CN110357734A - 一种专用防治甘蔗虫害的纳米肥及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种专用防治甘蔗虫害的纳米肥以及制备方法,按质量百分数计,由以下组分组成:大量元素无机复合肥24~35%,纳米碳酸钙8~10%,纳米碳4~10%,纳米包膜剂1~3%,硫酸锌1~6%,硫酸锰1~6%,螯合硼1~6%,枯草芽孢杆菌制剂0.2~2%,氟虫腈0.022~0.66%,腐殖酸补足100%。本发明同时添加了多种纳米级纳米碳和纳米碳酸钙,且控制了纳米包膜剂的用量,通过纳米碳、纳米碳酸钙和纳米包膜剂的协同作用能实现让药肥有效成分速效、中效、长效的分级释放的目的。
Description
技术领域
本发明涉及肥料技术领域,尤其涉及一种专用防治甘蔗虫害的纳米肥以及制备方法。
背景技术
近年来,甘蔗螟虫、薊马、绵蚜虫、介壳虫、蔗龟、白蚁等虫害已成甘蔗生产重要障碍因素,给甘蔗产量和品质造成一定损失,宿根蔗受害面积更是高达80%以上,因此,蔗农每年都要投入大量的人力和物力进行防治。目前生产上普遍使用呋喃丹、甲拌磷、甲基异柳磷和特丁硫磷等高毒农药防治虫害,由于长期使用农药品种单一,部分地区的甘蔗害虫对一些药剂已产生不同程度的抗药性,目前国家已经限制使用或者禁用高毒农药防治虫害,现在市面防治甘蔗虫害的药剂普遍存在着内吸性差、药效期短的缺点,国内市场上的颗粒剂农药多与填料混合制备,填料多为硅藻土、高岭土、白炭黑、滑石粉等,但这些填料对农药无缓释作用,导致药效期短、农药利用率低等问题。
在传统的甘蔗种植技术中,施用肥料和杀虫是分开的,需分别施用2~3次杀虫剂和肥料,这无疑给种植甘蔗的农民带来巨大的劳动强度。另外,甘蔗施肥管理和施药防控也没有针对性,容易造成盲目施肥、用药,导致施肥不平衡、虫害防效不佳,同时还会导致肥料和杀虫剂流失严重,带来土壤板结、环境污染等问题。根据甘蔗需肥特性、虫害发生特点研制的甘蔗专用药肥产品报道仍较少。
授权公告号为CN 102718606A的发明专利“一种含氟虫腈的缓释药肥颗粒剂”,缓释药肥颗粒剂用氟虫腈、肥料和填料制备成药肥颗粒状,然后加入包膜材料进行包膜即得;其各组分间的重量份数为:氟虫腈0.01~5份,肥料10~95份,缓释材料1~30份,填料补足至100份,包膜材料为聚乳酸、聚乙烯类、棕榈油、亚麻油、改性棕榈油、改性亚麻油、乳胶、沥青、硫磺、石蜡和无机硅酸盐中的一种或一种以上组合。该药肥组合物实现了一肥多用的目的,在给甘蔗、玉米、花生等作物施肥时达到杀灭这些作物的螟虫、地下害虫危害的目的,并且通过缓释技术达到农药和肥料的缓慢释放,从而实现或部分实现一季作物只施一次药肥,防治作物虫害的同时补充作物所需的全部或部分营养。但该药肥难以实现速效、中效、长效的分级释放。
发明内容
本发明公开了一种专用防治甘蔗虫害的纳米肥以及制备方法,同时添加了多种纳米级纳米碳和纳米碳酸钙,且控制了纳米包膜剂的用量,通过纳米碳、纳米碳酸钙和纳米包膜剂的协同作用能实现让药肥有效成分速效、中效、长效的分级释放的目的。
为实现上述目的,本发明的技术方案为:
一种专用防治甘蔗虫害的纳米肥,按质量百分数计,由以下组分组成:大量元素无机复合肥24~35%,纳米碳酸钙8~10%,纳米碳4~10%,纳米包膜剂1~3%,硫酸锌1~6%,硫酸锰1~6%,螯合硼1~6%,枯草芽孢杆菌制剂0.2~2%,氟虫腈0.022~0.66%,腐殖酸补足100%。
优选的,所述纳米碳酸钙的制备方法如下:
