CN105085062B - 一种水稻专用分蘖肥及其制备与应用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水稻专用分蘖肥及其制备与应用方法。该水稻专用分蘖肥由肥芯、功能物质、分蘖诱导剂、粘结剂B和包膜剂等按一定比例，经造粒、筛分、包膜而成。该水稻专用分蘖肥可与土壤调理剂、过磷酸钙、复合肥或细土拌匀后作基肥施用，可与尿素、复合肥混合后作追肥施用，还可以在秧苗移栽时作蘸根剂。与对照相比，本发明水稻专用分蘖肥能增加水稻有效分蘖数15.1～20.0％，增加水稻亩产量8.4～15.1％；与市售分蘖肥相比，水稻有效分蘖数增加1.9～11.0％，亩产量增加4.4～8.2％。本发明水稻专用分蘖肥是促进水稻生长、增强抗逆、增加产量的环境友好型肥料。
Description
技术领域
本发明属于肥料工业领域，具体涉及一种水稻专用分蘖肥及其制备与应用方法。
背景技术
水稻是我国最重要的粮食作物，其产量约占粮食总产量的35-44％。水稻生产的好坏，直接影响我国粮食安全。据联合国粮农组织(FAO)统计，肥料在水稻增产中的总份额中约占40-60％。但近年来，施肥不当极大影响了水稻产量和品质，过量施肥不仅降低水稻产量，还造成了环境污染(马立珩等，2011)。
分蘖是水稻的重要农艺性状，由分蘖芽发育而成。促进分蘖芽生长发育是提高水稻产量的重要手段。刘杨等(2011)发现，外界因素对水稻分蘖芽生长的调控主要通过萘乙酸(NAA)、脱落酸(ABA)和赤霉素(GA3)平衡来实现。外源GA3和NAA抑制分蘖芽的生长，而外源ABA可以减缓其抑制作用。GA3、NAA和ABA之间的平衡是影响水稻分蘖的重要原因。洪晓富等(1998)认为：水稻体内细胞分裂素与生长素含量及其比值是影响其分蘖的重要因素。细胞分裂素与生长素比值越高，越有利于水稻分蘖，这与生长素抑制分蘖芽生长，而细胞分裂素刺激分蘖芽生长有关。因此，在水稻分蘖时期，调控水稻植株体内激素平衡，实现水稻分蘖数动态管理是一项重要的技术。
水稻分蘖期准时施用分蘖肥，明显增加水稻分蘖数。分蘖肥施用时期过晚，水稻无效分蘖增加，空瘪率增多，经济产量下降；而且分蘖数过多、水稻群体数过大，易导致稻田通透性不良，稻瘟病发生率增加。
尽管市场上出现了一些分蘖肥相关产品，这些产品宣传具有促进分蘖的效果。例如中国专利[CN102503692A]报道了一种促进水稻分蘖的颗粒制剂，其原料主要为硫酸锌和多效唑。中国专利[CN103360164A]报道了一种水稻促分蘖、抗倒伏、助增产的多功能肥料及使用方法，该多功能肥料主要成分为烯效唑、胺鲜酯和中微量元素。这些产品均含有多效唑或烯效唑，对矮化水稻植株高度效果明显。虽然他们能明显促进水稻分蘖，由于烯效唑和多效唑在土壤中分解慢、易残留，水稻无效分蘖数明显增多，水稻有效穗数并没有明显变化，增产效果并不明显。另外，由于水稻植株群体数增大，降低了稻田通气性，水稻稻瘟病发病率增多，也影响水稻产量。微量元素锌对提高水稻根系活力，有一定促进作用。由于上述专利报道的离子态锌(硫酸锌)在土壤中易被吸附固定，吸收效率低，对水稻增产效果并不明显。因此，市场上的这些产品，对全面促进水稻生长、提高水稻产量存在效果不稳定、增产效果不显著、肥料中部分组分难分解的问题，难以满足水稻种植者要求。
发明内容
为解决现有肥料的不足，本发明的首要目的在于提供一种具有明显增产效果的水稻专用分蘖肥。
本发明的另一目的在于提供上述水稻专用分蘖肥的制备方法。
本发明的再一个目的在于提供上述水稻专用分蘖肥的应用方法。
