专利名称：一种促根缓释型高效双季稻专用肥及其制备方法
技术领域：
本发明专利涉及一种通过在肥料中添加复合增效剂，达到促进水稻根系生长与延缓肥料养分释放协同进行，并有效提高养分利用率的促根一缓释型高效双季稻专用肥的制备及其使用方法，主要应用于南方双季稻大田生产，属于肥料生产与应用领域。
背景技术：
水稻是我国最重要的粮食作物之一，在中国粮食生产中具有重要的战略地位。据统计，我国水稻面积约占粮食作物总面积的四％，总产占全国粮食总产的44%，其中双季稻占全国水稻种植面积的25%以上，主要集中在江西、湖南、广东、广西等4省区。水稻也是需肥量最多的作物之一，我国每年由于追求产量施入大量肥料，但每季稻的养分利用率较低，据统计，近几年我国每季稻的氮肥利用率仅为25%-35%，磷肥利用率仅为10%-20%、钾肥利用率为30%-50%。肥料利用率不高，不仅造成了巨大的能源和资料浪费，而且增加了水稻生产成本，污染了生态环境。提高肥料利用率不仅是保证水稻稳产高产的重要措施，而且也是保护生态环境的迫切需要。水稻产量和肥料利用率的提高与肥料养分供给时间和促进根系生长有着至关重要的关系。目前常用的普通水稻专用肥由于缓释效果极差，养分利用率的提高较为有限。现有缓控释效果较好的硫包膜和树脂包膜肥料，由于存在对土壤环境造成潜在污染，成本高昂，生产不灵活和方便，与现有生产技术和设备兼容性差等问题，难以实现可持续发展和在已有复合肥工艺基础上大规模生产、应用。因此，研制一种既能促进水稻根系生长，又能延缓肥料养分释放，进而能有效提高肥料利用率的高效水稻专用肥显得尤为重要和迫切。通过在肥料中添加增效剂达到节本增效、生态环保是目前肥料研究中有效措施之一。美国在上个世纪30年代和50年代分别开展了脲酶抑制剂和硝化抑制剂的研究，其中 Nitrapyrin是美国最早商品化并大量使用农作物上的硝化抑制剂。目前国际上研究认为， 效果较好的硝化抑制剂为双氰胺，脲酶抑制剂为醌类和磷酰胺类化合物。中国科学院沈阳应用生态研究所是我国最早开展该方面研究的单位之一，其中研制的新型广谱氮肥长效增效剂“肥隆”是集脲酶抑制、硝化抑制、氨稳定及植物生长刺激素为一体的新型氮肥长效增效剂，为一次基施，在作物整个生长期内不用追肥，延长氮肥肥效，使氮肥的供肥特征与作物对营养的吸收规律趋于同步，达到促进作物生长，提高作物产量，其在水稻上平均增产 10%左右。湖南农业大学公开了一种通过在配方肥中添加稀土、硼砂、氢醌、双氰胺和硅肥， 达到氮肥长效缓释的水稻配方肥增效剂，在水稻上应用结果表明，其增产幅度在7%-12%。综上所述，我国关于氮肥增效剂在水稻上的研制取得了一定的进展，但仍然存在增产效果不稳定，对不同土壤、不同氮源肥料、不同种植制度和不同气候特点等条件下适应性较差的缺点，并且大部分研究集中在氮肥增效剂配方的研制，而关于针对南方双季稻区在增效氮肥的基础上进一步增效磷肥、钾肥和微肥并且协同促进根系生长、有效提高养分利用率的相关肥料生产技术和专利还未见报道。
发明内容
本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的不足之处，提供一种生产工艺简单、生产成本低廉、实用性较强、灵活性较高、有效提高养分利用率和双季稻产量的促根——缓释型高效肥料的制备技术及其使用方法。为了达到以上目的，本发明采用如下技术方案
