一种用于鄂西南烤烟的掺混控释肥及其制备方法和应用与流程

2021-01-31 03:01:34|

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本发明属于烟草种植技术领域，具体地涉及一种用于鄂西南烤烟的掺混控释肥及其制备方法和应用。

背景技术：

随着土地的长期使用，土壤的营养成分会受到影响，为使植株受到更好的生长，需要根据土壤的营养状况及植株的特性施用相应的肥料。常用的化学肥料均具有速效性和速溶性，施入土壤即可溶于水而被作物吸收利用，往往出现肥效期短、供肥前期过高而后期不足，难以适应作物各生育阶段的不同需求。如果一次用量过大，往往会引起烧苗、影响种子发芽或造成农作物暴长，导致减产；而用量太少，又难以满足作物的养分需求，后劲不足，必须分次追肥，才能满足作物整个生育期对养分的需求，这不仅费工，增加施肥成本，而且会增加因多次施肥带来的损失，尤其是追肥时表面撒施肥料的损失量大增，明显降低肥效，不能充分发挥肥料的增产效应。从根本上讲，速效性肥料很难解决作物生育中期多次追肥带来的不便及肥料利用率不高造成的农业高成本和环境污染等难题。

包膜肥料主要通过包膜技术来控制养分的释放，能够有效提高肥料利用率，保证作物后期养分需求，是现代肥料发展的主要方向。然而采用包膜肥料作基肥，并一次施用存在如下缺点：一是控释肥初期养分释放慢，不利于初期养分需求高的植株的生长；二是全部应用包膜肥，成本高，不适合大面积推广。

专利号为cn200510044515.2的专利公开了一种烟草专用控释肥，其组成为kno3：22％～27％、(nh4)2hpo4：13％～16％、k2so4：30％～35％、(nh4)2so4：1％～3％、普通过磷酸钙：6％～9％、有机肥：8％～12％、黏合剂：4％～8％，该控释肥提供了烟草生长中需求较高的营养元素，该控释肥补充的营养元素不适用土壤肥力状况较差的地区，对于土壤状况较差，肥力分布不均的地区缺乏普遍的适用性，因此有针对性的开发适合不同地区的控释肥，对于植物的增产具有重要作用。

因此，在烟草的生长过程中，配置适合其生长周期的肥料，并控制关键养分的释放对生产高品质的烟草具有重要作用。

技术实现要素：

烟草生长过程中氯元素的供应不足会导致烟草生长发育迟缓，影响烟草的产量和品质，氯能够促进植物的光合作用，参与植物的能量反应，有利于植物对营养的吸收。

鄂西南烟区主要植烟土壤的游离氯含量平均仅为7.2±6.8mg/kg，初烤烟叶含氯量平均值仅为0.5±0.2g/kg，土壤氯含量偏低可能是烟叶氯含量低和烟叶外观质量差的主要原因之一。

本发明的目的在于，为了改善鄂西南烟区土壤肥力不足，缺乏氯元素的缺点，且单独的包膜肥料在植株生长初期养料供应不足的问题，本发明提供了一种用于烟草的掺混控释肥，根据烟草植株生长周期对各养分的需求的不同，配比合适的营养成分，并通过包膜肥料来控制其营养释放的速度与用量，达到高效施肥的目的，一方面增加了烟草的产品质量，另一方面也降低了肥料的损失，减少了环境的污染，降低了生产成本。

为实现上述目的，本发明提供一种用于鄂西南烤烟的掺混控释肥，其组分包括：

包括长期控释肥a、短期控释肥b、速效三元复合肥和颗粒磷酸二铵以及颗粒硫酸钾；所述长期控释肥a、短期控释期肥b、速效三元复合肥以及颗粒磷酸二铵和颗粒硫酸钾的质量比重为：14-28：2.3-5.5：33.5-41：8-10：23-33.5。

