一种常规粳稻专用控释肥、其制备方法及其应用与流程

本发明涉及稻田专用肥料配方技术领域，特别涉及一种适合于长江中下游地区常规粳稻生产的专用控释肥、其制备方法及其应用。

背景技术：

近几年来，随着粳稻米需求量刚性增长，以及价格高涨、农民种植效益提高，加之国家加大优质稻谷种植结构调整等因素的支撑，我国粳稻，尤其是优质粳稻种植面积不断增加。据曹黎明报道(《中国种业》，2018(9):19-22)，目前我国粳稻种植面积约900万hm²，主要分布在北方、江淮华北、长江中下游以及云贵高原等四大区域。其中，长江中下游占40％。针对现有长江中下游粳稻的发展态势，摸清楚常规粳稻氮磷钾养分的需求特性显得十分重要。据葛梦婕研究报道(《植物营养与肥料学报》，201403)，江淮地区高产常规粳稻每百公斤籽粒氮、磷、钾吸收量分别为1.79(1.38～2.12)kg、0.502(0.346～0.706)kg、2.467(2.001～2.881)kg。从常规粳稻各生育期的合理的吸氮、钾动态来分析，常规粳稻一生有2个吸收氮素、钾素高峰值，其中秧苗移栽期～拔节期氮素、钾素吸收量占总吸收量比例分别为40.69％、29.04％；而拔节期至抽穗期氮素、钾素吸收量占总吸收量占比分别为42.44％、36.13％；在抽穗扬花后氮、钾素吸收逐渐减少。

在江淮地区常规粳稻生产在品种利用上根据生育期为标准的类型可划分为“早熟中粳”、“中熟中粳”、“迟熟中粳”以及“早熟晚粳”、“中熟晚粳”共5种类型，生育期从135天～160天。近年来常规粳稻主要通过优化氮肥管理模式和应用缓释肥来提高产量，以期使作物的需肥规律与肥效释放速率更加一致。江淮地区常规粳稻高产栽培技术通常要求分次施肥，将传统一次施肥改为“一基四追”，即基肥、2次分蘖肥、促花肥和保花肥，其中分蘖肥一般在秧苗移栽后7天～15天内完成施肥；穗肥在水稻叶龄余数3.5叶左右(一般在秧苗移栽后50天～60天左右)施入。一般农户在水稻一生培管中要施4～5次肥料，这大大增加了施肥次数。习惯施肥管理上一般是首先施足基肥，其中磷钾肥全部一次性作基肥。例如以长江中下游一带大面积推广的早熟晚粳品种南粳5055为例，该品种抗倒能力较强，适宜中等以上肥料水平种植。在肥料运筹上要掌握“前重、中稳、后补”的原则，早施分蘖肥，拔节期稳施氮肥，增施磷钾肥，后期看苗补施穗肥。由于施肥环节繁琐，农民不易掌握技术要点，加大了施肥难度。因尿素含氮量高(46％)、施肥成本低的特点，追肥通常是进行尿素面施。一般情况下，尿素施入土壤后在脲酶作用下迅速水解，施肥后一周产生大量氨挥发，造成严重的氮肥损失，氮肥利用率较低，一般在35％左右。而且因钾肥一次性作基肥，由于钾素比较活跃，钾素在土壤中的移动性较强,容易通过淋溶等方式随水流失,而江淮地区在每年6月中旬～7月中旬水稻分蘖期适逢梅雨频发，一般年份降雨量较大，研究表明钾素流失量与降水强度成正比，因此基肥作一次性施入的钾素流失严重，导致常规粳稻在吸收钾素高峰期(孕穗期)会由于土壤钾素的供给不足，导致因缺钾易早衰，而且抗性下降，粳稻籽粒品质也严重下降。

