CN1291949C - 抗盐多元素滴灌肥料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

抗盐多元素滴灌肥料，属于农用肥料技术领域。组分为：磷酸二氢钾，尿素，氯化钾，亚硒酸钠，硅酸钠，硫酸镁，氯化锌，氯化亚铁，氯化锰，硼酸、氯化钙，复合螯合剂，酸度调节剂，氯化铵；晶核物质是氯化铵与氯化钾2∶1的混合物，占上述各组分总量的5%重量百分比。各组份混合后进行螯合反应，再经浓缩结晶、冷却结晶、粉碎可得产品。该肥料能迅速溶解于水，可配合滴灌供水时加入，实现水肥耦合，可将滴灌洗盐控盐和肥料的抗盐效果有机结合起来，实现盐渍土改良利用的目的，同时营养全面，能够替代其它肥料独立使用，肥料利用率高，减少了环境污染。

Description

抗盐多元素滴灌肥料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种抗盐多元素滴灌肥料及其制备方法，属于农用肥料技术领域。

背景技术

土壤盐渍化是一个世界性的资源问题和生态问题。据统计，全球有各种盐渍土约9.5亿公顷，占全球陆地面积的10％，广泛分布于100多个国家和地区。而且，由于土壤的次生盐渍化，全球盐渍化面积还在迅速增加。土壤盐渍化的发展，带来了严重的经济损失和生态危害。来自世界粮农组织和教科文组织的统计表明，全世界灌溉土地约有一半不同程度遭受盐渍化危害，每年约有1000万公顷土地因土壤的次生盐渍化而废弃。盐渍化造成的土地荒漠化，仅次于沙漠化和水土流失，成为荒漠化第三大成因和表现形式。

在我国，全国已有16个省区分布有盐渍土81.8万km²，其中包括现代盐渍土约36.93万km²和残余盐渍土约44.87万km²，另外，还有潜在盐渍土约17.33万km²。我国目前正面临着人口剧增，耕地锐减的不可逆转的形势，无论是提高现有耕地的单位面积产量，还是有计划地开垦荒地都必然涉及到盐渍土。盐渍土作为一种土壤资源，在我国迄今为止还有80％左右尚未得到开发利用，因此大面积盐渍荒地的开发利用和灌区土壤盐渍化的防治，是解决21世纪我国16亿人口粮食问题的一条重要途径。

盐渍土的改良利用目前多为工程措施，如暗管排盐等，也有利用滴灌洗盐控盐的农艺措施。但目前还没有将灌溉和肥料技术相结合提高植物抗盐性的综合技术。目前世界上还没有集抗盐和滴灌为一体的肥料问世。本发明产品盐改效果好，能够配合滴灌设备完全替代其它肥料独立使用，将灌溉技术和营养调节有机结合起来，为盐渍土的改良利用开辟了新途径。

迄今为止，经查阅国内、外有关文献未发现有滴灌农艺措施与营养调节相结合实现抗盐作用的肥料。发现有适宜用作喷滴灌的肥料的记载，有用于盐碱地的肥料和植物抗逆肥的记载。参见CN 1298850A“喷滴灌用肥及其生产方法”(申请号99123097.3)、CN1453251A“滴灌用酸性液体肥料及其制备方法”(申请号02117185.8)、CN 1257854A“一种盐碱地用肥料及其生产方法”(申请号99117442.9)和CN 1544397A“植物抗逆肥”(申请号200310113496.5)，前两种肥料适宜于用作喷滴灌，但不具备抗盐的功效，而且肥料中只含有大量元素氮、磷、钾，供给作物的营养不够全面。第三种肥料适用于盐碱地，利用稀土化合物提高作物对盐碱土的适应性，不能配合喷滴灌设备使用。第四种肥料是抗逆肥，提高作物抗盐能力，用于浸种、浸根、移栽树苗浇灌、叶面喷施，但从营养的角度只含有磷、钾两种大量元素和中微量元素，要配合施用其它肥料才能满足作物生长发育的需要。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种抗盐多元素滴灌肥料及其制备方法。

该肥料为固体形态，具有显著提高作物抗盐能力的功效，采用整合技术制备而成，能迅速溶解于水，可配合滴灌供水时加入，实现水肥耦合，可将滴灌洗盐控盐和肥料的抗盐效果有机结合起来，实现盐渍土改良利用的目的，同时营养全面，能够替代其它肥料独立使用，肥料利用率高，减少了环境污染。

