專(zhuān)利名稱(chēng)：：設(shè)施菜田氮素增效劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及土壤肥料增效劑，具體為一種設(shè)施菜田氮素增效劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
：中國(guó)有設(shè)施蔬菜栽培面積達(dá)250萬(wàn)公頃，占世界設(shè)施蔬菜總面積的80%以上。我國(guó)設(shè)施菜田土地利用強(qiáng)度高，利用頻度高，肥料用量大，無(wú)論是化肥還是有機(jī)肥都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)作物需要量，氮肥過(guò)量施用現(xiàn)象十分普遍。如遼寧地區(qū)設(shè)施菜田每年每公頃施腐熟有機(jī)肥高達(dá)80噸、化肥高達(dá)4000千克。我國(guó)菜田高強(qiáng)度利用、高量施肥的直接后果是菜田可持續(xù)利用能力下降、蔬菜產(chǎn)品質(zhì)量下降，氮肥的過(guò)量施用導(dǎo)致地下水硝酸鹽污染等一系列生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。由于高量施用，特別是氮素大量施用，導(dǎo)致設(shè)施菜田肥料氮素和土壤氮素的利用率低下。設(shè)計(jì)氮素增效劑產(chǎn)品對(duì)于提高設(shè)施菜田氮素利用率，改善土壤理化性狀，降低蔬菜硝酸鹽含量，保持農(nóng)地可持續(xù)利用具有重要意義。氰胺化鉤(CaCN2),又叫石灰氮，是電石的一個(gè)下游產(chǎn)品，是一種黑灰色油性顆粒。氰胺化鈣在土壤中與水分反應(yīng)，先生成氫氧化鈣和氰氨，氰氨水解形成尿素，最后分解成氨，供植物吸收；氰氨可進(jìn)一步聚合而形成雙氰氨。氰氨和雙氰氨能抑制土壤中硝化細(xì)菌的活性，阻礙硝化作用，使施入土壤中的銨態(tài)氮不易轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮，能夠減少土壤和蔬菜中硝酸鹽的積累。氰胺化鈣含氮17-23%、含氧化鈣40-50%，pH為11.0-12.5。由于不易淋溶，可以防止土壤酸化，改良土壤結(jié)構(gòu)，改良次生鹽漬化土壤，增加土壤鉤素和有機(jī)質(zhì)，能使有效氮均勻緩慢釋放，其有效成分分解為作物可吸收的氮，沒(méi)有殘留，能滿(mǎn)足大多數(shù)作物的需求，可使氮肥的有效期達(dá)90天以上。氰胺化鈣是藥、肥兩用的土壤凈化劑，具有土壤消毒、提高氮素利用率、培肥地力等多重作用。我國(guó)目前有氰胺化鈣生產(chǎn)廠家36家，年產(chǎn)量達(dá)27萬(wàn)噸以上，氰胺化鈣在工業(yè)上的應(yīng)用已變得供過(guò)于求，但其在農(nóng)業(yè)上的開(kāi)發(fā)應(yīng)用具有十分廣闊的前景。天然沸石是一種很好的氮素吸附劑，是一種含水的鈣、鈉、鋇、鉀的鋁硅酸鹽礦物。沸石在水溶液中與其他陽(yáng)離子進(jìn)行交換的性質(zhì)，通過(guò)離子交換使得晶體結(jié)構(gòu)內(nèi)部的電場(chǎng)、比表面積等發(fā)生某種變化。沸石具有很大比表面積，加之特殊的分子結(jié)構(gòu)而形成的較大靜電引力，使沸石有著相當(dāng)大的應(yīng)力場(chǎng)，具有極強(qiáng)的吸附能力，可有效吸附銨離子、硝酸根離子等。我國(guó)沸石資源豐富，在農(nóng)業(yè)利用方面，天然沸石是一種優(yōu)良的氮素調(diào)節(jié)劑。褐煤是煤化程度最低的煤。