本发明较优的技术方案：所述长期控释肥a为控释期50-70天的包膜复合肥及用于包膜的聚氨酯复合膜，所述短期控释肥b为控释期30天的包膜尿素。

本发明较优的技术方案：所述聚氨酯复合膜由20-30份开环环氧大豆油、10-20份杀虫剂、50-60份异氰酸酯构成的外层膜，和20-30份海藻酸钠、1-10份琼脂、0.5-2份甘油、0.08-0.16份石蜡、3-5份氯化钙构成的内层膜组成。

高分子有机包膜缓释肥是现在开发的新型缓释肥，其释放机理是建立在水蒸汽渗透过膜层，溶解固体肥料，引起膜内外压力差，最终引起膜内部膨胀，进而使膜层破裂，包膜缓释肥的养分释放可分为慢释期、速溶期、稳释期、持释期，即刚开始几乎观察不到养分的释放；当水进入包膜内，形成膜内外压力差，膜内部的饱和溶液达到临界体积时，养分开始释放；导致肥料养分的迅速释放。化学亲水基团氨基、羰基、羧基和凝胶分子形成的不同网状结构决定着养分的溶出。

采用将开环环氧大豆油与异氰酸酯聚合得到的疏水性膜作为外层膜，可以有效的阻隔水蒸气，防止水蒸气进入膜内；同时环氧大豆油具有柔性的分子链，其可作为增塑剂，以其制备的膜具有较好的伸缩性，不易破裂，杀虫剂的进一步加入是为了避免外层膜遭到生物的啃食，有利于该包膜肥的长期储存。

为进一步加强膜的性能，采用海藻酸钠、琼脂、甘油、石蜡、氯化钙构成的凝胶膜作为内层膜包覆于肥料的表面，该膜一方面具有疏水性，进一步构成防水屏障，另一方面其降解后可释放其中的氯离子，提高土壤的氯含量。

本发明较优的技术方案：控释期50-70天的包膜复合肥中氮和钾的质量比为8~12:28~35。本发明较优的技术方案：速效三元复合肥中氮、磷和钾的质量比为13~17：10~15：16~20；

本发明较优的技术方案：所述掺混控释肥中的氮、磷、钾和氯的质量比为10~12:8~9:26~30:4~6。

本发明较优的技术方案：所述掺混控释肥中的氮有38%~45%是硝态氮。

硝态氮可在速效三元复合肥中以硝酸盐形式添加。

烟草全生长期对大量元素的需求比例约为n:p:k＝1:0.5～1:2～3。生长中前期以氮素为主，特别是旺长阶段，约占总需氮量的70％左右，充足的水氮供应保证其植株和叶片正常生长；生长中后期以钾素为主，以保证烟株成熟期烟叶正常落黄成熟，提高烟叶品质。此外，烟草生长所需的氮素营养以硝态氮为主，过多的铵态氮供应易导致烟株生长中后期叶柄折断。

速效三元复合肥与颗粒二铵在植株生长前期可提供丰富的氮，控释期50-70天的包膜复合肥提高钾的含量，以保证在植株后期成熟阶段有充足的钾。

本发明还提供一种用于鄂西南烤烟的掺混控释肥的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：制备外层膜，将20-30份开环环氧大豆油和50-60份异氰酸酯混合，加入10-20份杀虫剂，搅拌均匀，得到外层膜包膜液；制备内层膜，将20-30份海藻酸钠、1-10份琼脂、0.5-2份甘油、0.08-0.16份石蜡、3-5份氯化钙混合均匀，得到内层膜包膜液；

步骤2：制备控释期50-70天的包膜复合肥；将尿素、氯化钾和石粉混合形成原料混合物，通入水蒸气造粒，得到硬度达到15n以上的待包装颗粒；将制得的待包装颗粒经打磨后，先用内层膜包膜，再用聚氨酯外层膜包膜，即得到控释期50-70天的包膜复合肥；

