CN104817407A - 一种含硅、锌元素及壳聚糖的水稻田药肥颗粒剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种药肥颗粒剂，由中微量元素肥料、农药有效成分、助剂和赋形剂组成，所述的中微量元素肥料由偏硅酸钾和硫酸锌组成，所述的农药有效成分由噻虫嗪、噁霉灵和壳聚糖组成，各组分的重量百分比含量为：偏硅酸钾1～50%；硫酸锌1～50％；噻虫嗪0.01～10%；噁霉灵0.01～10%；壳聚糖0.01～10%；助剂0.5～5%；赋形剂补足至药肥颗粒剂总重量的100%。本发明将农药和肥料分别造粒，增加了产品的药肥兼具的功能，充分保证了产品的质量稳定性，主要为水稻田基施使用，施用后能够减少作物病虫危害，又能提高水稻的抗病性、抗寒性，增加穗粒数及结实率，大幅提高品质和产量。

Description

一种含硅、锌元素及壳聚糖的水稻田药肥颗粒剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及农药和肥料混配技术领域，具体的说涉及一种含硅、锌元素及壳聚糖的水稻田药肥颗粒剂及其制备方法。

背景技术

水稻是全世界最重要的粮食作物之一，其栽培面积和总产量仅次于小麦。由于亚洲2亿人口中4/5及非洲和拉丁美洲近10亿人口中1/3均以稻米为主要食物来源，所以加强水稻生产对人民生活具有非常重要的作用。

水稻在生长过程中，必须从环境中吸收各种营养成分，才能满足生长的需要。除碳（C）、氢（H）、氧（O）元素外，还需要大量元素氮（N）、磷（P₂O₅）、钾（K₂O），和中量元素钙（Ca）、硫（S）、镁（Mg）、硅（Si），以及微量元素锰（Mn）、硼（B）、铜（Cu）、铁（Fe）、锌（Zn）、钼（Mo）、氯（Cl）等。通常这些元素可以从空气、水和土壤中吸收获取，但由于水稻的长期种植，土壤中的营养成分大量流失，已难以满足农作物正常生长的需要，伴随而至的是病虫害日益严重，产量日益下降，严重影响以种植水稻为主的农民的收益。在水稻种植时通过施肥以补充土壤中营养元素的不足，是提高产量最有效的方法。

硅虽不是所有作物都需要的营养元素，但对禾谷类作物，特别是水稻有明显的增产作用。水稻是吸收硅较多的作物之一，一般茎叶中含有二氮化硅在10%～20%，水稻体内硅酸含量约为氮的10倍，磷的20倍。虽然土壤中二氧化硅的含量占土壤重量的20%～80%，但绝大部分呈结晶态不能被水稻吸收利用，尤其是砂性土质、未秸秆还田和有机肥施用量少的稻田，土壤中硅素往往缺乏；速效性氮磷化肥施用量大也会造成硅素相对缺乏。在水稻的优化配方施肥中，人们往往重视氮磷钾等大量元素肥料的配合，忽略了硅肥的施用，硅肥的施用在水稻生产中将日益重要。

锌是作物正常生长发育所不可缺少的微量元素之一，杂交水稻对土壤中锌元素的丰缺较为敏感，当土壤溶液中有效锌含量低于10毫克/千克，或当水稻根系对锌元素的吸收功能不良，植株就表现出缺素症状，结实率严重降低，甚至绝产失收。复合肥料的发展使得我国水稻田农家肥的使用质量和数量逐年下降，以及秸秆还田技术在水田很难实施到位，使得水稻田土壤中锌含量呈逐年负增长态势，水稻田补锌非常需要。

水稻在种植过程中，病虫害对其生长、产量和品质影响很大，严重的甚至造成绝产。水稻秧田及插秧后生长初期造成危害的重要病虫为立枯病和稻飞虱。2006年甲胺磷等高毒农药禁用后，稻飞虱危害逐年加重，给水稻生产造成巨大威胁。噻虫嗪具有较强内吸性，水稻田土壤施用对防治稻飞虱有突出效果，且毒性低，对人畜安全。噁霉灵同样具有内吸性，是目前防治水稻立枯病的主要农药成分。将噻虫嗪和噁霉灵做成农药颗粒剂随基肥施用，能够减少病虫害发生，减少地上喷雾用药的次数，减轻了工作量，降低了水稻的种植成本。

