CN105859473A - 一种用于沙地苜蓿草地的水溶性肥料及其制备方法和用途 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于沙地苜蓿草地的水溶性肥料及其制备方法和用途，涉及肥料领域，尤其涉及水溶性肥料领域，包括有机肥原料、大量元素无机肥原料、微量元素无机肥原料和添加剂；其中，所述有机肥原料为黄腐酸钾；所述添加剂为水溶肥活性剂。本发明提供的水溶性肥料不但可以实现苜蓿生产中的水肥一体化，苜蓿水肥的精细化管理，而且促进微量元素的均衡吸收，提高了苜蓿的抗性，实现了沙地苜蓿产量和品质的提升，其制备方法简单，原料易得，成本低廉。
Description
技术领域
本发明涉及肥料领域，尤其涉及一种用于沙地苜蓿草地的水溶性肥料。
技术背景
紫花苜蓿(Medicago satica L.)是我国分布最广、栽培历史最久、经济价值最高的豆科牧草，被誉为“牧草之王”。紫花苜蓿对促进节粮型畜牧业发展和提高牛奶单产水平，保障牛奶品质具有重要作用。
当前我国紫花苜蓿集约化种植区主要在有机质含量极低的沙地上。种植企业为了节约成本很少对土壤施用有机肥改良，而是施用大量的无机化肥尤其是氮肥来促进产量的提升，无视紫花苜蓿是豆科牧草可以进行生物固氮的自然规律。这样的施肥管理造成紫花苜蓿草地抗性下降，可持续利用年限降低，同时存在严重的环境污染风险。
我国紫花苜蓿主产区养分状态调研的结果显示，微量元素缺乏现象非常普遍，一方面由于生产者不重视，另一方面就是肥料组成搭配不合理，没有遵循营养元素间拮抗和促进的关系。例如，在一定范围内增加土壤有效磷含量可以促进镁、钼的吸收，但会限制铜、铁、锌素吸收；增加速效钾，则会降低对钙、镁的吸收，因此肥料成分的合理搭配对于苜蓿生长管理尤为重要。
目前用于苜蓿草地的肥料皆为常规复合化学肥料，通常以氮、磷、钾肥料和有机质为原料制备而成，可显著增加中低产田紫花苜蓿的产量和质量，然而，由沙地土壤中的有机质和微量元素含量较低，养分比例不均衡，尤其是微量元素的比例，忽视了营养离子间的协同和竞争作用，造成植物营养吸收不均衡，肥料利用率低，资源浪费，尤其在沙地使用时，易造成地下水污染。
发明内容
为了解决现有施肥技术中苜蓿营养不均衡，紫花苜蓿产量和品质低，利用年限短，肥料成本高，肥料利用率低，容易造成环境污染的技术问题，本发明提供一种用于沙地苜蓿草地的水溶性肥料及其制备方法，本发明提供的水溶性肥料不但可以实现苜蓿草地的均衡施肥、高效利用，还可以提高苜蓿的越冬能力，从而提高苜蓿的产量和品质，提高苜蓿的利用年限。
为实现本发明的目的，本发明一方面提供一种用于沙地苜蓿草地的水溶性肥料，包括有机肥原料、大量元素无机肥原料、微量元素无机肥原料和添加剂；
其中，所述有机肥原料的有效成分是黄腐酸钾；
其中，所述添加剂为水溶肥活性剂；
其中，所述黄腐酸钾、无机肥原料与水溶肥活性剂的重量份比为：
优选地，所述黄腐酸钾、无机肥原料与防凝结剂、水溶肥活性剂的重量份配比为：
进一步优选地，所述黄腐酸钾、无机肥原料与防凝结剂、水溶肥活性剂的重量份配比为：
特别是，本发明提供的用于沙地苜蓿草地的水溶性肥料的有效成分按重量百分比计包括：
优选地，其有效成分按重量百分比计包括：
进一步优选地，其有效成分按重量百分比计包括：
其中，所述大量元素无机肥原料是磷酸一铵、硝酸钾、尿素的混合物。
其中，所述微量元素无机肥原料是硫酸铜、硫酸锌、硼酸和硫酸锰的混合物。
尤其是，所述有机肥原料与组成大量元素无机肥原料的混合物、组成微量元素无机肥原料的混合物，以及添加剂的重量份配比为：
优选地，所述有机肥原料与组成大量元素无机肥原料的混合物、组成微量元素无机肥原料的混合物，以及添加剂的重量份配比为：
进一步优选地，所述有机肥原料与组成大量元素无机肥原料的混合物、组成微量元素无机肥原料的混合物，以及添加剂的重量份配比为：
特别是，所述硫酸锌为七水硫酸锌，所述硫酸锰为一水硫酸锰，所述硫酸铜为五水硫酸铜。
