CN102503711A - 含硒缓释肥料及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种含硒缓释肥料，其特征在于所述含硒缓释肥料包括硒源、缓释材料和粘合剂，所述含硒缓释肥料中硒含量比例为 0.05%-5% （重量比）；所述缓释材料选用天然矿物材料凹凸棒土，所述粘合剂选用有机絮凝剂聚丙烯酰胺。该缓释含硒肥料可有效延长硒的肥效释放期至 90-120 天，免除追肥，而且释放稳定，使得农作物的硒含量保持稳定；还提高硒源的利用效率，避免了外源硒向环境的排放。

Description

含硒缓释肥料及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及一种缓释肥料，具体是指一种含硒缓释肥料及其制备方法，属于肥料和肥料制造技术领域。

背景技术

硒是人和动物体内必需的微量元素，是构成谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、硒蛋白P等多达23种功能蛋白的活性中心，具有以下功效：(1)清除体内过氧化物、自由基，保护细胞结构与功能不受干扰与损害，延缓衰老；(2)加速致癌物质的代谢，促进DNA损伤修复，降低癌症发病率；(3)拮抗体内有毒物质，降低其毒性，有效保护肝脏；(4)增强机体细胞免疫功能，提高机体免疫力。而硒的严重缺乏会直接导致克山病和大骨节病，其中克山病最早发现与70年代的黑龙江克山县，是以心脏呈不同程度的扩张，严重时呈球形，心肌有散在不同程度的坏死灶及斑痕区为主要表现的心肌病；大骨节病是以骨关节增粗、畸形为主要表现的一种地方病。

土壤缺硒是全世界广泛存在的问题，我国存在一个从东北黑龙江省一直延伸到西南云南省的低硒带，占据我国国土面积的72％。在这些低硒区，农作物等食物的生长过程中无法从土壤中获取充足的硒，从而形成食物链的普遍缺硒状态，因此这些区域的人体内也处于缺硒的状态，研究显示中国人均日摄入硒的总量约为35μg，显著低于世界卫生组织(WHO)推荐的硒日摄入量50-200μg。因此，在这些低硒区域生活的人们需要通过生物营养强化技术生产的农副产品来补充硒的摄入。

改良土壤或采用硒添加剂是进行硒生物营养强化的重要技术手段。通行的做法是采用根施技术，如：专利CN101265134B(富硒生物有机复混肥、复合肥的生产方法)，但是需要追肥，人力成本较高且不易广泛推广；同时，由于生物可利用态的硒在土壤中随着时间的推移会逐渐失去生物有效性，不再能被植株吸收利用，所以此种强化手段生物利用效率较低。

随着现代农业的发展，肥料缓释技术的应用已逐渐普及，如中国发明专利“低成本环保型氮肥控失方法及控失肥”(专利号ZL 200710020264.3)公开了一种利用天然矿物材料——凹凸棒土进行一维纳米化处理以后复配有机絮凝剂聚丙烯酰胺和无机絮凝剂聚合氯化铝铁，达到将氮素(氨氮、尿素等)固定在土壤中的技术，其原理在于利用纳米化后凹凸棒土的纳米孔道结构、高比面积和高离子交换容量，将氨氮或者尿素分子主要通过物理吸附的方式固定在纳米孔道内部和外表面上，然后利用聚丙烯酰胺和聚合氯化铝铁的强絮凝特点，使凹凸棒土及其周围的土壤絮凝，形成较大的凹凸棒土分子网，将氮素固定在分子网内。但是该技术尚未应用到硒的生物营养强化技术中，凹凸棒土对硒盐或***盐分子是否有相同的物理吸附和固定效果尚未可知。

中国发明专利“一种固体颗粒硒肥及其制造方法”(申请号200710084619.5)公开了一种固体颗粒硒肥及其制造方法，该固体颗粒硒肥以浮石19～33份、膨润土65～80份、硒酸盐或***盐0.5～2份为原料，将浮石、膨润土粉碎过筛后混合，然后将***盐或硒酸盐溶解于20～30份水中，配制成溶液进行喷淋，再经烘干、冷却、分筛后选取2mm～4mm的颗粒状硒肥。该方法是利用浮石的表面空隙特征对***盐或硒酸盐进行物理吸附，还是容易造成硒的流失并不能有效预防生物有效性硒在田间条件下的钝化和形态转移。