其特點(diǎn)是水分高、比重小、揮發(fā)分高、不粘結(jié)、化學(xué)反應(yīng)性強(qiáng)、熱穩(wěn)定性差、發(fā)熱量低，是一種優(yōu)質(zhì)的有機(jī)物料，褐煤中含有不同數(shù)量的腐殖酸類(lèi)物質(zhì)，是提高作物產(chǎn)量，改善作物品質(zhì)的一種很好的有機(jī)肥源。我國(guó)有豐富的褐煤資源，儲(chǔ)量大約為1430億噸，在我國(guó)煤炭總量中占17%以上。以?xún)?nèi)蒙古東北部與東北三省相鄰地區(qū)的褐煤儲(chǔ)量為最多，達(dá)469億噸，褐煤是一種優(yōu)質(zhì)的土壤改良劑原料和肥料產(chǎn)品的添加物料。目前，我國(guó)有關(guān)的氮素增效劑主要是針對(duì)氮素化肥或含氮復(fù)合肥而設(shè)計(jì)的，針對(duì)肥料-土壤-作物系統(tǒng)的直接施入到田間的氮肥增效劑產(chǎn)品還不多見(jiàn)。設(shè)施菜田高量施肥體系中，不僅要施入大量的化學(xué)氮肥，施入的大量有機(jī)肥中含氮量也相當(dāng)可觀。由于設(shè)施菜田高量施肥，利用多年以后，土壤中有機(jī)質(zhì)、氮、磷、鉀等主要養(yǎng)分大量積累，土壤本身氮素利用率的提高也是實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中急需解決的技術(shù)問(wèn)題。因此，設(shè)計(jì)出針對(duì)設(shè)施菜田高量施肥體系中氮素增效產(chǎn)品，對(duì)于減施肥料，提高肥效，降低污染，促進(jìn)農(nóng)田可持續(xù)利用具有十分重要的意義，產(chǎn)品將具有很廣闊的巿場(chǎng)前景和推廣應(yīng)用價(jià)值。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種工藝簡(jiǎn)單、原料充足、成本低廉的設(shè)施菜田氮素增效劑及其制備方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明釆用的技術(shù)方案如下氮素增效劑按重量百分比計(jì)為，氰胺化鈣10-30%，沸石粉30-50%和褐煤30-50%。所述沸石粉為天然沸石經(jīng)粉碎后過(guò)60-100目篩、氮素增效劑的制備方法，將按重量百分比計(jì)的10-30%氰胺化鈣和30-50%沸石粉通過(guò)機(jī)械混拌均勻，而后在混合物中加入30-50%褐煤一并機(jī)械混拌均勻，即得氮素增效劑。所述氰胺化鈣為巿售產(chǎn)品，其為黑灰色油性顆粒，氰胺化鈣含氮17-23%,含氧化鈣40-50%,pH在11.0-12.5。所述沸石為天然沸石經(jīng)粉碎后過(guò)60-100目篩的巿售產(chǎn)品，主要化學(xué)成分按重量比計(jì)二氧化硅64-69%、二氧化鈥0.08-0.13%、三氧化二銷(xiāo)12_13%、三氧化二鐵0.8-1.5%、氧化鎂0.1—1.2%、氧化努1.7-3.6%、氧化鈉0.3-2.6%、氧化鉀1.1-3.0%，燒失量6.2-11.0%。物理化學(xué)指標(biāo)達(dá)到以下標(biāo)準(zhǔn)銨交換能力1000-2000亳摩爾/千克、pH值7.2-9.0。所述褐煤為巿售產(chǎn)品，如內(nèi)蒙古自治區(qū)霍林郭勒煤礦生產(chǎn)的褐煤產(chǎn)品，主要重量組成如下含碳70_80%、氫5-6%、氮和氧16-27%。本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)1.