步骤3：将步骤1制备的控释期50-70天的包膜复合肥与控释期30天的包膜尿素、速效三元复合肥和颗粒磷酸二铵以及颗粒硫酸钾混合，制得所述用于鄂西南烤烟的掺混控释肥。

本发明较优的技术方案：所述尿素、氯化钾、石粉的质量比为28~32:58~62:8~12；所述内层膜的质量是所述原料混合物总质量的2%~3%，所述聚氨酯外层膜的质量是所述原料混合物总质量的4%~8%。

在土壤中水分的作用下内层膜与外层膜最终会被降解，肥料可实现缓慢释放，通过调整膜的用量，实现膜的可控释放，其中内层膜的量为2%~3%，外层膜的量为4%~8%时，两者共同作用，实现50-70天的肥料释放。

本发明还提供一种用于鄂西南烤烟的掺混控释肥的应用，具体步骤为，掺混控释肥作为基肥一次性施用，50~60kg/亩。

本发明提供的一种用于鄂西南烤烟的掺混控释肥，其由控释期50-70天的包膜复合肥、控释期30天的包膜尿素、速效三元复合肥和颗粒磷酸二铵以及颗粒硫酸钾按一定比例组成。控释期50-70天的包膜复合肥有助于为烟草后期的生长提供丰富的养料，生长后期的烟草对钾元素的需求较高，控释期50-70天的包膜复合肥中钾的成分要高于氮元素，有助于后期钾元素对烟草生长的养分供应；烟草的生长中前期对氮元素的需求较高，控释期30天的包膜尿素主要以氮元素为主，有利于烟草中期生长中对氮元素的需求；针对在烟草生长前期对各元素的需求均较大，本配方提供了速效三元复合肥、颗粒磷酸二铵和颗粒硫酸钾，这些肥料在前期均可快速释放，及时供应烟草前期的养料需求；针对鄂西南烟区土壤中游离氯处于较低的水平的问题，在掺混控释肥中添加氯元素，可有效解决烟草因缺乏氯而导致的植株生长发育缓慢的问题；本方案提供的用于烟草的掺混控释肥，可及时供应烟草生长过程中对各种养料成分的供应，同时降低养料成分的损失，提高养料的利用率，在提高烟草品质的过程中降低了生产成本。

50-70天的包膜复合肥由聚氨酯复合膜包裹，其由内、外两层膜构成，采用将开环环氧大豆油与异氰酸酯聚合得到的疏水性膜作为外层膜，可以有效的阻隔水蒸气，防止水蒸气进入膜内；同时环氧大豆油具有柔性的分子链，其可作为增塑剂，以其制备的膜具有较好的伸缩性，不易破裂，杀虫剂的进一步加入是为了避免外层膜遭到生物的啃食，有利于该包膜肥的长期储存。

本发明的有益效果：

1、本发明提供的一种用于鄂西南烤烟的掺混控释肥，根据烟草生长周期对营养成分的需求，采用将不同控释期的包膜肥料与速效性的肥料组合，实现一次施肥可保证烟草在前期、中期与后期的营养成分供应充足，提高了烟草的品质，降低了后期追肥的劳动输出。

2、本发明提供的一种用于鄂西南烤烟的掺混控释肥，通过各营养元素的合理搭配，与释放周期的控制，降低了营养元素的不必要损失，提高了肥料的利用率，减少环境污染，降低了生产成本。

3、本发明针对鄂西南地区土壤氯元素含量低的问题，在掺混控释肥中添加氯元素，可有效解决烟草因缺乏氯而导致的植株生长发育缓慢的问题。

4、本发明采用两层疏水性膜包裹肥料，疏水性膜增强了膜对水的阻隔性能，有效防止包膜肥的快速释放，调节包膜的用量实现了50-70天的肥料释放周期。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但实施例并不是对本发明技术方案的限定。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可借鉴本发明内容，适当改变原料、工艺条件等环节来实现相应的其它目的，其相关改变都没有脱离本发明的内容，所有类似的替换和改动对于本领域技术人员来说是显而易见的，都被视为包括在本发明的范围之内。