本发明的抗盐多元素滴灌肥料是由如下组分组成，均为重量份：

磷酸二氢钾5-30份，尿素10-45份，氯化钾5-20份，亚硒酸钠0.004-0.008份，硅酸钠0.02-0.06，硫酸镁1.0-3.0份，氯化锌0.1-0.3份，氯化亚铁0.3-0.6份，氯化锰0.05-0.2份，硼酸0.2-0.3份，氯化钙1.5-2.5份，复合螯合剂1-3份，酸度调节剂4-6份，氯化铵10-30份，占上述各组分总量的5％重量百分比的晶核物质。所述晶核物质是氯化铵与氯化钾2∶1的混合物。

上述复合螯合剂是二乙三胺五乙酸、乙酸、三聚磷酸钾按重量比1∶1.5-2.0∶0.3-0.5的组合。

上述酸度调节剂是磷酸和柠檬酸按重量比1∶1-2的组合。

本发明的抗盐多元素滴灌肥料的制备方法，包括如下步骤：

1.螯合反应

将水、尿素、复合螯合剂、酸度调节剂、氯化锌、氯化亚铁、氯化锰、氯化钙、硫酸镁、磷酸二氢钾、氯化钾、亚硒酸钠、硅酸钠、硼酸、氯化铵按重量份依次加入到反应釜中，其中水25-30份，边加边搅拌，在添加反应原料的过程中，逐渐升温，但不超过80℃。最后加入消泡剂1-6份，然后封闭反应釜，温度升至110℃-115℃，控制温度恒定，进行螯合反应，反应时间为40-50分钟。在反应过程中反应釜内的压力为1.5-1.8个大气压。

2.浓缩结晶

螯合反应结束后，对反应釜施加0.75-0.85个大气压的负压15-20分钟，除去水分。

3.高压排放

提高反应釜压力至1.2-1.3个大气压，打开出样口，将浆状物释放到槽中。

4.冷却结晶

在上述的浆状物温度降至50℃-60℃时，将晶核物质加入到浆状物中并不断搅拌，晶核物质是氯化铵与氯化钾按重量比2∶1的混合物，晶核物质加入量为各组分总量的5％重量百分比，搅拌均匀，冷却至常温，得固体肥料产品。

5.粉碎包装

将上述固体肥料产品加入粉碎机中破碎、粉碎，再称重包装，分装成粉末状水溶性螯合肥。

上述消泡剂可使用本领域通用产品，如，但不限于，有机硅消泡剂、非硅类消泡剂、FD510消泡剂等产品。

与已有技术相比本发明的优良效果如下：

(1)提高作物抗盐性。肥料中含有利于提高作物耐盐性的有益元素，并实现营养元素的适宜配比，能够显著提高作物的耐盐能力。

(2)迅速溶解于水，配合滴灌设备使用：肥料为固体形态，通过酸度调节剂和螯合剂的加入，使中微量元素以螯合形态存在，彻底解决化学沉淀问题，能迅速溶解于水，溶解后久置无絮凝、无沉淀，能够配合滴灌设备使用。

(3)营养全面，可以完全替代其它肥料独立使用。既含有大量元素(N、P、K)，也含有中微量元素(Ca、Mg、S、B、Mn、Fe、Zn、Cl)，同时还含有有益元素(Se、Si)，形成了多元素复合的肥料。产品总养分含量高于30％。

(4)设备简单，成本低。所用螯合剂和酸度调节剂等添加剂成本低，生产设备简单，易于生产和推广。

(5)无污染。生产过程中，蒸汽溶解于水中，溶液循环使用，无污染物产生。

(6)适应性广。该肥料适用于各种蔬菜、果树和大田作物，适用于高盐土壤和濒海盐渍土，作为滴灌肥料应用。

(7)具有改良利用盐渍土的作用。该产品集抗盐、速溶、全营养于一体，配合滴灌设备，能实现肥料抗盐和滴灌洗盐控盐的双重盐改功效，对于设施栽培中长期施肥造成的高盐土壤和滨海盐渍土的改良，具有开创性的意义。

下面是田间肥效试验情况。

          一、盐分胁迫下抗盐多元素滴灌肥料在番茄上的施用效果

1.试验材料与方法

试验时间：2004年10月-2005年4月

试验地点：青州市谭坊镇韩家庄

供试品种：毛粉802

供试肥料：当地常规肥料品种(45％含量的氮磷钾复合肥)，本发明抗盐多元素滴灌肥料(以下简称抗盐肥)3种，1号养分含量为35％，2号养分含量为40％，3号养分含量45％。