本发明在大量实验基础上首先提出复合增效剂配方，在氮肥中加入复合增效剂，通过在肥料中添加一种复合增效剂，达到促进水稻根系生长与延缓肥料养分释放协同进行，然后通过在早稻和晚稻上调节复合增效剂的最佳用量，达到促进水稻根系生长与延缓肥料养分释放协同进行，并有效提高养分利用率的目的。第一步，复合增效剂的配制具体配制方法为按重量计硼(B) 3. 4%-3. 8% ；氢醌 (HQ)2%-2. 5% ；双氰胺(DCD)O. 9%_1· 4% ；硅(&02 ) 33%_36% ；聚天冬氨酸(PASP)9%_14% ；腐植酸(HA) 31%-38% ；磷素活化剂9%-12%，混勻后即可。保存在阴凉干燥处，最好是现用现配。其最佳配制方法为按重量计硼砂3. 5% ；氧醌2. 3% ；双氰胺1. 2% ；娃肥35% ；聚天冬氨酸11. 5% ；腐植酸35% ；磷素活化剂11. 5%，混勻后即可。第二步，促根一缓释型高效双季稻专用肥料的制备方法按肥料配方要求称取一定量氮肥与第一步中已配制好的复合增效剂在搅拌机内混合搅拌3-5分钟，如为颗粒尿素，使复合增效剂均勻包覆尿素表面即可，然后静置10分钟左右即得长效缓释氮肥，再将预先按肥料配方称好的磷肥与钾肥加入搅拌机内继续混合5分钟左右即得成品肥料。对于企业生产而言，如果氮肥、磷肥、钾肥和填料为块状或颗粒状，需预先经粉碎机粉碎成粉末状，然后按肥料配方称取一定量氮肥与复合增效剂在搅拌机内混合搅拌5-7 分钟，再将预先按肥料配方称好的粉末状磷肥、钾肥和其它填料加入搅拌机内继续混合5 分钟左右。然后通过传送带进入造粒机内造粒，成粒后的肥料通过干燥和筛分，即得成品肥料。本发明的促根——长效缓释型双季稻专用肥的所述复合增效剂用量，早稻为肥料实物总重量的8%-10%，晚稻为10%-12%。所述氮肥为氯化铵、硫酸铵、硝酸铵、尿素、磷酸一铵、磷酸二铵；磷肥为过磷酸钙、 钙镁磷肥、磷酸一铵、磷酸二铵；钾肥为硫酸钾和氯化钾；硅肥为硅酸钠、硅酸钙。所述促根——缓释型高效双季稻专用肥中氮磷钾养分配方，其特征在于根据南方水稻需肥规律，设计纯养分配方比例为N: P2O5: K20=16-18 8-10 :18_20，其最佳配方比例为 18 8 :20ο本发明的促根——长效缓释型双季稻专用肥的施用方法在泡田后与插秧前期间做基肥一次性施入田中，早稻施肥量为40-45公斤/亩，晚稻施肥量45-50公斤/亩。本发明的促根——缓释型高效双季稻专用肥，主要应用于我国南方，特别是江西、 湖南、湖北、浙江、福建等双季稻地区。本发明的复合增效剂组分中硼砂可在一定程度上抑制脲酶活性，同时，可补充水稻对硼的需求。本发明的复合增效剂组分中氢醌作为脲酶抑制剂具有抑制脲酶的作用，减少因尿素快速水解，造成的氨挥发损失。本发明的复合增效剂组分中双氰胺，是近年来研究较多的一种硝化抑制剂，与其他硝化抑制剂相比，具有较好的水溶性和降解完全性等优点。其主要是延缓和抑制铵态氮向硝态氮转化的进程和作用，减少氮素淋失，提高氮素养分利用率。本发明的复合增效剂组分中聚天冬氨酸是世界上公认的绿色环保型肥料增效剂， 其具有良好的螯合和吸附作用，可以有效强化作物对氮、磷、钾及中微量元素的全面吸收， 提高肥料利用率，增加作物产量，促进根系生长，增强抗逆性。