一种黄瓜控释保水育苗培养基及其制备方法

专利名称：一种黄瓜控释保水育苗培养基及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种黄瓜控释保水育苗培养基及其制备方法。
背景技术：
黄瓜是重要的蔬菜作物之一，生产中为延长生长季节，提高复种指数，常采用 育苗移栽方式，以菜园土、草炭、菇渣、秸秆、蛭石、珍珠岩等为育苗基质，培育 适龄壮苗。
氮肥的大量施用是黄瓜幼苗移栽后大田管理中普遍存在的问题，设栽培条件
下，平均化肥氮施用量为1782kg/hm2，是大棚黄瓜推荐量的2 6倍，氮肥的过量 施用尤为突出。黄瓜生育前期对氮素的需求数量不大，但要求强度较高。为满足黄 瓜生育前期对高强度氮素的需求，传统用肥习惯中，田间生育前期氮肥的分配比例 较大， 一次性基肥氮素投入量占全生育期氮素总用量的30 50%。大量的氮肥投入 及黄瓜生育前期的频繁灌水，造成氮素的严重流失，不仅增加了生产成本，降低了 养分利用效率，而且污染了环境。据研究，日光温室黄瓜定植后35天内，氮损失 占总氮损失的41 52%。黄瓜生育前期的氮素损失不容忽视。
21世纪初，中国农业大学将国际上先进的养分资源综合管理理念引入蔬菜栽培 体系，利用KNS系统、N-EXPERT系统及PSNT技术等对黄瓜等蔬菜作物的氮肥 施用技术进行了优化，降低氮素施用量近40%，有效减少了作物生育中后期的氮素 损失，但对降低前期的氮损失效果不显著。
根际施肥是调控作物根际微域环境养分状况的重要措施，不仅可以改善根际养 分的供应状况，还可调节根系生长，提高养分的生物有效性，提高养分利用率。在 作物生育前期进行根际调控，可能是降低前期损失，提高氮素利用率的关键。但传 统意义上的根际施肥，如施用种肥、片状或球状等根际肥，肥料用量过多，会出现 "烧苗"现象，用量过少，难以做到作物前期氮素高强度的连续供应，尤其对育苗 移栽的作物，常规的根际调控方法更加难以实现。作物生育前期的氮素根际调控， 迫切需要根际肥料本身及施肥技术上的突破。 ，
包膜控释肥料的研制开始于二十世纪80年代，近年，其研制和开发出现迅猛 的趋势。控释肥料可缓慢释放养分，其养分释放曲线与作物的养分吸收规律具有较
好吻合性。控释肥料的施用可以减少氮素的施用量，提高氮素利用率，从而降低氮 素向环境中淋失的风险，提高作物产量和品质。控释肥料的出现为氮素的根际调控 提供了可能性。
中国专利(10085342.8) (2007)特许公开了一种瓜菜育苗基质，由发酵牛粪、 泥炭、蛭石、珍珠岩和氮磷钾复合肥按比例复配而成，其速效氮源由0.2%添加量 的氮磷钾复合肥提供，发酵牛粪、泥炭也可提供部分氮素，但氮素含量较低，育苗 移栽时，该基质不足以携带高浓度的氮素满足瓜类作物生育前期的氮需求，不能有 效减少作物生育前期的氮素施用量，降低生育前期的氮素损失，提高养分利用率。

发明内容
本发明的目的是提供一种黄瓜控释保水育苗培养基及其制备方法。 本发明所提供的黄瓜育苗培养基，由载体、聚酯包膜控释复合肥和保水剂组成； 所述载体为常用的育苗基质，如菜园土、泥炭、草炭、菇渣、秸秆、蛭石、珍珠岩
等，配比具体可为蛭石和草炭按体积比i : i混合，泥炭和蛭石按体积比2 : i混合， 或泥炭、蛭石和珍珠岩按体积比2 : i : i混合等；所述聚酯包膜控释复合肥的肥芯 为三元复合肥，包膜材料为聚酯，所述聚酯包膜控释复合肥由下述i )和ii)组成 所述i)为养分含量按n : p2o5: k2o质量比计为19 : io : ii，释放期为40 60 天的聚酯包膜控释复合肥，所述ii)为养分含量按n:p2o5:k2o质量比计为 13 : 15 : 14，释放期为100 120天的聚酯包膜控释复合肥，所述i)与ii)的质 量比为(3.0-3.4) : (7.4-8.2);所述载体与所述聚酯包膜控释复合肥的配比为每 立方米所述载体加入所述聚酯包膜控释复合肥10. 4 11. 6kg;所述载体与所述保水 剂的配比为每立方米所述载体加入所述保水剂1. 5 2. 5kg。