其中，所述水溶肥活性剂为十二烷基苯磺酸钠。
其中，所述有机肥原料中黄腐酸钾的含量为80-100％。
优选地，所述有机肥原料中黄腐酸钾的含量为90-100％
为实现本发明的目的，本发明再一方面提供一种沙地苜蓿草地水溶性肥料的制备方法，包括以下步骤：
1)将原料按以下重量份配比备料
2)将原料黄腐酸钾、磷酸一铵、硝酸钾、尿素、硫酸锌、硫酸铜、硼酸、硫酸锰、水溶肥活性剂，搅拌处理使混合均匀，即得。
特别是，步骤2)是先将硫酸铜、硫酸锌、硼酸、硫酸锰和水溶肥活性剂混和均匀后，再向其中加入磷酸一铵、硝酸钾、尿素进行混合，最后再加入黄腐酸钾混匀。
本发明的优点：
1、由于沙地土壤的有机质含量低，养分少，且营养离子间具有拮抗和促进作用，使得植物对矿质元素的吸收不能按需进行，而本申请基于苜蓿生长特点采用了含有不同重量百分比配比的含有氮、磷、钾、铜、锌、硼、硫、锰元素的无机肥原料，并将黄腐酸钾作为有机肥原料，使苜蓿在沙地土壤均衡地吸收其所需的矿物质营养，保证了苜蓿的产量和品质。
2、本发明利用了具有良好水溶性的黄腐酸钾有机肥，加入无机肥料和水溶性活性剂后，形成了含有有机养分和无机养分的适用于苜蓿生长特点的全水溶性肥料。使本申请提供的水溶性肥料能够迅速溶于水中，更容易被作物吸收，吸收利用率高，适用于喷滴灌等设施农业，实现水肥一体化，达到省水省肥省工的效能，为苜蓿种植的精准农业提供基础。
3、由于沙地土壤施用了本申请提供的水溶性肥料，使得苜蓿可以在沙地正常生长，其产量和品质都没有在沙地环境中降低，可见，本申请提供的水溶性肥料不但为苜蓿提供了使其正常生长的充足养分，而且为有效利用沙地，固定沙地起到了重要作用，抑制沙地土壤的水土流失，恢复生态环境。
4、本发明提供的肥料，兼顾了紫花苜蓿营养需求和不同养分当季利用率，尤其是减少氮素份额，促进紫花苜蓿生物固氮，增加钾素份额，提高紫花苜蓿的抗性能力，延长了紫花苜蓿的利用年限。
5、本发明提供的肥料，制备简单，原料易得，可以大规模集约化生产，便于推广应用。
具体实施方式
下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。
本申请所用的黄腐酸钾、磷酸一铵、硝酸钾及尿素均为粉末状市售产品；硫酸铜、硫酸锌、硼酸、硫酸锰均为工业级粉末状的市售产品,其中，硫酸锌为七水硫酸锌、硫酸锰为一水硫酸锰、硫酸铜为五水硫酸铜、水溶肥活性剂为十二烷基苯磺酸钠。
实施例1
1、备料
将大量元素无机肥原料按磷酸一铵330份、硝酸钾220份、尿素50份，微量元素无机肥原料硫酸铜20、硫酸锌28份、硫酸锰30.1份、硼酸2.45份以及有机肥黄腐酸钾300份称量备用。
2、混合配料
将称量的微量元素无机肥料和1份的水溶肥活性剂混合均匀后，再向其中加入称量的大量元素无机肥料，混合均匀后，最后加入黄腐酸钾进行混合，即得用于苜蓿草地的水溶性肥料。
实施例2
除了将无机肥原料按磷酸一铵315份、硝酸钾224份、尿素54份、硫酸铜8份、硫酸锌34份、硫酸锰25份、硼酸4份、有机肥黄腐酸钾400份之外。
其它与实施例1相同。
实施例3
除了将无机肥原料按磷酸一铵384份、硝酸钾210份、尿素61份、硫酸铜12份、硫酸锌26份、硫酸锰33份、硼酸3.8份、有机肥黄腐酸钾350份之外，其它与实施例1相同。
实施例4
除了将无机肥原料按磷酸一铵365份、硝酸钾211.8份、尿素48份、硫酸铜9份、硫酸锌30份、硫酸锰32份、硼酸4.2份、有机肥黄腐酸钾300份之外，其它与实施例1相同。
试验例
