CN117362127A

CN117362127A - 一种适用于酸性土壤的促根型绿色智能玉米专用肥及其施用方法

Info

Publication number: CN117362127A
Application number: CN202311495371.7A
Authority: CN
Inventors: 申建波; 王茂莹; 罗梦婕; 黄成东; 张福锁; 吕阳
Original assignee: China Agricultural University
Current assignee: China Agricultural University
Priority date: 2023-11-10
Filing date: 2023-11-10
Publication date: 2024-01-09

Abstract

本公开公开了属于肥料技术领域的一种适用于酸性土壤的促根型绿色智能玉米专用肥及其施用方法。所述玉米专用肥按照重量份数计算，包括氮肥、磷肥、钾肥、三者共计71.7‑112.3份；微量元素肥料1.24‑1.91份；碱性矿物0.5‑14.0份；其中，所述氮肥包括铵态氮肥和脲态氮肥。所述玉米专用肥，优化设计复合肥配方和养分配比，满足玉米全生育期养分需求。通过利用铵态氮和脲态氮的特定比例，将玉米根系生物学特性和肥料理化特性相结合，实现“根肥互馈”，提高肥料和土壤养分利用率。同时强化微量元素与大量元素的协同增效作用，增强玉米光合能力，促进结实，减少玉米秃尖，提高产量。充分利用工业副产物作碱性填充料，改良酸性土壤环境，实现矿产资源全量利用。

Description

一种适用于酸性土壤的促根型绿色智能玉米专用肥及其施用方法

技术领域

本公开属于肥料技术领域，尤其涉及一种适用于酸性土壤的促根型绿色智能玉米专用肥及其施用方法。

背景技术

玉米是我国第一大粮食作物。我国农业农村部表示，玉米必须保持较高的国内自给率，以免受制于人。酸性土壤上玉米种植面积约为全国30％左右，主要包括西南山地玉米区和南方丘陵玉米区两大种植区。因此，提高酸性土壤上玉米产量和品质对保障我国粮食安全具有重要意义。

施肥是影响作物产量和品质的关键因素。我国玉米普遍存在过量施肥、养分配比不均衡等现象，其中，南方玉米土壤氮素盈余91kg/hm²为全国最高。此外，酸性土壤pH低，铁铝离子多，磷肥施入土壤后极易被铁铝离子固定形成难溶态磷酸盐；且南方高温多雨，易造成氨挥发和硝态氮淋失，显著降低了土壤和肥料养分利用率，不利于作物吸收利用。

为解决南方酸性土壤和气候导致的养分利用率低等问题，查询到以下方案：

专利CN107141129A公开了一种玉米地酸性土壤改良肥料及其制备方法，其用多种微生物菌剂和有机营养物质等制成的改良肥料虽提高土壤微生物数量和玉米产量，但所需原料种类多，必须采用乳酸菌配合硅酸盐细菌剂，并恒温培养，导致生产成本高，工艺复杂，且缺少足够的大量元素(例如，氮、钾)供给。

专利CN114773112A公开了一种适合酸性土壤的多层包衣缓释复合肥，利用碱性钙镁磷肥作包膜材料，但其肥效期长达6-8个月，不适用于玉米类生育期短(生育期约为3-4个月)的作物，且制备过程繁琐。

专利CN110922259A公开了一种适用于高降雨酸性土壤地区的缓释含镁无机复混肥料，利用白云石粉提供缓效镁营养，通过将成品复合肥粉碎后与白云石粉混匀再造粒的生产方式，重复造粒增加生产成本和能耗，且会降低肥料养分含量。

以上方案为酸性土壤调理肥料或果树、烟草等经济作物专用肥，目前仍缺少适用于酸性土壤的玉米专用肥；且现有专利公开的肥料制备方法多是外源添加多种增效物质或物理包膜，没有充分利用作物本身生长特性。

因此，亟待提出一种针对酸性土壤和气候限制因子以及玉米根系生长特点的绿色智能专用肥料，精准匹配区域土壤-作物-气候特点，满足区域农业生产的差异化需求。同时保证原料简单、工艺简单、生产能耗低、能发挥玉米生物学潜力以激发肥效。

发明内容

针对现有产品的不足，本公开的目的是提供一种适用于酸性土壤的促根型绿色智能玉米专用肥及其施用方法，用于解决酸性土壤pH低导致的养分固定和高温多雨导致的养分挥发淋失等问题。