供试土壤：棕壤，大棚棚龄3年，土壤的基本基础肥力见表1。

                           表1  供试土壤的基础肥力

土壤含盐量(％)	PH	有机质(％)	碱解氮(mg/kg)	速效磷(mg/kg)	速效钾(mg/kg)
						0.32	7.12	1.91	93.6	62.5	150.3

2.试验设计

抗盐多元素滴灌肥料做滴灌肥使用。试验设4个处理，3次重复，小区顺序排列，小区面积2.8m×7.5m＝21m²。处理安排如下：

处理1：习惯施肥(养分含量45％的氮磷钾复合肥)，冲施肥，6公斤/亩次；

处理2：抗盐肥1号，滴灌施肥，5.5公斤/亩次；

处理3：抗盐肥2号，滴灌施肥，4.8公斤/亩次；

处理4：抗盐肥3号，滴灌施肥，4.3公斤/亩次。

3.抗盐多元素滴灌肥料对番茄产量的影响

各处理番茄的产量结果见表2。从试验结果可以看出，在高盐分土壤上，与习惯施肥相比，施用抗盐肥1、2、3号增产幅度较大，分别增产48.6％、47.0％、59.0％，其中抗盐肥3号增产最多。

                   表2  不同处理番茄产量

处理编号	处理	小区产量(公斤)	产量(公斤/亩)	增产(％)
					1	习惯施肥	167.3	4310.1	-

2	抗盐肥1号	201.8	6405.4	48.6
					3	抗盐肥2号	199.6	6336.0	47.0
4	抗盐肥3号	215.8	6852.2	59.0

4.抗盐多元素滴灌肥料对番茄品质的影响

                  表3  不同处理番茄的品质分析结果

处理编号	处理	Vc(mg/100g)	还原糖(％)	可溶性固形物(％)	总酸(％)(以柠檬酸计)
						1	习惯施肥	6.28	2.63	4.49	0.26
2	抗盐肥1号	7.86	2.69	4.56	0.26
						3	抗盐肥2号	8.92	3.16	5.01	0.27
4	抗盐肥3号	6.40	2.68	4.74	0.26

取样对番茄的品质进行测定，分析了番茄果实中Vc、还原糖、可溶性固形物和总酸的含量。分析结果见表3，由表3的结果可见，在高盐土壤上，与习惯施肥相比，施用抗盐肥的处理番茄中Vc、还原糖、可溶性固形物的含量均有所升高，对番茄中总酸的含量影响不大。说明抗盐肥的施用对番茄的品质有明显的改善作用。

5.抗盐多元素滴灌肥料对番茄叶片中谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-px)和丙二醛(MDA)含量的影响

随着生物膜理论和自由基伤害学说研究的进展，人们已逐步认识到，GSH-px可降低或消除脂氢过氧化物所产生的自由基对膜的攻击能力，使脂膜不致发生过氧化作用而得到保护。丙二醛是膜脂过氧化作用的中间产物，是衡量膜脂过氧化程度的指标。为探索抗盐肥对番茄耐盐能力的影响，我们取番茄叶片对这两项指标进行分析测试，结果见表4。

              表4  不同处理番茄叶片中GSH-px和MDA含量

处理编号	处理	GSH-px活性(umol/g鲜重·min)	增加(％)	MDA(umol/g鲜重)	降低(％)
						1	习惯施肥	0.367	-	5.47	-
2	抗盐肥1号	0.689	87.7	4.09	25.2
						3	抗盐肥2号	0.594	61.8	4.69	14.2
4	抗盐肥3号	0.628	71.1	4.35	25.7

由表4的测定结果可见，在土壤含盐量0.32％的盐分胁迫下，抗盐肥能够提高番茄叶片中GSH-px的含量，抗盐肥1号、2号、3号分别较对照增加87.7％、61.8％、和71.1％，三个处理的增加幅度均超过了50％。同时抗盐肥三个处理较对照番茄叶片中MDA的含量有不同程度的降低，抗盐肥1号、2号、3号分别较对照降低25.2％、14.2％和25.7％，说明抗盐肥减缓了盐分对番茄的伤害作用，番茄体内的膜脂过氧化作用有所减轻，提高了番茄对盐分胁迫的适应能力。