(1)将碳酸钙矿物粉体在1000~1500℃温度内煅烧2~3 h得到白色粉体,冷却至常温后加水溶解,得到氢氧化钙悬浮液,放入密封罐内注入过量CO2,得匀浆液;(2)加入匀浆液质量1.5~3%的聚苯乙烯磺酸钠,将匀浆液碳化至pH为8.0~9.0;(3)加入匀浆液质量1.5~3%的聚丙烯酸,继续碳化至pH为6~7.5,获得纳米级碳酸钙浆料;(4)按照0.6~0.9 mol/L的配比,称取正钛酸四丁酯溶于无水乙醇,搅拌均匀后配制获得包覆剂;(5)将纳米碳酸钙浆料加热至45~95℃,加入包覆剂,加入量以碳酸钙的质量计为1~3%,包覆完毕后将纳米碳酸钙浆料经纳米级过滤装置过滤得到滤渣,滤渣干燥,即为纳米活性碳酸钙干粉;(6)研磨纳米活性碳酸钙干粉,然后置于高温加热设备中加热到450-550℃后保温2~3h,冷却至常温即为纳米碳酸钙。
更优选的,所述步骤(5)中,包覆处理时间为2~3 h。
更优选的,所述步骤(5)中,干燥的温度为180~220℃。
更优选的,所述高温加热设备为马弗炉。
优选的,所述大量元素无机复合肥中,按照质量比计,尿素:磷酸一铵:硫酸钾=10~15: 6~10: 8~10。
优选的,所述纳米包膜剂为纳米膨润土和纳米炭按照质量比2~3:1混合制成。更优选的,所述纳米膨润土的制备方法包括以下步骤:(1)按质量百分数计称取以下原料:1~99%膨润土原矿,0.1~40%三聚磷酸钠作为碱性活化剂,0.1~40%甲醇作为质子化溶剂和0.1~98%水;(2)超声分散膨润土原矿,得分散后的膨润土;(3)在分散后的膨润土中加入水,将其分散、悬浮;(4)加入碱性活化剂,搅拌100~120分钟,进行活化处理,之后加入质子化剂,搅拌10~60分钟,得活化的膨润土液;(5)将活化的膨润土液在1000~11000 r/分钟的转速下高速剪切100~120分钟,得到纳米至微米的膨润土液;(6)将纳米至微米的膨润土液在2000~15000 r/分钟转速下离心处理100~120分钟,制得纳米膨润土液;(7)将纳米膨润土液在200~250℃温度下浓缩或干燥成粉末,然后研磨成小于100 nm的粉末,即得到所述的纳米膨润土。
以上所述的专用防治甘蔗虫害的纳米肥的制备方法,包括以下步骤:
S1.制备农药活性成分颗粒:将氟虫腈和腐殖酸粉碎后与枯草芽孢杆菌制剂混匀,加水润湿后再混合均匀,造粒,干燥后得到农药活性成分颗粒,备用;
S2.制备复合肥料颗粒:按质量配比称取大量元素无机复合肥、纳米碳酸钙、纳米碳、硫酸锌、硫酸锰、螯合硼,粉碎,混合均匀,加水润湿后再混合均匀,造粒,干燥后得到复合肥料颗粒,备用;
S3.将纳米包膜剂加入到密封式反应釜中,加热至85~95℃,搅拌分散处理,备用;
S4.按质量配比称取农药活性成分颗粒、复合肥料颗粒及纳米肥总重量5~10%的填充剂进行混合,然后将混合物投入到包膜机,将纳米包膜剂以雾化喷涂的方式包覆于混合物表面,待纳米包膜剂形成的包膜层自然冷却,筛分后得专用防治甘蔗虫害的纳米肥。
本发明创新采用了纳米碳、纳米碳酸钙、纳米包膜剂的结合,其中:
纳米碳酸钙:又称超微细碳酸钙,稳定性好、超细、超纯,具有优异分散性和高干燥性。肥料中加入该成分不仅能提供甘蔗生长所需钙元素,提高甘蔗细胞结构稳定性和细胞膜渗透性,促进根系对其他营养元素的吸收,同时还能起到降低土壤酸度,抑制真菌感染,进而改良土壤的目的。
纳米碳:为分散相尺度至少有一维小于100 nm的碳材料,具有结构微小、表比面积大、化学活性强、吸附性强等特点。其能够吸附土壤中的离子,从而提高作物对土壤养分的吸收利用以及减少氮的淋溶,此外,其能够有效地吸附土壤中的污染物,降低污染物向外扩散的风险,减少环境污染。
纳米包膜剂:表面存在10~20nm左右大小不一的皱褶或孔径,具有表面效应和小尺寸效应。其与植物所需的大量营养元素氮、磷、钾和微量元素铁、硼、钼等发生吸附或化合后能成为多功能高效复合肥料,增强了植物对肥料的吸附性能,减少肥料的流失、淋失和固定;另一方面,此复合体和土壤中自然形成的有机无机复合体发生相互作用,可引起多价交换性阳离子的吸附、铝的聚合、包敷粘粒表面的氢氧化铁膜的形成、粘粒边缘的阴离子交换以及某一特殊表面的强配合键的形成,明显地影响和控制土壤的结构和渗透性等理化性质,可以增加土壤的团粒结构,充分发挥土壤的蓄肥保肥能力,还有促进土壤中微生物活动的可能性,调节土壤中的C/N比,培肥土壤。
