本发明涉及肥料的工业领域，特别涉及一种增效过磷酸钙包膜肥料的制备方法及应用。
背景技术：
过磷酸钙是我国重要的磷肥品种，随着高浓度磷肥的出现，过磷酸钙的生产、销售均呈下降趋势。出现这种趋势有如下原因：首先，过磷酸钙产品含游离酸1-5％，长期施用过磷酸钙产品易引起土壤酸化、板结、透气性降低。其次，过磷酸钙中的磷酸根离子施入土壤后，很快与土壤中二价或三价金属阳离子发生反应，溶解度下度，有效性降低。另外，过磷酸钙除含磷外，不含氮、钾等营养元素，且不完全水溶，导致过磷酸钙的田间肥效难以充分表现出来。鉴于上述存在的问题，科技工作者在过磷酸钙的改进方面做了大量工作。如中国专利(申请号：201410238984.7)公开了一种改善普通过磷酸钙品质的方法，将普通过磷酸钙与白肥(含磷酸氢二钙)按一定比例混合，降低了普通过磷酸钙中游离酸的含量。中国专利(申请号：201310530367.x)报道了一种粒状过磷酸钙的生产方法，将过磷酸钙制备成粒状，减少了磷酸根与土壤的直接接触面积。中国专利(申请号：cn201410186614.3)公开了一种增效过磷酸钙的制备方法，该专利将过磷酸钙与有机酸、氨基酸等小分子增效剂混合，制备粉状缓释增效过磷酸钙，然后再与悬浮剂、乳化剂混匀，制备成液体缓释增效过磷酸钙。该增效过磷酸钙降低了磷被土壤胶体吸附、固定的机会，增加磷的生物有效性和利用率。上述专利技术对改善普通过磷酸钙品质，提高肥效起到了推动作用，然而，系统解决过磷酸钙产品存在的“酸性”、“易被固定”、“肥效不明显”、“利用低”等问题还需深入研究。
磷是作物根系生长发育的重要元素，土壤中磷的存在形态、含量高低直接影响作物根系生长。有机磷化合物如核苷酸、卵磷脂、微生物生物磷等能明显诱导磷代谢活动相关基因的上调表达，从而提高叶绿素含量(lambersetal.,2011，plantphysiology,156:1058-1066；richardsonandsimpson,2011，plantphysiology,156:989-996)。亚磷酸，是一种农用生物刺激素，既可以为作物提供磷营养(可缓慢氧化为正磷酸)，又可促进作物抗病、提高免疫力。聚磷酸铵具有养分含量高、溶解性好、不易与土壤溶液中的钙、镁、铁、铝等离子反应而使磷酸根失效，且还具有螯合金属离子作用，被广泛应用水溶肥料中。
目前，还没有利用多种磷源特性，制备增效肥料的相关报道。因此，研究开发出成本低、功能强、肥效好、养分利用高的增效肥料产品符合国家肥料减施增效的大政策，是发展方向。
技术实现要素：
鉴于上述存在的问题，本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种增效过磷酸钙包膜肥料。
本发明的另一目的在于提供一种增效过磷酸钙包膜肥料的制备方法。
本发明的再一目的在于提供一种增效过磷酸钙包膜肥料的应用。
本发明的目的通过以下技术路线实现：
一种增效过磷酸钙包膜肥料，由肥芯和包膜层组成。
所述肥芯包括氨化过磷酸钙、大量营养元素、微量营养元素、发酵有机质和固态粘结剂；包膜层由包膜剂、有机磷、聚磷酸铵、亚磷酸、植物生长调节剂、海藻提取物、微生物代谢产物组成。
所述肥芯各组分占包膜肥料的质量比例分别为：氨化过磷酸钙25-65％，大量营养元素10-25％，微量营养元素1-5％，发酵有机质5-40％，固态粘结剂5-15％。