据研究报道中国氮肥利用率仅为30％～35％，低于世界平均氮肥利用率(46％)。提高氮肥利用率，减少肥料的投入，具有重要的经济和生态效益。目前常规粳稻生产所施用的肥料以氮磷钾复混肥、尿素等速效性化肥为主，这种肥料由于溶解快、肥效短、易流失，既不能一次性施用，更不能与播种一起施用。针对现有常规粳稻养分需求特性，筛选适宜的新型肥料品种，对长江中下游地区稻米产业的提质增效有指导作用。缓控释肥是一类养分释放速率缓慢，释放周期长，在作物整个生长期都能满足作物生长所需的肥料，能解决常规粳稻一次性施肥问题，如中国专利文件cn101182260a(200710114006.1)公开了一种“一种用于水稻机插的缓释复混肥”，该发明利用树脂包膜材料生产的控释肥，通过复配生产常规水稻专用控释肥的方法，能延长供肥时间，实现了养分释放与作物营养同步，但是该发明的氮素仅能实施氮2次缓释(孕穗期与抽穗期)，尤其是在粳稻分蘖期(一般在秧苗移栽后7～15天左右)仍需人工追施速效氮素肥料(比如尿素)增加了用工；专利文件cn106673770a(201710144850.2)公开的氮钾缓释期也仅有60天，同样由于没有短期(20天～30天)缓释期的氮素能满足粳稻分蘖期对氮素的养分需求，可能会由于分蘖期氮素供给不足而导致水稻分蘖过少，而在其成熟期因亩成穗数不足而影响产量的形成(邢晓鸣等报道，《中国农业科学》2015，48(24))；中国专利文件cn108440054a(201810348794.9)公开了一种适用于水稻一次性施肥的肥料及其制备方法，虽然该发明能有效保证水稻一些品种生育期对氮素的需求，特别是40天的释放期的树脂包膜尿素基本能满足水稻分蘖期对氮素的营养需求，但是由于第二缓释期的氮素占比过大、缓释期过长(90天)，对生育期较长的品种(比如175天以上)可能可以满足水稻孕穗期对氮素与钾素的需求，但是对江淮粳稻种植区绝大部分的品种的生育期在150天左右，拔节期一般在移栽后60天左右，可能会因孕穗期氮、钾素养分供给不足导致穗形较小，而后期供给氮素过多可能会导致水稻氮素吸收过多而贪青迟熟。

因此，为了解决现有技术中存在的弊端，需要研制一种适合一次性施肥的常规粳稻专用控释肥。

技术实现要素：

根据本发明的一个方面，提供了一种常规粳稻专用控释肥，1、包括以下质量份的原料组分：控释钾肥8份～14份；第一控释氮肥为23份～29份；第二控释氮肥为16份～22份；第三控释氮肥为9份～15份；磷酸二铵为5份～10份；速效尿素为10份～15份；氯化钾8份～12份；

所述控释钾肥为3个月释放期，所述第一控释氮肥为1个月释放期，所述第二控释氮肥为2个月释放期，所述第三控释氮肥为3个月释放期。

在一些实施方式中，各原料组分的质量份为：控释钾肥10份～12份；第一控释氮肥为25份～29份；第二控释氮肥为18份～20份；第三控释氮肥为10份～13份；磷酸二铵为6份～9份；速效尿素为11份～14份；氯化钾9份～11份。

在一些实施方式中，各原料组分的质量份为：

硫包衣缓释氯化钾10.3份；第一控释氮肥为26.2份；第二控释氮肥为19.7份；第三控释氮肥为12.9份；磷酸二铵为7.7份；速效尿素为13.2份；氯化钾10份。

在一些实施方式中，第一控释氮肥为第一硫包衣控释尿素(scuⅰ型释放期)；第二控释氮肥为第二硫包衣控释尿素(scuⅱ型)；第三控释氮肥为第三硫包衣控释尿素(scuⅲ)。

在一些实施方式中，所述控释钾肥为硫包衣缓释氯化钾，磷酸二铵为颗粒状；速效尿素为大颗粒状；氯化钾为颗粒状。

在一些实施方式中，第一控释尿素为氮质量百分比38～42％、养分释放期为30天的控释肥料；所述第二控释尿素为氮质量百分比36～40％、养分释放期为55～60天的控释肥料；所述第三控释尿素为氮质量百分比34～38％、养分释放期为80～90天的控释肥料；所述硫包衣缓释氯化钾为氧化钾质量百分比56～59％、养分释放期为85～95天的控释肥料。