螯合硼:含硼量高、杂质少、水溶性好,且不受水温限制,同时具有酸碱适中、混配性好的特点,其水溶液呈微碱性,可与任何化学农药混用,肥力均匀持久。其提供的硼元素参与糖类穿过细胞膜的运输和细胞壁材料的合成,增强细胞壁的稳定性和良好的结构,增强细胞壁对水分的控制,从而增强甘蔗的抗寒和抗病能力。同时,硼元素通过调节糖和淀粉的合成影响蒸腾。此外,硼能影响细胞的发育和伸长、碳水化合物代谢,并在氨基酸和蛋白质合成中起作用,还与生长素的运转有关。
枯草芽孢杆菌制剂:典型芽胞杆菌,直杆状,革兰氏染色呈阳性且着色均匀。其产生能够抑制细菌、病毒、真菌和病原体的生长的抗生素类物质,这些抗菌物质以磷脂类、氨基糖类、肽类和脂肽类等抗生素为主。其中,脂肽类抗生素是枯草芽孢杆菌最重要的抗菌物质。相对化学农药,具有安全、环保、生产原料简单等诸多优点。一方面克服了传统化学农药残留量大、使用过程中危害人畜安全、造成农业面源污染,破坏生态环境的缺点,另一方面也很好解决了病虫易产生抗性的问题。
发明的优点在于:1、釆用纳米包膜剂且合理控制了纳米包膜剂的用量,达到药效缓释效果,添加腐殖酸能络合磷钾及中微量元素,具有控释效果,添加的螯合硼可增强甘蔗抗寒和抗病能力;2、纳米碳作为一种新型肥料增效剂能够吸附土壤中的离子,提高甘蔗对土壤养分的吸收利用以及减少氮的淋溶,从而减少肥料用量,加入的纳米碳酸钙稳定性好,可起到降低土壤酸度,抑制真菌感染,进而改良土壤的目的,且纳米级原料的加入能改善药肥的磁性,使土壤胶体、溶液的电阻大大减小,提高农作物对营养元素和农药活性成分的吸收利用率,结合纳米包膜剂的协同作用能实现让药肥有效成分速效、中效、长效的分级释放的目的;3、氟虫腈属内吸广谱型,杀虫效果好,配合枯草芽孢杆菌制剂的抗菌作用,能解决病虫易产生抗性问题的同时,实现药肥同施,既能保证有效防治虫害,又能防止农药对环境的污染,取得较好的经济和生态效益。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步说明,但本发明的保护范围不限于以下实施例。
实施例1
一种专用防治甘蔗虫害的纳米肥,各原料重量:尿素13kg,磷酸一铵8kg,硫酸钾9kg,市售纳米碳酸钙9kg,纳米碳8kg,纳米包膜剂1.2kg,硫酸锌3kg,硫酸锰3kg,螯合硼3kg,枯草芽孢杆菌制剂0.5kg,22%氟虫腈颗粒剂0.1kg,腐殖酸42.2kg。
纳米包膜剂为纳米膨润土和纳米炭按照质量比2:1混合制成,其中纳米膨润土为市售。
实施例2
一种专用防治甘蔗虫害的纳米肥,各原料重量:尿素13 kg,磷酸一铵8 kg,硫酸钾9kg,纳米碳酸钙9 kg,纳米碳8 kg,纳米包膜剂1.2 kg,硫酸锌3 kg,硫酸锰3 kg,螯合硼3kg,枯草芽孢杆菌制剂0.5 kg,22%氟虫腈颗粒剂0.1 kg,腐殖酸42.2 kg。
纳米碳酸钙的制备方法如下:
(1)将碳酸钙矿物粉体在1300℃温度内煅烧2小时得到白色粉体,冷却至常温后加水溶解,得到氢氧化钙悬浮液,在密封罐内注入过量CO2,以保证碳酸钙晶核的呈核率,得匀浆液;(2)加入匀浆液质量2.0%的聚苯乙烯磺酸钠以控制各晶面的生长速率,将匀浆液碳化至pH为8.0~9.0;(3)加入匀浆液质量2.0%的聚丙烯酸,继续碳化至pH为6~7.5,获得纳米级碳酸钙浆料;(4)按照0.8 mol/L的配比,将正钛酸四丁酯溶于无水乙醇中配制成包覆剂;(5)将纳米碳酸钙浆料加热至90℃,加入包覆剂(加入量以碳酸钙的质量计为2.0%),包覆处理时间为2小时,将浆料经纳米级过滤装置过滤得到滤渣后置于干燥箱,在200℃温度内干燥10小时得到干粉,为纳米活性碳酸钙干粉;(6)将纳米活性碳酸钙干粉置于玛瑙研钵中研磨,所得粉末状物质置于马弗炉加热到550℃后保温2小时,冷却至常温即为冷却至常温即为纳米碳酸钙。