以下试验例均在赤峰市阿鲁科尔沁旗的试验基地进行，当地年日照时数2760-3030小时，年平均积温2900～3400℃，年均降雨量300-400毫米，无霜期95-140天，属典型的大陆型气候；土壤为栗钙土，其理化性质如表1所示；试验时间均为2014年6月-2014年7月；以康赛品种的紫花苜蓿为供试品种，试验设为处理组和对照组，其中处理组1施用实施例1所制备的肥料，记为T1、处理组2施用实施例2所制备的肥料，记为T2、处理组3施用实施例3所制备的肥料，记为T3、处理组4施用实施例4所制备的肥料，记为T4、；对照组1不施肥，记为CK1；对照组2为重量份比为30:1的尿素和以锌肥为主的微肥，记为CK2；共6个试验组，每个试验组设置3个重复，共计18个试验单元；施用方法为第一次刈割后15天，结合喷灌，利用施肥箱将药液均匀泵入喷灌系统。除对照组1仅灌溉不施肥外，其它处理施用量均为3kg/亩。
表1 土壤理化性质数据
由表1可知，试验地区土壤呈中性偏碱性，有机质含量低，有效氮、有效磷和速效钾含量中等。
试验例 紫花苜蓿产量和品质的测定与分析
1 生长指标测定
刈割前，测定植株的高度(固定观测，用直尺测定)，以及密度，测得的结果如表2所示。
2、紫花苜蓿产量的测定与植物组织样本采集
当苜蓿处于初花期时(开花苜蓿植株占总植株数的10％时)，采用斜对角三点选择法选择三个具有代表性的样点，在1m×1m的样方框中齐地面刈割，测定鲜重，测定结果见表5；再选择约300-400株苜蓿植株，顶端对齐，从冠层顶部向下15cm处用不锈钢剪刀截取，下部枝条抛弃，分别标记各个样方中截取的苜蓿植株样品，置于实验室中用蒸馏水冲洗掉表面杂物，用吸水纸(即滤纸)吸干水分，放入烘箱用65℃烘干至恒重(一般烘干时间为48小时)，送北京农林科学院植物营养与资源研究所中心实验室进行检测，测定指标包括全氮N(采用凯氏定氮法)、全磷P(采用钒钼黄比色法测定)，全钾K(采用火焰光度法测定)，钙Ca、镁Mg、硫S、铁Fe、锰Mn、铜Cu、锌Zn(采用硝酸-高氯酸消解法后，等离子体发射光谱法测定)，硼B(采用干灰化法后，用等离子体发射光谱法)，钼Mo(采用石墨炉原子吸收发光光度法测定)等12种生命必须元素的含量及粗蛋白含量CP(采用凯氏法)、酸性洗涤纤维(ADF)和中性洗涤纤维(NDF)，测定结果见表3、表4和表5。
表2 苜蓿株高及密度测定结果
| T1 | T2 | T3 | T4 | CK1 | CK2 | |
| 株高(cm) | 74.12 | 70.3 | 76.3 | 69.69 | 48.6 | 57.22 |
| 密度(株/m2) | 471.72 | 460.3 | 468.51 | 457.3 | 268.14 | 509.83 |
表3 苜蓿植物营养成分(冠层)
| T1 | T2 | T3 | T4 | CK1 | CK2 | |
| 植物氮％ | 4.68 | 4.34 | 4.81 | 4.7 | 3.18 | 4.68 |
| 植物磷％ | 0.514 | 0.49 | 0.52 | 0.57 | 0.298 | 0.483 |
| 植物钾％ | 2.56 | 2.7 | 2.41 | 2.19 | 2.17 | 1.96 |
| 植物钙％ | 2.24 | 2.05 | 2.34 | 2.83 | 2.17 | 2.17 |
| 植物镁％ | 0.473 | 0.41 | 0.38 | 0.35 | 0.207 | 0.479 |
| 植物硫％ | 0.415 | 0.39 | 0.42 | 0.38 | 0.189 | 0.426 |
| 植物铁ppm | 158 | 200 | 130 | 110 | 137 | 138 |
| 植物锰ppm | 65.1 | 60.1 | 80.1 | 70.2 | 28.4 | 54.4 |
| 植物铜ppm | 10.79 | 10.05 | 11.2 | 9.1 | 2.87 | 6.72 |
| 植物锌ppm | 28.1 | 24.1 | 50.1 | 53 | 11.9 | 28.9 |
| 植物硼ppm | 52.1 | 70 | 62.1 | 49.1 | 28.9 | 39.9 |