本发明的复合增效剂组分中磷素活化剂可以有效活化土壤中固定态磷，提高土壤中有效磷的含量，促进作物根系生长，提高作物抗性和改良土壤等作用。本发明的复合增效剂组分中腐植酸具有促进根系生长和作物对养分的吸收，延缓养分释放和改良土壤等作用。本发明的复合增效剂组分中硅肥能对水稻产生良好的生理效应，使水稻植株健壮，提高抗病虫害和抗倒伏的能力，上述原料均为市售产品，其中磷酸活化剂由黑龙江埃格瑞生物技术有限公司销售；聚天冬氨酸由德赛化工有限公司销售。本发明的原理针对氮素养分易于挥发和淋失，磷钾素养分易于被土壤固定等造成的养分利用率低的问题。本发明通过在肥料中添加聚天冬氨酸、磷素活化剂和腐植酸有效促进根系生长和提高根系活力。同时，添加的聚天冬氨酸和腐植酸可以螯合和吸附氮磷钾和微量元素养分，延缓养分的释放时间。并且在氮素养分释放过程，本发明还通过添加脲酶抑制剂(氢醌、硼和腐植酸)和硝化抑制剂(双氰胺)延缓尿素水解进程和铵态氮向硝态氮转化的时间，使养分再一次被聚天冬氨酸吸收，从而形成完整的吸附-解吸-转化-抑制-再吸附的系统过程，进一步延长氮素养分在土壤中的存在时间。在磷素的释放和固定过程中，本发明通过添加的磷素活化剂，一方面活化肥料中已被土壤固定的磷素，另一方面进一步活化土壤中的磷素，从而有效提高土壤中有效磷的含量和存留时间。本发明的最终目的是促进根系生长和提高根系活力与延长有效养分在土壤中的存留时间之间协同进行， 大幅度提高氮、磷、钾和微量元素养分的利用效率。与其它水稻专用缓控释肥相比较，本发明具有如下优点 1、肥料生产成本低，生态环保
本发明中的促根——缓释型高效双季稻专用肥的复合增效剂添加量仅为普通复合肥总实物重量的8%-12%，添加量较少，仅在目前普通水稻专用复合肥成本的基础上增加 10%-15%，产品廉价，农民易于接受。本发明综合采用的促进根系生长和养分长效缓释协同进行，可以有效减少氨挥发，降低氧化亚氮排放和硝态氮的淋失，保护生态环境和农产品安全，减少温室气体排放，并且所用材料亦不存在难降解问题，对环境零污染。2、促进水稻根系生长与延缓肥料养分释放有机结合，有效提高养分的利用率本发明是在大量实验基础之上提出的促根——缓释型复合增效剂配方和其在肥料中
的添加量。其具体作用是通过在普通肥料中添加适量的聚天冬氨酸、磷素活化剂、腐植酸、 脲酶与硝化抑制剂达到促进根系生长、提高根系活力与延缓氮磷钾和微量元素养分的释放时间之间协同进行，有效增加植物根系对养分的吸收量，最终大幅提高肥料的养分利用率。3、生产灵活，使用方便
本发明中的促根——缓释型高效双季稻专用肥不仅企业可以根据配方进行生产，而且农民也可以根据需要自行配制，并且在生产和配制过程中还可以根据水稻需求灵活添加一些水稻所需要的微量营养元素。
4、技术兼容性强，易于推广
本发明中的促根——缓释型高效双季稻专用肥，企业可以在现有复合肥生产工艺和技术基础上经过简单调整后即可进行生产，无需改进和添置任何设备，有效降低了企业的固定资产投入，间接增加了企业的生产效益和扩大了该技术的应用范围。5、养分配比合理，适合南方的水稻生长