所述包膜层各组分占包膜肥料的质量比例分别为：包膜剂0.5-1.5％，有机磷0.5-4％，聚磷酸铵0.5-4％，亚磷酸0.5-4％，植物生长调节剂0.1-0.5％，海藻提取物1-3％，腐植酸0.1-1％，微生物代谢产物0.1-1％。
所述氨化过磷酸钙方法为：将用硫酸法生产的过磷酸钙，通过1mm筛，取过磷酸钙粉末，均匀放入滚动的滚筒中，不断通入氨水，待物料充分反应后，密封保存24h。其中，过磷酸钙与氨水按质量比为80-100:1-5。
所述发酵有机质为干基鸡粪、黄腐酸钾、糖蜜粉、发酵糠壳中至少两种。
所述大量营养元素为尿素、氯化铵、硝酸铵，氯化钾、硝酸钾等中的至少两种。
所述微量营养元素为硫酸铁、硫酸锰、硫酸铜、硫酸锌、硼砂、钼酸铵中的至少两种。
所述固态粘结剂为羟甲基纤维素、碳酸钙、滑石粉、膨润土中的一种或多种。
所述包膜剂为尿素溶液、醋酸纤维素、腐殖酸溶液中的至少一种。
所述有机磷为磷脂、核苷酸、肌醇中至少一种成分。
所述聚磷酸铵为聚合度为3-10的水溶性磷酸盐。
所述亚磷酸溶液，在亚磷酸溶液中加入少量抗坏血酸；亚磷酸:抗坏血酸按质量比100:1-2，此亚磷酸溶液可以预防疫病，减少农药使用量，提高作物抗逆性。
所述海藻提取物为海带、马尾藻、泡叶藻中的至少一种，利用碱解工艺制备的海藻酸含量为1-10g/l溶液。
所述植物生长调节剂为萘乙酸钠、吲哚丁酸钾、复硝酚钠、da-6、脱落酸中的至少两种。
所述微生物代谢产物为枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌中的至少两种菌的代谢产物。
所述一种增效过磷酸钙包膜肥料的生产方法，包括如下步骤：
(1)过磷酸钙氨化：将普通过磷酸钙，通过1mm筛，得到过磷酸钙小颗粒粉末，均匀放入滚动的滚筒中，转动中不断通入氨水，中和过磷酸钙中过多的游离酸，待物料充分反应后，密封保存24h。
(2)制作肥芯：在氨化过磷酸钙滚筒中，依次加入大量营养元素、微量营养元素、发酵有机质和固态粘结剂，滚动造粒，然后筛分，得到1-4.75mm的颗粒肥芯。
(3)肥芯一次包膜：将颗粒肥芯放入转鼓包膜机中，开启电源，使肥芯在转鼓中充分滚动，利用喷枪往肥芯表面均匀喷洒含有包膜剂、有机磷、聚磷酸铵、亚磷酸的混合溶液，等颗粒表面形成一层均匀的分隔膜后，通风干燥，形成一次包膜。
(4)肥芯二次包膜：待一次包膜层稍微干燥后，再用喷枪喷洒含有植物生长调节剂、海藻提取物、腐植酸和微生物代谢产物的混合物，形成二次包膜，充分干燥后，形成颗粒状增效过磷酸钙包膜肥料。
所述步骤(1)的滚筒造粒机的转速为15-30r/min，含有过磷酸钙氨化装置，蒸汽通入装置。
所述步骤(2)造粒过程需要中不断通入蒸汽，保持造粒物料水分为15-20％，滚筒温度为60-80℃。
所述步骤(3)包膜肥料需在自然条件下晾干。
所述一种增效过磷酸钙包膜肥料在促进农作物根系生长和增产方面的应用时，优选施肥方式为基施和追肥相结合。
本发明的有益效果在于，利用本发明的方法生产的增效过磷酸钙包膜肥料，具有以下明显的特点：
1)普通过磷酸钙产品多为硫酸与磷矿石充分反应制备而成，其游离酸含量比较高，施入土壤后促使根部环境偏酸，造成土壤酸化，影响植物根系生长，进而造成烂根、死根，导致植物枯萎。通过氨化过程，降低肥料酸度，同时补充氮、钾元素，对粉状过磷酸钙进行增效处理，可明显提高其对作物的肥效。
2)本发明生产的包膜肥料，为作物生长同时提供了有机磷、聚磷酸铵、亚磷酸等多种磷源，能明显诱导侧根原基的发生和促进更多根系生长。