         二、盐分胁迫下抗盐多元素滴灌肥料在甜瓜上的施用效果

1.试验材料与方法

试验日期：2004年2月-5月

试验地点：山东省海阳县小纪镇

试验土壤：潮棕壤，土壤的基础肥力见表5。

                           表5  供试土壤的基础肥力

土壤含盐量(％)	PH	有机质(％)	碱解氮(mg/kg)	速效磷mg/kg)	速效钾(mg/kg)
						0.34	7.05	1.21	84.5	52.8	123.4

2.试验设计

抗盐多元素滴灌肥料(以下简称抗盐肥)做滴灌肥使用。试验设4个处理，3次重复，小区顺序排列，小区面积21.5m²。处理安排如下：

处理1：习惯施肥(养分含量45％的氮磷钾复合肥)，冲施肥，6公斤/亩次；

处理2：抗盐肥1号，滴灌肥，5.0公斤/亩次；

处理3：抗盐肥2号，滴灌肥，4.4公斤/亩次；

处理4：抗盐肥3号，滴灌肥，3.9公斤/亩次。

3.抗盐多元素滴灌肥料对甜瓜产量的影响

各处理甜瓜的产量结果见表6。从试验结果可以看出，在高盐分土壤上，与习惯施肥相比，抗盐肥1、2、3号三个处理均有增产作用，分别增产10.1％、5.3％、8.2％，其中抗盐肥1号增产最多。说明在盐分胁迫下，抗盐肥对甜瓜有增产作用。

                         表6  各处理甜瓜的产量结果

处理编号	处理	小区产量(公斤)				公斤/公顷	比对照增产
								重复1	重复2	重复3	平均	％
		1	习惯施肥	64.9	75.6		78.7						73.1	40612	0
2	抗盐肥1号					82.0		79.6	80	80.5	44715	10.1
		3	抗盐肥2号	73.7	80.7		76.6						77.0	42780	5.3
4	抗盐肥3号					73.7		79.7	83.7	79.1	43947	8.2

4.抗盐多元素滴灌肥料对甜瓜品质的影响

对不同施肥处理的甜瓜采样分析Vc、还原糖、可溶性固形物和总酸的含量，分析结果见下表7。

                        表7  各处理甜瓜的品质分析结果

处理编号	处理	Vc(mg/100g)	还原糖(％)	可溶性固形物(％)	总酸(％)以柠檬酸计
						1	习惯施肥	22.3	4.79	11.2	0.18
2	抗盐肥1号	23.9	4.81	11.5	0.19
						3	抗盐肥2号	24.3	5.29	12.7	0.18
4	抗盐肥3号	22.2	5.18	11.7	0.19

从试验结果可见，在盐分胁迫下，施用抗盐肥1、2号，甜瓜中V_c含量有所增加，抗盐肥3号对甜瓜中Vc的含量影响不大。抗盐肥1、2、3号对甜瓜中还原糖含量都有所增加，其中抗盐肥2号对甜瓜中还原糖的增加幅度最大。施用3种抗盐肥对甜瓜中的可溶性圆形物的含量均有所增加。抗盐肥的施用对甜瓜酸度没用显著影响。由结果可见，抗盐肥对甜瓜的品质有一定的改善作用。

综上所述，本发明的抗盐多元素滴灌肥料能够提高作物的耐盐性，提高作物对盐渍化土壤的适应性，为高盐土壤和滨海盐渍土的改良利用提供了新途径。同时能够提高果菜等农产品的产量和品质，促进大棚蔬菜、果园喷滴灌技术一体化的发展。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明。

实施例1.组分如下，均为重量份：

磷酸二氢钾20份、尿素25份、氯化钾15份、亚硒酸钠0.007份、硅酸钠0.04份、硫酸镁1.5份、氯化锌0.15份、氯化亚铁0.4份、氯化锰0.1份、硼酸0.3份、氯化钙2.0份、复合螯合剂1份、酸度调节剂5份、氯化铵20份。晶核物质是氯化铵与氯化钾2∶1的混合物，占上述各组分总量的5％重量百分比。其中复合螯合剂的组成为二乙三胺五乙酸、乙酸、三聚磷酸钾按重量比1∶1.5∶0.3组合。其中酸度调节剂的组成为磷酸和柠檬酸按重量比1∶1组合。

