CN111004062A - 一种水稻增产用液肥及其制备方法和应用 - Google Patents

一种水稻增产用液肥及其制备方法和应用 Download PDF

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刘双全
李玉影
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C05B7/00—Fertilisers based essentially on alkali or ammonium orthophosphates

Abstract

本发明公开了一种水稻增产用液肥及其制备方法，属于液体肥料技术领域。提供的水稻增产用液肥包含以下重量份的原料：黄腐酸100‑200份、黑腐酸50‑100份、硫酸锌1‑2份、磷酸二氢钾100‑150份、水杨酸2‑5份、谷氨酸钠20‑40份、大豆渣100‑200份、纳米复合材料5‑10份、褪黑素1‑5份、karrikins 1‑5份和水800‑1000份。该水稻增产用液肥将能够防水稻病害的内源激素、外源酯类物质和多种营养物质结合起来，并且以纳米复合材料作为载体，使得制备得到的液肥中多种有效物质结合发挥防病害以及营养的功效，为提高水稻产量和保障水稻免受病害提供技术支持。

Description

一种水稻增产用液肥及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于液体肥料技术领域，具体涉及一种水稻增产用液肥及其制备方法，尤其涉及一种水稻增产用液肥及其制备方法和在水稻增产中的应用。
背景技术
水稻是草本稻属的一种，一年生水生草本，是稻属中作为粮食的最主要最悠久的一种。中国水稻生长的最北限是黑龙江省呼玛，几乎全国各地灌溉便利之处均可种植。中国水稻种植面积占全国粮食作物的1/4，而产量则占一半以上。近年来由于各种因素导致耕地面积减少的问题日益突出，本来我国就是人多地少的农业国家，粮食安全已经成为关系到国计民生的大事。在耕地面积不断减少的情况下，提高粮食产量已经迫在眉睫。
水稻喜高温、多湿、短日照，对土壤要求不严。幼苗发芽最低温度10～12℃，最适宜温度28～32℃。分蘖期日均20℃以上，穗分化期适宜温度30℃左右，抽穗期适宜温度25～35℃，开花期适宜温度30℃左右，低于20℃或高于40℃，授粉受严重影响，相对湿度50～90％为宜。穗分化至灌浆盛期是结实关键期，营养状况平衡和高光效的群体，对提高结实率和粒重意义重大。抽穗结实期需大量水分和矿质营养，同时需增强根系活力和延长茎叶功能期。高温、多湿、较高湿度环境，也正是多种农业病、虫、草的适宜繁殖条件。比如，水稻常见病害水稻稻瘟病高发期一般在水稻穗分化至灌浆盛期，甚至在适宜的条件下也会导致大流行，给水稻生产造成严重的影响。
因此，在水稻生长的关键时期，水、肥、农药的科学施用，显得尤为重要。传统的水肥及病虫害防治往往分别实施，费时费力，还达不到综合平衡的作用，并且还会导致农药的残留等。
发明内容
针对现有技术中存在的问题的一个或多个，本发明的一个方面提供一种水稻增产用液肥，所述水稻增产用液肥包含以下重量份的原料：黄腐酸100-200份、黑腐酸50-100份、硫酸锌1-2份、磷酸二氢钾100-150份、水杨酸2-5份、谷氨酸钠20-40份、大豆渣100-200份、纳米复合材料5-10份、褪黑素1-5份、karrikins 1-5份和水800-1000份。
上述纳米复合材料包含硅藻土和凹凸棒土，其中所述硅藻土和凹凸棒土的质量比为(3-5)：1。
上述硅藻土和凹凸棒土的质量比为4:1。