纳米包膜剂为纳米膨润土和纳米碳按照质量比2:1混合制成。其中,纳米膨润土的制备方法包括以下步骤:(1)按质量百分数计称取以下原料:30%膨润土原矿,1.5%碱性活化剂,1.5%质子化剂和67%水;(2)超声分散膨润土原矿,得分散后的膨润土;(3)在分散后的膨润土中加入水,将其分散、悬浮;(4)加入三聚磷酸钠作为碱性活化剂,搅拌110分钟,进行活化处理,之后加入甲醇作为质子化剂,搅拌30分钟,得活化的膨润土液;(5)将活化的膨润土液在11000 r/分钟的转速下高速剪切110分钟,得到纳米至微米的膨润土液;(6)将纳米至微米的膨润土液在10000 r/分钟转速下离心处理110分钟,制得纳米膨润土液;(7)将纳米膨润土液在250℃温度下浓缩或干燥2h,然后研磨成小于100 nm的粉末,即得到所述的纳米膨润土。实施例3
一种专用防治甘蔗虫害的纳米肥,各原料重量:尿素12kg,磷酸一铵8kg,硫酸钾9kg,纳米碳酸钙9kg,纳米碳9kg,纳米包膜剂2kg,硫酸锌3.2kg,硫酸锰3.2kg,螯合硼3.5kg,枯草芽孢杆菌制剂0.2kg,22%氟虫腈颗粒剂0.1kg,腐殖酸40.8kg。
纳米碳酸钙的制备方法如下:
(1)将碳酸钙矿物粉体在1000℃温度内煅烧3小时得到白色粉体,冷却至常温后加水溶解,得到氢氧化钙悬浮液,在密封罐内注入过量CO2,以保证碳酸钙晶核的呈核率,得匀浆液;(2)加入匀浆液质量3%的聚苯乙烯磺酸钠以控制各晶面的生长速率,将匀浆液碳化至pH为8.0~9.0;(3)加入匀浆液质量1.5%的聚丙烯酸,继续碳化至pH为6~7.5,获得纳米级碳酸钙浆料;(4)按照0.6 mol/L的配比,将正钛酸四丁酯溶于无水乙醇中配制成包覆剂;(5)将纳米碳酸钙浆料加热至80℃,加入包覆剂(加入量以碳酸钙的质量计为1.8%),包覆处理时间为3小时,将浆料经纳米级过滤装置过滤得到滤渣后置于干燥箱,在220℃温度内干燥12小时得到干粉,为纳米活性碳酸钙干粉;(6)将纳米活性碳酸钙干粉置于玛瑙研钵中研磨,所得粉末状物质置于马弗炉加热到500℃后保温2小时,冷却至常温即为冷却至常温即为纳米碳酸钙。
纳米包膜剂为纳米膨润土和纳米碳按照质量比3:1混合制成。其中,纳米膨润土的制备方法包括以下步骤:(1)按质量百分数计称取以下原料:40%膨润土原矿,2%碱性活化剂,2%质子化剂和56%水;(2)超声分散膨润土原矿,得分散后的膨润土;(3)在分散后的膨润土中加入水,将其分散、悬浮;(4)加入三聚磷酸钠作为碱性活化剂,搅拌120分钟,进行活化处理,之后加入甲醇作为质子化剂,搅拌30分钟,得活化的膨润土液;(5)将活化的膨润土液在10000 r/分钟的转速下高速剪切110分钟,得到纳米至微米的膨润土液;(6)将纳米至微米的膨润土液在15000r/分钟转速下离心处理100分钟,制得纳米膨润土液;(7)将纳米膨润土液在200℃温度下浓缩3h,然后研磨成小于100 nm的粉末,即得到所述的纳米膨润土。实施例4
一种专用防治甘蔗虫害的纳米肥,各原料重量:尿素10kg,磷酸一铵10kg,硫酸钾10kg,纳米碳酸钙8kg,纳米碳10kg,纳米包膜剂1kg,硫酸锌1kg,硫酸锰1kg,螯合硼5kg,枯草芽孢杆菌制剂0.8kg,22%氟虫腈颗粒剂0.2kg,腐殖酸43kg。
纳米碳酸钙的制备方法同实施例2。
