CN111217649A - 虾稻共养生态肥 - Google Patents

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Abstract

一种虾稻共养生态肥，该虾稻共养生态肥按重量份数计包括以下各组分：水溶性聚磷酸铵20‑50份、氯化钾10‑20份、尿素10‑25份、活化腐植酸2‑10份、改性过碳酸钠1‑10份，改性过氧化尿素1‑10份、生物活性钙1‑5份。本发明针对“虾稻共作”模式下大量施用常规复合肥导致土壤酸化板结、有机质含量下降、土壤微生物数量减少、水质恶化、龙虾病害、重金属超标等问题，提供一种虾稻共养生态肥及其制备方法，旨在改善土壤环境，改水增氧，增强肥料肥效期，促进虾稻对营养的吸收，起到增产增收作用。

Description

虾稻共养生态肥
技术领域
本发明涉及复合肥料技术领域，具体涉及虾稻共养生态肥及制备方法
背景技术
水稻在我国的粮食作物中占领着最重要的地位，同时也是我国氮肥投入量最大的粮食作物，目前在我国的水稻栽培过程中氮肥利用率为30％-35％，损失量高达50％以上。长期以来，我国一直延续传统稻作单一种植模式，并通过大量化肥、农药的投入来提高水稻的产量，形成了生产成本高、经济效益低的恶性循环，带来了稻田面源污染等诸多问题，稻米的安全性和品质得不到有效保证，而且严重破坏稻田生态系统，使其结构和功能退化，土壤中的有机质含量不高，土壤结构变劣，保肥、供肥能力降低。
“虾稻共作”模式是应用生态学原理，把种植业和养殖业有机结合在一起。通过稻虾共作，不仅能改变传统耕作制度下稻田生态系统的结构和功能，还可以改善稻田生态环境，提高稻田系统的生态效益和经济效益。稻虾共作与单一种稻相比，不仅具有高产、稳产的优势，同时可以减少化肥和农药的施用量，有效减少稻田甲烷等温室气体排放，降低对环境的面源污染，显著改善稻田生态环境。
蓬勃发展的虾稻种养产业，极大地催生了虾稻肥、虾稻药等新型农资蓝海市场，但虾稻肥发展时间短，规模小，品牌多，缺乏行业标准、国家标准，目前市场上存在大量的假劣虾稻肥。近年来，种植养殖户发现小龙虾的病害呈现高发态势，大量施用常规复合肥导致土壤酸化、板结，进而导致小龙虾易患病，因此，研制一种增强虾稻抗病能力、提高虾稻繁殖机能、加速虾稻生长等功效的专用肥势在必行。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于：针对目前我国“虾稻共作”模式下大量施用常规复合肥导致土壤酸化板结、有机质含量下降、土壤微生物数量减少、水质恶化、龙虾病害、重金属超标等问题，提供一种虾稻共养生态肥及其制备方法，旨在改善土壤环境，改水增氧，增强肥料肥效期，促进虾稻对营养的吸收，起到增产增收作用。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：提供一种虾稻共养生态肥，其组分包括水溶性聚磷酸铵、氯化钾、尿素、活化腐植酸、改性过碳酸钠、过氧化尿素、生物活性钙。
具体而言，上述虾稻共养生态肥按重量份数计包括以下各组分：水溶性聚磷酸铵20-50份、氯化钾10-20份、尿素10-25份、活化腐植酸2-10份、改性过碳酸钠1-10份，改性过氧化尿素1-10份、生物活性钙1-5份。
