CN110357734A - 一种专用防治甘蔗虫害的纳米肥及其制备方法 - Google Patents

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

一种专用防治甘蔗虫害的纳米肥及其制备方法

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。