所述育苗培养基中，以质量百分数计(干基)含n0.55 0.61x， p2o50.51 0.56%, k20 0.49 0.53%， n : p205 : k2o=1.00 : 0.90 0.93 : 0.88 0.90。
所述保水剂具体可为丙烯酰胺和丙烯酸钾交联共聚物，该保水剂属吸水性土壤 调理剂。
所述聚酯包膜控释复合肥的肥芯中的氮源可为尿素、碳酸氢铵和硫酸铵中的一 种或其任意组合；磷源可为磷酸一铵、磷酸二铵、过磷酸钙、重过磷酸钙和钙镁磷
肥中的一种或其任意组合；钾源可为硫酸钾或氯化钾，优选为硫酸钾。
本发明所提供的制备黄瓜育苗培养基的方法，是将育苗基质载体过3 5mm筛， 收集能通过筛孔的部分，然后加入聚酯包膜控释复合肥和保水剂，混匀，得到所述
育苗培养基，其中，所述聚酯包膜控释复合肥的肥芯为三元复合肥，包膜材料为聚 酯，所述聚酯包膜控释复合肥由下述I )和II)组成所述I )为养分含量按
n : pa : k2o质量比计为19 : 10 : 11，释放期为40 60天的聚酯包膜控释复合肥， 所述II)为养分含量按n : p2o5: &0质量比计为13: 15: 14，释放期为ioo i20
天的聚酯包膜控释复合肥，所述I)与II)的质量比为(3.0-3.4) : (7.4-8.2); 所述载体与所述聚酯包膜控释复合肥的配比为每立方米所述载体加入所述聚酯包 膜控释复合肥10. 4 11. 6kg;所述载体与所述保水剂的配比为每立方米所述载体加 入所述保水剂1. 5 2. 5kg。
所述保水剂具体可为丙烯酰胺和丙烯酸钾交联共聚物，该吸水剂属吸水性土壤 调理剂。
所述聚酯包膜控释复合肥的肥芯中的氮源可为尿素、碳酸氢铵和硫酸铵中的一 种或其任意组合；磷源可为磷酸一铵、磷酸二铵、过磷酸钙、重过磷酸药和钙镁磷 肥中的一种或其任意组合；钾源可为硫酸钾或氯化钾，优选为硫酸钾。
本发明针对黄瓜移栽后，大田管理中氮肥施用量大，尤其黄瓜生育前期氮肥的
分配比例大，氮素流失严重的问题，根据黄瓜生育前期的养分需求特点、黄瓜传统
施肥模式及控释复合肥养分释放规律，以常用的育苗基质为载体，聚酯包膜控释复
合肥为养分供应主体，加入一定量保水剂，使养分供应与黄瓜生育前期的养分需求
同步，同时改善黄瓜生育前期的水分条件，以此设计、制备的黄瓜育苗培养基。 本发明具有以下优点
1) 添加了两种释放期不同的聚酯包膜控释复合肥，育苗期控释养分的释放量 可满足黄瓜幼苗的养分需求，形成健壮幼苗，移栽后，还可携带部分控释养分进入 大田，在减少大田生育前期养分用量的前提下，保证黄瓜根际较高的氮浓度，解决 了前期施肥过量的氮素严重流失问题；
2) 育苗培养基中含no. 55 0. 61%， pa 0. 51 0. 56%， k20 0. 49 0, 53% (质 量百分数，以干基计)，n : pa : k20=1. 00 : 0. 90 0. 93 : o. 88 0. 90，由两种释 放期不同的聚酯包膜控释复合肥提供，由于各养分通过包膜微孔的释放规律不同， 该养分比例可满足黄瓜育苗期的需求，实现苗期氮、磷、钾的平衡供应；
3) 添加了一定量的保水剂，对改善黄瓜生育前期的水分条件，降低灌溉量， 减少氮素流失，保护生态环境具有一定作用；
4) 育苗培养基中加入少量控释肥料，可减少大田生育前期50% 70%的氮肥
用量，且为一成品基质，使用方便，有益于农民省工、省时、增产、增收。
本发明将不同养分的控释技术和黄瓜的田间养分资源综合管理技术物化为育 苗培养基，达到了氮素缓急相济、磷钾平衡供应的目的，在"不烧苗"的前提下， 实现带肥移栽，减少黄瓜生育前期的氮肥用量，降低氮素向环境中的排放，提高氮 素利用率，为黄瓜育苗提供了省时、省工、安全、环保且节省投资的专用基质，具