上述硅藻土和凹凸棒土为改性的硅藻土和凹凸棒土，所述改性的硅藻土和凹凸棒土的具体获得方法为：用低能离子束对硅藻土和凹凸棒土进行间歇性辐照处理，获得所述改性的硅藻土和凹凸棒土；
其中所述低能离子束的电压为20-40keV，辐射剂量为1-1000kGy；所述硅藻土和凹凸棒土的粒径大小为100-200目；所述间歇性辐照处理为处理10-15分钟，停2-5分钟，总有效辐照时间为30-50分钟。
本发明另一方面提供一种水稻增产用液肥的制备方法，包括以下步骤：
1)使用800-1000份的水对100-200份的大豆渣在40-50℃条件下浸泡24h-48h，随后过滤得到滤液；
2)制备纳米复合材料：将硅藻土和凹凸棒土在水中混合均匀，干燥后得到所述纳米复合材料；
3)将所需量的黄腐酸、黑腐酸、硫酸锌、磷酸二氢钾、水杨酸、谷氨酸钠、褪黑素、karrikins以及步骤2)获得的纳米复合材料在步骤1)获得的滤液中充分混匀，得到所述水稻增产用液肥。
在上述方法中，在步骤2)之前还包括以下步骤：
用低能离子束对硅藻土和凹凸棒土进行间歇性辐照处理；其中所述低能离子束的电压为20-40keV，辐射剂量为1-1000kGy；所述硅藻土和凹凸棒土的粒径大小为100-200目；所述间歇性辐照处理为处理10-15分钟，停2-5分钟，总有效辐照时间为30-50分钟。
上述的水稻增产用液肥在水稻增产中的应用也属于本发明的内容，其使用方法为叶面喷施，喷施时期为水稻插秧后至分蘖期。
上述水稻增产用液肥的施用量为35-45L/亩。
基于以上技术方案提供的水稻增产用液肥及其制备方法可以将能够防水稻病害的内源激素、外源酯类物质以及多种营养物质等结合起来，并且以纳米复合材料作为载体，使得制备得到的液肥中多种有效物质结合溶解或悬浮在液体中，充分发挥防病害以及营养的功效，为提高水稻产量和保障水稻免受病害提供技术支持。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1)本发明将防水稻病害的物质与提高水稻产量的物质有机结合起来，不仅能够显著提高水稻的产量，而且还能够有效防控水稻病害的发生，尤其是防控水稻稻瘟病病害的发生；
2)本发明采用的所有材料皆为绿色环保产品，无毒无害，不会造成环境污染、农田盐碱化、以及威胁粮食品质和人畜健康等问题；
3)本发明利用经过改性的纳米材料，改善其纳米性能，作为多种营养物质的载体，可以减少有效成分流失，并提高营养物质的作用效率。
具体实施方式
褪黑素作为一种生物内源激素，在动植物中普遍存在，本发明人研究发现这种物质在抵御作物病害、抗损伤(如根部损伤修复)等方面具有突出的作用。karrikins是野火中分离的一类酯类化合物，无毒无害，本发明人研究发现，它能够提高植物的抗逆性和抗病害能力，对于提高植物耐寒、耐盐碱、耐病害侵袭等具有重要作用，有利于植物的生殖生长和营养生长。
基于以上发现，本发明人将能够提高植物抗逆性能的内源激素、外源酯类物质以及利于水稻生长、开花结实的多种营养物质结合起来，以纳米材料作为载体，提供一种水稻增产用液肥。
下面结合具体实施例，对本发明进一步阐述。应理解的是，具体实施例仅用于进一步说明本发明，而不是用于限制本发明的内容。
实施例中描述到的各种材料或试剂的取得途径仅是提供一种实验获取的途径以达到具体公开的目的，不应成为对本发明材料或试剂来源的限制。事实上，所用到的材料或试剂的来源是广泛的，任何不违反法律和道德伦理能够获取的材料或试剂都可以按照实施例中的提示替换使用。
以下实施例中使用的黄腐酸、黑腐酸、硫酸锌、磷酸二氢钾、水杨酸、谷氨酸钠、褪黑素、karrikins均为市售。
实施例1：水稻增产用液肥的制备和抗稻瘟病效果
