本发明涉及一种肥料，具体涉及一种适用于水涝条件施用的大量元素水溶性固态肥料。
背景技术：
：水稻是我国重要的农作物之一，水稻种植技术的优劣严重关系到国家经济的发展，而肥料则是水稻种植技术中重要的一环，水稻对于肥料有益元素的种类需求已被人们熟知，但各元素间的搭配比例不同会对于的产生不同的施肥效果，同时肥料的药效还与土壤条件、天气环境等相关，目前随着社会的发展，对于土壤环境的破坏也逐渐加大，目前污染土壤较为严重的当属汞、镉、铅、铬、砷此“五毒”重金属元素，其会通过作物传递到人体内，影响人们的健康；此外，在种植水稻时会经历不同的季节，若碰到阴雨连绵的天气，导致水稻田出现水涝问题，水分相对较多，若碰到炎热的天气，导致水稻田出现旱田现象，水分相对较少，此时同样的肥料施加，起到的效果也不相同，而目前还鲜少见到可有效适用于此现象的水稻肥料出现。技术实现要素：本发明旨在提供一种适用于水涝条件施用的大量元素水溶性固态肥料，具有溶解性好、吸收率高，营养全面的特点，同时还能减小水涝、重金属污染对于水稻的负面影响程度。本发明通过以下技术方案来实现：一种适用于水涝条件施用的大量元素水溶性固态肥料，由如下重量份的物质组成：42~47份尿素、16~20份硫酸钾、20~25份磷酸铵、7~12份磷酸二氢钾、2~4份氯化钙、0.5~2.5份氯化镁、1~3份硫酸锌、0.8~1.5份氯化铜、0.3~1.2份硫酸亚铁、1~1.5份硫酸锰、3~5份硼酸、8~13份乳清粉、7~10份分散剂、4~7份助剂。优选的，由如下重量份的物质组成：44~46份尿素、17~19份硫酸钾、22~24份磷酸铵、9~11份磷酸二氢钾、2.5~3.5份氯化钙、1~2份氯化镁、1.5~2.5份硫酸锌、1~1.3份氯化铜、0.7~1.0份硫酸亚铁、1.2~1.4份硫酸锰、3.5~4.5份硼酸、10~12份乳清粉、8~9份分散剂、5~6份助剂。优选的，由如下重量份的物质组成：45份尿素、18份硫酸钾、23份磷酸铵、10份磷酸二氢钾、3份氯化钙、1.5份氯化镁、2份硫酸锌、1.2份氯化铜、0.9份硫酸亚铁、1.3份硫酸锰、4份硼酸、11份乳清粉、8.5份分散剂、5.5份助剂。进一步的，所述的分散剂由丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、磺甲基聚丙烯酰胺、聚丙烯酰胺中的至少两种组成。进一步的，所述的助剂由聚乙烯基吡咯烷酮、脲醛树脂、卡波姆、氨基硅氧烷中的至少两种组成。一种适用于水涝条件施用的大量元素水溶性固态肥料的制备方法，包括如下步骤：（1）先将乳清粉放入反应釜中，再加入其质量15~20%的稀盐酸溶液，加热保持反应釜的温度为36~40℃，以250~280转/分钟的转速不断搅拌处理5~10min后取出备用；（2）将步骤（1）处理后的乳清粉同尿素、硫酸钾、磷酸铵、磷酸二氢钾、氯化钙、氯化镁、硫酸锌、氯化铜、硫酸亚铁、硫酸锰、硼酸、分散剂、助剂混合放入反应釜中，加热保持温度为55~65℃，提升反应釜内的压力至0.4~0.6MPa，然后以100~120转/分钟的转速搅拌处理40~45min后得混合物备用；（3）将步骤（2）处理后所得的混合物放入冷冻粉碎研磨机中处理，控制处理后的颗粒大小为1000~2000目即可。进一步的，步骤（1）中所述的稀盐酸溶液中盐酸的质量分数为4~6%。进一步的，步骤（3）中所述的冷冻粉碎研磨处理时的冷冻温度为-30~-35℃。水溶性肥料是一种可以溶于水的多元复合肥料，它能迅速的溶解于水中，更容易被农作物吸收，而且吸收利用率相对较高，实现水肥一体化，达到省水省肥省工的效果，是近年来兴起的一种新型肥料。一般而言，水溶性肥料可以含有作物生长所需要的全部营养元素，如氮、磷、钾、钙、镁、硫以及微量元素等。目前，水溶性肥料的制备工艺有物理混配和化学合成两种。物理混配是根据用户要求，使高浓度的肥料按照一定比例，经混合制造成粒，物理混配的水溶肥杂质较多，溶解速度慢，技术含量低。化学合成是在一定的工艺条件下，经化学合成、提取、分离过程而制得，所得产品具有固定的养分含量和比例，溶解性好，但工艺流程复杂，能耗大，生产过程中污染环境等。