜经济效益的影响，如表4所示。

表4不同处理对大姜经济效益的影响

由表4可知，本发明实施例的生姜专用肥在施用后，与对照组相比，亩产量最高增加了15.2％。同时自制的有机肥成本低，不会高于市场有机肥价格，因此亩肥料成本只会更低。假设亩肥料成本一致，则生姜亩收益最高可增加23.4％。

综上所述，本发明技术方案的富硅生姜专用肥可以为生姜提供必须的硅养分，能够明显改善生姜产品的品质，有效降低生姜的病虫害，其养分释放周期与生姜作物养分吸收周期基本吻合，使得肥料利用率提高，生姜产量得以大幅度提高。

以上详细描述了本发明的具体实施例，应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种富硅生姜专用肥，其特征在于，由稻壳硅姜秸秆有机肥和缓释掺混肥组成，所述稻壳硅姜秸秆有机肥与缓释肥的质量比为(3～4):1。

2.如权利要求1所述的富硅生姜专用肥，其特征在于，所述稻壳硅姜秸秆有机肥由姜秸秆有机肥核芯与稻壳硅肥外壳组成，所述姜秸秆有机肥核芯与所述稻壳硅肥外壳的质量比为(3～4):1。

3.如权利要求2所述的富硅生姜专用肥，其特征在于，所述姜秸秆有机肥核芯由质量比为(55.5～72):(20～32):(6～10):(2～2.5)的生姜秸杆、玉米秸秆、鸡粪和尿素硝铵溶液组成，其中所述尿素硝铵溶液的氮元素含量为32％。

4.如权利要求1所述的富硅生姜专用肥，其特征在于，所述缓释掺混肥中含有大量元素和中微量元素，所述大量元素包括质量比为(14～16):(4～6):(21～23)的氮元素、磷元素和钾元素，所述中微量元素包括质量比为1.6:0.5:1.0的镁元素、硼元素和锌元素。

5.如权利要求1所述的富硅生姜专用肥，其特征在于，所述缓释掺混肥由树脂包膜尿素、尿素、颗粒氢二铵、树脂包膜硫酸钾、硫酸钾、硼酸、一水硫酸锌、一水硫酸镁组成，其质量比为(22～23):(7～8):(10～12):(10～16):(19～20):3:3:7。

6.如权利要求5所述的富硅生姜专用肥，其特征在于，所述树脂包膜尿素包括质量比为10:(12～13)的释放周期为90天的树脂包膜尿素和释放周期为180天的树脂包膜尿素，所述树脂包膜硫酸钾包括质量比为(10～16):(19～20)的释放周期为90天的树脂包膜硫酸钾和释放周期为180天的树脂包膜硫酸钾。

7.一种如权利要求1至6任一项所述生姜专用肥的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

配置复合微生物菌：将质量比为3:3:3:1的绿色木霉、米曲霉、黑曲霉和绿僵菌混合；

姜秸秆有机肥的制备：按比例称量生姜秸杆、玉米秸秆、鸡粪和尿素硝铵溶液并混合均匀，将尿素硝铵溶液均匀喷涂在混合物上，得到调节碳氮比后的待发酵混合有机物，调节所述待发酵混合有机物的pH值在7～8，并调节含水率在45％～50％，加入所述复合微生物菌进行发酵，待发酵完成后，控制含水率低于25％；

稻壳硅姜秸秆有机肥颗粒的制备：首先，将所述姜秸秆有机肥进行粉碎，并造粒获得3mm以下的姜秸秆有机肥核芯待用；其次，将含水量为20％～25％的湿稻壳先进行碳化处理成为稻壳灰，然后将稻壳灰放入氢氧化钾水溶液和聚醚改性有机硅氧烷表面活性剂的混合液中混合均匀，并采用微波水热法处理混合液，获得粘性稻壳灰；再次，将所述粘性稻壳灰与质量分数为1％～1.2％的黄芪胶溶液分别涂布于所述3mm以下的姜秸秆有机肥核芯的表面，最后加入0.3％～0.5％的氰氨化钙粉末，得到直径为4mm～5mm的稻壳硅姜秸秆有机肥颗粒，并控制含水量低于20％；

生姜专用肥的制备：将所述稻壳硅姜秸秆有机肥颗粒与缓释控释肥按比例混合均匀即可。

8.如权利要求7所述的生姜专用肥的制备方法，其特征在于，在姜秸秆有机肥的制备过程中，所述待发酵混合有机物的碳氮比的范围为(25～27):1，所述复合微生物菌的质量为待发酵混合有机物质量的0.35％～0.45％。

9.如权利要求7所述的生姜专用肥的制备方法，其特征在于，在制备姜秸秆有机肥时，发酵过程分为两个阶段，第一阶段为高温发酵，控制发酵温度为65℃～70℃，时间持续4天～5天，第二阶段为低温发酵，控制发酵温度为50℃～55℃，时间持续7天～10天。

10.如权利要求7所述的生姜专用肥的制备方法，其特征在于，在制备稻壳硅姜秸秆有机肥颗粒的过程中，湿稻壳的碳化温度为300℃～350℃，氢氧化钾水溶液的浓度为1.5％～2.5％，稻壳灰与氢氧化钾溶液的质量比为(11～12):(9～8)，聚醚改性有机硅氧烷表面活性剂添加量为总质量的0.2％～0.3％。