CN102910977A - 一种复合型缓释肥料及其制备方法和应用 - Google Patents

一种复合型缓释肥料及其制备方法和应用 Download PDF

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潘根兴
李恋卿
张旭辉
郑聚峰
郑金伟
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本发明属于化肥领域，涉及一种复合型缓释肥料及其制备方法和应用。包含生物黑炭0.5~5.0重量份，氮肥1.0~4.0重量份，钾肥0.2~2.5重量份，磷肥0.3~3.0重量份，膨润土0~2.0重量份。该复合型缓释肥料是通过将生物黑炭、氮肥、钾肥、磷肥及膨润土混合后制粒所得，其粒径为3-4mm，含水率为15%~25%。充分利用了农作物的废弃物秸秆，与NPK肥有效的结合，显著地降低了蔬菜中硝酸盐含量，防止了N的淋溶损失，提高了蔬菜的产量与品质。

Description

一种复合型缓释肥料及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于化肥领域，涉及一种复合型缓释肥料及其制备方法和应用。
背景技术
蔬菜是人们喜爱的食品，它为我们提供各种维生素、矿物质和纤维素，具有不可替代的作用，为人们生活所必需。同时，蔬菜属于喜硝作物，易于积累硝酸盐。研究表明，人体所摄入的硝酸盐有70%一80%来自蔬菜。硝酸盐本身对体无害或毒害相对较低，但进入人体内的硝酸盐在细菌的作用下可还原成亚硝盐，所形成的亚硝酸盐一方面可使血液的载氧能力下降，导致高铁血红蛋白血，另一方面可与人们摄取的其它食品、医药品、残留农药中的次级胺(仲胺、叔酸胺及氨基酸)反应，在胃中(pH=3)形成强致癌物质—亚硝胺，诱发消化***癌变。过量的硝酸盐会对人体健康造成潜在危害，必须把蔬菜中的硝酸盐含量控在安全范围内。世界卫生组织(WHO)和***粮农组织(FAO)1973年规定了硝酸盐的ADI值(日允许量)为每千克体重3.6mg。据此，各国先后制定了蔬菜中硝酸盐含量的限制标准。我国蔬菜硝酸盐限量标准为：根菜类<=2500mg/kgFW，叶菜类<=3000mg/kgFW。
由于蔬菜是人们喜爱而又必不可少的食物，同时也是易于富集硝酸盐的，所以，蔬菜中的硝酸盐含量就倍受人们关注。在汪李平、向长萍的报道中，对北京、上海、天津、重庆、杭州、兰州、银川7城市几种主要蔬菜的硝酸盐含量进行了卫生评价，发现我国居民消费量较大的几种主要蔬菜硝酸盐含量污染较为严重，尤其是常年食用量最多的根菜类、绿叶蔬菜类及白菜多属高度污染甚至严重污染。可见，我国蔬菜硝酸盐污染状况不容乐观。在人们对生活质量要求越来越高，对无公害蔬菜和绿色食品呼声越来越强烈的今天，降低蔬菜硝酸盐含量已迫在眉睫，刻不容缓。
绝大多数蔬菜是喜硝作物，适量的硝态氮有利于蔬菜的生长，但过量的硝态氮易导致蔬菜过量积累硝酸盐。通常植物对硝酸盐的吸收和积累是一种主动过程。Aslan等认为，被植物吸收进入植株体内积累的硝酸盐，除了作为植物氮代谢、合成蛋白质的储存氮源外，还是植物细胞重要的渗调物质，尤其在弱光条件下，植物体内碳水化合物合成减少，液泡内有机物含量下降时，NO3-可替代它们的渗调作用，而且NO3 -的渗调作用需要的能量比有机物要低。另外，NO3 -还对K十、Ca十，等阳离子有平衡电荷的作用。由此看来植物在生长过程中积累硝酸盐是其固有的特性，有利于植物细胞正常生理生化过程的进行，体内累积一定量的硝酸盐是不可避免的，积累总量的多少及变化取决于其对硝酸盐的吸收、运转过程和同化还原的生理过程。