本发明在肥料中添加了分散剂和助剂，有利于肥料中的粒子快速溶解分散在水中，提升了其与水分子的接触面积，又避免了粒子间相互粘结结块的现象发生；添加的乳清粉不仅能为水稻提供大量的氨基酸，在经过稀盐酸的表面改性处理后还能有效的螯合部分游离的元素，降低了其流失率，使其更易被水稻吸收；在水涝条件下，水稻的根系吸收功能受到影响，此时土壤若还被重金属污染，很容易造成重金属在水稻籽粒中的富集，给人体造成较大的安全隐患，本发明依据水稻的生长特性和元素成分间的相互影响规律，在大量实践的基础上，合理搭配了肥料中的元素成分和比例，在大量元素中合理添加了中微量元素辅助其使用，其中添加的氯化钙可有效提升植物细胞的活性，调节细胞的充水度、粘性、弹性以及渗透性，使细胞维持在正常的生理状态，增强在多水情况下的调节能力，添加的氯化铜、硫酸锰等能增强细胞膜的生长质量，进一步增强其抗逆性，同时为了减弱重金属元素对于植物的迫害，对中微量元素的化合物种类上进行了特定的选择，因为重金属进入土壤后，通过溶解、沉淀、凝聚、络合吸附等各种反应,形成不同的化学形态,并表现出不同的活性，重金属形态是指重金属的价态、化合态、结合态和结构态四个方面,不同的形态所表现出的活性以及对水稻等作物的影响亦不相同，同时相同元素不同的盐类对于同种重金属的不同形态间的影响不相同，添加的硫酸锌和氯化铜能有效的起到与重金属竞争交换吸附点位、同其他元素离子作用引发重金属络合沉淀等作用，有效降低了重金属的有效作用形态的占比，降低了其对于水稻作物的胁迫作用，添加的硫酸亚铁和硫酸锰进一步增强了对重金属的拮抗作用效果。本发明具有如下有益效果：本发明制得的大量元素水溶性肥料溶解性好，溶解速度快，相比传统水溶肥料的溶解速度提升20%以上，且物质的利用率也得到很好提升，添加的氮磷钾元素比例合适，配合中微量元素的添加，能有效的满足水稻在水涝条件下的正常发育，保证了其根系对于营养元素的正常吸收，同时还能有效的降低重金属元素在水稻中的富集程度，保证了产品的安全，此外本发明肥料生产工艺简单，生产过程无污染，能耗低，极具推广使用价值。具体实施方式实施例1一种适用于水涝条件施用的大量元素水溶性固态肥料，由如下重量份的物质组成：42份尿素、16份硫酸钾、20份磷酸铵、7份磷酸二氢钾、2份氯化钙、0.5份氯化镁、1份硫酸锌、0.8份氯化铜、0.3份硫酸亚铁、1份硫酸锰、3份硼酸、8份乳清粉、7份分散剂、4份助剂。进一步的，所述的分散剂由丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵组成。进一步的，所述的助剂由聚乙烯基吡咯烷酮、脲醛树脂组成。一种适用于水涝条件施用的大量元素水溶性固态肥料的制备方法，包括如下步骤：（1）先将乳清粉放入反应釜中，再加入其质量15%的稀盐酸溶液，加热保持反应釜的温度为36℃，以250转/分钟的转速不断搅拌处理5min后取出备用；（2）将步骤（1）处理后的乳清粉同尿素、硫酸钾、磷酸铵、磷酸二氢钾、氯化钙、氯化镁、硫酸锌、氯化铜、硫酸亚铁、硫酸锰、硼酸、分散剂、助剂混合放入反应釜中，加热保持温度为55℃，提升反应釜内的压力至0.4MPa，然后以100转/分钟的转速搅拌处理40min后得混合物备用；（3）将步骤（2）处理后所得的混合物放入冷冻粉碎研磨机中处理，控制处理后的颗粒大小为1000~1200目即可。进一步的，步骤（1）中所述的稀盐酸溶液中盐酸的质量分数为4%。进一步的，步骤（3）中所述的冷冻粉碎研磨处理时的冷冻温度为-30℃。实施例2一种适用于水涝条件施用的大量元素水溶性固态肥料，由如下重量份的物质组成：45份尿素、18份硫酸钾、23份磷酸铵、10份磷酸二氢钾、3份氯化钙、1.5份氯化镁、2份硫酸锌、1.2份氯化铜、0.9份硫酸亚铁、1.3份硫酸锰、4份硼酸、11份乳清粉、8.5份分散剂、5.5份助剂。进一步的，所述的分散剂由十六烷基三甲基溴化铵、磺甲基聚丙烯酰胺组成。进一步的，所述的助剂由卡波姆、氨基硅氧烷组成。一种适用于水涝条件施用的大量元素水溶性固态肥料的制备方法，包括如下步骤：（1）先将乳清粉放入反应釜中，再加入其质量18%的稀盐酸溶液，加热保持反应釜的温度为38℃，以260转/分钟的转速不断搅拌处理9min后取出备用；（2）将步骤（1）处理后的乳清粉同尿素、硫酸钾、磷酸铵、磷酸二氢钾、氯化钙、氯化镁、硫酸锌、氯化铜、硫酸亚铁、硫酸锰、硼酸、分散剂、助剂混合放入反应釜中，加热保持温度为60℃，提升反应釜内的压力至0.5MPa，然后以110转/分钟的转速搅拌处理43min后得混合物备用；（3）将步骤（2）处理后所得的混合物放入冷冻粉碎研磨机中处理，控制处理后的颗粒大小为1400~1600目即可。