本发明涉及农业技术领域,具体是一种富硒生态缓释肥料及其制备方法。
背景技术：
硒是人体必需的微量元素，是人体中部分抗氧化酶和硒蛋白的重要组成部分。研究表明硒具有多种重要的生理功能，如保护心血管和心肌的健康、抗氧化、防癌抗癌等。人体缺硒会导致如克山病、心脑血管病、癌症、高血压等多种疾病。硒无法在体内生成，人体所需的硒只能从食物中摄取。中国很多地区属于缺硒或低硒地区，全国约三分之二人口存在不同程度的硒摄入量不足。硒虽然不是植物必需的营养元素，但植物是自然界硒生态循环中的关键环节和人体硒的直接来源。利用富硒肥对植物强化硒已被证明是一种安全、低成本、高效方便的富硒手段。
按施肥方式的不同可分为叶面富硒肥和基施富硒肥。缓释富硒肥采用了特殊的方法对硒源进行加工，施用后有效成分缓慢释放出来，延长了肥效释放期，减少有效态硒在土壤中被吸附或固定，从而提高硒的利用率。近年来，新型缓释肥的研究引起广泛关注，肥效较传统肥料明显提高，且减少了由肥料损失而引起的环境污染，具有潜在的生态、经济和社会价值。然而目前富硒缓释肥应用有限，硒元素利用率不高效果不理想，制造过程复杂成本高，造成了富硒缓释肥难以有效的推广利用。
技术实现要素：
针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种富硒生态缓释肥及其制备方法。该肥料有效控制硒元素的释放，显著提高土壤含硒量，改良土壤，提高农作物产量及农作物中硒含量。同时各使用生态环保材料，对土壤环境无污染。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种富硒生态缓释肥料，是由以下重量份的原料制成：氮肥100-150份、磷肥120-160份、钾肥80-120份、中微量元素混合物40-60份、亚硒酸钠5-10份、活性炭-铁氧化物磁性复合吸附材料10-15份、包膜剂20-30份、增效剂3-5份；所述增效剂为聚天门冬氨酸、普鲁兰多糖和黄腐酸钾按照1:2-4:4-6混合而成。
富硒生态缓释肥料，所述中微量元素混合物为钙化合物、镁化合物、硫化合物、硼化合物、铜化合物、铁化合物、锰化合物、钼化合物和锌化合物的任意一种或几种。
所述氮肥为尿素、硝酸铵和碳酸氢铵中的任意一种；所述磷肥为磷酸一铵、磷酸二铵和磷酸二氢钾中的任意一种；所述钾肥是硫酸钾或氯化钾的任意一种。
所述包膜剂为环氧树脂和固化剂，重量比8:2-5，所述固化剂为三乙烯四胺、二乙烯三胺、多乙烯四胺和多乙烯多胺中的任意一种。
本发明还提供一种富硒生态缓释肥料的制备方法，包括以下步骤：
（1）把19.5g硫酸亚铁和18.9g氯化铁溶于500ml去离子水中,加入16.5g椰壳粉末活性炭,磁力搅拌30min,加热溶液至20、40或70℃；快速搅拌下滴加5mol/l氢氧化钠溶液100ml,然后把混合物在100℃水浴中陈化4h；冷却至室温,用去离子水反复洗涤产物；烘箱内102℃-105℃下干燥4h，得到活性炭-铁氧化物磁性复合吸附材料；
（2）按比例称取氮肥、磷肥、钾肥、中微量元素混合物、亚硒酸钠和增效剂，过60目筛，将过筛后的氮肥、磷肥、钾肥、中微量元素混合物、亚硒酸钠和增效剂混合均匀后进入转鼓造粒机通入蒸汽进行滚动增湿造粒得到肥芯颗粒备用；
（3）将环氧树脂加热至80-95℃，按照重量比8:2-5加入所述固化剂，混合均匀，制得包膜液；包膜液降至室温后，将步骤（1）所得活性炭-铁氧化物磁性复合吸附材料加入包膜液并搅拌均匀，得混合包膜液；
（4）将步骤（2）所得肥芯颗粒在60℃、50rmp转速的转鼓中预热20分钟，温度提升至80℃-90℃，反复多次将步骤（3）所得混合包膜液加入到滚动的肥芯颗粒表面，每次加入的包膜液占肥芯颗粒重量的0.5-1%，经固化后制得富硒生态缓释肥料。
优选的，步骤（1）中椰壳粉末活性炭为200目，购自山东冠宝林炭业集团有限公司。