为实现上述目的，本公开采用如下技术方案：

一种适用于酸性土壤的促根型绿色智能玉米专用肥，按照重量份数计，

包括氮肥、磷肥、钾肥、三者共计71.7-112.3份；微量元素肥料1.24-1.91份；碱性矿物0.5-14.0份；

其中，N以N元素计，P以P₂O₅计，K以K₂O计，所述玉米专用肥中N、P、K元素的重量比为(20-23)：(8-10)：(8-10)，优选为20：8：8；

所述氮肥包括铵态氮肥和脲态氮肥。

在一些优选地实施方案中，以N元素计，所述铵态氮肥与脲态氮肥的质量比为5:5-7:3。

在一些优选地实施方案中，所述铵态氮肥选自以下中的任意一种或多种：硫酸铵、磷酸一铵、磷酸二铵；

或

在一些优选地实施方案中，所述脲态氮肥包括尿素。

在一些更优选地实施方案中，按照重量份数计，包括硫酸铵32.7-59.2份，磷酸一铵或磷酸二铵13.1-17.4份，尿素13.0-21.7份，氯化钾12.9-14.0份，微量元素肥料1.24-1.91份，碱性矿物0.5-14.0份。

在一些优选地实施方案中，所述玉米专用肥中N、P、K元素的重量比为20：8：8。

在一些优选地实施方案中，在玉米专用肥总质量中，所述N、P₂O₅和K₂O的总质量为36％。

在一些优选地实施方案中，所述微量元素肥料包括硼肥和/或锌肥；

在一些优选地实施方案中，所述硼肥选自十水硼砂或硼酸中的任意一种或两种；

在一些优选地实施方案中，所述锌肥选自七水硫酸锌或一水硫酸锌中的任意一种或两种。

在一些优选地实施方案中，在所述玉米专用肥总质量中，硼肥为1.18-1.82重量份，所述锌肥为0.06-0.09重量份。

在一些优选地实施方案中，所述碱性矿物选自磷尾矿、黄磷渣中的任意一种或两种。

另外，本公开还提供一种所述的绿色智能玉米专用肥的施用方法，将所述玉米专用肥，基肥施用40-70kg/亩，追肥施用10-20kg/亩。

在一些优选地实施方案中，施肥方式为撒施或条施，条施时基肥距离种子下方5×5cm，追肥距离种子下方10×15cm。

本公开也提供一种所述的绿色智能玉米专用肥的用途，适用于pH 5.5-7的酸性和/或中性土壤，作为基肥和/或追肥使用。

有益效果：

本公开绿色智能玉米专用肥将玉米营养生物学特性和肥料理化特性有机结合，通过“根肥互馈”的级联放大效应，最大化利用肥料和土壤养分。与现有产品和技术相比，本公开具有以下优势：

1、本公开提供的绿色智能玉米专用肥配方根据玉米生长特点及其养分吸收规律，综合考虑南方高温多雨和土壤pH低导致的氮损失率高、磷养分固定及土壤硼含量低等问题，优化设计复合肥配方和养分配比，提高根系鲜重和产量，较常规尿素、过磷酸钙、硫酸钾肥提高了9％左右，满足玉米全生育期养分需求。

2、本公开绿色智能玉米专用肥，利用铵态氮和脲态氮的特定比例，保证前期有铵态氮快速供应充足养分，并大幅度促进玉米侧根生长，增加单位土体的根长密度，有利于玉米吸收获取更多养分；同时有脲态氮逐渐转化提供缓效氮营养。以特定铵脲比实现速缓结合，在匹配玉米营养需求的同时，充分利用其根系生长特点，智能增强“根肥互馈”效应，将玉米根系生物学特性和肥料理化特性相结合，通过“根肥互馈”原理，改良土壤，促进玉米根系生长，增加玉米对养分的吸收利用，较单一形态N肥相比，根长密度提高4-17％、植物吸氮量提高8-28％、地上部干重提高2-5％，肥料和土壤养分利用率提升显著。

3、本公开绿色智能玉米专用肥，根据微量元素对玉米的作用影响及土壤微量元素含量现状，针对性的、适量的添加微量元素硼、锌，强化了微量元素与大量元素的协同增效作用，增强玉米光合能力，促进结实，减少玉米秃尖，提高产量，与不添加微量元素相比，玉米秃尖长度减小25-41％，叶片SPAD值和产量分别增加2-6％和2-10％。。

4、本公开提供的绿色智能玉米专用肥添加了碱性矿物，在提供少量缓效磷和微量元素的同时，其中的碱性矿物可提高土壤pH，较常规尿素、过磷酸钙、硫酸钾肥提高6-8％，改良酸性土壤环境，减少磷养分固定，智能匹配区域土壤环境，适用于pH 5.5-7的酸性和中性土壤；且所述碱性矿物为工业副产物或废弃物，在降低肥料成本的同时实现矿产资源全量利用，推动工业、农业绿色发展。