随着现代经济了发展和人民生活水平的提高，农民们在种植蔬菜时为了让蔬菜外观上好看，为了缩短蔬菜的生长周期，都施入大量的化肥，远远超过了土壤的承受能力，也大大的提高了蔬菜中硝酸盐的含量。尤其是大棚种植的蔬菜，由于一年四季基本都可以进行蔬菜的种植，土壤没有休耕期，并且每次种植前都要施大量的肥料，再加上大棚是一个封闭的环境，这就使得大棚蔬菜中的硝酸盐含量远远的超出了可食用的范围。但由于人们对于这方面的知识的匮乏以及缺乏一定的机构去管理，所以即使吃的是超标的蔬菜，也没有相关单位去解决相关问题。所以，找到一种既能降低蔬菜硝酸盐含量又能保证产量和品质的肥料是迫在眉睫的事。
农业废弃物生物质热裂解炭化利用已是世界趋势，热裂解主要产物生物黑炭在农业固碳减排和改良土壤等方面表现出巨大的应用潜力，被国际公认为21世纪新的农业绿色革命新技术。我国秸秆等农业废弃物生物质热裂解炭化的工厂化生产工艺条件已经成熟，2011年国家能源局、财政部和农业部联合启动了“绿色能源示范县建设”计划，秸秆热裂解气炭联产炭化得到国家财政支持。因此，秸秆热裂解炭化产业化前景十分明朗。秸秆气炭联产的主要产物除了生物质燃气外，还主要得到固体生物黑炭和液体木醋液，解决其应用的去向将是生物质炭化产业化的必然需求。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的上述缺陷，提供一种降低大棚蔬菜硝酸盐的复合型缓释肥料。
本发明的目的是提供该复合型缓释肥料的制备方法。
本发明的又一目的是提供该复合型缓释肥料的应用。
本发明的目的可通过如下技术方案实现：
一种降低大棚蔬菜硝酸盐的复合型缓释肥料，包含生物黑炭0.5~5.0重量份，氮肥1.0~4.0重量份，钾肥0.2~2.5重量份，磷肥0.3~3.0重量份，膨润土0~2.0重量份。
所述的复合型缓释肥料优选包含生物黑炭1.0~3.0重量份，氮肥1.0~2.5重量份，钾肥0.5~1.5重量份，磷肥0.3~2.0重量份，膨润土0.1~0.5重量份。
所述的复合型缓释肥料进一步包含生物黑炭1.2~1.3重量份，氮肥1.7重量份，钾肥0.8重量份，磷肥1.0重量份，膨润土0.3重量份。
其中，所述的氮肥为尿素；所述的钾肥为氯化钾；所述的磷肥为磷酸一铵；所述的生物黑炭粒径小于0.25mm，由不同农作物的秸秆热裂解而得到，可以自制，也可购买市售产品。
所述的复合型缓释肥料是通过将生物黑炭、氮肥、钾肥、磷肥及膨润土混合后制粒所得，其粒径为3-4mm，含水率为15%~20%。制粒过程中按需要加入适量的水，是否干燥依据造粒后肥料含水量而定，若大于20%,则需要在烘箱中50-60℃烘至含水量小于20%,若小于20%,则不需要干燥。
本发明所述的复合型缓释肥料的制备方法，将生物黑炭0.5~5.0重量份，氮肥1.0~4.0重量份，钾肥0.2~2.5重量份，磷肥0.3~3.0重量份，膨润土0~2.0重量份混合后制粒所得，其粒径为3-4mm，含水率为15%~20%。
所述的复合型缓释肥料包含生物黑炭1.0~3.0重量份，优选1.2重量份；氮肥1.0~2.5重量份，优选1.7重量份；钾肥0.5~1.5重量份，优选0.8重量份；磷肥0.3~2.0重量份，优选1.0重量份；膨润土0.1~0.5重量份，优选0.3重量份。
所述的氮肥为尿素；所述的钾肥为氯化钾；所述的磷肥为磷酸一铵；所述的生物黑炭粒径小于0.25mm。
本发明所述的复合型缓释肥料在降低蔬菜硝酸盐含量中的应用。
所述的应用，将肥料按照当地施肥量以基肥的形式施入土壤并用机器将其打入至40cm深处,使之在土壤中混均匀，蔬菜生长期间不在施用其他肥料，其他的田间管理措施正常。
本发明具备以下有益效果：
1)含有丰富的有机质，N，P，K等营养元素；
2)由于生物黑炭的吸附性能很好，能将其他营养元素吸附其中，故所造出来的颗粒的均匀性很好并且外观很美；
3)由于生物黑炭的吸附性，其中的养分能得到更持久的释放，能有一个长期的效果，能使N淋溶减少，肥效比普通的复合肥要好；
总之，本发明充分利用了农作物的废弃物秸秆，与NPK肥有效的结合，显著地降低了蔬菜中硝酸盐含量，防止了N的淋溶损失，提高了蔬菜的产量与品质。
附图说明