纳米包膜剂为纳米膨润土和纳米碳按照质量比2.5:1混合制成。其中,纳米膨润土的制备方法包括以下步骤:(1)按质量百分数计称取以下原料:20%膨润土原矿,1.5%碱性活化剂,2%质子化剂和76.5%水;(2)超声分散膨润土原矿,得分散后的膨润土;(3)在分散后的膨润土中加入水,将其分散、悬浮;(4)加入三聚磷酸钠作为碱性活化剂,搅拌100分钟,进行活化处理,之后加入甲醇作为质子化剂,搅拌60分钟,得活化的膨润土液;(5)将活化的膨润土液在10000 r/分钟的转速下高速剪切120分钟,得到纳米至微米的膨润土液;(6)将纳米至微米的膨润土液在13000r/分钟转速下离心处理105分钟,制得纳米膨润土液;(7)将纳米膨润土液在200℃温度下干燥5h,然后研磨成小于100 nm的粉末,即得到所述的纳米膨润土。
实施例5
一种专用防治甘蔗虫害的纳米肥,各原料重量:尿素15kg,磷酸一铵6kg,硫酸钾8kg,纳米碳酸钙10kg,纳米碳6kg,纳米包膜剂2.5kg,硫酸锌5kg,硫酸锰2kg,螯合硼2kg,枯草芽孢杆菌制剂0.3kg,22%氟虫腈颗粒剂0.3kg,腐殖酸42.9kg。
纳米碳酸钙的制备方法同实施例2,纳米包膜剂的制备方法同实施例2。
实施例6
一种专用防治甘蔗虫害的纳米肥,各原料重量:尿素11kg,磷酸一铵9kg,硫酸钾8kg,纳米碳酸钙8.5kg,纳米碳4kg,纳米包膜剂3kg,硫酸锌2.5kg,硫酸锰2.5kg,螯合硼2.5kg,枯草芽孢杆菌制剂0.6kg,22%氟虫腈颗粒剂0.5kg,腐殖酸47.9kg。
纳米碳酸钙的制备方法同实施例3,纳米包膜剂的制备方法同实施例3。
以上实施例1~6的制备方法为:S1.制备农药活性成分颗粒:将氟虫腈和腐殖酸粉碎后与枯草芽孢杆菌制剂混匀,加水润湿后再混合均匀,造粒,干燥后得到农药活性成分颗粒,备用;S2.制备复合肥料颗粒:按质量配比称取大量元素无机复合肥、纳米碳酸钙、纳米碳、硫酸锌、硫酸锰、螯合硼,粉碎,混合均匀,加水润湿后再混合均匀,造粒,干燥后得到复合肥料颗粒,备用;S3.将纳米包膜剂加入到密封式反应釜中,加热至85~95℃,搅拌分散处理,备用;S4.按质量配比称取农药活性成分颗粒、复合肥料颗粒及纳米肥总重量8%的填充剂进行混合,然后将混合物投入到包膜机,将纳米包膜剂以雾化喷涂的方式包覆于混合物表面,待纳米包膜剂形成的包膜层自然冷却,筛分后得专用防治甘蔗虫害的纳米肥。
对比例1
一种防治甘蔗虫害的肥料,各原料重量:尿素13kg,磷酸一铵8kg,硫酸钾9kg,纳米碳酸钙9kg,纳米包膜剂1.2kg,硫酸锌3kg,硫酸锰3kg,螯合硼3kg,枯草芽孢杆菌制剂1kg,22%氟虫腈颗粒剂1kg,腐殖酸48.8kg。
纳米碳酸钙和纳米包膜剂的制备方法同实施例2。
制备方法为:S1.制备农药活性成分颗粒:将氟虫腈和腐殖酸粉碎后与枯草芽孢杆菌制剂混匀,加水润湿后再混合均匀,造粒,干燥后得到农药活性成分颗粒,备用;S2.制备复合肥料颗粒:按质量配比称取大量元素无机复合肥、纳米碳酸钙、硫酸锌、硫酸锰、螯合硼,粉碎,混合均匀,加水润湿后再混合均匀,造粒,干燥后得到复合肥料颗粒,备用;S3.将纳米包膜剂加入到密封式反应釜中,加热至85~95℃,搅拌分散处理,备用;S4.按质量配比称取农药活性成分颗粒、复合肥料颗粒及纳米肥总重量8%的填充剂进行混合,然后将混合物投入到包膜机,将纳米包膜剂以雾化喷涂的方式包覆于混合物表面,待纳米包膜剂形成的包膜层自然冷却,筛分后得防治甘蔗虫害的肥料。
对比例2
一种防治甘蔗虫害的肥料,各原料重量:尿素11 kg,磷酸一铵9 kg,硫酸钾8 kg,市售纳米碳酸钙8.5 kg,纳米碳4 kg,硫酸锌2.5 kg,硫酸锰2.5 kg,螯合硼2.5 kg,枯草芽孢杆菌制剂0.6 kg,22%氟虫腈颗粒剂1.8 kg,腐殖酸49.6 kg。
纳米碳酸钙的制备方法同实施例3。