壳聚糖是以海洋生物中富含的甲壳素为主要原料，采用先进技术筛选出的5-12聚合度的寡聚糖。壳聚糖在农药应用中属于植物抗性诱导剂，作为一类新型的植物抗性反应激活因子，可促进植物自我保护能力增强、强烈活化植物细胞、调节植物生长状态、促进植物对营养物质的吸收与利用、提高农作物产量。因此，壳聚糖在农作物生长发育和病虫害防治中有广阔的应用开发前景，随着人们对绿色食品的需求量日趋增加，壳聚糖的市场将越来越大。

目前，将肥料中的硅和锌元素与农药中的噻虫嗪、噁霉灵和壳寡糖结合制成水稻药肥颗粒剂及其应用尚无人报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，就是提供一种用于提高水稻品质和产量，并保障其少受病虫危害的含硅、锌元素及壳聚糖的水稻田药肥颗粒剂及其制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种含硅、锌元素及壳聚糖的水稻田药肥颗粒剂，由中微量元素肥料、农药有效成分、助剂和赋形剂组成，所述的中微量元素肥料由偏硅酸钾和硫酸锌组成，所述的农药有效成分由噻虫嗪、噁霉灵和壳聚糖组成，所述的药肥颗粒剂各组分的重量百分比含量为：

偏硅酸钾1～50%；

硫酸锌1～50%；

噻虫嗪0.01～10%；

噁霉灵0.01～10%；

壳聚糖0.01～10%；

助剂0.5～5%；

赋形剂补足至药肥颗粒剂总重量的100%。

进一步的，所述的中微量元素肥料由以下重量百分比含量的营养元素组成：

有效硅，以SiO₂计：0.4～20%；

锌：0.22～11%。

进一步的，所述的助剂为十二烷基硫酸钠、木质素磺酸钙、木质素磺酸钠、萘磺酸盐甲醛缩合物、烷基萘磺酸盐甲醛缩合物或拉开粉中的至少一种。

进一步的，所述的赋形剂为淀粉、聚乙烯醇、羧甲基纤维素、粘土、硅藻土、白土、高岭土、膨润土或碳酸钙中的至少一种。

一种含硅、锌元素及壳聚糖的水稻田药肥颗粒剂的制备方法，其改进之处在于：包括以下步骤：

（1）制备农药颗粒：按照重量份，取噻虫嗪0.01～10份、噁霉灵0.01～10份、壳聚糖0.01～10份、助剂0.5～5份和赋形剂5～15份，粉碎，混合均匀，加水湿润后再混合均匀，用挤压造粒机造粒，干燥后得到含有噻虫嗪、噁霉灵和壳聚糖的农药颗粒，备用；

（2）制备中微量元素肥料颗粒：按照重量份，取偏硅酸钾1～50份、硫酸锌1～50份和赋形剂，赋形剂的添加量使农药颗粒和中微量元素肥料颗粒的总重量份达到100份；将所取的原料粉碎，混合均匀，加水湿润后再混合均匀，用挤压造粒机造粒，干燥后得到中微量元素肥料颗粒，备用；

（3）在混合设备中，将步骤（1）所得的农药颗粒和步骤（2）所得的中微量元素肥料颗粒充分混合均匀，检测产品的细度为1mm～5mm，水分≤3%，各成分含量合格，脱落率≤5%，后包装，即得含硅、锌元素及壳聚糖的水稻田药肥颗粒剂。

进一步的，步骤（2）所述的偏硅酸钾为无水偏硅酸钾，硫酸锌为复合肥料产品中常用的农用七水硫酸锌；

步骤（1）和步骤（2）所述的粉碎是用气流粉碎机、万能粉碎机或雷蒙机将原料进行粉碎；所述的挤压造粒机为螺杆挤压造粒机；所述的加水湿润，加水量为粉碎原料重量的5～10％；所述的干燥为流化床干燥或转筒干燥；所述的混合是指用无重力混合机或双螺旋锥形混合机将原料进行混合，混合时间为10～30分钟。

本发明的有益效果是：

（1）本发明所公开的含硅、锌元素及壳聚糖的水稻田药肥颗粒剂，是把杀虫剂成分噻虫嗪、杀菌剂成分噁霉灵、植物抗性诱导剂成分壳聚糖以及中微量元素肥料科学结合后形成的一种药肥颗粒剂，一次施用即可达到施肥与杀虫防病的多重作用，减轻了农民的劳动强度和劳动次数，节省时间和人工，提高了生产效率。