为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种水稻专用分蘖肥，按重量份数计包括：肥芯60～80份，功能物质5～15份，分蘖诱导剂5～15份，包膜剂5～15份和粘结剂A；其中，所述肥芯按重量份数计包括：有机质10～30份、大量营养元素10～30份、中量营养元素10～20份、微量营养元素20～40份和粘结剂B；所述粘结剂A和粘结剂B的重量份数之和为5～15份。
所述分蘖诱导剂包括：细胞分裂素、吲哚丁酸钾、S-诱抗素(脱落酸)和壳聚糖中的至少两种。
所述有机质为腐植酸钾、黄腐酸钾、糖蜜素、柠檬酸和乙醇胺中的至少一种。
所述大量营养元素为尿素、磷酸二氢铵、氯化钾、硝酸钾、硝铵磷和氯化铵中的至少两种。
所述中量营养元素为硝酸钙、硅酸钠和硝酸镁中的至少两种。
所述微量营养元素为氨基酸锌、EDTA锌、柠檬酸锌和硫酸锌中的至少两种。
所述功能物质为过氧化尿素、过氧化钾、过氧化钙和焦磷酸钠中的至少一种。
所述粘结剂A和粘结剂B均包括羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、可溶淀粉、黄原胶和膨润土中的至少一种；粘结剂A和粘结剂B可相同也可以不同，二者重量比例没有特殊要求；
所述包膜剂为十八伯胺、硅藻土、硬脂酸钠和沸石粉中的至少一种。
所述水稻专用分蘖肥pH为6.0～7.0。
本发明还提供上述水稻专用分蘖肥的制备方法，包括以下步骤：首先采用氨酸法造粒制得肥芯颗粒；随后，在肥芯颗粒表面喷撒粘结剂B，包裹功能物质和分蘖诱导剂混合物，在包裹油系统中加入包膜剂对肥料进行包膜，即得所述水稻专用分蘖肥。
上述制备方法的具体步骤如下：
(1)氨酸法造粒：将有机质、大量营养元素、中量营养元素、微量营养元素和粘结剂A烘干、粉碎到粒径小于0.8毫米后，与返料一起送入造粒设备，在造粒设备内加入适量水和蒸汽等，进行氨酸法造粒，筛分，随后干燥、冷却，即得肥芯颗粒；整个过程约40分钟；
(2)喷撒包裹：将肥芯颗粒转入包膜筒，在转动条件下，将粘结剂B均匀喷撒于肥芯颗粒表面，然后将功能物质和分蘖诱导剂包裹于肥芯颗粒表面；
(3)包膜：在转动的包膜油系统中，加入包膜剂，转动容器至包膜包覆于颗粒状肥料表面，形成包膜层；
(4)包膜层固化：将包膜肥料干燥后即得所述水稻专用分蘖肥。
所述氨酸法造粒步骤中：
造粒温度为65～70℃，优选70℃；
烘干温度40～60℃，优选50℃。
所述颗粒肥料在造粒设备出品物料水分含量3～4％，优选3％。
所述肥芯颗粒直径为2～5毫米。
所述造粒设备为氨酸法转股造粒机。
所述肥芯颗粒形状为椭球形、球形、椭圆球形、卵形及其他形状。
所述的水稻专用分蘖肥可以作为基肥、追肥或蘸根施用肥施用。
(1)作基肥施用：稻田整地时，该水稻专用分蘖肥可与土壤调理剂、过磷酸钙、有机肥、复合肥或细土均匀后搅拌后，撒施或条施，水稻专用分蘖肥用量5～10kg/亩；水稻专用分蘖肥与土壤调理剂的重量比为1：10～20，水稻专用分蘖肥与过磷酸钙的重量比为1：10～30，水稻专用分蘖肥与有机肥的重量比为1：10～25，水稻专用分蘖肥与复合肥的重量比为1：20～30，水稻专用分蘖肥与细土的重量比为1：5～10。
(2)作追施施用：水稻移栽后7～10天，将该水稻专用分蘖肥与尿素或复合肥混匀后，撒施，水稻专用分蘖肥用量为1～3kg/亩，水稻专用分蘖肥与尿素重量比为1：5～10，水稻专用分蘖肥与复合肥重量比为1:5～20。
(3)蘸根：水稻专用分蘖肥按500～800倍兑水稀释成肥料溶液，将水稻幼苗根系浸泡于该肥料溶液中10～30分钟后，然后移栽于大田中，水稻幼苗根系早生快发，抗逆性增强。