更进一步，虾稻共养生态肥按重量份数计包括以下各组分优选为：水溶性聚磷酸铵40份、氯化钾15份、尿素15份、活化腐植酸5份、改性过碳酸钠5份，改性过氧化尿素5份、生物活性钙3份。
所述的水溶性聚磷酸铵为浓缩湿法磷酸和氨气在管式反应器中制得，聚合度n＝2-18。
所述的活化腐植酸为尿素和硫酸铵改性活化矿源腐植酸。
进一步地，所述的活化腐植酸的制备方法为：将质量配比为尿素:水:硫酸铵＝1:0.03-0.05:0.1-0.2混合物加入尿素熔融罐中，用蒸汽盘管加热至90～130℃进行熔化，得到熔融的尿素硫铵混合液。接着将尿素硫铵混合液导入到反应罐中，按质量配比尿素：腐植酸＝2：1缓慢加入腐植酸，在80℃-110℃条件下搅拌反应10-30分钟得到活化腐植酸。
所述的改性过碳酸钠为聚二甲基硅氧烷和三硅氧烷聚氧乙烯醚混合液涂布包裹的过碳酸钠粉末或颗粒。
进一步地，所述的改性过碳酸钠的制备方法为：将聚二甲基硅氧烷和三硅氧烷聚氧乙烯醚按1:1的质量配比制成混合硅液，接着按质量配比过碳酸钠：混合硅液＝1：0.01-0.05在沸腾床中进行涂布包膜，得到改性过碳酸钠粉末或颗粒。
所述的改性过氧化尿素为脲甲醛溶液包裹的过氧化尿素粉末或颗粒。
进一步地，所述的改性过氧化尿素的制备方法为：将按质量配比过氧化尿素：脲甲醛溶液＝1：0.01-0.05在沸腾床中进行涂布包膜，得到改性过氧化尿素粉末或颗粒。
所述的生物活性钙为海洋贝类动物壳经加工糖醇化处理得到的生物活性钙。
进一步地，所述的生物活性钙的制备方法为：将海洋贝类动物壳经过研磨得到80目以上的钙粉，然后按质量配比钙粉：糖醇＝1:1-3充分螯合活化得到所述的生物活性钙。
其中，水溶性聚磷酸铵是一种低N高P的聚磷酸盐，磷养分含量高，pH值近中性，作物使用安全系数高；溶解度大，结晶温度较低，生产使用方便；对金属离子有螯合作用，可防止溶液中金属杂质形成沉淀，在液体肥料中添加微量元素，有利于制成高浓度高品质的肥料。磷素不易被土壤中的铁、钙等金属离子固定，反而可与土壤中的无效微量元素形成可溶性络合物而被植物吸收利用。本发明使用水溶性聚磷酸铵在配制过程中可以进一步螯合生物活性钙，通活化腐植酸协同螯合土壤中的微量元素，形成可以供植物吸收的螯合物，达到增效增产作用。
其中，腐植酸可以用来缓冲酸性土壤，改良盐碱地。但由于腐植酸是一种大分子的弱酸，很难溶于水，直接施入土壤后不利于作物的吸收。因此腐植酸必须经过活化处理，使难以为作物直接吸收的结合态的腐植酸和部分游离态腐植酸转化为水溶性腐植酸，才能应用于农业领域。本发明将未经活化的矿源腐植酸通过加入尿素充分激活腐植酸活性基团，并加入少量硫酸铵作为活化助剂，显著降低尿素熔融温度，减少缩二脲的含量。经过活化的腐植酸大量暴露活性中心，施入土壤后通过化合、吸附、螯合形成一种新的化学结构，从而加强土壤与空气、水、微生物、肥料的作用，产生较多的土壤活性有机质。提高了水生浮游生物的活力，给小龙虾生长提供了食物来源。从而建立起农田生态循环体系和作物营养综合体系，充分利用土壤潜力，达到使农作物增产增收的最佳效果。