图1施用普通复合肥以及实施例1复合型缓释肥料（即图中的“黑炭造粒肥”，下同）后土壤不同层次的硝态氮含量。
A为第一茬0~20cm硝态氮含量，B为第一茬20~40cm硝态氮含量，C为第一茬40~60cm硝态氮含量，D为第一茬0~20cm铵态氮含量，E为第一茬20~40cm铵态氮含量，F为第一茬40~60cm铵态氮含量,G为第二茬0~20cm硝态氮含量，H为第二茬20~40cm硝态氮含量，I为第二茬40~60cm硝态氮含量，J为第二茬0-20cm铵态氮含量，K为第二茬20-40cm铵态氮含量，L为第二茬40-60cm铵态氮含量。
图2不同处理组的产量。
图3不同处理组蔬菜的硝态氮含量。
图4不同处理组蔬菜的叶绿素含量。
图5不同处理组蔬菜的Vc含量。
图6为不同处理蔬菜的可溶性糖含量。
具体实施方式
本发明采用的黑炭购自河南三利新能源有限公司，粒径小于0.25mm。
本发明采用的普通复合肥，由安徽拜尔福生物科技有限公司生产，主要由KCl,P2O5,N肥组成。
以下差异性均用spss软件进行的分析，图中的不同字母代表在统计水平上有显著性差异。
实施例1
将生物黑炭与尿素，氯化钾，磷酸一铵，膨润土按照1.2：1.7：0.8：1：0.3的质量比进行充分混合，加入相当于生物黑炭与尿素，氯化钾，磷酸一铵及膨润土总质量的0.04wt%的水，在小型造粒机上进行造粒得复合型缓释肥料颗粒，所得复合型缓释肥料颗粒粒径为3-4mm，含水率为20%，该复合型缓释肥料颗粒与普通复合肥的全氮分别为28.7%，17.7%。
实施例2
将实施例1制备的复合型缓释肥料颗粒与普通复合肥按照50kg/亩的施肥量施入土壤中用作基肥，在两块地分别种植小青菜，约2-3天进行一次喷灌，期间锄草一次。在收获第一茬小青菜后，进行第二茬小青菜的种植，之间间隔约15天，第二茬蔬菜的种植没有再施肥，继续延续第一茬的处理。在蔬菜的生长期间采样3次，采样层次分为3层，0-20cm，20-40cm，40-60cm，进行铵态氮、硝态氮的测定，第一茬采样数据见图1。由图1可见，黑炭造粒肥在后期土壤的表层（0-20,20-40）释放的N比普通复合肥要多，而在40-60cm普通复合肥处理要比黑炭造粒肥含量高，说明黑炭造粒肥的淋溶比普通复合肥要小。
31天后进行蔬菜的收获，测定产量，结果见图2，取部分样品测定品质，包括蔬菜的硝态氮含量，维生素C，可溶性糖，叶绿素含量，结果见图3~5。由图2~5可见，黑炭造粒肥比普通复合肥的效果要好，产量和品质都有很好的体现，而第二茬的效果的比第一茬的效果更明显，说明黑炭造粒肥的缓释作用很强。
实施例3
将生物黑炭与尿素，氯化钾，磷酸一铵，膨润土按照0.5：1.0：0.5：1.5：0.1的质量比进行充分混合，加入相当于生物黑炭与尿素，氯化钾，磷酸一铵及膨润土总质量的0.03wt%的水，在小型造粒机上进行造粒得复合型缓释肥料颗粒。该复合型缓释肥料颗粒粒径为3-4mm，含水率为18%。将制备的复合型缓释肥料颗粒与普通复合肥按照50kg/亩的施肥量施入土壤中用作基肥，在两块地分别种植小青菜，约2-3天进行一次喷灌，期间锄草一次。31天后进行蔬菜的收获，测定产量，取部分样品测定品质，包括蔬菜的硝态氮含量，Vc，叶绿素含量，结果见表1。
实施例4
将生物黑炭与尿素，氯化钾，磷酸一铵，膨润土按照5.0：4.0：2.0：3.0：0.5的质量比进行充分混合，加入相当于生物黑炭与尿素，氯化钾，磷酸一铵及膨润土总质量的0.06wt%的水，在小型造粒机上进行造粒得复合型缓释肥料颗粒，造粒后肥料含水量大于20%,在烘箱中55℃烘至含水量小于20%。该复合型缓释肥料颗粒粒径为3-4mm，含水率为19%。将制备的复合型缓释肥料颗粒与普通复合肥按照50kg/亩的施肥量施入土壤中用作基肥，在两块地分别种植小青菜，约2-3天进行一次喷灌，期间锄草一次。31天后进行蔬菜的收获，测定产量，取部分样品测定品质，包括蔬菜的硝态氮含量，Vc，叶绿素含量，结果见表1。
实施例5