本发明所述水稻专用分蘖肥料具有以下特点：
在研究肥料配方时，考虑到水稻是喜铵作物，绝大部分氮源为铵态氮或酰胺态氮，同时，少量补充硝态氮，能增加水稻铵态氮吸收(段英华等，2005)，故添加少量硝态氮源。在肥料的有机质中，为作物根际微生物提供了良好碳源和氮源，既可以提高微生物活性，又可以改善根际土壤的物理化学性质，如糖蜜素、柠檬酸类物质，能刺激水稻须根大量生长，还可以络合中量和微量营养元素，减少养分被土壤吸附，提供肥料利用率。
在提高肥料效果方面：功能物质过氧化尿素、过氧化钾不仅能增加土壤中的氮含量、钾含量，而且可以提高根际溶液中的氧气含量，具有提升根系氧化力、增强水稻根系对长期厌氧环境及病害胁迫的抗性，显著改善作物根际土壤环境，提高根系活力，促进营养物质的吸收，增加水稻穗数和千粒重，进而提高水稻产量。焦磷酸钠在根际溶液中，与低聚合度的磷酸盐性质相近，能持续释放磷酸根，具有缓释效果；同时，还具有促分散、反絮凝、降低肥料溶液在根表的表面张力和界面张力，促进养分吸收。过氧化尿素、过氧化钾和焦磷酸钠，在土壤中无残留，对后茬作物安全。
在水稻促分蘖方面：细胞分裂素具有促进水稻侧芽生长的功效，同时，细胞分裂素可以提高保护酶活性，保护质膜系统。细胞分裂素能刺激细胞分裂和组织分化、吲哚丁酸钾诱导产生不定根，促进水稻生根。S-诱抗素是植物的生长平衡因子和抗逆诱导因子，可有效激活植物体内抗逆免疫系统，增强植物抗旱、抗热、抗寒、抗病虫、抗盐碱等的能力；具有调控植物根冠比和营养生长与生殖生长、促进植物平衡吸收水分、养分和协调体内代谢的能力，可提高农作物的品质、产量。
在水稻产量和品质方面：本发明明显提高水稻产量和品质：黄腐酸钾和壳聚糖不仅促进水稻根系生长，而且提高水稻免疫力；氨基酸锌和柠檬酸锌提供了氨基酸和螯合锌，大大提高锌的吸收效率，减少了离子态锌被土壤吸附的数量，并增加水稻抗逆能力。同时，本发明的肥料具有有机养分和无机养分相结合，大量营养元素与中微量营养元素相结合，功能物质和分蘖诱导剂相结合，显著提高肥料利用率，促进分蘖，增强抗逆性，提高水稻产量和品质。
在肥料技术方面：本发明采用氨酸法造粒结合包膜技术，较好实现了肥料各组分最大功能化的作用。
与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：
(1)本发明所述水稻专用分蘖肥能提高根系活力，增强抗逆，促进分蘖、增加产量，该配方科学合理，功能全面。
(2)本发明的水稻专用分蘖肥各组分在土壤中残留量少，对后茬作物安全。
(3)本发明所述水稻专用分蘖肥肥料颗粒均匀、不易散，分装与运输方便，与其他肥料混用，不发生反应，不影响肥效。
(4)本发明所述水稻专用分蘖肥既可作基肥使用，亦可作追肥使用，还可以蘸根，使用简单方便。
附图说明
图1为水稻专用分蘖肥的颗粒剂图。
图2为水稻专用分蘖肥对水稻根系活力的影响。
图3为水稻专用分蘖肥对水稻根系过氧化氢酶活性的影响。
图4为水稻专用分蘖肥对水稻根系过氧化物酶活性的影响。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
水稻专用分蘖肥的制备：
(1)原料组分如下：
肥芯重量610g：尿素100g，磷酸二氢铵50g，氯化钾100g，柠檬酸50g、硝铵磷50g、硅酸钠100g、氨基酸锌150g；羟甲基纤维素10g；
粘结剂B重量40g：羟甲基纤维素40g；
功能物质重量150g：过氧化尿素80g，焦磷酸钠70g；
分蘖诱导剂重量150g：细胞分裂素30g、S-诱抗素20g、壳聚糖100g；