1.1、使用900份的水(40-50℃)浸泡150份大豆渣30h，随后过滤，得到滤液；
1.2、用低能离子束(20-40keV，1-1000kGy)对硅藻土和凹凸棒土(100-200目，购自明光市国星凹土有限公司)进行间歇性辐照处理改性，处理10分钟，停2分钟，总有效辐照时间30分钟，获得改性硅藻土和凹凸棒土。
1.3、将改性硅藻土和凹凸棒土以质量比为4:1在水中混合均匀，干燥后即得到多空隙纳米复合材料，作为水稻增产用液肥的载体。
1.4、将150份黄腐酸、75份黑腐酸、2份硫酸锌、150份磷酸二氢钾、3份水杨酸、30份谷氨酸钠、3份褪黑素、3份karrikins，以及10份上述步骤1.3获得的纳米复合材料在上述步骤1.1获得的滤液中充分混匀，得到水稻增产用液肥。
利用喷雾器将步骤1.4获得的水稻增产用液肥均匀喷洒于生长两个星期的拟南芥叶片表面，直到形成微小液滴滴下为止，作为处理组，对照组采用等量的水对生长两个星期的拟南芥叶片表面进行处理。继续在温度为22℃，湿度为75％的条件下培养处理组和对照组的拟南芥植株，随后在处理组和对照组的拟南芥植株的叶片表面喷洒稻瘟病菌培养液(将稻瘟菌孢子(Magnapotheoryzae，稻瘟病菌菌株FJ81278，来源于福建农林大学生命科学学院)悬浮于0.01％的SDS溶液中培养获得)，在温度为22℃，湿度为75％的条件下继续培养处理组和对照组的拟南芥植株。
观察上述处理组和对照组的拟南芥植株叶片表面感染稻瘟病情况，发病率＝发病叶片数(出现病斑)/总叶片数×100％，如下表1所示，是水稻增产用液肥对拟南芥稻瘟病的抗病效果统计结果，可见处理组的拟南芥叶片表面的稻瘟病病斑数量明显较对照组少，表明该实施例制备得到的水稻增产用液肥能够显著提高拟南芥对稻瘟病的抗病效果。
表1：稻瘟病发病情况统计结果
Figure BDA0002355734390000041
实施例2：水稻增产用液肥的制备和抗稻瘟病效果
2.1、使用800份的水(40-50℃)浸泡100份大豆渣48h，随后过滤，得到滤液；
2.2、用低能离子束(20-40keV，1-1000kGy)对硅藻土和凹凸棒土(100-200目，购自明光市国星凹土有限公司)进行间歇性辐照处理改性，处理15分钟，停5分钟，总有效辐照时间45分钟，获得改性硅藻土和凹凸棒土。
2.3、将改性硅藻土和凹凸棒土以质量比为3:1在水中混合均匀，干燥后即得到多空隙纳米复合材料，作为水稻增产用液肥的载体。
2.4、将100份黄腐酸、50份黑腐酸、1份硫酸锌、100份磷酸二氢钾、2份水杨酸、20份谷氨酸钠、1份褪黑素、1份karrikins，以及5份上述步骤2.3获得的纳米复合材料在上述步骤2.1获得的滤液中充分混匀，得到液肥A(即本发明的水稻增产用液肥)。
2.5、将100份黄腐酸、50份黑腐酸、1份硫酸锌、100份磷酸二氢钾、2份水杨酸、20份谷氨酸钠、1份karrikins，以及5份上述步骤2.3获得的纳米复合材料在上述步骤2.1获得的滤液中充分混匀，得到液肥B。
2.6、将100份黄腐酸、50份黑腐酸、1份硫酸锌、100份磷酸二氢钾、2份水杨酸、20份谷氨酸钠、1份褪黑素，以及5份上述步骤2.3获得的纳米复合材料在上述步骤2.1获得的滤液中充分混匀，得到液肥C。
利用喷雾器将步骤2.4获得的液肥A、步骤2.5获得的液肥B和步骤2.6获得的液肥C分别均匀喷洒于生长三个星期的10株拟南芥叶片表面，直到形成微小液滴滴下为止，作为处理组，同时设立空白对照，空白对照组采用等量的水对10株生长三个星期的拟南芥叶片表面进行处理，在温度为22℃，湿度为75％的条件下培养。在生长期间内(感染一次稻瘟病菌培养液)，统计各组拟南芥植株稻瘟病发病情况，发病率＝发病叶片数/总叶片数×100％，统计结果如下表2所示。