本发明中的促根——缓释型高效双季稻专用肥的氮、磷、钾养分含量和配施比例是根据南方籼稻品种设计的，即每500公斤籼稻，需要吸收氮(N)、磷(P205)、钾(K2O)分别是 10. 5-13. 5公斤、4. 8-5. 2公斤、14-16公斤，氮、磷、钾的比例大体为16-18 :8_10 :18_20，适合南方的双季稻生长。6、增产效果显著，肥料利用率高，经济效益高
本发明中的促根——缓释型高效双季稻专用肥与常规分次施肥和普通水稻专用肥相比较，可有效提高水稻的籽粒产量和肥料利用率。3年不同区域的大田试验结果表明， 本发明的肥料比常规分次施肥和普通水稻专用肥增产9. 09%-14. 04%，其氮、磷和钾养分吸收利用率分别比常规分次施肥和普通水稻专用肥提高7. 38%-13. 45%，5. 1%-10. 96%和 4. 96%-13. 37%。
具体实施例方式自行配制实施例
实施例1
复合增效剂的配制以重量计100公斤，称取硼砂3. 5公斤；氢醌2. 3公斤；双氰胺1. 2 公斤；硅肥35公斤；聚天冬氨酸11. 5公斤；腐植酸35公斤；磷素活化剂11. 5公斤，在小型搅拌机内混勻即可。促根——缓释型高效肥料的制备以重量计取氮肥、磷肥和钾肥总计实物量100 公斤，称取氮肥(以纯N计)18公斤和已配制好的复合增效剂8 - 10公斤在搅拌机内混合搅拌，如为颗粒状尿素，使复合增效剂均勻包覆尿素表面即可，大约3-5分钟，然后静置10 分钟左右即得促根-缓释型高效氮肥，将磷肥(以P2O5计)8公斤和钾肥(以K2O计)20公斤同时加入搅拌机内继续混合3-5分钟即得成品肥料。使用时，在早稻泡田后与移栽前期间将该肥料一次性施入稻田，施用量为40-45公斤/亩。实施例2
复合增效剂的配制以重量计100公斤，称取硼砂3. 5公斤；氢醌2. 3公斤；双氰胺1. 2 公斤；硅肥35公斤；聚天冬氨酸11. 5公斤；腐植酸35公斤；磷素活化剂11. 5公斤，在小型搅拌机内混勻即可。促根——缓释型高效肥料的制备以重量计取氮肥、磷肥和钾肥总计实物量100 公斤，称取氮肥(以纯N计)18公斤和已配制好的复合增效剂10 - 12公斤在搅拌机内混合搅拌，如为颗粒状尿素，使复合增效剂均勻包覆尿素表面即可，大约3-5分钟，然后静置 10分钟左右即得促根-缓释型高效氮肥，将磷肥(以I32O5计)8公斤、钾肥(以K2O计)20公斤同时加入搅拌机内继续混合3-5分钟即得成品肥料。使用时，在晚稻泡田后与移栽前期间将该肥料一次性施入稻田，施用量为45-50公斤/亩。企业生产实施例实施例3
复合增效剂的配制以重量计100公斤，称取硼砂3. 5公斤；氢醌2. 3公斤；双氰胺1. 2 公斤；硅肥35公斤；聚天冬氨酸11. 5公斤；腐植酸35公斤；磷素活化剂11. 5公斤，在小型搅拌机内混勻即可。促根——缓释型高效肥料的制备以重量计取氮肥、磷肥、钾肥、粘结剂和填充物料总计实物量100公斤，对于颗粒状或块状物料，需预先在粉碎机内粉碎为粉末状，称取粉末状氮肥(以纯N计)18公斤和已配制好的复合增效剂8 - 10公斤在搅拌机内混合搅拌大约5-7分钟，再将粉碎后的磷肥(以P2O5计)8公斤、钾肥(以K2O计)20公斤、少量粘结剂和填料同时加入搅拌机内继续混合3-5分钟。然后通过传送带进入造粒机内造粒，成粒后的肥料通过干燥，筛分，即得成品肥料。使用时，在早稻泡田后与移栽前期间将该肥料一次性施入稻田，施用量为40-45公斤/亩。实施例4