（2）本发明所公开的含硅、锌元素及壳聚糖的水稻田药肥颗粒剂对水稻生长前期发生的主要病虫害稻飞虱和立枯病有很好的防治效果，同时，对稻瘿蚊、稻象甲等害虫也有良好防效。

（3）本发明所公开的含硅、锌元素及壳聚糖的水稻田药肥颗粒剂剂型环保，施用方便，安全、低毒、低风险。

（4）本发明选用噻虫嗪、噁霉灵和壳聚糖作为药肥颗粒剂中的农药成分，噻虫嗪是一种具有全新结构的第二代烟碱类高效低毒杀虫剂，其作用机理是结合位于害虫神经***突触后膜的烟酸乙酰胆碱酯酶受体，干扰害虫运动神经***正常的刺激传导，对害虫具有胃毒、触杀和内吸活性，施药后能够迅速被植株内吸并传导到植株各部位，具有高效、广谱、用量少、毒性低、药效持效期长、对作物无药害、使用安全和与常规农药无交互抗性的优点。噁霉灵属内吸性高效杀菌剂、土壤消毒剂，而且也是一种植物生长调节剂，药效作用独特，能有效抑制病原真菌菌丝体的正常生长或直接杀死病菌，又能促进植物生长，并具有促进作物根系生长发育、生根壮苗，提高农作物的成活率的作用，噁霉灵的内吸性极强，两个小时就能移动到茎部，20个小时移动至植物全身。壳聚糖是以海洋生物中富含的甲壳素为主要原料，采用先进技术筛选出的5-12聚合度的寡聚糖。壳聚糖在农药应用中属于植物抗性诱导剂，作为一类新型的植物抗性反应激活因子，可促进植物自我保护能力增强、强烈活化植物细胞、调节植物生长状态、促进植物对营养物质的吸收与利用、提高农作物产量。本发明将噻虫嗪、噁霉灵和壳聚糖复配，能够防虫防病，保障水稻不受或少受病虫危害，提高抗病抗寒等抗逆性，提高产量，增加种植户的收益。

（5）本发明中根据水稻的生长特点及我国大部分水稻区农民的用肥习惯，组合的中微量元素肥料能为水稻的正常生长提供紧缺的硅和锌营养元素，达到稳产和增产的效果。

（6）本发明产品中的农药颗粒和中微量元素肥料颗粒分别造粒，相当于农药成分和肥料分别处于相对独立的环境，跟常规药剂与肥料混合后造粒工艺相比，药剂中的活性成分噻虫嗪、噁霉灵和壳聚糖具有更稳定的理化性能，保证了产品的质量稳定性，从而延长了药剂的储存期。

（7）本发明采用挤压造粒工艺生产药肥颗粒剂，加入粘结剂，使本发明产品具有较强的硬度，不易被土壤中的水淋溶冲走，减少药剂和肥料的损失，提高了药剂和肥料的利用率，并且延长药剂和肥料的持效期，从而减少农药的用量和施药次数，减轻环境压力，也降低了种植户的成本。

具体实施方式

下面以制备100千克本发明所公开的药肥颗粒剂为实施例，对本发明进一步说明，但实施例不限制本发明的范围。本领域技术人员根据本说明书可制备相应的含硅、锌元素及壳聚糖的水稻田药肥颗粒剂。需要说明的是，在本技术领域内对本发明所做的微小修改，如在本发明产品配方中增加调色材料改变产品的颜色，对配方中农药活性成分的含量比例进行微小调整，对肥料各组分、助剂、粘结剂品种和含量进行较小调整，以及对本发明制备工艺的参数、设备进行适当调整等，均不改变本发明的本质。除有特殊声明外，本发明所述的百分比含量均为重量百分比含量。

实施例1：

本实施例所公开的一种含硅、锌元素及壳聚糖的水稻田药肥颗粒剂，其配方包括：

农药颗粒：噻虫嗪0.04kg，噁霉灵0.06kg，壳聚糖0.01kg，木质素磺酸钙0.3kg，十二烷基硫酸钠0.2kg，聚乙烯醇0.5kg，高岭土11.99kg ；

中微量元素肥料颗粒：偏硅酸钾10kg，硫酸锌3kg，淀粉5kg，粘土68.9kg ；其中，无机肥营养组分构成为：硅（以SiO₂计）：4kg，锌：0.66kg；

其制备方法：

（1）将农药颗粒配方用气流粉碎机进行粉碎，混合均匀，加水湿润，加水量为粉碎原料重量的10%，然后再混合均匀，用螺杆挤压造粒机造粒，经流化床干燥后得到含有噻虫嗪、噁霉灵和壳聚糖的农药颗粒，备用；