目前已有一些自带缓释性能的硒肥或硒添加剂，但其缓释效果主要依靠原料中无生物活性的硒在土壤中自然风化实现，缓释效果缓慢且有限，故而研制一种切合植物及其他作物生长周期和吸收特性的缓释含硒肥料十分有必要。

发明内容

本发明的目的是提供一种缓释含硒肥料，为了解决现有硒肥生产技术中成本较高、缓释作用不明显及现有含硒肥料产品使用过程中需多次追肥、硒利用效率低下等等缺陷。

本发明的技术方案如下：

一种含硒缓释肥料，其特征在于所述含硒缓释肥料包括硒源、缓释材料和粘合剂，所述含硒缓释肥料中硒含量比例为0.05％-5％(重量比)；所述缓释材料选用天然矿物材料凹凸棒土，所述粘合剂选用有机絮凝剂聚丙烯酰胺。

优选的，所述硒源选自***盐或硒酸盐。

优选的，所述含硒缓释肥料中硒含量比例为0.1％-0.5％(重量比)。

优选的，所述含硒缓释肥料中硒含量比例为0.3％(重量比)。

优选的，所述有机絮凝剂聚丙烯酰胺的量与含硒缓释肥料总量的重量比为0.5～3∶1000。

优选的，所述有机絮凝剂聚丙烯酰胺的量与含硒缓释肥料总量的重量比为1∶1000。

优选的，所述含硒缓释肥料的pH值为7.5-9。

本发明的另一目的在于提供一种所述的含硒缓释肥料的制备方法，其特征在于所述方法包括将凹凸棒土进行粉碎，硒源物质和聚丙烯酰胺中加入适量水共溶后，与凹凸棒土充分混匀并加入适量碱性物质调节原料pH值至7.5-9，静置后进行造粒即得含硒缓释肥料的步骤。

优选的，所述凹凸棒土粉碎后控制凹凸棒土的粒径在60-200目。

本发明的又一目的在于提供一种所述的含硒缓释肥料在植物培育方面的应用。

本发明提供一种缓释含硒肥料，由硒源与缓释材料而制成。所述的缓释含硒肥料中的硒源是指***盐或硒酸盐，缓释材料是指将天然矿物材料——凹凸棒土(又称坡缕石)粉碎后与有机絮凝剂聚丙烯酰胺按照一定比例进行复配。

本发明还提供该种缓释含硒肥料的制备方法：将凹凸棒土进行粉碎，粒度控制在60-200目；将硒源物质与聚丙烯酰胺加适量水共溶后与凹凸棒土及其他辅料充分混匀后静置5-10分钟，然后将混合进行造粒即形成该缓释含硒肥料。其他辅料是指调节肥料酸碱性的酸碱性物质或常规肥料成分。

作为优化，上述缓释含硒肥料中凹凸棒土的粉碎粒度为80-120目，肥料的硒含量为0.05％-5％。作为优化，上述缓释含硒肥料中凹凸棒土的粉碎粒度为100目，肥料的硒含量为0.1％-0.5％。作为优化，上述缓释含硒肥料中凹凸棒土的粉碎粒度为100目，肥料的硒含量为0.3％。作为优化，上述缓释含硒肥料在原料搅拌之前加入的酸碱性物质为熟石灰，并使肥料pH保持在7.5-9。在造粒过程中，所加入的有机絮凝剂聚丙烯酰胺的量占物料总量的比例为0.5～3∶1000。

本缓释含硒肥料的工作原理在于：

提供硒源的***盐或硒酸盐分子结构中，中心原子硒均为SP3的杂化形式，且硒原子具备d层空轨道节后；而凹凸棒土中含有大量暴露的含氧基团，存在多余电荷，两者能以轨道杂化的方式相互作用，并形成相对稳定的结合。在搅拌过程中聚丙烯酰胺能将此结合结构进行一定的封装，使硒固定在凹凸棒土矿物分子的空隙晶格中，而调节通过调节pH至微碱性可以保证有效硒在土壤环境中的持久效果，不至于很快被还原成没有生物利用性的元素硒。