复合增效剂的配制以重量计100公斤，称取硼砂3. 5公斤；氢醌2. 3公斤；双氰胺1. 2 公斤；硅肥35公斤；聚天冬氨酸11. 5公斤；腐植酸35公斤；磷素活化剂11. 5公斤，在小型搅拌机内混勻即可。促根——缓释型高效肥料的制备以重量计取氮肥、磷肥、钾肥、粘结剂和填充物料总计实物量100公斤，对于颗粒状或块状物料，需预先在粉碎机内粉碎为粉末状，称取粉末状氮肥(以纯N计)18公斤和已配制好的复合增效剂10 - 12公斤在搅拌机内混合搅拌大约5-7分钟，再将粉碎后的磷肥(以P2O5计)8公斤、钾肥(以K2O计)20公斤、少量粘结剂和填料同时加入搅拌机内继续混合3-5分钟。然后通过传送带进入造粒机内造粒，成粒后的肥料通过干燥，筛分，即得成品肥料。使用时，在晚稻泡田后与移栽前期间将该肥料一次性施入稻田，施用量为45-50公斤/亩。施用效果
水稻大田试验设计试验在等养分量条件下设不施肥、常规分次施肥、普通水稻专用肥、促根——缓释型高效双季稻专用肥4个处理，每个处理重复3次，共12小区，小区面积为30m2，随机区组排列，小区间用田埂分隔开，独立排灌，各小区均采用最优的水分调控技术进行生产管理。成熟期进行取样考种和测定稻草和稻谷实际产量，每个小区单打、单收、 单计产。供试水稻品种早稻为金优458，晚稻品种为926，供试土壤为红壤性水稻土。施肥量和方法普通水稻专用肥和促根——缓释型高效双季稻专用肥的施用量均为早稻40公斤/亩，晚稻为50公斤/亩，上述两种肥料均是在水稻晒田后与移栽前期间作为基肥一次施入。常规分次施肥，早稻施用量为尿素16公斤/亩、过磷酸钙21公斤/亩、 氯化钾14公斤/亩，晚稻施用量为尿素20公斤/亩、过磷酸钙25公斤/亩、氯化钾17公斤/亩，其中磷肥和钾肥做基肥一次性施入，氮肥为50%作基肥，25%作分蘖肥，25%作幼穗分化肥，分三次施入。试验结果表1为早稻籽粒和秸秆产量三年平均值，结果表明促根——缓释型高效双季稻专用肥的产量比普通水稻专用肥提高了 12. 68%，比常规分次施肥提高了 9. 09%, 并且均达到了显著性差异水平。促根——缓释型高效双季稻专用肥处理的养分利用率也较普通水稻专用肥和常规分次施肥均有显著提高，其中氮素利用率分别提高11. 57%和 7. 38% ；磷素利用率分别提高7. 79%和5. 1% ；钾素利用率分别提高9. 72%和4. 96%。
表2晚稻籽粒和秸秆产量三年平均值，结果表明促根——缓释型高效双季稻专用肥处理的产量比普通水稻专用肥提高了 14. 04%,比常规分次施肥提高了 10. 67%，并且均达到了显著性差异水平。促根——缓释型高效双季稻专用肥处理的养分利用率也较普通水稻专用肥和常规分次施肥均有显著提高，其中氮素利用率分别提高13. 45%和8. 71% ；磷素利用率分别提高10. 96%和8. 35% ；钾素利用率分别提高13. 37%和11. 2%。
权利要求