本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，容易實(shí)施，不僅適合工廠化生產(chǎn)，也適合個(gè)體業(yè)戶(hù)生產(chǎn)。2.本發(fā)明原料充足，所用主要原料價(jià)格低廉，每噸褐煤的巿場(chǎng)價(jià)格為IOO元左右，肥料添加劑用天然沸石每噸巿場(chǎng)價(jià)格為300-500元。3.本發(fā)明中的原料配方合理，每種原料均有特有的功效(l)本發(fā)明中所選氰胺化鈣具有無(wú)殘留、易分解等特點(diǎn)，其本身是一種氮素肥料，同時(shí)，氰胺化鈣遇水產(chǎn)生氰氨、雙氰氨，能抑制土壤中硝化細(xì)菌的活性，阻礙硝化作用，使施入土壤中的銨態(tài)氮不易轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮，從而更多地以銨離子的形式保存在土壤中或被作物吸收利用。氰胺化鉤具有強(qiáng)堿性，可中和設(shè)施菜田土壤酸度，防止土壤酸化。(2)天然沸石具有很強(qiáng)的離子交換和離子吸附能力，可有效吸附銨離子、硝酸根以及其他陽(yáng)離子，有效提高化學(xué)肥料和有機(jī)肥料的利用率，提高土壤鹽基交換量10-15%,中和設(shè)施菜田土壤中的酸度，使土壤中大于0.25亳米團(tuán)聚體含量明顯增加。(3)褐煤含有較高的腐植酸，可以為植物生長(zhǎng)提供有機(jī)養(yǎng)分，并能有效降低土壤容重，提高土壤的通氣性、透水性和保水性，可有效防止土壤中硝酸鹽淋溶遷移，污染地下水；4.本發(fā)明為有機(jī)-無(wú)機(jī)結(jié)合型氮素增效劑，可起到營(yíng)養(yǎng)速緩結(jié)合，肥料養(yǎng)分緩慢釋放，提高肥料利用率；相應(yīng)可減少化學(xué)肥料的投入，并且可改善土壤理化性狀，提高土地生產(chǎn)力。具體實(shí)施方式實(shí)施例1氮素增效劑氰胺化鈣20千克(含氮20%)，沸石粉40千克和褐煤40千克。所述氰胺化鈣為巿售產(chǎn)品，產(chǎn)品達(dá)到以下標(biāo)準(zhǔn)含氮17-23%，含氧化鈣40-50%,pH在11.0-12.5;所述褐煤為內(nèi)蒙古自治區(qū)霍林郭勒煤礦生產(chǎn)的褐煤；所述沸石粉為天然沸石經(jīng)粉碎后過(guò)60-100目篩的巿售產(chǎn)品，其銨交換能力為1400亳摩爾/千克、pH值8.0。制備方法將20千克(含氮20%),沸石粉40千克通過(guò)機(jī)械混拌均勻，而后在混合物中加入40千克褐煤一并機(jī)械混拌均勻，即得氣素增效劑。其操作時(shí)由于氰胺化鈣為粉狀或顆粒狀，其粉塵對(duì)人體有害，因此具體操作時(shí)應(yīng)注意以下事項(xiàng)制作時(shí)操作人員必須戴好護(hù)眼罩、口罩、橡膠手套，身穿長(zhǎng)褲長(zhǎng)袖作業(yè)衣、無(wú)破損長(zhǎng)靴，以免氰胺化鈣與人體皮膚直接接觸。氰胺化鈣一旦接觸皮膚，要立即用肥皂、清水沖洗；如誤入眼睛，要及時(shí)用清水沖洗。嚴(yán)重時(shí)要到及時(shí)送醫(yī)院實(shí)施救治。操作人員在操作前后20小時(shí)內(nèi)不得飲用任何含有酒精的飲料。實(shí)施例2與實(shí)施例1不同之處在于原料的配比有所差別，制備方法同實(shí)施例1。<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>應(yīng)用例1選擇使用年限為10年的設(shè)施蔬菜大棚3座，每座設(shè)4米x5米小區(qū)共12塊，試驗(yàn)設(shè)置4個(gè)處理，其中3個(gè)為施入實(shí)施例1中的調(diào)理劑，l個(gè)為對(duì)照，每個(gè)處理3次重復(fù)。