在一些实施方式中，该控释肥的氮、磷、钾的质量百分比分别为28～32％、4～6％、10～14％。

本发明的实施方案为在常规粳稻专用控释肥中，各种有效化学元素的含量以纯养分计算的重量百分比分别为：氮为29％～32％、五氧化二磷为4.0％～5.5％、氧化钾为11.0％～13.0％，其中，氮肥包括控释氮肥，控释氮肥中的氮元素的含量为氮肥中所含氮元素总量的70％～80％，其中1个月释放期氮素占总氮的比例亦为33％～37％，2个月释放期氮素占总氮的比例亦为22％～28％，3个月释放期氮素占总氮的比例亦为13％～17％；钾肥包括3个月释放期的控释钾肥，控释钾肥中的钾元素的含量为钾肥中所含钾元素总量的45％～55％。

根据本发明的常规粳稻专用控释肥的优选的实施例，在常规粳稻专用控释肥中，主要养分有效化学元素的含量以纯养分计算的重量百分比分别为：氮为30％、五氧化二磷为4％、氧化钾为12％。

根据本发明的常规粳稻专用控释肥的再一个优选的实施例中控释氮肥中的氮元素的含量为氮肥中所含氮元素总量的75％，控释氮肥为硫包衣控释尿素。其中1个月的释放期、2个月的释放期与3个月的释放期的氮所占总氮的比例分别为35％、25％、15％。

常规粳稻专用控释肥的制备方法，采用上述常规粳稻专用控释肥，按照其配方比例，取硫包衣控释氯化钾、第一硫包衣控释尿素、第二硫包衣控释尿素、第三硫包衣控释尿素、颗粒磷酸二铵、大颗粒速效尿素、颗粒氯化钾，将所有原料放入搅拌机中在转速为10转/分下搅拌5分钟，充分混匀即得，将常规粳稻一次性施肥肥料送入计量、包装机进行计量和包装。其有益效果是，该方法简单易行，包膜效果好，肥效期长，肥料利用率高。

常规粳稻专用控释肥的应用，采用上述常规粳稻专用控释肥，机械化一次性的施入秧苗或稻种侧方3～5cm、深度为3～5cm土壤处，或者土地翻耕平整后，保持浅水层，利用机械撒肥机将缓控释配方肥直接撒施于水田，然后进行旋耕，使肥料与泥土充分混合均匀。每亩田肥料用量为低肥力田58～60kg，高肥力田50～52kg。其有益效果是，如果采用机械施肥，可以将肥料定位于秧苗或稻种侧方3cm处，不危害秧苗或稻种；同时可定量、均匀施肥，在常规粳稻根系附近，利于常规粳稻吸收氮磷钾养分，肥料养分释放与作物需求规律基本吻合，减少养分损失，可进一步提高肥料利用率。

本申请的常规粳稻专用控释肥，其有益效果为：

1、增产增收。该肥料能基本满足常规粳稻整个生育期的养分需求，其充分考虑到整个常规粳稻整个生长周期对氮磷钾的养分需求规律，将氮、磷、钾肥以合适的比例配合，不仅可以满足常规粳稻前期的生长发育对氮、磷、钾养分的需要，同时部分氮素和钾素在拔节期～孕穗期与常规粳稻生长同步释放，能够促进植株的生殖生长对养分的吸收的需求，前期不旺长，后期不脱肥，增产效果显著。

2、高效节肥。通过复配制得的常规粳稻专用控释肥适用于具有侧深施肥功能的插秧机或旋耕机械直播机。该方案肥料采用机械施肥，可以将肥料定位于秧苗侧方3cm处，不危害秧苗；同时可定量、均匀施肥，在常规粳稻根系附近，利于常规粳稻吸收氮磷钾养分，肥料养分释放与作物需求规律基本吻合，减少养分损失，可进一步提高肥料利用率。

3、省工省时。采用机械施肥，一次性解决常规粳稻一生的肥料需求，可减少施肥数量和次数，比农民习惯施肥减少3～4次追肥，施用方便、省工节本。

4、生态环保。硫基包膜尿素与硫基包衣氯化钾中的包膜材料—硫磺，在土壤中的水分与微生物的作用下缓慢分解，对土壤无残留，不会造成二次污染，同时还可以提供作物对硫素养分营养需求，一举二得。而且该缓控肥由于养分缓慢释放，可减少肥料流失带来的资源浪费及过量施肥导致的土壤、地下水、空气污染

5、该制备方法简单易行，包膜效果好，肥效期长，肥料利用率高。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细的说明。