其中，改性过碳酸钠和改性过氧化尿素通过聚二甲基硅氧烷和三硅氧烷聚氧乙烯醚混合液涂布包裹提高了产品在使用前的稳定性，并减缓了施用后的氧气释放速度。两者协同对水体增氧，提高了水体的氧容量，为了小龙虾和水稻生长提供了充足的氧气，并且在氧气释放过程中，疏松了土壤土质，减少了土壤板结。过氧化尿素释放氧气后，又成为了一种高效氮素肥料，进一步增强了土壤肥力。同时改性的聚二甲基硅氧烷和三硅氧烷聚氧乙烯醚混合液含有大量有机硅，施入虾稻田后为水稻提高了所需的硅元素，提高了水稻的光合作用。
其中，生活活性钙经过糖醇化处理，具有高活性高生物利用率。补充小龙虾体内可吸收钙，强化甲壳；促进钙的吸收，调节小龙虾体内免疫调节，提高抗病和抗应激能力，促进硬壳，恢复体力，防止病原菌入侵。产生的螯合钙离子与水中的二氧化碳、有机酸和二价金属等起中和或络合反应，补给水中营养，平衡pH值及减低pH的缓冲性，从而降低有害物质对pH值的影响，保持水质稳定，絮凝有机物和胶体，改良底质。
本发明还提供了一种上述虾稻共养生态肥的制备方法：
(1)将水溶性聚磷酸铵、尿素、活化腐植酸、生物活性钙混合熔融得到共融液备用；
(2)将氯化钾、改性过碳酸钠、改性过氧化尿素及颗粒度不合格的粉状返料均匀混合得到粉料；
(3)将步骤(2)的混合粉料导入到造粒机中，并将步骤(1)中的熔融液涂布喷洒粉料中，旋转形成颗粒；
(4)将步骤(3)中的颗粒冷却筛分，得到颗粒饱满圆润的颗粒，不合格的颗粒返回步骤(2)重新造粒；
(5)将步骤(4)中合格颗粒包装称重，得到虾稻共养生态肥产品。
本发明的有益效果在于：
1.活化腐植酸可净化水质，改变底部小龙虾生态环境。
2.各组分协同增效，疏松土壤，提高土壤的保肥增氧功能，在保证水稻高产优质的同时，促进小龙虾养殖水体的肥、活、嫩、爽，促进小龙虾的生长。
3.施用本发明产品，所产小龙虾膏多肉肥，食部重金属含量远低于食品安全国家标准(GB2762-2012)，生产的稻虾米为有机原生态、无农残、无重金属污染的生态高钙米。
具体实施方式
实施例1
虾稻共养生态肥按重量份数计包括以下各组分：水溶性聚磷酸铵20kg、氯化钾20kg、尿素25kg、活化腐植酸10kg、改性过碳酸钠1kg，改性过氧化尿素10kg、生物活性钙5kg。
本实施例中的虾稻共养生态肥的制备方法为：
(1)将水溶性聚磷酸铵、尿素、活化腐植酸、生物活性钙混合熔融得到共融液备用；
(2)将氯化钾、改性过碳酸钠、改性过氧化尿素及颗粒度不合格的粉状返料均匀混合得到粉料；
(3)将步骤(2)的混合粉料导入到造粒机中，并将步骤(1)中的熔融液涂布喷洒粉料中，旋转形成颗粒；
(4)将步骤(3)中的颗粒冷却筛分，得到颗粒饱满圆润的颗粒，不合格的颗粒返回步骤(2)重新造粒；
(5)将步骤(4)中合格颗粒包装称重，得到虾稻共养生态肥产品。
其中，所述的水溶性聚磷酸铵为浓缩湿法磷酸和氨气在管式反应器中制得，聚合度n＝2-18。
所述的活化腐植酸为尿素和硫酸铵改性活化矿源腐植酸。
进一步地，所述的活化腐植酸的制备方法为：将质量配比为尿素:水:硫酸铵＝1:0.03:0.1混合物加入尿素熔融罐中，用蒸汽盘管加热至90℃进行熔化，得到熔融的尿素硫铵混合液。接着将尿素硫铵混合液导入到反应罐中，按质量配比尿素：腐植酸＝2：1缓慢加入矿源腐植酸，在80℃条件下搅拌反应30分钟得到活化腐植酸。