按照每667平方米均勻施入8000千克腐熟雞糞，化學(xué)肥料為三元復(fù)合肥(含氮、五氧化二磷、氧化鉀均為15%)，試驗(yàn)處理中按施入增效劑量不同，相應(yīng)減少三元復(fù)合肥用量10%、20%和30%。于ll月末種植黃瓜，按常規(guī)要求進(jìn)行水、氣、農(nóng)藥的管理，按農(nóng)戶(hù)常規(guī)生產(chǎn)方式追加沖施肥，試驗(yàn)處理和結(jié)果見(jiàn)下表。處理實(shí)施例1增效劑三元復(fù)合肥氮素總量黃瓜產(chǎn)量(鮮重)相對(duì)氮素利用率(千克/667平方米)增減％增減％對(duì)照015022.56506--12013521.176809.199.8024012019.6749011.6413.3636010518.2763214.2417.61試驗(yàn)結(jié)果表明，施用實(shí)施例l增效劑可顯著增加黃瓜產(chǎn)量，提高氮素的利用率。每667平方米施入氮素總量是指化肥氮素與增效劑本身所含氮素的總量；相對(duì)氮素利用率的增減以上述氮素總量為基礎(chǔ)，假設(shè)各處理收獲黃瓜含氮量相同，通過(guò)差減法算得氮素利用率，由于土壤基礎(chǔ)條件基本一致，施用有機(jī)肥數(shù)量一致，所以氮素利用率僅以化肥氮和增效劑中的氮為基礎(chǔ)。施用20公斤、40公斤和60公斤實(shí)施例1增效劑，在相應(yīng)減施化肥用量10%、20%和30%的條件下，黃瓜產(chǎn)量與對(duì)照相比分別增產(chǎn)9.19%、11.64%和14.24%。相對(duì)氮素利用率比對(duì)照分別增加9.8%、13.36%和17.61%。權(quán)利要求1.一種設(shè)施菜田氮素增效劑，其特征在于:按重量百分比計(jì)為，氰胺化鈣10-30％，沸石粉30-50％和褐煤30-50％。2.按權(quán)利要求1所述的設(shè)施菜田氮素增效劑，其特征在于所述沸石粉為天然沸石經(jīng)粉碎后過(guò)60-100目篩的。3.—種按權(quán)利要求1所述的設(shè)施菜田氮素增效劑的制備方法，其特征在于將按重量百分比計(jì)的10-30%氰胺化鈣和30-50%沸石粉通過(guò)機(jī)械混拌均勻，而后在混合物中加入30-50%褐煤一并機(jī)械混拌均勻，即得氮素增效劑。4.按權(quán)利要求3所述的設(shè)施菜田氮素增效劑，其特征在于所述沸石粉為天然沸石經(jīng)粉碎后過(guò)60-100目篩。全文摘要本發(fā)明涉及土壤肥料增效劑，具體為一種設(shè)施菜田氮素增效劑及其制備方法。成份按重量百分比計(jì)為，氰胺化鈣10-30％，沸石粉30-50％和褐煤30-50％。制備方法將10-30％氰胺化鈣和30-50％沸石粉通過(guò)機(jī)械混拌均勻，而后在混合物中加入30-50％褐煤一并機(jī)械混拌均勻，即得氮素增效劑。本發(fā)明制備方法簡(jiǎn)單，無(wú)污染，是一種有機(jī)-無(wú)機(jī)結(jié)合型氮素增效劑，可起到營(yíng)養(yǎng)速緩結(jié)合，肥料養(yǎng)分緩慢釋放，提高肥料利用率，減少化學(xué)肥料用量，改善土壤理化性狀，提高土地生產(chǎn)力的功效。文檔編號(hào)C05G3/00GK101372429SQ20071001254公開(kāi)日2009年2月25日申請(qǐng)日期2007年8月22日優(yōu)先權(quán)日2007年8月22日發(fā)明者勇姜,張玉革,梁文舉申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)應(yīng)用生態(tài)研究所