3)本发明在普通过磷酸钙中添加发酵鸡粪、糖蜜粉、大量营养元素、微量营养元素和微生物代谢产物，制备成一种“高效、多营养、环保型”肥料，该肥料养分全面，对改土、促生、抗病、改善生态环境，对生产优质农产品和减少环境污染具有重要意义。
4)增效过磷酸钙肥料中含有海藻提取物，能提高根系抗逆性，该肥料集微生物代谢物产的抗逆功能、化学肥料的速效性和有机肥料的长效性于一体，可明显提高作物的养分吸收效率，实现增产提质。试验结果表明，在烟草、玉米、生菜、油菜的肥效试验表明，施用本产品后，作物的生物量、产量及品质均有不同程度的提升。
附图说明
图1是实例1增效过磷酸钙包膜肥料的照片。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的说明，但本发明的实施方式不限于此：
氨化过磷酸钙的制备：将用硫酸法生产的过磷酸钙，通过1mm筛，收集过磷酸钙粉末，均匀放入滚动的滚筒中，转动过程中不断通入氨水，待物料充分反应后，密封保存24h。
海藻提取物的制备：将干海带磨碎成粉状，称取20kg海带粉放入到体积为1.5m3反应釜中，加入10g/l氢氧化钾溶液1000kg，然后在50℃条件下搅拌水解16h，得到海藻提取物溶液，其中海藻酸含量为1-10g/l。
实施例1：
根据作物的养分吸收规律，结合土壤养分含量和权利要求中的优选配比范围，制备1000kg增效过磷酸钙包膜肥料产品具体如下：
(1)过磷酸钙氨化：将硫酸法生产的过磷酸钙，通过1mm筛，取过磷酸钙粉末295kg，均匀放入滚动的滚筒中，转动过程中匀速通入氨水5kg，待物料充分反应后，密封保存24h，即得氨化过磷酸钙300kg。
(2)在步骤(1)中，依次加入尿素50kg、氯化铵100kg、硝酸铵40kg、氯化钾60kg，硫酸铁4kg、硫酸锰4kg、硫酸铜1kg、硫酸锌6kg、硼砂4kg、钼酸铵1kg，发酵鸡粪200kg，糖蜜粉30kg，腐殖酸10kg、羟甲基纤维素30kg、膨润土40kg，滚动造粒，筛分，得到1-4.75mm颗粒，即得肥芯580kg。
(3)取醋酸纤维素溶液20kg、有机磷10kg、聚磷酸铵10kg、亚磷酸20kg，均匀混合，即得60kg的混合溶液i。
(4)取萘乙酸钠1kg、吲哚丁酸钾1kg、复硝酚钠2kg，海藻提取物20kg，腐植酸10kg，枯草芽孢杆菌代谢产物2kg、解淀粉芽孢杆菌代谢产物4kg,自来水20kg，搅拌均匀，即得60kg的混合液ii。
(5)在转鼓包膜机中，将步骤(3)的混合液i，利用喷枪均匀喷洒于步骤(2)中正在滚动的肥芯表面，形成一次包膜，通风晾干，形成包膜物。
(6)将(5)中的包膜物，稍微干燥后，继续使用转鼓包膜机转动，均匀喷洒步骤(4)制备的混合液ii，自然干燥后即得到增效过磷酸钙包膜肥料i，其照片见图1。
实施例2：
(1)过磷酸钙氨化：将硫酸法生产的过磷酸钙，通过1mm筛，取过磷酸钙粉末445kg，均匀放入滚动的滚筒中，转动过程中匀速通入氨水5kg，待物料充分反应后，密封保存24h，即得氨化过磷酸钙450kg。
(2)在步骤(1)中，依次加入尿素60kg、氯化铵80kg、硝酸铵20kg、氯化钾60kg，硫酸铁4kg、硫酸锰4kg、硫酸铜1kg、硫酸锌6kg、硼砂4kg、钼酸铵1kg、发酵鸡粪90kg、糖蜜粉20kg、腐殖酸10kg、羟甲基纤维素30、膨润土40kg，滚动造粒，筛分，得到1-4.75mm颗粒，即得肥芯430kg。