表2：稻瘟病发病情况统计结果
Figure BDA0002355734390000042
由上表1结果可知，液肥A(即本发明的水稻增产用液肥)相对于液肥B(相对于液肥A未添加褪黑素)和液肥C(相对于液肥A未添加karrikins)以及空白对照组能够显著提高拟南芥的抗稻瘟病效果，证明了褪黑素和karrikins可以协同发挥抗稻瘟病的功效。
实施例3：水稻增产用液肥的制备和水稻增产效果
3.1、使用1000份的水(40-50℃)浸泡200份大豆渣24h，随后过滤，得到滤液；
3.2、用低能离子束(20-40keV，1-1000kGy)对硅藻土和凹凸棒土(100-200目，购自明光市国星凹土有限公司)进行间歇性辐照处理改性，处理10分钟，停5分钟，总有效辐照时间50分钟，获得改性硅藻土和凹凸棒土。
3.3、将改性硅藻土和凹凸棒土以质量比为5:1在水中混合均匀，干燥后即得到多空隙纳米复合材料，作为水稻增产用液肥的载体。
3.4、将200份黄腐酸、100份黑腐酸、2份硫酸锌、150份磷酸二氢钾、5份水杨酸、40份谷氨酸钠、5份褪黑素、5份karrikins，以及10份上述步骤3.3获得的纳米复合材料在上述步骤3.1获得的滤液中充分混匀，得到液肥D(即本发明的水稻增产用液肥)。
3.5、将200份黄腐酸、100份黑腐酸、2份硫酸锌、150份磷酸二氢钾、5份水杨酸、40份谷氨酸钠、5份褪黑素、5份karrikins，以及10份纳米复合材料(未改性的硅藻土和凹凸棒土，质量比5:1)在上述步骤3.1获得的滤液中充分混匀，得到液肥E。
3.6、将200份黄腐酸、100份黑腐酸、2份硫酸锌、150份磷酸二氢钾、5份水杨酸、40份谷氨酸钠、5份褪黑素、5份karrikins在上述步骤3.1获得的滤液中充分混匀，得到液肥F。
按照以下组成设置将上述液肥D、液肥E和液肥F以叶面喷施的方式施用于试验区水稻，试验区水稻面积为120m2，每组试验重复三次，共分为12个小区，随机区组排列，小区间设置隔离物，例如各小区之间田埂用塑料薄膜铺盖至田面30厘米以下，防止小区间串水串肥。试验水稻品种为绥粳18，水稻插秧前5天，人工撒施有机肥(80kg/亩，有机质≥45％，总养分≥5％，市售)，淹水3～5cm。在水稻插秧后至分蘖期分4次叶面喷施液肥D、液肥E和液肥F，每次喷施量为10L/亩。下表3列出了各处理组水稻的生育期以及施肥日期记载。
处理组设置：
D1：40L/亩液肥D+80kg/亩有机肥；
D2：40L/亩液肥E+80kg/亩有机肥；
D3：40L/亩液肥F+80kg/亩有机肥；
D4：80kg/亩有机肥；
表3：各处理组水稻的生育期以及施肥日期记载(月/日)
Figure BDA0002355734390000051
Figure BDA0002355734390000061
由上表3数据可知，与不施用液肥的D4相比，施用液肥D(即本发明的水稻增产用液肥)的D1水稻成熟期提前了8天，证明本发明的水稻增产用液肥能够提早水稻成熟。与施用液肥E的D2水稻和施用液肥F的D3水稻相比，成熟期分别提前了1天和3天，也证明液肥D中的纳米复合材料能够使得液肥中的营养成分充分发挥效能，提早水稻的成熟，并且经过改性处理后，这种效能发挥更佳。
各处理组水稻成熟后收获，并对各处理组的水稻产量进行统计，下表4示出了各处理组水稻产量。
表4：各处理组水稻产量统计结果
Figure BDA0002355734390000062