（2）将中微量元素肥料颗粒配方用气流粉碎机进行粉碎，混合均匀，加水湿润，加水量为粉碎原料重量的5%，然后再混合均匀，用螺杆挤压造粒机造粒，经流化床干燥后得到中微量元素肥料颗粒，备用；

（3）在无重力混合机中，将步骤（1）所得的农药颗粒和步骤（2）所得的中微量元素肥料颗粒充分混合10 分钟，检测控制产品的细度为1mm～5mm，水分≤3％，脱落率≤5％，检测合格后包装，即得本发明所公开的低农药含量的含硅、锌元素及壳聚糖的水稻田药肥颗粒剂。

实施例2：

本实施例所公开的一种含硅、锌元素及壳聚糖的水稻田药肥颗粒剂，其配方包括：

农药颗粒：噻虫嗪2kg，噁霉灵2kg，壳聚糖0.5kg，木质素磺酸钙1kg，十二烷基硫酸钠1kg，聚乙烯醇1kg，高岭土11.5kg ；

中微量元素肥料颗粒：偏硅酸钾50kg，硫酸锌10kg，淀粉10kg，粘土11kg ；其中，无机肥营养组分构成为：硅（以SiO₂计）：20kg，锌：2.2kg；

其制备方法：

（1）将农药颗粒配方用气流粉碎机进行粉碎，混合均匀，加水湿润，加水量为粉碎原料重量的10%，然后再混合均匀，用螺杆挤压造粒机造粒，经流化床干燥后得到含有噻虫嗪、噁霉灵和壳聚糖的农药颗粒，备用；

（2）将中微量元素肥料颗粒配方用气流粉碎机进行粉碎，混合均匀，加水湿润，加水量为粉碎原料重量的5%，然后再混合均匀，用螺杆挤压造粒机造粒，经流化床干燥后得到中微量元素肥料颗粒，备用；

（3）在无重力混合机中，将步骤（1）所得的农药颗粒和步骤（2）所得的中微量元素肥料颗粒充分混合10 分钟，检测控制产品的细度为1mm～5mm，水分≤3％，脱落率≤5％，检测合格后包装，即得本发明所公开的中等农药含量的含硅、锌元素及壳聚糖的水稻田药肥颗粒剂。

实施例3：

本实施例所公开的一种含硅、锌元素及壳聚糖的水稻田药肥颗粒剂，其配方包括：

农药颗粒：噻虫嗪10kg，噁霉灵3kg，壳聚糖1kg，木质素磺酸钙2kg，十二烷基硫酸钠2kg，聚乙烯醇1kg，高岭土15kg ；

中微量元素肥料颗粒：偏硅酸钾30kg，硫酸锌10 kg，淀粉15kg，粘土11kg；其中，无机肥营养组分构成为：硅（以SiO₂计）：12kg，锌 ：2.3kg；

其制备方法：

（1）将农药颗粒配方用气流粉碎机进行粉碎，混合均匀，加水湿润，加水量为粉碎原料重量的10%，然后再混合均匀，用螺杆挤压造粒机造粒，经流化床干燥后得到含有噻虫嗪、噁霉灵和壳聚糖的农药颗粒，备用；

（2）将中微量元素肥料颗粒配方用气流粉碎机进行粉碎，混合均匀，加水湿润，加水量为粉碎原料重量的5%，然后再混合均匀，用螺杆挤压造粒机造粒，经流化床干燥后得到中微量元素肥料颗粒，备用；

（3）在无重力混合机中，将步骤（1）所得的农药颗粒和步骤（2）所得的中微量元素肥料颗粒充分混合10 分钟，检测控制产品的细度为1mm～5mm，水分≤3％，脱落率≤5％，检测合格后包装，即得本发明所公开的高农药含量的含硅、锌元素及壳聚糖的水稻田药肥颗粒剂。

应用实例：2013年3月份，在湖北省云梦县清明河乡长李村进行水稻病虫防治和增产田间试验。试验按照统一使用成本的标准确定使用量，设置以下处理：

处理1 ：上述实施例1产品50kg/亩；

处理2 ：上述实施例2产品2kg/亩；

处理3 ：上述实施例3产品0.5kg/亩；

处理4 ：0.1% 噁霉灵颗粒剂，30kg/亩；

处理5 ：0.5% 噻虫嗪颗粒剂，4kg/亩；

处理6 ：硫酸锌颗粒剂，5kg/亩；

除上述处理外，本试验还设置了空白处理。将处理1－处理6，在水稻移栽后撒施，每个处理设3个重复，每个试验小区67m²，小区随机排列。于施药后30天、60天调查稻飞虱的危害情况，于施药后30天调查立枯病危害情况，于收获时调查水稻增产情况。