制备方法为:S1.制备农药活性成分颗粒:将氟虫腈和腐殖酸粉碎后与枯草芽孢杆菌制剂混匀,加水润湿后再混合均匀,造粒,干燥后得到农药活性成分颗粒,备用;S2.制备复合肥料颗粒:按质量配比称取大量元素无机复合肥、纳米碳酸钙、硫酸锌、硫酸锰、螯合硼,粉碎,混合均匀,加水润湿后再混合均匀,造粒,干燥后得到复合肥料颗粒,备用;S3.按质量配比称取农药活性成分颗粒、复合肥料颗粒及纳米肥总重量8%的填充剂进行混合均匀,筛分后得防治甘蔗虫害的肥料。
对比例3
一种专用防治甘蔗虫害的纳米肥,各原料重量:尿素13 kg,磷酸一铵8 kg,硫酸钾9kg,纳米碳8 kg,纳米包膜剂1.2 kg,硫酸锌3 kg,硫酸锰3 kg,螯合硼3 kg,枯草芽孢杆菌制剂1 kg,22%氟虫腈颗粒剂1 kg,腐殖酸49.8 kg。
纳米包膜剂的制备方法同实施例2。
制备方法为:S1.制备农药活性成分颗粒:将氟虫腈和腐殖酸粉碎后与枯草芽孢杆菌制剂混匀,加水润湿后再混合均匀,造粒,干燥后得到农药活性成分颗粒,备用;S2.制备复合肥料颗粒:按质量配比称取大量元素无机复合肥、硫酸锌、硫酸锰、螯合硼,粉碎,混合均匀,加水润湿后再混合均匀,造粒,干燥后得到复合肥料颗粒,备用;S3.将纳米包膜剂加入到密封式反应釜中,加热至85~95℃,搅拌分散处理,备用;S4.按质量配比称取农药活性成分颗粒、复合肥料颗粒及纳米肥总重量8%的填充剂进行混合,然后将混合物投入到包膜机,将纳米包膜剂以雾化喷涂的方式包覆于混合物表面,待纳米包膜剂形成的包膜层自然冷却,筛分后得防治甘蔗虫害的肥料。
应用实施例
一、小规模田间试验
试验地点:广西崇左市大新县那岭镇岜伏村。
2017年,将实施例1~6的纳米肥、对比例1~3的纳米肥以及22%氟虫腈颗粒剂、枯草芽孢杆菌制剂用于小规模的田间试验,每例施用1亩,每亩40 kg。2017年4月种植,甘蔗种植时将相应数量的肥料一次性均匀施入种植沟中,在甘蔗大生长期时进行中耕培土,不再施追肥,其他田间管理措施一致。2018年2月收获。
虫害调查方法:调查100株的甘蔗虫害危害情况。其中螟害:查看蔗茎表面的螟虫蛀洞,螟害株率(%)=(螟害株数/总株数)×100%;蚜群百株率:=蚜虫蚜群数/总株数×100;白蚁:每个地块随机抽取砍伐待运甘蔗100株,统计甘蔗砍口处白蚁为害株数,株数为害率(%)=受害甘蔗株数/甘蔗总株数×100。调查结果见表1。
土壤理化性质检测:甘蔗收获后,在每小区随机取耕层土壤样品,运回实验室处理后备用,碱解氮、速效磷和速效钾等参照土壤农化分析方法测定。测定结果见表1。
表1 小规模田间试验的甘蔗分析表
表2小规模田间试验的土壤理化性质分析表
药剂 | 碱解氮(mg/kg) | 速效磷(mg/kg) | 速效钾(mg/kg) | 有机质(%) |
22%氟虫腈颗粒剂 | 29.44 | 25.38 | 26.26 | 11.84 |
枯草芽孢杆菌制剂 | 33.12 | 25.46 | 27.24 | 12.57 |
实施例1 | 62.48 | 30.68 | 72.38 | 12.92 |
实施例2 | 69.85 | 32.08 | 88.30 | 14.38 |
实施例3 | 63.52 | 29.45 | 80.42 | 13.65 |
实施例4 | 65.27 | 32.52 | 86.23 | 14.12 |
实施例5 | 67.88 | 27.81 | 75.37 | 13.95 |
实施例6 | 64.37 | 33.08 | 80.39 | 14.02 |
对比例1 | 60.66 | 28.75 | 64.62 | 11.92 |
对比例2 | 55.48 | 27.46 | 60.25 | 12.18 |
对比例3 | 53.05 | 29.82 | 69.24 | 11.86 |