所述的改性过碳酸钠为聚二甲基硅氧烷和三硅氧烷聚氧乙烯醚混合液涂布包裹的过碳酸钠粉末或颗粒。
进一步地，所述的改性过碳酸钠的制备方法为：将聚二甲基硅氧烷和三硅氧烷聚氧乙烯醚按1:1的质量配比制成混合硅液，接着按质量配比过碳酸钠：混合硅液＝1：0.01在沸腾床中进行涂布包膜，得到改性过碳酸钠粉末。
所述的改性过氧化尿素为脲甲醛溶液包裹的过氧化尿素粉末或颗粒。
进一步地，所述的改性过氧化尿素的制备方法为：将按质量配比过氧化尿素：脲甲醛溶液＝1：0.05在沸腾床中进行涂布包膜，得到改性过氧化尿素粉末。
所述的生物活性钙为海洋贝类动物壳经加工糖醇化处理得到的生物活性钙。
进一步地，所述的生物活性钙的制备方法为：将海洋贝类动物壳经过研磨得到80目以上的钙粉，然后按质量配比钙粉：糖醇＝1:1充分螯合活化得到所述的生物活性钙。
实施例2
虾稻共养生态肥按重量份数计包括以下各组分：水溶性聚磷酸铵50kg、氯化钾10kg、尿素10kg、活化腐植酸2kg、改性过碳酸钠10kg，改性过氧化尿素1kg、生物活性钙1kg。
本实施例中的虾稻共养生态肥的制备方法为：
(1)将水溶性聚磷酸铵、尿素、活化腐植酸、生物活性钙混合熔融得到共融液备用；
(2)将氯化钾、改性过碳酸钠、改性过氧化尿素及颗粒度不合格的粉状返料均匀混合得到粉料；
(3)将步骤(2)的混合粉料导入到造粒机中，并将步骤(1)中的熔融液涂布喷洒粉料中，旋转形成颗粒；
(4)将步骤(3)中的颗粒冷却筛分，得到颗粒饱满圆润的颗粒，不合格的颗粒返回步骤(2)重新造粒；
(5)将步骤(4)中合格颗粒包装称重，得到虾稻共养生态肥产品。
其中，所述的水溶性聚磷酸铵为浓缩湿法磷酸和氨气在管式反应器中制得，聚合度n＝3-17。
所述的活化腐植酸为尿素和硫酸铵改性活化矿源腐植酸。
进一步地，所述的活化腐植酸的制备方法为：将质量配比为尿素:水:硫酸铵＝1:0.05:0.2混合物加入尿素熔融罐中，用蒸汽盘管加热至130℃进行熔化，得到熔融的尿素硫铵混合液。接着将尿素硫铵混合液导入到反应罐中，按质量配比尿素：腐植酸＝2：1缓慢加入矿源腐植酸，在110℃条件下搅拌反应10分钟得到活化腐植酸。
所述的改性过碳酸钠为聚二甲基硅氧烷和三硅氧烷聚氧乙烯醚混合液涂布包裹的过碳酸钠颗粒。
进一步地，所述的改性过碳酸钠的制备方法为：将聚二甲基硅氧烷和三硅氧烷聚氧乙烯醚按1:1的质量配比制成混合硅液，接着按质量配比过碳酸钠：混合硅液＝1：0.05在沸腾床中进行涂布包膜，得到改性过碳酸钠粉末。
所述的改性过氧化尿素为脲甲醛溶液包裹的过氧化尿素粉末或颗粒。
进一步地，所述的改性过氧化尿素的制备方法为：将按质量配比过氧化尿素：脲甲醛溶液＝1：0.05在沸腾床中进行涂布包膜，得到改性过氧化尿素颗粒。
所述的生物活性钙为海洋贝类动物壳经加工糖醇化处理得到的生物活性钙。
进一步地，所述的生物活性钙的制备方法为：将海洋贝类动物壳经过研磨得到80目以上的钙粉，然后按质量配比钙粉：糖醇＝1:3充分螯合活化得到所述的生物活性钙。
实施例3