包膜剂重量50g：硅藻土50g；
(2)制备方法：将肥芯原料(尿素、磷酸二氢铵、氯化钾、柠檬酸、硝铵磷、硅酸钠、氨基酸锌)和粘结剂A(羧甲基纤维素)烘干、粉碎到粒径小于0.8毫米后，送入造粒机；用硫酸氨溶液喷撒在上述混合物料中，利用蒸汽加热物料65～70℃，转股形成粒子，筛分、干燥、冷却后即为肥芯颗粒；然后，在转动条件下，将肥芯颗粒送入包膜筒，将粘结剂B(羟甲基纤维素)喷撒于肥芯颗粒表面，再包裹过功能物质和分蘖诱导剂的混合物质(氧化尿素、焦磷酸钠、细胞分裂素、S-诱抗素和壳聚糖)，最后，在包裹油系统中加入包膜剂(硅藻土)，并对肥料粒子进行包膜、包装后，即得水稻专用分蘖肥产品。
实施例2
水稻专用分蘖肥的制备：
(1)原料组分如下：
肥芯重量660g：尿素50g，硝铵磷50g，磷酸二氢铵50g，氯化钾150g，柠檬酸50g、硅酸钠100g、氨基酸锌100g，EDTA锌100g，羟乙基纤维素10g；
粘结剂B重量40g：羟乙基纤维素30g，膨润土10g；
功能物质重量100g：过氧化尿素60g，焦磷酸钠40g；
分蘖诱导剂重量150g：细胞分裂素20g、S-诱抗素30g、壳聚糖100g；
包膜剂重量50g：硬脂酸钠50g；
(2)制备方法同实施例1。
实施例3
水稻专用分蘖肥的制备：
(1)原料组分如下：
肥芯重量710g：尿素100g，硝铵磷100g，磷酸二氢铵50g，氯化钾150g，柠檬酸50g、氨基酸锌100g，EDTA锌100g、硫酸锌50g，羟甲基纤维素10g；
粘结剂B重量40g：羟甲基纤维素40g；
功能物质重量100g：过氧化尿素60g，焦磷酸钠40g；
分蘖诱导剂重量100g：细胞分裂素20g、S-诱抗素30g、壳聚糖50g；
包膜剂重量50g：十八伯胺50g；
(2)制备方法同实施例1。
实施例4
水稻专用分蘖肥的制备：
(1)原料组分如下：
肥芯重量760g：尿素100g，硝铵磷100g，磷酸二氢铵100g，氯化钾150g，柠檬酸50g、氨基酸锌100g，EDTA锌100g、硫酸锌50g，羟甲基纤维素10g；；
粘结剂B重量40g：羟甲基纤维素40g；
功能物质重量80g：过氧化尿素40g，焦磷酸钠40g；
分蘖诱导剂重量70g：细胞分裂素20g、S-诱抗素30g、壳聚糖20g；
包膜剂重量50g：硬脂酸钠50g；
(2)制备方法同实施例1。
实施例5
水稻专用分蘖肥的制备：
(1)原料组分如下：
肥芯重量800g：尿素100g，硝铵磷100g，磷酸二氢铵100g，氯化钾150g，柠檬酸50g、氨基酸锌100g，EDTA锌100g、硫酸锌90g，羟甲基纤维素10g；；
粘结剂B重量40g：羟甲基纤维素40g；
功能物质重量50g：过氧化尿素30g，焦磷酸钠20g；
分蘖诱导剂重量50g：细胞分裂素30g、S-诱抗素20g；
包膜剂重量50g：十八伯胺50g；
(2)制备方法同实施例1。
应用试验：利用实施例3制备的水稻专用分蘖肥，进行土培效果研究
本发明制备的水稻专用分蘖肥施用作物为中稻品种：扬两优6号。本试验于2014年5月至9月在湖北鄂中化工有限公司(湖北荆门)进行，利用实施例3制备的水稻专用分蘖肥料，在塑料盆中进行肥效试验。本试验设置4个处理，每个处理重复4次，每个重复，即每盆种植2株水稻幼苗。水稻移栽7天时，将水稻专用分蘖肥与尿素的混合物均匀撒施，分蘖肥4个处理的用量分别为处理1(0.5g/盆)，处理2(1.0g/盆)、处理3(1.5g/盆)，尿素用量均为8g/盆。对照仅施尿素，不施分蘖肥。于水稻移栽15天后测定水稻根系活力、根系抗氧化酶活性、根系数量、根系体积、分蘖数和鲜重，并拍照。