为了更好地解释本发明，以下结合具体实验室实施例进一步阐明本发明的主要内容，但本发明的内容不仅仅局限于以下实施例。

本发明提供一种用于鄂西南烤烟的掺混控释肥，其组分包括：

包括控释期50-70天的包膜复合肥、控释期30天的包膜尿素、速效三元复合肥和颗粒磷酸二铵以及颗粒硫酸钾；其中控释期50-70天的包膜复合肥、控释期30天的包膜尿素、速效三元复合肥以及颗粒二铵和颗粒硫酸钾的质量比重为：14-28：2.3-5.5：33.5-41：8-10：23-33.5。

下面结合实施例对本发明进一步说明：

实施例1

本发明实施例1提供一种用于鄂西南烤烟的掺混控释肥的制备方法，具体过程如下：

步骤1：制备外层膜，将20份开环环氧大豆油和50份异氰酸酯混合，加入10份拟除虫菊酯类杀虫剂，搅拌均匀，得到外层膜包膜液；制备内层膜，将20份海藻酸钠、1份琼脂、0.5份甘油、0.08份石蜡、3份氯化钙在60℃混合均匀，得到内层膜包膜液；

步骤2：制备控释期50-70天的包膜复合肥，将尿素（广西柳州亿炫化工有限公司，货号1225-6）、氯化钾（江苏紫东食品有限公司）和石粉（灵寿县天隆矿产品加工厂）以质量比为23:58:5.8的形式混合成原料混合物，搅拌均匀后输送至转鼓造粒机内，同时通入饱和水蒸气，在转鼓造粒机中形成球状的待包装颗粒，待包装颗粒在造粒筒造粒后在干燥筒中烘干，并冷却，直至待包装颗粒上无水分，且手捏待包装颗粒不变形，得到的球状的待包装颗粒的尺寸为2.8mm，硬度为15n以上，后续将待包装颗粒在抛光筒加热打磨表面光滑后，进入包膜筒首先用内层膜包膜，再用外层膜包膜，最后得到的控释期50-70天的包膜复合肥，其中氮和钾的质量比为8:28，内层膜的质量是原料混合物总质量的2%，外层膜的质量是原料混合物总质量的4%。进行缓释实验，验证肥料的缓释效果，在实验田中掩埋控释期50-70天的包膜复合肥，控制土壤温湿度与植株生长条件一致，一段时间后取出控释期50-70天的包膜复合肥，溶出其中余下的肥料，测试其中的氮和钾，以差减法计算溶在土壤中的氮和钾；缓释实验证明，24小时溶出氮和钾的质量百分比小于15%，28天溶出氮和钾的质量百分比小于75%，50天溶出氮和钾的质量百分比大于80%，60天溶出氮和钾的质量百分比大于83%，70天溶出氮和钾的质量百分比大于85%，这表明本发明制备的控释期50-70天的包膜复合肥能实现50-70天缓释氮和钾的目的，比其他原料比例和包膜剂制备的缓释肥具有明显优势。

步骤3：将步骤1制备的控释期50-70天的包膜复合肥与控释期30天的包膜尿素、速效三元复合肥和颗粒磷酸二铵以及颗粒硫酸钾按比例混合，制得所述用于鄂西南烤烟的掺混控释肥。

其中控释期30天的包膜尿素来自商品化（由北京首创新型肥料有限公司生产），其中氮的质量百分含量为45%；速效三元复合肥来自商品化（由北京首创新型肥料有限公司生产），其中氮、磷和钾的质量比为13：10：16；颗粒磷酸二铵来自商品化肥（由北京首创新型肥料有限公司生产），其中氮的质量百分含量为18%；颗粒硫酸钾来自商品化（由北京首创新型肥料有限公司生产），其中钾的质量百分含量为50%。