虾稻共养生态肥按重量份数计包括以下各组分：水溶性聚磷酸铵40kg、氯化钾15kg、尿素15kg、活化腐植酸5kg、改性过碳酸钠5kg，改性过氧化尿素5kg、生物活性钙3kg。
本实施例中的虾稻共养生态肥的制备方法为：
(1)将水溶性聚磷酸铵、尿素、活化腐植酸、生物活性钙混合熔融得到共融液备用；
(2)将氯化钾、改性过碳酸钠、改性过氧化尿素及颗粒度不合格的粉状返料均匀混合得到粉料；
(3)将步骤(2)的混合粉料导入到造粒机中，并将步骤(1)中的熔融液涂布喷洒粉料中，旋转形成颗粒；
(4)将步骤(3)中的颗粒冷却筛分，得到颗粒饱满圆润的颗粒，不合格的颗粒返回步骤(2)重新造粒；
(5)将步骤(4)中合格颗粒包装称重，得到虾稻共养生态肥产品。
其中，所述的水溶性聚磷酸铵为浓缩湿法磷酸和氨气在管式反应器中制得，聚合度n＝12-16。
所述的活化腐植酸为尿素和硫酸铵改性活化矿源腐植酸。
进一步地，所述的活化腐植酸的制备方法为：将质量配比为尿素:水:硫酸铵＝1:0.04:0.15混合物加入尿素熔融罐中，用蒸汽盘管加热至110℃进行熔化，得到熔融的尿素硫铵混合液。接着将尿素硫铵混合液导入到反应罐中，按质量配比尿素：腐植酸＝2：1缓慢加入矿源腐植酸，在95℃条件下搅拌反应15分钟得到活化腐植酸。
所述的改性过碳酸钠为聚二甲基硅氧烷和三硅氧烷聚氧乙烯醚混合液涂布包裹的过碳酸钠粉末或颗粒。
进一步地，所述的改性过碳酸钠的制备方法为：将聚二甲基硅氧烷和三硅氧烷聚氧乙烯醚按1:1的质量配比制成混合硅液，接着按质量配比过碳酸钠：混合硅液＝1：0.03在沸腾床中进行涂布包膜，得到改性过碳酸钠颗粒。
所述的改性过氧化尿素为脲甲醛溶液包裹的过氧化尿素粉末或颗粒。
进一步地，所述的改性过氧化尿素的制备方法为：将按质量配比过氧化尿素：脲甲醛溶液＝1：0.03在沸腾床中进行涂布包膜，得到改性过氧化尿素粉末。
所述的生物活性钙为海洋贝类动物壳经加工糖醇化处理得到的生物活性钙。
进一步地，所述的生物活性钙的制备方法为：将海洋贝类动物壳经过研磨得到80目以上的钙粉，然后按质量配比钙粉：糖醇＝1:2充分螯合活化得到所述的生物活性钙。
对比例1
对比例按重量份数计包括以下各组分：水溶性聚磷酸铵40kg、氯化钾15kg、尿素15kg、改性过碳酸钠5kg，改性过氧化尿素5kg、生物活性钙3kg。
本对比例中的复合肥的制备方法除了不添加活化腐植酸，其他步骤同实施例1。
对比例2
对比例按重量份数计包括以下各组分：水溶性聚磷酸铵50kg、氯化钾10kg、尿素10kg、活化腐植酸2kg、改性过碳酸钠10kg，改性过氧化尿素1kg。
本对比例中的复合肥的制备方法除了不添加生物活性钙，其他步骤同实施例2。
对比例3
对比例按重量份数计包括以下各组分：水溶性聚磷酸铵40kg、氯化钾15kg、尿素15kg、活化腐植酸5kg、生物活性钙3kg。
本对比例中的复合肥的制备方法除了不添加改性过碳酸钠和改性过氧化尿素，其他步骤同实施例3。
为了验证本发明的有益效果，进行如下实验：采用本发明实施例3所得产品进行实验。选取同一区域虾稻共养试验田6亩。共分成6个试验区，每个试验区1亩。每个试验区投放50kg小龙虾苗，种植同品种同种植密度的水稻。