有较高的实际应用价值，市场前景广阔。
具体实施例方式
实施例l、黄瓜控释保水育苗培养基的制备
1) 育苗培养基各组分的确定
根据黄瓜常用育苗基质，确定体积比为i : i的蛭石和草炭，混合后作为控释 保水育苗培养基的基质载体。依据黄瓜育苗期、田间生育前期及全生育期的时间长 短及聚酯包膜控释复合肥在水、基质中的养分释放规律，确定养分分别由释放期为
40 60天和100 120天的聚酯包膜控释复合肥提供。由不同控释肥用量试验，确 定黄瓜幼苗正常生长的最佳根际氮浓度及最大、安全控释养分施用量；按释放期为 40 60天的聚酯包膜复合肥中50%的氮素及释放期为100 120天的聚酯包膜控释 复合肥中10%的氮素，以60X的氮素利用率满足黄瓜育苗期50mg/株的氮素需求， 计算两种控释复合肥的配比及基质移栽控释养分携带量；根据黄瓜生育大田生育前
期的需氮量、土壤供氮量、基质移栽控释养分携带量确定田间管理前期基肥施用量 为50kg/hm2。根据黄瓜生育前期的氮、磷、钾吸收比例及控释复合肥氮磷钾的释放
规律，确定培养基中养分的质量比为n : p2o5: k2o=i.oo : 0.92 : 0.89。
2) 育苗培养基的制备方法
将蛭石、草炭按体积比1 : 1混和，过3 5mm筛，收集能通过筛孔的部分， 制备均匀的育苗基质载体。量取上述混合基质载体lm3。称取含水量小于8%的聚 酯包膜控释复合肥I与聚酯包膜控释复合肥II的混合物(质量比为3.2:7.8)的 llkg，其中，聚酯包膜控释复合肥I (包膜成分为聚酯，释放期40 60天，养分
含量按n : pa : 1(20质量比计为19 : io : 11，可在首创新型肥料有限公司或金正大
集团购买)，聚酯包膜控释复合肥n (包膜成分为聚酯，释放期ioo i2o天，养 分含量按n : p2o5:1(20质量比计为13: 15: 14，可在首创新型肥料有限公司或金正
大集团购买)，称取颗粒大小在0.3 1.0mm的保水剂(丙烯酰胺和丙烯酸钾交联 共聚物，爱森(中国)絮凝剂有限公司)2kg，混匀，得到控释保水育苗培养基产品，按0.1m3装袋。
实施例2、黄瓜控释保水育苗培养基的效果检测
1) 育苗效果检测
在北京市昌平区北七家镇农业生态园都市绿洲，利用实施例1制备的控释保水 育苗基质进行育苗试验。试验采用9cmX9cm盆钵育苗，每钵基质装载量220ml， 以都市绿洲常规育苗基质为对照(市售成品，主要成分为蛭石、草炭、土，体积比 约为1:1:1，速效氮、速效磷、速效钾的含量分别为474mg/kg、 1192mg/kg、 924 mg/kg)，由技术人员进行相同的育苗管理(除基质外)，育苗期17天。结果表明， 与常规育苗基质相比，利用本发明育苗培养基培育的黄瓜幼苗株高、茎粗分别增加 3 5cm、 0.04 0.10cm，植株移栽期根长、根表面积平均增加51%、 46%，植株最 新展开叶片的SPAD值(叶绿素含量)明显提高。
2) 移栽控释养分携带量检测
在实施例2—1)所述的育苗试验中，育苗移栽时，随机抽取代表性控释保水基 质育苗处理4钵，分别挑出控释肥料颗粒，用去离子水洗净包膜表面，测定控释养 分残留量(即移栽携带控释养分量)。具体测定方法如下将挑出并洗净的包膜控 释复合肥研磨，用去离子水定容至1000ml，吸取5ml，凯氏定氮法测定氮素残留量； 吸取3ml，加钒钼黄2ml，定容至10ml，比色法测定？205残留量；吸取10ml，定 容至50ml，火焰光度法测定K20残留量。经检测，本发明所述育苗基质移栽期N、 P205、 K20残留量的分别为147 175、 164 199、 165 207mg/钵。符合黄瓜育苗 移栽的养分携带设计要求。
3) 移栽后大田效果检测