附图说明

图1为本公开通过转鼓造粒生产的肥料产品照片；

图2为本公开肥料产品在水中不同时间的溶解度。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本公开作进一步的详细说明：

实施例1：玉米专用肥中氮形态配比试验

按表1的成分比例制备玉米专用肥。供试肥料原料为硫酸铵、尿素、磷酸一铵、氯化钾、硼酸、一水硫酸锌、磷尾矿。其中，硫酸铵和磷酸一铵提供铵态氮，尿素提供脲态氮。

表1玉米专用肥成分含量

上述表格所列仅为本公开一种铵脲比5：5的玉米专用肥成分含量。本试验所用其它铵脲比肥料的磷酸一铵、氯化钾、硼酸/一水硫酸锌、磷尾矿份数均与铵脲比5：5肥料相同，其余原料份数有所不同，分别为：(1)铵脲比0：10肥料：硫酸铵0份、尿素40.06份、磷尾矿32.69份；(2)铵脲比3：7肥料：硫酸铵21.08份、尿素30.43份、磷尾矿32.69份；(3)铵脲比7：3肥料：硫酸铵59.17份、尿素13.04份、磷尾矿0.53份。应当注意，本试验中仅铵脲比5：5和7：3肥料符合本公开内容，其原料份数在权要范围之内；而铵脲比0：10和3：7肥料仅为本试验所用，不符合公开内容，原料份数不在权要范围之内。试验共设4个处理，分别为铵态氮:脲态氮＝0:10(T1)、3:7(T2)、5:5(T3)、7:3(T4)。

采用盆栽试验方式，试验土壤取自云南省昆明市晋宁县中谊村，土壤pH 6.32。

每盆装土2kg，施肥量1.5g/kg土，土肥混匀。各处理4次重复，定苗2株/盆，玉米生长40d时收获，分别对植物和土壤进行测定，结果见表2。

表2不同氮形态配比对酸性土壤玉米生长的影响

由表2可见，随铵态氮比例的增加，玉米根长密度先增加后减小，植株吸氮量呈相同变化规律，这说明适当增加铵态氮比例可以促进玉米侧根增生，增加根长密度，并进一步促进植物养分吸收。由于脲态氮在土壤中的转化需要时间，T1、T2处理后期才有较多的无机氮供应，但植株前期吸氮量较少，根系建成不足，导致玉米养分吸收和干物质积累降低；T3、T4处理铵脲配比为(5：5)～(7：3)时，根长密度、植物吸氮量、地上部干重均显著优于其它铵态氮肥：脲态氮肥比例(例如：T1、T2)，既能保证前期充足的养分吸收和根系建成，又能依靠脲态氮的转化提供缓效氮营养，供给后期养分吸收利用，促进玉米地上部生长。

实施例2：玉米专用肥中微量元素添加试验

以硫酸铵、尿素、磷酸一铵、氯化钾、十水硼砂、七水硫酸锌、磷尾矿为原料，按照铵脲比5:5分别制备T1(不加硼锌)、T2(单加硼肥)、T3(单加锌肥)、T4(添加硼锌)的本公开20-8-8玉米专用肥。采用盆栽试验方式，试验土壤及性质同实施例1。以上述4款作供试肥料，施肥量1.5g/kg土，每盆装土20kg，土肥混匀。各处理6次重复，定苗1株/盆，成熟期收获。

由表3可见，与T1不加硼锌处理相比，添加硼肥或锌肥的SPAD值和产量有显著提高，秃尖率显著降低。其中，T4同时添加硼锌处理的玉米各项指标表现最好，其SPAD值和产量较不添加硼锌处理分别提高6.38％和10.05％，秃尖长度降低41.10％。

表3复合肥中添加微量元素对玉米生长的影响

处理	处理内容	抽雄期SPAD值	秃尖cm	产量g/盆
					T1	不加硼锌	47.63bc	1.63c	165.72c
T2	单加硼肥	48.75ab	1.22b	175.52b
					T3	单加锌肥	49.87ab	1.23b	169.18bc
T4	添加硼锌	50.67a	0.96a	182.37a

实施例3：

分别称取硫酸铵41.1份、尿素21.7份、磷酸一铵(N-P₂O₅-K₂O为8-47-0)17.0份、氯化钾13.3份、硼酸1.25份、七水硫酸锌0.09份、磷尾矿5.4份。将以上各原料混合，加适量水至握手成团、松手散开的状态，充分搅拌均匀，挤压造粒，完成铵脲比5:5的适用于酸性土壤的绿色智能玉米专用肥。

实施例4：

分别称取硫酸铵51.8份、尿素13.0份、磷酸二铵(N-P₂O₅-K₂O为18-46-0)17.4份、氯化钾13.3份、十水硼砂1.82份、一水硫酸锌0.06份、磷尾矿2.6份。将以上各原料混合，充分搅拌均匀，采用转鼓造粒，完成铵脲比7:3的适用于酸性土壤的绿色智能玉米专用肥。