进一步的，步骤（1）中所述的稀盐酸溶液中盐酸的质量分数为5%。进一步的，步骤（3）中所述的冷冻粉碎研磨处理时的冷冻温度为-33℃。实施例3一种适用于水涝条件施用的大量元素水溶性固态肥料，由如下重量份的物质组成：47份尿素、20份硫酸钾、25份磷酸铵、12份磷酸二氢钾、4份氯化钙、2.5份氯化镁、3份硫酸锌、1.5份氯化铜、1.2份硫酸亚铁、1.5份硫酸锰、5份硼酸、13份乳清粉、10份分散剂、7份助剂。进一步的，所述的分散剂由丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、磺甲基聚丙烯酰胺、聚丙烯酰胺组成。进一步的，所述的助剂由聚乙烯基吡咯烷酮、脲醛树脂、卡波姆、氨基硅氧烷组成。一种适用于水涝条件施用的大量元素水溶性固态肥料的制备方法，包括如下步骤：（1）先将乳清粉放入反应釜中，再加入其质量20%的稀盐酸溶液，加热保持反应釜的温度为40℃，以280转/分钟的转速不断搅拌处理10min后取出备用；（2）将步骤（1）处理后的乳清粉同尿素、硫酸钾、磷酸铵、磷酸二氢钾、氯化钙、氯化镁、硫酸锌、氯化铜、硫酸亚铁、硫酸锰、硼酸、分散剂、助剂混合放入反应釜中，加热保持温度为65℃，提升反应釜内的压力至0.6MPa，然后以120转/分钟的转速搅拌处理45min后得混合物备用；（3）将步骤（2）处理后所得的混合物放入冷冻粉碎研磨机中处理，控制处理后的颗粒大小为1800~2000目即可。进一步的，步骤（1）中所述的稀盐酸溶液中盐酸的质量分数为6%。进一步的，步骤（3）中所述的冷冻粉碎研磨处理时的冷冻温度为-35℃。对比实施例1本对比实施例1与实施例1相比，用等质量份的硝酸钾、硫酸铜分别取代硫酸钾、氯化铜，除此外的方法步骤均相同。对比实施例2本对比实施例2与实施例2相比，用等质量份的硫酸钙、硫酸镁、氯化锰分别取代氯化钙、氯化镁、硫酸锰，除此外的方法步骤均相同。对比实施例3本对比实施例3与实施例3相比，其成分中不含有氯化钙和硫酸亚铁，除此外的方法步骤均相同。对照组现有市售的大量元素水溶性固态肥料。为了对比本发明效果，选取被重金属镉污染后的种植田土壤作为种植基质，并人为的模拟自然水涝淹水条件，具体是将种植基质放入培养箱中，再加入去离子水保持土面1.5~2.0cm的水层，然后对同一品种（协优5968）的水稻秧苗进行插秧培育，并将种植基质隔离分成7组，每组分别用上述七种方式对应的肥料进行追肥处理，在培育期间除了肥料种类的不同外，其余方法和条件相同，直至将水稻培育成熟。在种植培育实验前，先对重金属镉污染的种植田土壤进行理化性质检测，具体操作是：先从种植田中采取土样，采样深为0~20cm，土样经去除植物残体,风干、混匀后,研磨过1mm筛备用，然后进行理化性质测试，土壤pH用pHS-4C+型精密pH计测定，有机质含量用重铬酸钾容量法一外加热法测定,CEC采用醋酸铵法测定,全氮用半微量开氏法测定,碱解氮用碱解扩散法测定,土壤速效磷用0.5mol·L-1NaHCO3法测定,有效钾用2mol·L-1HNO3浸提一火焰光度法测定,全Cd用HCl-HNO3-HF-HClO4消解，石墨炉原子吸收分光光度计法（novAA400-德国耶拿）测定。具体数据为：pH：6.58、CEC（cmol/kg）：16.3、有机质OM（g/kg）：44.8、全氮（g/kg）：0.30、碱解氮（mg/kg）：168.4、有效磷（mg/kg）：15.4、有效钾（mg/kg）：101.5、全镉（mg/kg）：1.04。水稻培育成熟后，将水稻籽粒风干碾碎，然后用混合酸（HNO3:HClO4=4：1V:V）消解，最后用石墨炉原子吸收分光光度计法（novAA400-德国耶拿）测定Cd含量。下表1为水稻不同指标的具体对比数据：表1籽粒中Cd浓度（mg/kg）水稻亩产量（kg/亩）实施例10.0263571实施例20.0247580实施例30.0270575对比实施例10.0468548对比实施例20.0426557对比实施例30.0693533对照组0.0751520由上表1可以看出，本发明制得的肥料能有效的提升水稻的产量，降低了重金属镉在水稻内的富集，有很好的使用价值。当前第1页1 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