将生物黑炭与尿素，氯化钾，磷酸一铵，膨润土按照1.0：1.2：0.6：0.9：0.5的质量比进行充分混合，加入相当于生物黑炭与尿素，氯化钾，磷酸一铵及膨润土总质量的0.04wt%的水，在小型造粒机上进行造粒得复合型缓释肥料颗粒。该复合型缓释肥料颗粒粒径为3-4mm，含水率为20%。将制备的复合型缓释肥料颗粒与普通复合肥按照50kg/亩的施肥量施入土壤中用作基肥，在两块地分别种植小青菜，约2-3天进行一次喷灌，期间锄草一次。31天后进行蔬菜的收获，测定产量，取部分样品测定品质，包括蔬菜的硝态氮含量，Vc，叶绿素含量，结果见表1。
实施例6
将生物黑炭与尿素，氯化钾，磷酸一铵，膨润土按照3.0：2.5：1.4：1.8：0.4的质量比进行充分混合，加入相当于生物黑炭与尿素，氯化钾，磷酸一铵及膨润土总质量的0.05wt%的水，在小型造粒机上进行造粒得复合型缓释肥料颗粒，造粒后肥料含水量大于20%,在烘箱中55℃烘至含水量小于20%。该复合型缓释肥料颗粒粒径为3-4mm，含水率为15%。将制备的复合型缓释肥料颗粒与普通复合肥按照50kg/亩的施肥量施入土壤中用作基肥，在两块地分别种植小青菜，约2-3天进行一次喷灌，期间锄草一次。31天后进行蔬菜的收获，测定产量，取部分样品测定品质，包括蔬菜的硝态氮含量，Vc，叶绿素含量，结果见表1。
表1
Figure BDA00002416514000061

Claims (10)

1.一种降低大棚蔬菜硝酸盐的复合型缓释肥料，其特征在于所述的复合型缓释肥料包含生物黑炭0.5~5.0重量份，氮肥1.0~4.0重量份，钾肥0.2~2.5重量份，磷肥0.3~3.0重量份，膨润土0~2.0重量份。
2.根据权利要求1所述的复合型缓释肥料，其特征在于所述的复合型缓释肥料包含生物黑炭1.0~3.0重量份，氮肥1.0~2.5重量份，钾肥0.5~1.5重量份，磷肥0.3~2.0重量份，膨润土0.1~0.5重量份。
3.根据权利要求2所述的复合型缓释肥料，其特征在于所述的复合型缓释肥料包含生物黑炭1.2~1.3重量份，氮肥1.7重量份，钾肥0.8重量份，磷肥1.0重量份，膨润土0.3重量份。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的复合型缓释肥料，其特征在于所述的氮肥为尿素；所述的钾肥为氯化钾；所述的磷肥为磷酸一铵；所述的生物黑炭粒径小于0.25mm。
5.根据权利要求1~3中任一项所述的复合型缓释肥料，其特征在于所述的复合型缓释肥料是通过将生物黑炭、氮肥、钾肥、磷肥及膨润土混合后制粒所得，其粒径为3-4mm，含水率为15%~20%。
6.权利要求1所述的复合型缓释肥料的制备方法，其特征在于将生物黑炭0.5~5.0重量份，氮肥1.0~4.0重量份，钾肥0.2~2.5重量份，磷肥0.3~3.0重量份，膨润土0~2.0重量份混合后制粒所得，其粒径为3-4mm，含水率为15%~20%。
7.根据权利要求6所述的复合型缓释肥料的制备方法，其特征在于所述的复合型缓释肥料包含生物黑炭1.0~3.0重量份，优选1.2重量份；氮肥1.0~2.5重量份，优选1.7重量份；钾肥0.5~1.5重量份，优选0.8重量份；磷肥0.3~2.0重量份，优选1.0重量份；膨润土0.1~0.5重量份，优选0.3重量份。
8.根据权利要求6所述的复合型缓释肥料的制备方法，其特征在于所述的氮肥为尿素；所述的钾肥为氯化钾；所述的磷肥为磷酸一铵；所述的生物黑炭粒径小于0.25mm。
9.权利要求1所述的复合型缓释肥料在降低蔬菜硝酸盐含量中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于将肥料以基肥的形式施入土壤并使之在土壤中混均匀，蔬菜生长期间不在施用其他肥料，其他的田间管理措施正常。
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