不施肥 | 30.57 | 25.08 | 24.16 | 12.15 |
二、大规模田间试验
试验地点:广西崇左市大新县那岭镇岜伏村。
试验设计:甘蔗品种选用广西主栽品种桂糖42号。肥料选用实施例2的纳米肥。试验设置为5个处理,分别为不施肥、常规药肥(广西田园甘蔗专用药肥“蔗得金”,40 kg/亩)、0.5倍纳米肥(20 kg/亩)、1.0倍纳米肥(40 kg/亩)、1.5倍纳米肥(60 kg/亩)。
2018年4月种植,小区试验为20行区,行距1.0 m,行长7 m,小区面积140 m2,3次重复,完全随机区组试验设计。甘蔗种植时将相应数量的肥料一次性均匀施入种植沟中,在甘蔗大生长期时进行中耕培土,不再施追肥,其他田间管理措施一致。2019年2月-3月收获。
虫害调查方法:每个小区选择3个采样点,每个采样点调查3 行,共计调查100株的甘蔗虫害危害情况。其中螟害:查看蔗茎表面的螟虫蛀洞;螟害株率(%):(螟害株数/总株数)×100%;蚜群百株率:蚜虫蚜群数/总株数×100;白蚁:每个地块随机抽取砍伐待运甘蔗100株,统计甘蔗砍口处白蚁为害株数;株数为害率(%):受害甘蔗株数/甘蔗总株数×100。调查结果见表3。
土壤理化性质检测:甘蔗收获后,在每小区随机取耕层土壤样品,运回实验室处理后备用,土壤pH、碱解氮、速效磷和速效钾等参照土壤农化分析方法测定。测定结果见表3。
试验效果:表3表明施用常规药肥5月份的螟虫防效为56.6%,施用纳米药肥5月份的螟虫防效达到70.6~91.8%;施用常规药肥6月份的螟虫防效为62.4%,施用纳米药肥6月份的螟虫防效达到83.8~95.4%;施用常规药肥7月份的螟虫防效为65.4%,施用纳米药肥7份的螟虫防效达到91.6~98.3%。施用常规药肥9月份的蚜虫防效为59.4%,施用纳米药肥9月份的蚜虫防效达到65.5~79.4%;施用常规药肥11月份的蚜虫防效为65.8%,施用纳米药肥11月份的蚜虫防效达到79.7~90.6%;施用常规药肥1月份的蚜虫防效为76.6%,施用纳米药肥1月份的蚜虫防效达到86.8~93.4%。施用常规药肥的白蚁防效为67.0%,施用纳米药肥的白蚁防效达到78.4~99.0%。由此可见,纳米药肥的防治效果明显好于常规药肥,且具有显著缓释效果。
表4大规模田间试验甘蔗纳米药肥处理对土壤的影响
从表4可见,土壤pH值在纳米肥处理下为6.23~6.45,常规药肥处理下为6.11,不施肥处理下为5.75,说明纳米药肥改良土壤酸度效果明显;碱解氮含量在纳米肥处理下为60.44~71.92 mg/kg,常规药肥处理下为58.94 mg/kg,不施肥处理下为45.09 mg/kg,表明纳米肥明显提高了氮元素的有效形态;速效磷含量在纳米肥处理下26.74~34.82 mg/kg,常规药肥处理下为31.74 mg/kg,不施肥处理下为23.33,表明纳米肥明显提高了磷元素的有效形态;速效钾含量在纳米肥处理下80.74~83.98 mg/kg,常规药肥处理下为76.78 mg/kg,不施肥处理下为45.20 mg/kg,表明纳米肥处理明显提高了速效钾的积累。由此可见,纳米肥处理缓释效果突出,可显著改良土壤营养元素的有效积累。
表5大面积试验的甘蔗蔗糖分情况分析表
从表5可见,纳米肥处理下的甘蔗蔗糖分比常规肥要高3.92-5.03,亩含糖量达到854.8-998.4 kg/亩,较常规肥处理下799.5 kg/亩高出6.92%-24.88%。
Claims (10)
1.一种专用防治甘蔗虫害的纳米肥,其特征在于:按质量百分数计,由以下组分组成:大量元素无机复合肥24~35%,纳米碳酸钙8~10%,纳米碳4~10%,纳米包膜剂1~3%,硫酸锌1~6%,硫酸锰1~6%,螯合硼1~6%,枯草芽孢杆菌制剂0.2~2%,氟虫腈0.022~0.66%,腐殖酸补足100%。