通过盆栽试验证明，与对照(未施用分蘖肥)相比，施用本发明水稻专用分蘖肥的处理1、处理2和处理3的根系活力分别提升了24.7％、39.3％、45.6％(图2)；根系过氧化氢酶活性增加了35％、43.3％、51.7％(图3)；根系过氧化物酶活性增加了19.3％、41.1％、47.1％(图4)。本发明水稻专用分蘖肥外观如图1。施用本发明水稻专用分蘖肥可以明显增加水稻有效分蘖数，平均每蔸增加约1-2个有效分蘖数。其中，本发明水稻专用分蘖肥处理2的水稻根系数量、根系体积、整株鲜重分别比对照增加了31.6％、11.4％和26.5％。每株水稻分蘖数比对照增加1.2个分蘖数(见表1)。
表1水稻专用分蘖肥对水稻根系生长及分蘖数的影响
2012年至2015年在湖北荆门的早稻“鄂早18”、中稻“扬两优6号”、晚稻“中9优288”上施用实施例3的水稻专用分蘖肥与对照(未施分蘖肥)、市售分蘖肥(市场上销售的分蘖肥)对比试验，结果发现，与对照相比，该水稻专用分蘖肥增加水稻有效分蘖数增加15.1～20.0％，亩产量增加8.4～15.1％；与市售分蘖肥相比，水稻有效分蘖数1.9～11.0％，亩产量增加4.4～8.2％，具体结果见表2。可见，本发明水稻专用分蘖肥是促进水稻生长、增强抗逆、增加产量的环境友好型肥料。
表2大田条件下，水稻专用分蘖肥对早稻、中稻、晚稻分蘖数和产量的影响
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种水稻专用分蘖肥，其特征在于，所述水稻专用分蘖肥按重量份数计包括：肥芯60～80份，功能物质5～15份，分蘖诱导剂5～15份，包膜剂5～15份和粘结剂A；其中，所述肥芯按重量份数计包括：有机质10～30份、大量营养元素10～30份、中量营养元素10～20份、微量营养元素20～40份和粘结剂B；所述粘结剂A和粘结剂B的重量份数之和为5～15份；所述分蘖诱导剂为细胞分裂素、吲哚丁酸钾、壳聚糖中的至少一种与S-诱抗素的复配；所述有机质为腐植酸钾、黄腐酸钾、糖蜜素、柠檬酸和乙醇胺中的至少一种；所述功能物质为过氧化尿素、过氧化钾、过氧化钙中的至少一种和焦磷酸钠的复配。
2.根据权利要求1所述的水稻专用分蘖肥，其特征在于，所述大量营养元素为尿素、磷酸二氢铵、氯化钾、硝酸钾、硝铵磷和氯化铵中的至少两种。
3.根据权利要求1所述的水稻专用分蘖肥，其特征在于，所述中量营养元素为硝酸钙、硅酸钠和硝酸镁中的至少两种。
4.根据权利要求1所述的水稻专用分蘖肥，其特征在于，所述微量营养元素为氨基酸锌、EDTA锌、柠檬酸锌和硫酸锌中的至少两种。
5.根据权利要求1所述的水稻专用分蘖肥，其特征在于，所述粘结剂A和粘结剂B均包括羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、可溶淀粉、黄原胶和膨润土中的至少一种；所述包膜剂为十八伯胺、硅藻土、硬脂酸钠和沸石粉中的至少一种。
6.权利要求1至5任一项所述水稻专用分蘖肥的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：首先采用氨酸法造粒制得肥芯颗粒；随后，在肥芯颗粒表面喷撒粘结剂A，包裹功能物质和分蘖诱导剂混合物，在包裹油系统中加入包膜剂对肥料进行包膜，即得所述水稻专用分蘖肥。
7.权利要求1至5任一项所述水稻专用分蘖肥作为基肥、追肥或蘸根施用肥的应用。
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