本发明的有益效果：本发明合理使用氮肥、钾肥、磷肥以及中微量元素制备肥芯，为农作物生长提供了全面的营养，使用亚硒酸钠作为硒源为农作物提供硒元素，添加增效剂聚天门冬氨酸、普鲁兰多糖和黄腐酸钾，三者相互配合，可使土壤中的营养元素在各个时期保持较高的有效性，促进农作物对养分的吸收。特别是聚天门冬氨酸带负电荷，大分子的聚天门冬氨酸会对正负离子有一定的吸附作用，与普鲁兰多糖相互作用可促进硒元素被农作物高效的吸收，且其本身是一种无毒的可降解的环境友好型产品。本发明采用化学共沉淀法合成了高比表面积、高吸附性能的磁性活性炭，添加于外层包膜材料中，在提供铁元素的同时，可在养分释放过程中，对营养元素进行吸附缓释，避免亚硒酸盐在不完全吸收状态下对土壤的污染，是安全环保的增硒方式。本发明实现了常规肥料和功能肥料于一体功能，提高硒元素利用率，且制备工艺简单，成本低，减少环境污染。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明，但不限于此。
实施例1
一种富硒生态缓释肥料，是由以下重量份的原料制成：氮肥100份、磷肥120份、钾肥80份、中微量元素混合物40份、亚硒酸钠5份、活性炭-铁氧化物磁性复合吸附材料10份、包膜剂20份、增效剂3份；所述增效剂为聚天门冬氨酸、普鲁兰多糖和黄腐酸钾按照1:2:4混合而成。
富硒生态缓释肥料，所述中微量元素混合物为钙化合物、镁化合物、硫化合物、硼化合物、铜化合物、铁化合物、锰化合物、钼化合物和锌化合物的混合物。
所述氮肥为尿素；所述磷肥为磷酸一铵；所述钾肥是硫酸钾。
所述包膜剂为环氧树脂和固化剂，重量比4:1，所述固化剂为三乙烯四胺。
本发明还提供一种富硒生态缓释肥料的制备方法，包括以下步骤：
（1）把19.5g硫酸亚铁和18.9g氯化铁溶于500ml去离子水中,加入16.5g椰壳粉末活性炭,磁力搅拌30min,加热溶液至20、40或70℃；快速搅拌下滴加5mol/l氢氧化钠溶液100ml,然后把混合物在100℃水浴中陈化4h；冷却至室温,用去离子水反复洗涤产物；烘箱内102℃-105℃下干燥4h，得到活性炭-铁氧化物磁性复合吸附材料；
（2）按比例称取氮肥、磷肥、钾肥、中微量元素混合物、亚硒酸钠和增效剂，过60目筛，将过筛后的氮肥、磷肥、钾肥、中微量元素混合物、亚硒酸钠和增效剂混合均匀后进入转鼓造粒机通入蒸汽进行滚动增湿造粒得到肥芯颗粒备用；
（3）将环氧树脂加热至80℃，按照重量比4:1加入所述固化剂，混合均匀，制得包膜液；包膜液降至室温后，将步骤（1）所得活性炭-铁氧化物磁性复合吸附材料加入包膜液并搅拌均匀，得混合包膜液；
（4）将步骤（2）所得肥芯颗粒在60℃、50rmp转速的转鼓中预热20分钟，温度提升至80℃，反复多次将步骤（3）所得混合包膜液加入到滚动的肥芯颗粒表面，每次加入的包膜液占肥芯颗粒重量的0.5%，经固化后制得富硒生态缓释肥料。
优选的，步骤（1）中椰壳粉末活性炭为200目，购自山东冠宝林炭业集团有限公司。
实施例2
一种富硒生态缓释肥料，是由以下重量份的原料制成：氮肥150份、磷肥160份、钾肥120份、中微量元素混合物60份、亚硒酸钠10份、活性炭-铁氧化物磁性复合吸附材料15份、包膜剂30份、增效剂5份；所述增效剂为聚天门冬氨酸、普鲁兰多糖和黄腐酸钾按照1:4:6混合而成。
富硒生态缓释肥料，所述中微量元素混合物为钙化合物、镁化合物、硼化合物、铜化合物、铁化合物、锰化合物、钼化合物和锌化合物的混合物。
所述氮肥为硝酸铵；所述磷肥为磷酸二铵；所述钾肥是氯化钾。
所述包膜剂为环氧树脂和固化剂，重量比8:5，所述固化剂为二乙烯三胺。
本发明还提供一种富硒生态缓释肥料的制备方法，包括以下步骤：
（1）把19.5g硫酸亚铁和18.9g氯化铁溶于500ml去离子水中,加入16.5g椰壳粉末活性炭,磁力搅拌30min,加热溶液至20、40或70℃；快速搅拌下滴加5mol/l氢氧化钠溶液100ml,然后把混合物在100℃水浴中陈化4h；冷却至室温,用去离子水反复洗涤产物；烘箱内102℃-105℃下干燥4h，得到活性炭-铁氧化物磁性复合吸附材料；
（2）按比例称取氮肥、磷肥、钾肥、中微量元素混合物、亚硒酸钠和增效剂，过60目筛，将过筛后的氮肥、磷肥、钾肥、中微量元素混合物、亚硒酸钠和增效剂混合均匀后进入转鼓造粒机通入蒸汽进行滚动增湿造粒得到肥芯颗粒备用；