由上表4数据可知，施用液肥D(即本发明的水稻增产用液肥)对水稻的产量有显著的提高，相对于未使用液肥的D4处理组水稻相比，水稻增产甚至高达9.40％。而施用液肥E(相对于液肥D使用未经改性处理的纳米复合材料作为载体)对水稻的产量也有较为明显的提高，相对于未使用液肥的D4处理组水稻相比，水稻增产达4.30％。而施用未使用纳米复合材料作为载体的液肥F的D3处理组水稻与D4处理组水稻相比，产量提高效果较差。上述结果表明，本发明提供的水稻增产用液肥能够显著提高水稻的产量，并且正是由于液肥中纳米复合材料的存在，使得液肥中的营养物质充分发挥效能，提高水稻的产量，经过改性的纳米复合材料作为载体时，对于提高液肥的增产效果更佳。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，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 (8)

1.一种水稻增产用液肥，其特征在于，所述水稻增产用液肥包含以下重量份的原料：黄腐酸100-200份、黑腐酸50-100份、硫酸锌1-2份、磷酸二氢钾100-150份、水杨酸2-5份、谷氨酸钠20-40份、大豆渣100-200份、纳米复合材料5-10份、褪黑素1-5份、karrikins 1-5份和水800-1000份。
2.根据权利要求1所述的水稻增产用液肥，其特征在于，所述纳米复合材料包含硅藻土和凹凸棒土，其中所述硅藻土和凹凸棒土的质量比为(3-5)：1。
3.根据权利要求2所述的水稻增产用液肥，其特征在于，所述硅藻土和凹凸棒土的质量比为4:1。
4.根据权利要求2或3所述的水稻增产用液肥，其特征在于，所述硅藻土和凹凸棒土为改性的硅藻土和凹凸棒土，所述改性的硅藻土和凹凸棒土的具体获得方法为：用低能离子束对硅藻土和凹凸棒土进行间歇性辐照处理，获得所述改性的硅藻土和凹凸棒土；
其中所述低能离子束的电压为20-40keV，辐射剂量为1-1000kGy；所述硅藻土和凹凸棒土的粒径大小为100-200目；所述间歇性辐照处理为处理10-15分钟，停2-5分钟，总有效辐照时间为30-50分钟。
5.权利要求1-4中任一项所述的水稻增产用液肥的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)使用800-1000份的水对100-200份的大豆渣在40-50℃条件下浸泡24h-48h，随后过滤得到滤液；
2)制备纳米复合材料：将硅藻土和凹凸棒土在水中混合均匀，干燥后得到所述纳米复合材料；
3)将所需量的黄腐酸、黑腐酸、硫酸锌、磷酸二氢钾、水杨酸、谷氨酸钠、褪黑素、karrikins以及步骤2)获得的纳米复合材料在步骤1)获得的滤液中充分混匀，得到所述水稻增产用液肥。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，在步骤2)之前还包括以下步骤：
用低能离子束对硅藻土和凹凸棒土进行间歇性辐照处理；其中所述低能离子束的电压为20-40keV，辐射剂量为1-1000kGy；所述硅藻土和凹凸棒土的粒径大小为100-200目；所述间歇性辐照处理为处理10-15分钟，停2-5分钟，总有效辐照时间为30-50分钟。
7.权利要求1-4中任一项所述的水稻增产用液肥在水稻增产中的应用，其特征在于，所述水稻增产用液肥为叶面喷施，喷施时期为水稻插秧后至分蘖期。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述水稻增产用液肥的施用量为35-45L/亩。
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