将控释期50-70天的包膜复合肥、控释期30天的包膜尿素、速效三元复合肥、颗粒磷酸二铵以及颗粒硫酸钾混合以质量比为14：2.3：33.5：8：23的量混合得到掺混控释肥，总养分含量为47%，其中，氮、磷和钾的质量比为10：8：26，氯含量4%，掺混控释肥中的氮有38%是硝态氮。

实施例2

本发明实施例2提供一种用于鄂西南烤烟的掺混控释肥的制备方法，具体过程如下：

步骤1：制备外层膜，将25份开环环氧大豆油和55份异氰酸酯混合，加入15份拟除虫菊酯类杀虫剂，搅拌均匀，得到外层膜包膜液；制备内层膜，将25份海藻酸钠、5份琼脂、1.25份甘油、0.12份石蜡、4份氯化钙在60℃混合均匀，得到内层膜包膜液；

步骤2：制备控释期50-70天的包膜复合肥，将尿素（广西柳州亿炫化工有限公司，货号1225-6）、氯化钾（江苏紫东食品有限公司）和石粉（灵寿县天隆矿产品加工厂）以质量比为27:60.5:10.5的形式混合成原料混合物，搅拌均匀后输送至转鼓造粒机内，同时通入饱和水蒸气，在转鼓造粒机中形成球状的待包装颗粒，待包装颗粒在造粒筒造粒后在干燥筒中烘干，并冷却，直至待包装颗粒上无水分，且手捏待包装颗粒不变形，得到的球状的待包装颗粒的尺寸为3.4mm，硬度为15n以上，后续将待包装颗粒在抛光筒加热打磨表面光滑后，进入包膜筒先用内层膜包膜，再用外层膜包膜，最后得到控释期50-70天的包膜复合肥，其中氮和钾的质量比为10：30，内层膜的质量是所述原料混合物总质量的2.5%，外层膜的质量是原料混合物总质量的5%。缓释实验证明，24小时溶出氮和钾的质量百分比小于15%，28天溶出氮和钾的质量百分比小于75%，50天溶出氮和钾的质量百分比大于80%，60天溶出氮和钾的质量百分比大于83%，70天溶出氮和钾的质量百分比大于85%，这表明本发明制备的控释期50-70天的包膜复合肥能实现50-70天缓释氮和钾的目的，比其他原料比例和包膜剂制备的缓释肥具有明显优势。

控释期30天的包膜尿素来自商品化肥（由北京首创新型肥料有限公司生产），其中氮的质量百分含量为45%；速效三元复合肥来自商品化（由北京首创新型肥料有限公司生产），其中氮、磷和钾的质量比为15：12：18；颗粒磷酸二铵来自商品化肥（由北京首创新型肥料有限公司生产），其中氮的质量百分含量为18%；颗粒硫酸钾来自商品化（由北京首创新型肥料有限公司生产），其中钾的质量百分含量为50%。

将控释期50-70天的包膜复合肥、控释期30天的包膜尿素、速效三元复合肥、颗粒磷酸二铵以及颗粒硫酸钾混合以质量比为21：3.5：36：9：28的量混合得到掺混控释肥。总养分含量为48%，氮、磷和钾的质量比为11：8：28，氯含量5%，掺混控释肥中的氮有41%是硝态氮。

实施例3

本发明实施例3提供一种用于鄂西南烤烟的掺混控释肥的制备方法，具体过程如下：

步骤1：制备外层膜，将30份开环环氧大豆油和60份异氰酸酯混合，加入20份杀虫剂，搅拌均匀，得到外层膜包膜液；制备内层膜，将30份海藻酸钠、10份琼脂、2份甘油、0.16份石蜡、5份氯化钙在60℃混合均匀，得到内层膜包膜液；