2.根据权利要求1所述的专用防治甘蔗虫害的纳米肥,其特征在于:
所述纳米碳酸钙的制备方法如下:
(1)将碳酸钙矿物粉体在1000~1500℃温度内煅烧2~3 h得到白色粉体,冷却至常温后加水溶解,得到氢氧化钙悬浮液,放入密封罐内注入过量CO2,得匀浆液;(2)加入匀浆液质量1.5~3%的聚苯乙烯磺酸钠,将匀浆液碳化至pH为8.0~9.0;(3)加入匀浆液质量1.5~3%的聚丙烯酸,继续碳化至pH为6~7.5,获得纳米级碳酸钙浆料;(4)按照0.6~0.9 mol/L的配比,称取正钛酸四丁酯溶于无水乙醇,搅拌均匀后配制获得包覆剂;(5)将纳米碳酸钙浆料加热至45~95℃,加入包覆剂,加入量以碳酸钙的质量计为1~3%,包覆完毕后将纳米碳酸钙浆料经纳米级过滤装置过滤得到滤渣,滤渣干燥,即为纳米活性碳酸钙干粉;(6)研磨纳米活性碳酸钙干粉,然后置于高温加热设备中加热到450-550℃后保温2~3h,冷却至常温即为纳米碳酸钙。
3.根据权利要求2所述的专用防治甘蔗虫害的纳米肥,其特征在于:所述步骤(5)中,包覆处理时间为2~3h。
4.根据权利要求2所述的专用防治甘蔗虫害的纳米肥,其特征在于:所述步骤(5)中,干燥的温度为180~220℃。
5.根据权利要求2所述的专用防治甘蔗虫害的纳米肥,其特征在于:所述高温加热设备为马弗炉。
6.根据权利要求1所述的专用防治甘蔗虫害的纳米肥,其特征在于:所述大量元素无机复合肥中,按照质量比计,尿素:磷酸一铵:硫酸钾=10~15: 6~10: 8~10。
7.根据权利要求1所述的专用防治甘蔗虫害的纳米肥,其特征在于:所述纳米包膜剂为纳米膨润土和纳米炭按照质量比2~3:1混合制成。
8.根据权利要求7所述的专用防治甘蔗虫害的纳米肥,其特征在于:所述纳米膨润土的制备方法包括以下步骤:(1)按质量百分数计称取以下原料:1~99%膨润土原矿,0.1~40%三聚磷酸钠作为碱性活化剂,0.1~40%甲醇作为质子化溶剂和0.1~98%水;(2)超声分散膨润土原矿,得分散后的膨润土;(3)在分散后的膨润土中加入水,将其分散、悬浮;(4)加入碱性活化剂,搅拌100~120分钟,进行活化处理,之后加入质子化剂,搅拌10~60分钟,得活化的膨润土液;(5)将活化的膨润土液在1000~11000 r/分钟的转速下高速剪切100~120分钟,得到纳米至微米的膨润土液;(6)将纳米至微米的膨润土液在2000~15000 r/分钟转速下离心处理100~120分钟,制得纳米膨润土液;(7)将纳米膨润土液在200~250℃温度下浓缩或干燥成粉末,然后研磨成小于100 nm的粉末,即得到所述的纳米膨润土。
9.根据权利要求1所述的专用防治甘蔗虫害的纳米肥,其特征在于:所述纳米碳酸钙、纳米碳和纳米包膜剂的直径均小于60 nm。
10.如权利要求1~9任一项所述的专用防治甘蔗虫害的纳米肥的制备方法,其特征在于包括以下步骤:
S1.制备农药活性成分颗粒:将氟虫腈和腐殖酸粉碎后与枯草芽孢杆菌制剂混匀,加水润湿后再混合均匀,造粒,干燥后得到农药活性成分颗粒,备用;
S2.制备复合肥料颗粒:按质量配比称取大量元素无机复合肥、纳米碳酸钙、纳米碳、硫酸锌、硫酸锰、螯合硼,粉碎,混合均匀,加水润湿后再混合均匀,造粒,干燥后得到复合肥料颗粒,备用;
S3.将纳米包膜剂加入到密封式反应釜中,加热至85~95℃,搅拌分散处理,备用;
S4.按质量配比称取农药活性成分颗粒、复合肥料颗粒及纳米肥总重量5~10%的填充剂进行混合,然后将混合物投入到包膜机,将纳米包膜剂以雾化喷涂的方式包覆于混合物表面,待纳米包膜剂形成的包膜层自然冷却,筛分后得专用防治甘蔗虫害的纳米肥。
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