取同等类型土壤各一亩地施底肥，对照采用惯用施肥方式，施市售养分氮磷钾20-13-10的常规复合肥50kg/亩，本发明虾稻生态肥40kg/亩，对比例复合肥40kg/亩，重复试验地块3次取平均值。其他处理方法一致。
表1虾稻品质大田试验
Figure BDA0002368456710000081
最后需要说明的是，上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种虾稻共养生态肥，其特征在于，所述的虾稻共养生态肥包括以下原料：水溶性聚磷酸铵、氯化钾、尿素、活化腐植酸、改性过碳酸钠、改性过氧化尿素、生物活性钙，虾稻共养生态肥按重量份数计：水溶性聚磷酸铵20-50份、氯化钾10-20份、尿素10-25份、活化腐植酸2-10份、改性过碳酸钠1-10份，改性过氧化尿素1-10份、生物活性钙1-5份。
2.如权利要求1所述的虾稻共养生态肥，其特征在于，所述的虾稻共养生态肥按重量份数计包括以下各组分：水溶性聚磷酸铵40份、氯化钾15份、尿素15份、活化腐植酸5份、改性过碳酸钠5份，改性过氧化尿素5份、生物活性钙3份。
3.根据权利要求2所述的虾稻共养生态肥，其特征在于，所述的水溶性聚磷酸铵为浓缩湿法磷酸和氨气在管式反应器中制得，聚合度n=2-18。
4.根据权利要求2所述的虾稻共养生态肥，其特征在于，所述的活化腐植酸为尿素和硫酸铵改性活化矿源腐植酸所得到的活化腐植酸；所述活化腐植酸制备方法为：将质量配比为尿素、水、硫酸铵混合后加入熔融罐中，加热至90~130℃进行熔化，得到熔融的尿素硫铵混合液；接着将尿素硫铵混合液导入到反应罐中，加入腐植酸，在80℃-110℃条件下搅拌反应10-30分钟得到活化腐植酸。
5.根据权利要求4所述的虾稻共养生态肥，其特征在于，尿素：水：硫酸铵：腐植酸的质量配比为=1：0.03-0.05：0.1-0.2：0.4-0.6。
6.根据权利要求2所述的虾稻共养生态肥，其特征在于：所述的改性过碳酸钠为聚二甲基硅氧烷和三硅氧烷聚氧乙烯醚混合液涂布包裹的过碳酸钠粉末或颗粒；制备方法为：将聚二甲基硅氧烷和三硅氧烷聚氧乙烯醚混合制成硅液，接着将过碳酸钠与混合硅液混合后进行涂布包膜，得到改性过碳酸钠粉末或颗粒。
7.根据权利要求6所述的虾稻共养生态肥，其特征在于：聚二甲基硅氧烷和三硅氧烷聚氧乙烯醚的质量配比为1:0.8-1.2；过碳酸钠与混合硅液的质量比为1：0.01-0.05。
8.根据权利要求1所述的虾稻共养生态肥，其特征在于：所述的改性过氧化尿素为脲甲醛溶液包裹的过氧化尿素粉末或颗粒；制备方法为：将按质量配比过氧化尿素：脲甲醛溶液=1：0.01-0.05进行涂布包膜，得到改性过氧化尿素粉末或颗粒。
9.根据权利要求1所述的虾稻共养生态肥，其特征在于：所述的生物活性钙为海洋贝类动物壳经加工糖醇化处理得到的生物活性钙；制备方法为：将海洋贝类动物壳经过研磨得到80目以上的钙粉，然后钙粉与糖醇充分螯合活化得到所述的生物活性钙。
10.根据权利要求9所述的虾稻共养生态肥，其特征在于：钙粉：糖醇的质量比为1:1-3。
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