制备方法如下：

将原料水、尿素、复合螯合剂、酸度调节剂、氯化锌、氯化亚铁、氯化锰、氯化钙、硫酸镁、磷酸二氢钾、氯化钾、亚硒酸钠、硅酸钠、硼酸、氯化铵按重量份依次加入到反应釜中，其中水30份，边加边搅拌，温度升至60℃，加入有机硅消泡剂4份，然后封闭反应釜，温度升至110℃，压力为1.6-1.8个大气压，保持温度恒定40-50分钟。对反应釜施加0.75-0.85个大气压的负压15分钟。再提高反应釜压力至1.2个大气压，打开出样口，将浆状产物释放到样品槽中。样品冷却至55℃时，加入重量百分比5％的晶核物质，搅拌均匀，冷却后为固体抗盐肥，粉碎，将产品分装。

实施例2.如实施例1所述，所不同的是组分如下，均为重量份：

磷酸二氢钾25份、尿素22份、氯化钾10份、亚硒酸钠0.008份、硅酸钠0.05份、硫酸镁1.8份、氯化锌0.3份、氯化亚铁0.5份、氯化锰0.2份、硼酸0.2份、氯化钙2.5份、复合螯合剂2.0份、酸度调节剂4份、氯化铵25份。晶核物质是氯化铵与氯化钾2∶1的混合物，占上述各组分总量的5％重量百分比。其中复合螯合剂的组成为二乙三胺五乙酸、乙酸、三聚磷酸钾按重量比1∶2∶0.5组合。其中酸度调节剂的组成为磷酸和柠檬酸按重量比1∶1.5组合。

实施例3.如实施例1所述，所不同的是组分如下，均为重量份：

磷酸二氢钾30份、尿素15份、氯化钾12份、亚硒酸钠0.006份、硅酸钠0.06份、硫酸镁2.5份、氯化锌0.2份、氯化亚铁0.5份、氯化锰0.15份、硼酸0.3份、氯化钙2.2份、复合螯合剂3份、酸度调节剂4份、氯化铵30份。晶核物质是氯化铵与氯化钾2∶1的混合物，占上述各组分总量的5％重量百分比。其中复合螯合剂的组成为二乙三胺五乙酸、乙酸、三聚磷酸钾按重量比1∶2∶0.4组合。其中酸度调节剂的组成为磷酸和柠檬酸按重量比1∶1.8组合。

Claims (2)

1.抗盐多元素滴灌肥料，其特征在于是由如下组分组成，均为重量份：

磷酸二氢钾5-30份，尿素10-45份，氯化钾5-20份，亚硒酸钠0.004-0.008份，硅酸钠0.02-0.06，硫酸镁1.0-3.0份，氯化锌0.1-0.3份，氯化亚铁0.3-0.6份，氯化锰0.05-0.2份，硼酸0.2-0.3份，氯化钙1.5-2.5份，复合螯合剂1-3份，酸度调节剂4-6份，氯化铵10-30份，占上述各组分总量的5％重量百分比的晶核物质；

所述晶核物质是氯化铵与氯化钾2∶1的混合物；

所述复合螯合剂是二乙三胺五乙酸、乙酸、三聚磷酸钾按重量比1∶1.5-2.0∶0.3-0.5的组合；

所述酸度调节剂是磷酸和柠檬酸按重量比1∶1-2的组合。

2.权利要求1所述的抗盐多元素滴灌肥料的制备方法，包括如下步骤：

(1)螯合反应

将水、尿素、复合螯合剂、酸度调节剂、氯化锌、氯化亚铁、氯化锰、氯化钙、硫酸镁、磷酸二氢钾、氯化钾、亚硒酸钠、硅酸钠、硼酸、氯化铵按重量份依次加入到反应釜中，其中水25-30份，边加边搅拌，在添加反应原料的过程中，逐渐升温，但不超过80℃；最后加入消泡剂1-6份，然后封闭反应釜，温度升至110℃-115℃，控制温度恒定，进行螯合反应，反应时间为40-50分钟，在反应过程中反应釜内的压力为1.5-1.8个大气压；

(2)浓缩结晶

螯合反应结束后，对反应釜施加0.75-0.85个大气压的负压15-20分钟，除去水分；

(3)高压排放

提高反应釜压力至1.2-1.3个大气压，打开出样口，将浆状物释放到样品槽中；

(4)冷却结晶

在上述的浆状物温度降至50℃-60℃时，将晶核物质加入到浆状物中并不断搅拌，晶核物质是氯化铵与氯化钾按重量比2∶1的混合物，晶核物质加入量为各组分总量的5％重量百分比，搅拌均匀，冷却至常温，得固体肥料产品。