（3）将环氧树脂加热至95℃，按照重量比8:5加入所述固化剂，混合均匀，制得包膜液；包膜液降至室温后，将步骤（1）所得活性炭-铁氧化物磁性复合吸附材料加入包膜液并搅拌均匀，得混合包膜液；
（4）将步骤（2）所得肥芯颗粒在60℃、50rmp转速的转鼓中预热20分钟，温度提升至80℃-90℃，反复多次将步骤（3）所得混合包膜液加入到滚动的肥芯颗粒表面，每次加入的包膜液占肥芯颗粒重量的1%，经固化后制得富硒生态缓释肥料。
优选的，步骤（1）中椰壳粉末活性炭为200目，购自山东冠宝林炭业集团有限公司。
实施例3
一种富硒生态缓释肥料，是由以下重量份的原料制成：氮肥120份、磷肥140份、钾肥100份、中微量元素混合物50份、亚硒酸钠8份、活性炭-铁氧化物磁性复合吸附材料13份、包膜剂25份、增效剂4份；所述增效剂为聚天门冬氨酸、普鲁兰多糖和黄腐酸钾按照1:3:5混合而成。
富硒生态缓释肥料，所述中微量元素混合物为钙化合物、镁化合物、锰化合物、钼化合物和锌化合物的混合物。
所述氮肥为尿素；所述磷肥为磷酸二氢钾中的任意一种；所述钾肥是硫酸钾。
所述包膜剂为环氧树脂和固化剂，重量比8:3，所述固化剂为多乙烯四胺。
本发明还提供一种富硒生态缓释肥料的制备方法，包括以下步骤：
（1）把19.5g硫酸亚铁和18.9g氯化铁溶于500ml去离子水中,加入16.5g椰壳粉末活性炭,磁力搅拌30min,加热溶液至20、40或70℃；快速搅拌下滴加5mol/l氢氧化钠溶液100ml,然后把混合物在100℃水浴中陈化4h；冷却至室温,用去离子水反复洗涤产物；烘箱内102℃-105℃下干燥4h，得到活性炭-铁氧化物磁性复合吸附材料；
（2）按比例称取氮肥、磷肥、钾肥、中微量元素混合物、亚硒酸钠和增效剂，过60目筛，将过筛后的氮肥、磷肥、钾肥、中微量元素混合物、亚硒酸钠和增效剂混合均匀后进入转鼓造粒机通入蒸汽进行滚动增湿造粒得到肥芯颗粒备用；
（3）将环氧树脂加热至90℃，按照重量比8:3加入所述固化剂，混合均匀，制得包膜液；包膜液降至室温后，将步骤（1）所得活性炭-铁氧化物磁性复合吸附材料加入包膜液并搅拌均匀，得混合包膜液；
（4）将步骤（2）所得肥芯颗粒在60℃、50rmp转速的转鼓中预热20分钟，温度提升至80℃-90℃，反复多次将步骤（3）所得混合包膜液加入到滚动的肥芯颗粒表面，每次加入的包膜液占肥芯颗粒重量的0.8%，经固化后制得富硒生态缓释肥料。
优选的，步骤（1）中椰壳粉末活性炭为200目，购自山东冠宝林炭业集团有限公司。
对比例1
一种富硒缓释肥料，是由以下重量份的原料制成：氮肥100份、磷肥120份、钾肥80份、中微量元素混合物40份、亚硒酸钠5份、包膜剂20份、增效剂3份；所述增效剂为聚天门冬氨酸、普鲁兰多糖和黄腐酸钾按照1:2:4混合而成。
上述肥料的制备方法中除不含有活性炭-铁氧化物磁性复合吸附材料的制备及添加外，其余同实施例1。
对比例2
一种富硒缓释肥料，是由以下重量份的原料制成：氮肥100份、磷肥120份、钾肥80份、中微量元素混合物40份、亚硒酸钠5份、活性炭-铁氧化物磁性复合吸附材料10份、包膜剂20份。
上述肥料的制备方法中除无增效剂的添加外，其余同实施例1。
肥料应用试验
选择6块土壤性状一致、肥力均匀中等的小麦种植田，随机分成6个试验田，试验田1-3分别施用实施例1-3制备的富硒生态缓释肥，试验田4-5分别施用对比例1-2制备的富硒肥，试验田6为空白对照例，即不施用任何肥料。施肥量10kg/亩，收获期统计硒含量、产量以及出粉率等参数。具体结果如表1所示。
表1富硒生态缓释肥大田肥效试验结果
从上述表1中的结果可以看出，采用本发明肥料处理的1-3组小麦种植无论是产量还是小麦硒含量、蛋白质含量等均显著提高，明显优于其他对比例和空白对照例。这主要是由于本发明的富硒缓释肥各组分协同作用，促进农作物对硒的吸收和利用，改良土壤，提高农作物产量和质量
需要说明的是，上述实施例仅仅是实现本发明的优选方式的部分实施例，而非全部实施例。显然，基于本发明的上述实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其他所有实施例，都应当属于本发明保护的范围。