在北京市昌平区北七家镇农业生态园都市绿洲，在连续4年未施氮肥的黄瓜连 作试验区，利用实施例2_1)所述的育苗试验中的控释保水培养基及常规基质培育 的黄瓜幼苗分别进行田间对比试验效果验证，小区面积6.6m2，重复3次。常规基 质培育的黄瓜幼苗，按传统氮肥管理模式，前期基肥施用量为250kg (N) /hm2;控 释保水基质培育的黄瓜幼苗前期基肥用量50kg (N) /hm2。结果表明，控释保水基 质培育的幼苗在基肥减少200kg (N) /hn^的情况下，植株生长状况明显优于常规 育苗传统氮素处理，根瓜结瓜位平均下降l个节位，提前收获3 7天，产量明显 提高，初瓜期(釆摘期20天)产量平均比常规育苗传统氮素处理高3000kg/hm2， 初瓜至盛瓜期(采摘期70天)产量平均比常规育苗传统氮素处理高4600kg/hm2。
证明本发明的育苗基质可显著降低前期氮肥用量，提高前期产量，具有较高的经济、 社会、生态效益。
权利要求
1.一种黄瓜育苗培养基，由载体、聚酯包膜控释复合肥和保水剂组成；所述载体为育苗基质；所述聚酯包膜控释复合肥的肥芯为三元复合肥，包膜材料为聚酯，所述聚酯包膜控释复合肥由下述I)和II)组成所述I)为养分含量按N∶P2O5∶K2O质量比计为19∶10∶11，释放期为40～60天的聚酯包膜控释复合肥，所述II)为养分含量按N∶P2O5∶K2O质量比计为13∶15∶14，释放期为100～120天的聚酯包膜控释复合肥，所述I)与II)的质量比为(3.0-3.4)∶(7.4-8.2)；所述载体与所述聚酯包膜控释复合肥的配比为每立方米所述载体加入所述聚酯包膜控释复合肥10.4～11.6kg；所述载体与所述保水剂的配比为每立方米所述载体加入所述保水剂1.5～2.5kg。
2、 根据权利要求1所述的育苗培养基，其特征在于所述保水剂为丙烯酰胺 和丙烯酸钾交联共聚物。
3、 根据权利要求1所述的育苗培养基，其特征在于所述聚酯包膜控释复合肥肥芯中的氮源为尿素、碳酸氢铵和硫酸铵中的一种或其任意组合。
4、 根据权利要求1所述的育苗培养基，其特征在于所述聚酯包膜控释复合肥肥芯中的磷源为磷酸一铵、磷酸二铵、过磷酸钙、重过磷酸钙和钙镁磷肥中的一 种或其任意组合。
5、 根据权利要求1所述的育苗培养基，其特征在于所述聚酯包膜控释复合 肥的肥芯中的钾源为硫酸钾或氯化钾。
6、 根据权利要求5所述的育苗培养基，其特征在于所述聚酯包膜控释复合 肥的肥芯中的钾源为硫酸钾。
7、 一种制备权利要求1-6中任一所述的育苗培养基的方法，将育苗基质过3 5mm筛，收集能通过筛孔的部分，然后加入权利要求1-6中任一所述的聚酯包膜控 释复合肥和保水剂，混匀，得到所述育苗培养基。
全文摘要
本发明公开了一种黄瓜育苗培养基及其制备方法。该育苗培养基由载体、聚酯包膜控释复合肥和保水剂组成；所述聚酯包膜控释复合肥由下述I)和II)组成I)为养分含量按N∶P₂O₅∶K₂O质量比计为19∶10∶11，释放期为40～60天的聚酯包膜控释复合肥，II)为养分含量按N∶P₂O₅∶K₂O质量比计为13∶15∶14，释放期为100～120天的聚酯包膜控释复合肥，所述I)与II)的质量比为(3.0-3.4)∶(7.4-8.2)；载体与聚酯包膜控释复合肥的配比为每立方米载体加入聚酯包膜控释复合肥10.4～11.6kg；载体与保水剂的配比为每立方米载体加入保水剂1.5～2.5kg。本发明的黄瓜育苗培养基可减少黄瓜生育前期的氮肥用量，降低氮素向环境中的排放，提高氮素利用率，具有较高的经济、社会、生态效益。
文档编号C05G3/00GK101367688SQ200810222788
公开日2009年2月18日 申请日期2008年9月25日 优先权日2008年9月25日
发明者司东霞, 崔振岭, 张福锁, 胡树文, 陈新平 申请人:中国农业大学