1.一种促根——缓释型高效双季稻专用肥，其特征在于在氮肥中加入复合增效剂，通过在肥料中添加一种复合增效剂，达到促进水稻根系生长与延缓肥料养分释放协同进行， 所述复合增效剂，其具体配方为按重量计硼砂(B) 3. 4%-3. 8% ；氢醌(HQ) 2%_2. 5% ；双氰胺 (DCD) 0. 9%-1. 4% ；硅肥(SiO2) 30%-36% ；聚天冬氨酸(PASP) 9%-14% ；腐植酸(HA) 31%-38% ； 磷素活化剂9%-12%，混勻即可。
2.如权利要求1所述的一种促根——缓释型高效双季稻专用肥，其特征在于，所述复合增效剂按重量计硼砂(B) 3. 5% ；氢醌(HQ) 2. 3% ；双氰胺(DCD) 1. 2% ；硅肥(SiO2) 35% ；聚天冬氨酸(PASP) 11. 5% ；腐植酸(HA) 35% ；磷素活化剂11. 5%，混勻即可。
3.一种促根——缓释型高效双季稻专用肥的制备方法，其特征在于按肥料配方称取一定量氮肥与已配制好的复合增效剂在搅拌机内混合搅拌3-5分钟，如为颗粒尿素，使复合增效剂均勻包覆尿素表面即可，然后静置10分钟左右即得促根-缓释型高效氮肥，再将预先按肥料配方称好的磷肥和钾肥同时加入搅拌机内继续混合3-5分钟即得成品肥料。
4.如权利要求3所述一种促根——缓释型高效双季稻专用肥的制备方法，其特征在于按肥料配方称取一定量粉末状氮肥与已配制好的复合增效剂在搅拌机内混合搅拌5-7分钟，再将预先按肥料配方称好的粉末状磷肥、钾肥、微肥和其它填料加入搅拌机内继续混合 3-5分钟，然后通过传送带进入造粒机内造粒，成粒后的肥料通过干燥，筛分，即得成品肥料。
5.如权利要求3所述的一种促根——缓释型高效双季稻专用肥的制备方法，其特征在于所述氮肥为氯化铵、硫酸铵、硝酸铵、尿素、磷酸一铵、磷酸二铵中的一种或几种；磷肥为过磷酸钙、钙镁磷肥、磷酸一铵、磷酸二铵中的一种或几种；钾肥为硫酸钾或氯化钾。
6.如权利要求3所述的一种促根——缓释型高效双季稻专用肥的制备方法，其特征在于，所述氮磷钾养分配方的比例为N: P205 K20=16-18 8-10 :18_20，其最佳配方比例为18 8 :20。
全文摘要
本发明公开了一种促根——缓释型高效双季稻专用肥及其制备和使用方法，是先将氮肥与复合增效剂在搅拌机内混合搅拌3-5分钟，即得促根——缓释型高效氮肥，然后再与磷肥和钾肥继续混合5分钟左右即得成品肥料。所述复合增效剂是按重量计硼砂(B)3.4%-3.8%；氢醌(HQ)2%-2.5%；双氰胺(DCD)0.9%-1.4%；硅肥(SiO2)33%-36%；聚天冬氨酸(PASP)9%-14%；腐植酸(HA)31%-38%；磷素活化剂9%-12%，混匀后即可。本发明成品肥料在泡田后与插秧前期间作基肥一次性施入，后期不需要追肥，早稻用量为40-45公斤/亩，晚稻施肥量50-55公斤/亩。本发明具有促进根系生长与延缓养分释放双重作用，可以大幅提高养分利用率和水稻产量，生产和使用简便、技术兼容性强、成本低廉、环境友好等优点。
文档编号C05G3/00GK102153416SQ20111012539
公开日2011年8月17日 申请日期2011年5月16日 优先权日2011年5月16日
发明者侯红乾, 冀建华, 冯兆滨, 刘光荣, 刘益仁, 刘秀梅, 李瑶, 李菊芳, 杨成春 申请人:江西省农业科学院土壤肥料与资源环境研究所