步骤2：制备控释期50-70天的包膜复合肥，将尿素（广西柳州亿炫化工有限公司，货号1225-6）、氯化钾（江苏紫东食品有限公司）和石粉（灵寿县天隆矿产品加工厂）以质量比为32：63.5：13.5的形式混合成原料混合物，搅拌均匀后输送至转鼓造粒机内，同时通入饱和水蒸气，在转鼓造粒机中形成球状的待包装颗粒，待包装颗粒在造粒筒造粒后在干燥筒中烘干，并冷却，直至待包装颗粒上无水分，且手捏待包装颗粒不变形，得到的球状的待包装颗粒的尺寸为4.0mm，硬度为15n以上，后续将待包装颗粒在抛光筒加热打磨表面光滑后，进入包膜筒先用内层膜包膜，再用外层膜包膜，最后得到控释期50-70天的包膜复合肥，其中氮和钾的质量比为12：35，内层膜的质量是所述原料混合物总质量的3%，外层膜的质量是原料混合物总质量的5%。缓释实验证明，24小时溶出氮和钾的质量百分比小于15%，28天溶出氮和钾的质量百分比小于75%，50天溶出氮和钾的质量百分比大于80%，60天溶出氮和钾的质量百分比大于83%，70天溶出氮和钾的质量百分比大于85%，这表明本发明制备的控释期50-70天的包膜复合肥能实现50-70天缓释氮和钾的目的，比其他原料比例和包膜剂制备的缓释肥具有明显优势。

控释期30天的包膜尿素来自商品化肥（由北京首创新型肥料有限公司生产），其中氮的质量百分含量为45%；速效三元复合肥来自商品化（由北京首创新型肥料有限公司生产），其中氮、磷和钾的质量比为17：15：20；颗粒磷酸二铵来自商品化肥（由北京首创新型肥料有限公司生产），其中氮的质量百分含量为18%；颗粒硫酸钾来自商品化（由北京首创新型肥料有限公司生产），其中钾的质量百分含量为50%。

将控释期50-70天的包膜复合肥、控释期30天的包膜尿素、速效三元复合肥、颗粒磷酸二铵以及颗粒硫酸钾混合以质量比为28：5.5：41：10：33.5的量混合得到掺混控释肥。总养分含量为48%，氮、磷和钾的质量比为12：9：30，氯含量6%，掺混控释肥中的氮有45%是硝态氮。

实施例4

掺混控释肥作为基肥一次性施用，可以在作物行间挖出沟壑填入掺混控释肥，也可以在作物周围挖穴施肥，用量为50~60kg/亩。

实施例5

开展田间验证试验

试验地位于湖北省利川市，土壤ph值为5.75，有机质13.55g/kg，碱解氮109.5mg/kg，有效磷22.655mg/kg，速效钾138.0mg/kg，游离氯4.83mg/kg。试验以施烟草专用肥处理为t1，以施常规缓释肥处理为t2，以施掺混控释肥处理为t3(总养分含量为47%，氮、磷和钾的质量比为10：8：29，氯含量5.3%)，共3个处理，3次重复，小区面积26.4m²，随机区组排列，株行距0.6×1.1m，每小区40株。

从表1可以看出，在烟叶的成熟期，烤烟的株高、茎围、节距、叶数、叶宽、叶长和叶面积在不同处理间均无显著差异。从表2可以看出，在烤烟的经济性状方面，相对于施烟草专用肥处理，施掺混控释肥处理能够明显提高烟叶产量、产值、上中等烟率和均价，其中产量提高了9.5%，产值提高了14.6%。说明本方案制备的掺混控释肥被烟草有效的吸收，不同周期的控释肥实现了营养元素的合理释放，满足烟叶生长周期的营养需求，基于氯能够促进植物的光合作用，参与植物的能量反应，氯元素的添加有效提高了产量，有利于提高鄂西南地区烟草的增产增收。

以上对本发明的实施例进行了示例性说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依据本发明申请范围的均等变化与改进等，均应归属于本发明的专利涵盖范围之内。

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