| 植物钼ppm | 1.38 | 1.18 | 1.58 | 1.01 | 0.79 | 0.90 |
如表3所示，参考美国农学会、作物学会和土壤学会在2011年出版的《AlfalfaManagement Guide》(苜蓿管理指南)紫花苜蓿植物营养诊断分级标准，可知，仅使用一次本申请提供的肥料，苜蓿作物中大量元素与微量元素就可以处于基本足够或足够的标准范围内，说明本申请提供的水溶性肥料利用率高，利于植物高效吸收。
此外，虽然本申请提供的肥料成分中氮素较少、钾素较多、且不包含钼、镁、铁等营养元素，但植物组织样本中的大量元素与微量元素仍处于基本足够或足够的标准范围内说明本申请提供的肥料充分利用了离子间的拮抗和促进作用，促进了苜蓿植物对中微量元素的吸收，而且使得其自身固氮能力完全满足了其自身所需，生长健壮，抗逆能力强，使即便在贫瘠的沙地也可以正常地生长。
表4 苜蓿品质测定结果(全株)
如表4所示的苜蓿营养测定结果，参照《美国豆科牧草干草质量标准》，使用本申请的苜蓿水溶性肥料，粗蛋白(CP)含量均在20％以上，酸性洗涤纤维(ADF)小于30％、中性洗涤纤维(NDF)小于36％，参照中国农业部农业行业标准NY/T1170-2006，均达到特级苜蓿水平，而CK1(不施肥)一方面是由于水溶性肥料含有苜蓿所需的营养成分，而且配比合理，使苜蓿植株可以高效吸收各种养分，组织内的营养均衡，另一方面，本申请在苜蓿生长旺盛的初花期进行收获，此时植株中的蛋白含量高、茎叶比例小、纤维素含量低、木质化程度低，并且在刈割收获时，叶片的损失较少，保证了苜蓿的品质。
表5 苜蓿产量指标测定结果
| 指标 | T1 | T2 | T3 | T4 | CK1 | CK2 |
| 年产量g/m2 | 430 | 421 | 405 | 456 | 190 | 379 |
如表5所示，施用本发明的苜蓿水溶性肥料产量均大于对照组的产量，而且在沙地使用本发明提供的水溶性肥料使苜蓿产量比CK1(不施肥)高140％左右，比CK2(常规肥料)高20％左右，与肥力中等种植的苜蓿产量相等，这是因为本申请利用了黄腐酸钾的抗逆性作用以及有效的矿质元素配比，使得苜蓿植株可以在贫瘠的沙地有效、均衡地吸收营养物质，从而健壮的生长，保证其高产优质，实现了对沙地的高效利用。
Claims (10)
1.一种用于沙地苜蓿草地的水溶性肥料，其特征是在于，包括有机肥原料、大量元素无机肥原料、微量元素无机肥原料和添加剂；
其中，所述有机肥原料的有效成分是黄腐酸钾；
其中，所述添加剂为水溶肥活性剂；
其中，所述黄腐酸钾、无机肥原料与水溶肥活性剂的重量份比为：
2.如权利要求1所述的肥料，其特征在于，其有效成分按重量百分比计包括：
3.如权利要求2所述的肥料，其特征在于，所述大量元素无机肥原料是磷酸一铵、硝酸钾、尿素的混合物。
4.如权利要求2所述的肥料，其特征在于，所述微量元素无机肥原料是硫酸铜、硫酸锌、硼酸和硫酸锰的混合物。
5.如权利要求3或4所述的肥料，其特征在于，所述有机肥原料与组成大量元素无机肥原料的混合物、组成微量元素无机肥原料的混合物，以及添加剂的重量份配比为：
6.如权利要求4所述的肥料，其特征在于，所述硫酸锌为七水硫酸锌。
7.如权利要求4所述的肥料，其特征在于，所述硫酸锰为一水硫酸锰。
8.如权利要求4所述的肥料，其特征在于，所述硫酸铜为五水硫酸铜。
9.如权利要求1所述的肥料，其特征在于，所述水溶肥活性剂为十二烷基苯磺酸钠。
10.一种用于沙地苜蓿草地的水溶性肥料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将原料按以下重量份配比备料
2)将原料黄腐酸钾、磷酸一铵、硝酸钾、尿素、硫酸锌、硫酸铜、硼酸、硫酸锰、水溶肥活性剂，搅拌处理使混合均匀，即得；
其中，原料为粉末状。
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