由图1可见，本公开提供的配方及原料使肥料成粒均匀，颗粒粒径在2-4mm之间。

由图2可见，本公开绿色智能玉米专用肥在水中10-20min的溶解度达到80％以上，1h内有效养分便能全部溶解释放，仅有少量难溶性填充料残留。肥料溶解度好，能充分供给玉米所需养分，提高养分利用率。

实施例5：绿色智能玉米专用肥田间肥效验证

试验于2023年5月-9月在云南省昆明市寻甸县云南农业大学现代农业教育科研基地进行，土壤pH 6.35。共设3个处理：

(1)CF：当地常规施肥，具体为尿素(N≥46％)、过磷酸钙(P₂O₅≥12％)、硫酸钾(K₂O≥52％)；

(2)GIF1：本公开实施例3提供铵脲比5:5绿色智能玉米专用肥；

(3)GIF2：本公开实施例4提供铵脲比7:3绿色智能玉米专用肥。

CF处理施肥量N-P₂O₅-K₂O 225-75-75kg/hm²；其中，氮肥按照40％、25％、35％分别在基肥、拔节期、大喇叭口期3次施肥，磷钾肥全部基施。GIF1和GIF2处理均施用基肥750kg/hm²，大喇叭口期追肥300kg/hm²。施肥方式为撒施。

由表4可见，本公开绿色智能玉米专用肥处理的土壤pH、玉米根系生物量和产量较常规施肥有显著提高。其中，GIF1处理的根系鲜重和产量较常规施肥分别增加了9.49％和8.58％。说明绿色智能玉米专用肥可改良酸性土壤环境，显著促进玉米根系生长，进而增加养分吸收，提高玉米产量。此外，两个GIF处理的施肥量少，追肥次数少，其肥效仍然高于常规施肥。

表4不同肥料处理对土壤pH和玉米生长影响

处理	土壤pH	根系鲜重g/plant	产量kg/hm²
				CF	6.15c	215.27b	438.95b
GIF1	6.67a	235.71a	476.63a
				GIF2	6.53ab	233.59a	471.95a

Claims

1.一种适用于酸性土壤的促根型绿色智能玉米专用肥，其特征在于，按照重量份数计，

所述氮肥包括铵态氮肥和脲态氮肥。

2.根据权利要求1所述的适用于酸性土壤的促根型绿色智能玉米专用肥，其特征在于，以N元素计，所述铵态氮肥与脲态氮肥的质量比为5:5-7:3。

3.根据权利要求1或2所述的适用于酸性土壤的促根型绿色智能玉米专用肥，其特征在于，所述铵态氮肥选自以下中的任意一种或多种：硫酸铵、磷酸一铵、磷酸二铵；

或

所述脲态氮肥包括尿素。

4.根据前述任一项权利要求所述的适用于酸性土壤的促根型绿色智能玉米专用肥，其特征在于，按照重量份数计，包括硫酸铵32.7-59.2份，磷酸一铵或磷酸二铵13.1-17.4份，尿素13.0-21.7份，氯化钾12.9-14.0份，微量元素肥料1.24-1.91份，碱性矿物0.5-14.0份。

5.根据前述任一项权利要求所述的适用于酸性土壤的促根型绿色智能玉米专用肥，其特征在于，所述玉米专用肥中N、P、K元素的重量比为20：8：8。

6.根据权利要求1所述的适用于酸性土壤的促根型绿色智能玉米专用肥，其特征在于，所述微量元素肥料包括硼肥和/或锌肥；

所述硼肥选自十水硼砂或硼酸中的任意一种或两种；

所述锌肥选自七水硫酸锌或一水硫酸锌中的任意一种或两种。

7.根据权利要求1或6所述的适用于酸性土壤的促根型绿色智能玉米专用肥，其特征在于，在所述玉米专用肥总质量中，硼肥为1.18-1.82重量份，所述锌肥为0.06-0.09重量份。

8.根据权利要求1所述的适用于酸性土壤的促根型绿色智能玉米专用肥，其特征在于，所述碱性矿物选自磷尾矿、黄磷渣中的任意一种或两种。

9.一种权利要求1～8任一项所述的绿色智能玉米专用肥的施用方法，其特征在于，将权利要求1～8任一项所述玉米专用肥，根据土壤地力，基肥施用40-70kg/亩，追肥施用10-20kg/亩。

10.一种权利要求1～8任一项所述的绿色智能玉米专用肥的用途，适用于pH 5.5-7的酸性和/或中性土壤，作为基肥和/或追肥使用。