(3)取尿素溶液20kg、有机磷20kg、聚磷酸铵10kg、亚磷酸10kg，均匀混合，即得60kg的混合溶液i。
(4)取萘乙酸钠1kg、吲哚丁酸钾2kg、脱落酸2kg、海藻提取物20kg、腐植酸10kg、枯草芽孢杆菌代谢产物2kg、解淀粉芽孢杆菌代谢产物3kg、自来水20kg，搅拌均匀，即得60kg的混合液ii。
(5)在转鼓包膜机中，将步骤(3)的混合液i，利用喷枪均匀喷洒于步骤(2)中正在滚动的肥芯表面，形成一次包膜，通风晾干，形成包膜物。
(6)将(5)中的包膜物，稍微干燥后，继续使用转鼓包膜机转动，均匀喷洒步骤(4)制备的混合液ii，自然干燥后即得到增效过磷酸钙包膜肥料ii。
实施例3：
(1)过磷酸钙氨化：将硫酸法生产的过磷酸钙，通过1mm筛，取过磷酸钙粉末582kg，均匀放入滚动的滚筒中，转动过程中匀速通入氨水18kg，待物料充分反应后，密封保存24h，即得氨化过磷酸钙600kg。
(2)在步骤(1)中，依次加入尿素30kg、氯化铵40kg、硝酸铵20kg、氯化钾20kg、硫酸铁4kg、硫酸锰4kg、硫酸铜1kg、硫酸锌6kg、硼砂4kg、钼酸铵1kg、发酵鸡粪80kg、糖蜜粉20kg、腐殖酸10kg和膨润土40kg，滚动造粒、筛分，得到1-4.75mm颗粒，即得肥芯280kg。
(3)取尿素溶液20kg、有机磷10kg、聚磷酸铵10kg、亚磷酸20kg，均匀混合，即得60kg的混合溶液i。
(4)取萘乙酸钠1kg、吲哚丁酸钾1kg，脱落酸3kg，海藻提取物30kg，腐植酸10kg，枯草芽孢杆菌代谢产物2kg、解淀粉芽孢杆菌代谢产物3kg,自来水10kg，搅拌均匀，即得60kg的混合液ii。
(5)在转鼓包膜机中，将步骤(3)的混合液i，利用喷枪均匀喷洒于步骤(2)中正在滚动的肥芯表面，形成一次包膜，通风晾干，形成包膜物。
(6)将(5)中的包膜物，稍微干燥后，继续使用转鼓包膜机转动，均匀喷洒步骤(4)制备的混合液ii，自然干燥后即得到增效过磷酸钙包膜肥料iii。
实施例4：增效过磷酸钙包膜肥料对烟草生长及烟叶品质的影响
试验地点：华南农业大学网室。为了验证增效过磷酸钙包膜肥料的产品效果，在盆栽试验条件下，研究了4种处理(普通过磷酸钙、增效过磷酸钙i、增效过磷酸钙ii、增效过磷酸钙iii对烟草生长及烟叶品质的影响。具体方法如下：(1)将四叶一心的烟苗移栽到装有20kg土壤的陶瓷盆中，然后把过磷酸钙肥料分别施入烟株根系周围，施入深度为2-3厘米，施用量为3g/株，每盆1株，每个处理重复3次。(2)烟株还苗后(移栽7天)，施用高氮复合肥(25-5-10)，肥料用量为2g/株，将肥料溶于水后，淋施于烟株根系周围。(3)烟株进入团棵期后(移栽35天)，每株施用复合肥(25-5-10)1g，溶于水后淋施于烟株根层土壤。(4)烟株移栽70天时，收获整个烟株，测定相关指标，数据见表1。结果发现，烟草主根长在4个处理之间没有明显差异，而烟株总根数、根体积及整株生物量在部分处理之间差异显著。其中，比普通过磷酸钙处理相比，增效过磷酸钙i处理的总根数、根体积、生物量增加52.7％、27.3％和30.9％；增效过磷酸钙ii处理的总根数、根体积、生物量分别增加45.0％、18.9％、22.4％和38.8％；增效过磷酸钙iii处理的总根数、根体积、生物量增加了37.5％、12.1％和23.9％。在改善烟叶品质方面：与普通过磷酸钙相比，增效过磷酸钙i、ii、iii处理的烟叶钾吸收分别增加了22.6％、41.8％、48.3％。上述结果表明，在促进烤烟生长方面，增效过磷酸钙肥料产品对烟草生长及烟叶品质的影响明显好于普通过磷酸钙产品，其中，以增效过磷酸钙肥i的效果最好。