该缓释含硒肥料具有良好的释放效果，在淋滤试验中，首次滤除的硒为添加剂中原始硒浓度的于20-30％，且可持续稳定释放状态90-120天。

本发明所实现的有益效果如下：

1、硒缓释作用：本发明提供的缓释含硒肥料的缓释功能可有效延长硒的肥效释放期至90-120天，免除追肥，而且释放稳定，使得农作物的硒含量保持稳定；

2、提高硒源的利用效率：硒的长效、稳定缓释效应保护了硒的生物有效性，将根施硒肥的吸收利用率从不足20％提高到30％以上，，实现了硒源的更好地利用，避免了外源硒向环境的排放。

具体实施方式：

以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件作进一步调整，未说明的实施条件通常为常规实验中的条件。

实施例1：

将凹凸棒土进行粉碎并将粒度控制在60目；称取重量比为1∶0.5∶998.5的***钠、聚丙烯酰胺和凹凸棒土；将***钠与聚丙烯酰胺加适量水共溶后与凹凸棒土充分混允后静置5-10分钟，然后将混合物进行造粒即形成硒含量约0.05％的缓释含硒肥料。

将此含硒肥料在水稻插秧时以每亩5千克的用量撒施到秧田土壤中，水稻收获后统计水稻生物量及测试硒含量，硒的生物利用率为32％，高于一般硒肥小于20％的利用率。

实施例2：

将凹凸棒土进行粉碎并将粒度控制在80目；称取重量比为2∶1∶997的***钠、聚丙烯酰胺和凹凸棒土；将***钠与聚丙烯酰胺加适量水共溶后与凹凸棒土及适量熟石灰充分混允后静置5-10分钟，然后将混合物进行造粒得到硒含量约0.1％，pH值约为7.5的缓释含硒肥料。

将此含硒肥料在水稻分蘖时以每亩5千克的用量撒施到秧田土壤中，水稻收获后统计水稻生物量及测试硒含量，硒的生物利用率为28％，高于一般硒肥小于20％的利用率。

实施例3：

将凹凸棒土进行粉碎并将粒度控制在80目；称取重量比为5∶2∶993的***钠、聚丙烯酰胺和凹凸棒土；将***钠与聚丙烯酰胺加适量水共溶后与凹凸棒土及适量熟石灰充分混允后静置5-10分钟，然后将混合物进行造粒得到硒含量约0.25％，pH值约为7.5的缓释含硒肥料。

将此含硒肥料在玉米播种时以每亩5千克的用量随基肥施用到土壤中，玉米收获后统计玉米生物量及测试硒含量，硒的生物利用率为34％，高于一般硒肥小于20％的利用率。

实施例4：

将凹凸棒土进行粉碎并将粒度控制在100目；称取重量比为6∶1∶993的***钠、聚丙烯酰胺和凹凸棒土；将***钠与聚丙烯酰胺加适量水共溶后与凹凸棒土及适量熟石灰充分混允后静置5-10分钟，然后将混合物进行造粒得到硒含量约0.3％，pH值约为8的缓释含硒肥料。

将此含硒肥料在玉米拔节时以每亩5千克的用量撒施用到土壤中，玉米收获后统计玉米生物量及测试硒含量，硒的生物利用率为38％，高于一般硒肥小于20％的利用率。

实施例5：

将凹凸棒土进行粉碎并将粒度控制在100目；称取重量比为10∶3∶987的***钠、聚丙烯酰胺和凹凸棒土；将***钠与聚丙烯酰胺加适量水共溶后与凹凸棒土及适量熟石灰充分混允后静置5-10分钟，然后将混合物进行造粒得到硒含量约0.5％，pH值约为8的缓释含硒肥料。

将此含硒肥料在小麦播种时以每亩5千克的用量随基肥撒施用到土壤中，小麦收获后统计小麦生物量及测试硒含量，硒的生物利用率为35％，高于一般硒肥小于20％的利用率。

实施例6：

将凹凸棒土进行粉碎并将粒度控制在120目；称取重量比为20∶3∶977的***钠、聚丙烯酰胺和凹凸棒土；将***钠与聚丙烯酰胺加适量水共溶后与凹凸棒土及适量熟石灰充分混允后静置5-10分钟，然后将混合物进行造粒得到硒含量约1％，pH值约为8.5的缓释含硒肥料。