试验结果见表1。

表1 ：水稻稻飞虱、立枯病防治和增产田间试验结果统计表

从表1 可知：同样用药成本情况下，处理1、2增产作用差距不明显，处理3及两对照处理增产作用与处理1和处理2差距明显，因此处理1和2的组合更为合理，但处理2能够节省包装及搬运等费用，更有推广价值。利用本发明施用于水稻田，与单用农药颗粒剂相比，对稻飞虱和水稻立枯病的防治效果好，持效期较长，并且复配具有协同增效作用；与单用农药颗粒剂、单用硫酸锌颗粒肥相比，本发明对水稻的增产作用更明显。

Claims (6)

1.一种含硅、锌元素及壳聚糖的水稻田药肥颗粒剂，由中微量元素肥料、农药有效成分、助剂和赋形剂组成，其特征在于：所述的中微量元素肥料由偏硅酸钾和硫酸锌组成，所述的农药有效成分由噻虫嗪、噁霉灵和壳聚糖组成，所述的药肥颗粒剂各组分的重量百分比含量为：

偏硅酸钾1～50%；

硫酸锌1～50％；

噻虫嗪0.01～10%；

噁霉灵0.01～10%；

壳聚糖0.01～10%；

助剂0.5～5%；

赋形剂补足至药肥颗粒剂总重量的100%。

2.根据权利要求1所述的含硅、锌元素及壳聚糖的水稻田药肥颗粒剂，其特征在于：所述的中微量元素肥料由以下重量百分比含量的营养元素组成：

有效硅，以SiO₂计：0.4～20%；

锌：0.22～11％。

3.根据权利要求1或2所述的含硅、锌元素及壳聚糖的水稻田药肥颗粒剂，其特征在于：所述的助剂为十二烷基硫酸钠、木质素磺酸钙、木质素磺酸钠、萘磺酸盐甲醛缩合物、烷基萘磺酸盐甲醛缩合物或拉开粉中的至少一种。

4.根据权利要求1或2所述的含硅、锌元素及壳聚糖的水稻田药肥颗粒剂，其特征在于：所述的赋形剂为淀粉、聚乙烯醇、羧甲基纤维素、粘土、硅藻土、白土、高岭土、膨润土或碳酸钙中的至少一种。

5.一种含硅、锌元素及壳聚糖的水稻田药肥颗粒剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）制备农药颗粒：按照重量份，取噻虫嗪0.01～10 份、噁霉灵0.01～10份、壳聚糖0.01～10份、助剂0.5～5份和赋形剂5～15份，粉碎，混合均匀，加水湿润后再混合均匀，用挤压造粒机造粒，干燥后得到含有噻虫嗪、噁霉灵和壳聚糖的农药颗粒，备用；

（2）制备中微量元素肥料颗粒：按照重量份，取偏硅酸钾1～50份、硫酸锌1～50份和赋形剂，赋形剂的添加量使农药颗粒和中微量元素肥料颗粒的总重量份达到100份；将所取的原料粉碎，混合均匀，加水湿润后再混合均匀，用挤压造粒机造粒，干燥后得到中微量元素肥料颗粒，备用；

（3）在混合设备中，将步骤（1）所得的农药颗粒和步骤（2）所得的中微量元素肥料颗粒充分混合均匀，检测产品的细度为1mm～5mm，水分≤3％，脱落率≤5％，即得含硅、锌元素及壳聚糖的水稻田药肥颗粒剂。

6.根据权利要求5所述的含硅、锌元素及壳聚糖的水稻田药肥颗粒剂的制备方法，其特征在于：

步骤（2）所述的偏硅酸钾为无水偏硅酸钾，硫酸锌为复合肥料产品中常用的农用七水硫酸锌；

步骤（1）和步骤（2）所述的粉碎是用气流粉碎机、万能粉碎机或雷蒙机将原料进行粉碎；所述的挤压造粒机为螺杆挤压造粒机；所述的加水湿润，加水量为粉碎原料重量的5～10％；所述的干燥为流化床干燥或转筒干燥；所述的混合是指用无重力混合机或双螺旋锥形混合机将原料进行混合，混合时间为10～30分钟。