表1：不同增效过磷酸钙肥料对烟株生长和烟叶品质的影响
注：同列数据后小写字母不同表示差异达5％显著水平。
实施例5：增效过磷酸钙肥料对玉米生长的影响
试验地点：华南农业大学资环学院。为了验证增效过磷酸钙肥料的效果，在盆栽试验条件下，研究了4种处理(不施肥对照、普通过磷酸钙、增效过磷酸钙i、复合肥(16-7-7)对玉米生长的影响。由表2可知，对于生长40天的玉米植株来说，与不施肥对照相比，普通过磷酸钙、增效过磷酸钙i和复合肥(16-7-7)三种处理的玉米鲜重显著增加，分别比对照增加了40.7％、65.8％、72.7％。与普通过磷酸钙处理相比，增效过磷酸钙i产品和复合肥处理的玉米鲜重分别增加17.8％和23.2％，差异达到极显著水平，表明，过磷酸钙增效产品比普能过磷酸钙具有明显的肥效提升。
表2：增效过磷酸钙肥料对玉米生长的影响
实施例6：增效过磷酸钙肥料对生菜生长与品质的影响
试验地点：华南农业大学网室。为了验证增效过磷酸钙肥料产品的效果，在小区试验条件下，研究了4种处理(不施肥对照、普通过磷酸钙、增效过磷酸钙i、复合肥(16-7-7)对生菜生长及品质的影响。
表3：增效过磷酸钙肥料对生菜产量和品质的影响
注：同列数据后小写字母不同表示差异达5％显著水平
由表3可知，对于生长40天的生菜来说，与不施肥对照相比，普通过磷酸钙处理、增效过磷酸钙i和复合肥(16-7-7)处理的生菜产量分别增加了25.3％、72.2％、89.1％。增效过磷酸钙i处理的生菜产量是普通过磷酸钙处理的137.3％，两处理差异达到显著水平。在提高生菜品质方面，增效过磷酸钙i和复合肥(16-7-7)处理的维生素c含量显著高于不施肥对照，不施肥对照与普通过磷酸钙之间没有明显差异。增效过磷酸钙处理与复合肥(16-7-7)处理之间没有差异。增效过磷酸钙i和复合肥(16-7-7)处理的生菜维生素c含量比不施肥对照分别增加了11.1％和17.5％。
实施例7：增效过磷酸钙肥料对油菜生长的影响
为研究增效过磷酸钙肥料在大田试验条件下的肥效，在湖北省宜昌市宜都油菜试验基地我们开展了增效过磷酸钙的肥效试验，该试验共设置4个处理，分别是：不施肥对照处理、普通过磷酸钙处理、增效过磷酸钙处理和复合肥(16-7-7)处理。每个处理重复3次。油菜品种为鼎上油。上述肥料在油菜移栽时，作基肥一次性施用，施肥量为5g/株，每亩800株，每亩用肥量为40kg。在油菜移栽60天和100天时，分别追施尿素10kg/亩和20kg/亩。管理方式与常规管理相同。油菜植株收获后，测定单株生物量和产量。由表3可知，不同肥料处理下，油菜单株生物量和亩产量差异明显。与不施肥对照相比，普通过磷酸钙处理、增效过磷酸钙处理、复合肥处理的油菜产量分别增加了15.1％、26.1％、32.8％。上述结果表明，增效过磷酸钙肥料可以显著提高油菜的生物量和籽粒产量。
表4：不同肥料对油菜生长与籽粒产量的影响
注：同列数据后小写字母不同表示差异达5％显著水平
上述实施例i为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围。