实施例中的硫包衣控释尿素(第一硫包衣控释尿素(含氮40％)，第二硫包衣控释尿素(含氮38％)，第三硫包衣控释尿素(含氮35％))、硫包衣控释氯化钾(含氧化钾58％)为汉枫缓释肥料(江苏)有限公司市售产品，颗粒尿素、颗粒磷酸二铵优等品、颗粒氯化钾为普通市售产品。

实施例中n、p2o5、k2o的质量百分含量分别为30％、4％、12％。

常规粳稻一次性施用的肥料原料组分质量份数如下：普通尿素132kg(即速效尿素)；1个月释放期的硫包衣控释尿素即第一硫包衣控释尿素262kg；2个月释放期的硫包衣控释尿素即第二硫包衣控释尿素197.2.8kg；3个月释放期的硫包衣控释尿素即第三硫包衣控释尿素128.4kg；颗粒磷酸二铵76.9kg；颗粒普通氯化钾100kg；3个月释放期的硫包衣控释氯化钾103.4kg。

按配方取不同释放期的硫包衣控释尿素、普通尿素、颗粒磷酸二铵、颗粒氯化钾、硫包衣控释氯化钾，将所有原料放入搅拌机中在转速为10转/分下搅拌5分钟，充分混匀即得适用于常规粳稻一次性施肥的肥料，常规粳稻一次性施肥肥料送入计量、包装机进行计量和包装。

2017年夏季在江苏省如皋市搬经镇进行了常规粳稻一次性施肥肥料试验(表1)，施用常规粳稻一次性肥料处理的磷肥和钾肥养分用量与农民习惯处理相同，习惯施肥基施与一次性施肥皆用侧深施肥插秧机进行，氮素用量比农民习惯处理减少了17.7％，而且农民习惯处理的氮肥分为基肥、分蘖肥和穗肥4次施用。结果表明，施用常规粳稻一次性肥料处理比农民习惯处理增产4.24％，氮肥偏生产力增加了26.77％，氮肥利用率提高7.87个百分点，净效益增加7.58％。表1为搬经镇常规粳稻一次性施肥与农民习惯处理比较

表12017年搬经镇试验结果对比表

单位：施肥总量(kg/亩)，氮素用量(kg/亩)，产量(kg/亩)，肥料成本(元/亩)，施肥、播种用工成本(元/亩)，其他成本(元/亩)，总效益(元/亩)、净效益(元/亩)、氮肥偏生产力(kg/kg)，氮肥利用率(％)。

注：农民习惯施肥肥料基肥为(15-6-9)复合肥40kg/亩，单价为1.41元/kg；分蘖肥、促花肥共亩施46％的尿素23.0kg,单价为2.1元/kg；穗肥亩施(28-0-12)专用穗肥20kg，单价为2.6kg/亩，施肥用工15元/亩；移栽、收获等其他成本为180元/亩，常规粳稻籽粒单价为3.0元/公斤。

2018年在江苏省如皋市白蒲镇进行了常规粳稻一次性施肥肥料试验(表2)，施用常规粳稻一次性肥料处理的磷肥和钾肥养分用量与农民习惯处理相同，习惯施肥的基施与一次性施肥皆用侧深施肥插秧机进行，氮素用量比农民习惯处理减少了17.8％，而且农民习惯处理的氮肥分为基肥、分蘖肥和穗肥4次施用。结果表明，施用常规粳稻一次性肥料处理比农民习惯处理增产6.63％，氮肥偏生产力增加了29.8％，氮肥利用率提高9.07个百分点，净效益增加10.79％。

表2白蒲镇常规粳稻一次性施肥与农民习惯处理比较

单位：施肥总量(kg/亩)，氮素用量(kg/亩)，产量(kg/亩)，肥料成本(元/亩)，施肥、播种用工成本(元/亩)，其他成本(元/亩)，总效益(元/亩)、净效益(元/亩)、氮肥偏生产力(kg/kg)，氮肥利用率(％)。

注：农民习惯施肥肥料基肥为(15-6-9)复合肥40kg，单价为1.43元/kg；分蘖肥、促花肥共亩施46％的尿素25.0kg,单价为2.2元/kg；穗肥亩施(28-0-12)专用穗肥20kg，单价为2.6kg/亩，施肥用工15元/亩；移栽、收获等其他成本为180元/亩，常规粳稻籽粒单价为2.6元/公斤。以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

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