将此含硒肥料在葡萄开花时以每亩2千克的用量施入土壤，葡萄收获后统计生物量及测试硒含量，硒的生物利用率为25％，高于一般硒肥在果树上小于10％的利用率。

实施例7：

将凹凸棒土进行粉碎并将粒度控制在120目；称取重量比为40∶1∶959的***钠、聚丙烯酰胺和凹凸棒土；将***钠与聚丙烯酰胺加适量水共溶后与凹凸棒土及适量熟石灰充分混允后静置5-10分钟，然后将混合物进行造粒得到硒含量约2％，pH值约为8.5的缓释含硒肥料。

将此含硒肥料在梨树开花时以每亩2千克的用量施入土壤，收获后统计生物量及测试硒含量，硒的生物利用率为25％，高于一般硒肥在果树上小于10％的利用率。

实施例8：

将凹凸棒土进行粉碎并将粒度控制在120目；称取重量比为80∶1∶919的***钠、聚丙烯酰胺和凹凸棒土；将***钠与聚丙烯酰胺加适量水共溶后与凹凸棒土及适量熟石灰充分混允后静置5-10分钟，然后将混合物进行造粒得到硒含量约4％，pH值约为9的缓释含硒肥料。

将此含硒肥料在苹果树开花时以每亩2千克的用量施入土壤，收获后统计生物量及测试硒含量，硒的生物利用率为25％，高于一般硒肥在果树上小于10％的利用率。

实施例9：

将凹凸棒土进行粉碎并将粒度控制在120目；称取重量比为100∶1∶899的***钠、聚丙烯酰胺和凹凸棒土；将***钠与聚丙烯酰胺加适量水共溶后与凹凸棒土及适量熟石灰充分混允后静置5-10分钟，然后将混合物进行造粒得到硒含量约5％，pH值约为9的缓释含硒肥料。

将此含硒肥料在枣树开花时以每亩2千克的用量施入土壤，收获后统计生物量及测试硒含量，硒的生物利用率为25％，高于一般硒肥在果树上小于10％的利用率。

上述实例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人是能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1. 一种含硒缓释肥料，其特征在于所述含硒缓释肥料包括硒源、缓释材料和粘合剂，所述含硒缓释肥料中硒含量比例为0.05%-5%（重量比）；所述缓释材料选用天然矿物材料凹凸棒土，所述粘合剂选用有机絮凝剂聚丙烯酰胺。

2. 根据权利要求1所述的含硒缓释肥料，其特征在于所述硒源选自***盐或硒酸盐。

3. 根据权利要求1所述的含硒缓释肥料，其特征在于所述含硒缓释肥料中硒含量比例为0.1%-0.5%（重量比）。

4. 根据权利要求1所述的含硒缓释肥料，其特征在于所述含硒缓释肥料中硒含量比例为0.3%（重量比）。

5. 根据权利要求1所述的含硒缓释肥料，其特征在于所述有机絮凝剂聚丙烯酰胺的量与含硒缓释肥料总量的重量比为0.5~3:1000。

6. 根据权利要求1所述的含硒缓释肥料，其特征在于所述有机絮凝剂聚丙烯酰胺的量与含硒缓释肥料总量的重量比为1:1000。

7. 根据权利要求1所述的含硒缓释肥料，其特征在于所述含硒缓释肥料的pH值为7.5-9。

8. 一种权利要求1～7任意一项所述的含硒缓释肥料的制备方法，其特征在于所述方法包括将凹凸棒土进行粉碎，硒源物质和聚丙烯酰胺中加入适量水共溶后，与凹凸棒土充分混匀并加入适量碱性物质调节原料pH值至7.5-9，静置后进行造粒即得含硒缓释肥料的步骤。

9. 根据权利要求8所述的方法，其特征在于所述凹凸棒土粉碎后控制凹凸棒土的粒径在60-200目。

10. 一种权利要求1～7任意一项所述的含硒缓释肥料在植物培育方面的应用。