一種設施栽培體系水肥一體化專用肥、制備方法及應用技術

本發明專利技術涉及農業、生態環境領域，特別涉及一種設施栽培體系水肥一體化專用肥、制備方法及應用。本發明專利技術的專用肥的原料包括無機化學肥料、聚乙烯醇縮甲醛水溶液、軟質開孔泡沫塑料；所述無機化學肥料為尿素、磷酸一銨、氯化鉀或硫酸鉀和中微量元素的一種或多種。本發明專利技術提供的設施栽培體系水肥一體化專用肥是一種養分平衡的、緩慢溶解的、水肥耦合的專用固體濃縮肥料，能提高化肥利用效率、設施菜田或栽培基質可持續生產能力、蔬菜產量和品質。

【技術實現步驟摘要】
一種設施栽培體系水肥一體化專用肥、制備方法及應用
本專利技術涉及農業、生態環境領域，具體涉及一種設施栽培體系水肥一體化專用肥、制備方法及應用。
技術介紹
我國耕地資源緊張，耕地已逼近18億畝紅線，糧食增產壓力日益增大。設施栽培方式在確保“菜籃子”充足的同時，不與糧食生產競爭土地，從而得到了廣泛應用和推廣。設施栽培，尤其日光溫室蔬菜栽培已成為我國農業生產中提高人民生活水平和農業增效、農民增收一個不可缺少的重要組成部分。全國日光溫室蔬菜栽培肥水利用情況及耕地質量情況的調查結果顯示，在日光溫室條件下，為了追求高效益，農民在生產資料上盲目投入，較普通蔬菜田高出5-10倍，因而造成肥、水、藥資源大量浪費、污染環境。同時，耕地質量退化、農產品質量下降的現象也日趨嚴重。日光溫室蔬菜栽培主要存在的問題如下：(1)盲目增加灌水量，造成水資源的浪費。(2)盲目加大施肥量(化肥多為易溶性化肥和一些沖施肥)，施肥比例失調，N、P比例偏高和土壤養分失衡。由此造成土壤中鹽分明顯積累，鹽漬化程度明顯加重。而且，日光溫室種植年限越長，鹽分積累越嚴重，造成設施菜田土壤肥力的非均質化，肥料利用率降低(N的利用率僅25％左右)，土壤環境污染。(3)經驗性、盲目性施肥尤其是無機氮肥，使土壤或栽培基質理化性質變劣、溶液養分濃度增大，進一步加劇了設施蔬菜連作障礙、土壤微生物區系失調和次生鹽漬化的程度。由于生理障礙、連作障礙和次生鹽漬化，蔬菜體內硝酸鹽大量積累，造成設施蔬菜產量和品質下降。(4)農藥用量增加，農產品污染嚴重。由于灌水量過大，使日光溫室內濕度增加，土壤溫度難以調控，導致病蟲害頻發，如白粉虱、蚜蟲、霜霉病、病毒病等。為保證蔬菜不因病蟲害的危害而減產，勢必盲目加大藥量，甚至使用國家禁用的高毒、高殘留的治病藥物及殺蟲劑，不僅導致土壤和蔬菜農藥殘留加重，而且危及人的身體健康。(5)盲目增加投入，相對效益降低。用于灌溉、施肥、施藥的投入占到日光溫室生產總投入的30％以上。由于在一般生產條件下，灌溉和施肥兩項操作是獨立進行的，這不僅增加勞動工序和用工量，而且造成施肥和灌水的分離和錯位，水肥的吸收無法同步進行，養分和水分耦合效應不能得到及時有效發揮，導致水肥利用率下降。長期的連作以及無機化肥和化學農藥過量施用，土壤肥力和微生物多樣性的降低、自毒素和土傳病害的積累、土壤酸化等又成為蔬菜生產持續發展所面臨的一個重要問題，嚴重制約著設施栽培技術的發展。水肥一體化技術因地制宜制定灌溉、施肥方案，強調水肥兩大因素的協同互作效應。在灌水量、施肥量及其灌溉、施肥時間控制等方面都達到了很高的精度，可以大幅度提高水、肥的利用效率，并可根據作物對水肥的需求規律，在不同生育時期實現定量精準供給。不僅協調和滿足供應作物生長對水肥的需求，提高農產品產量，而且較好地解決土壤養分富集和鹽漬化問題。同時，明顯控制由于盲目過量施肥造成的水分下滲和養分移動淋失、地下水及土壤環境污染，減少農藥殘留污染，有效改善農田生態環境，改善水資源短缺狀況，對促進農業可持續發展意義重大。水肥一體化技術的應用，化學基礎肥料的選擇是關鍵，要求全水溶、無雜質。以往水肥一體化面臨最大問題：一是基礎肥料屬于化學鹽類，存在結晶、沉淀的水不溶狀態，主要原因是硝態氮肥少，以美國和歐洲為例，在肥料使用中硝態氮的比例大約占總氮比例的30％以上，而我國則不足1％。速效性、溶解度高是硝態氮肥的一大特點，如果離開硝態氮肥制備全水溶肥幾乎是不可能的。二是農用化肥純度低、水不溶雜質高，往往造成滴灌帶(管)滴灌孔堵塞，破壞整個滴灌系統。隨著技術的發展，我國農業正處于農業現代化進程，為加速實現農業現代化，國家目前在大力推廣規模化種植和水肥一體化，投入大量資金引導農業安裝滴灌設施，尤其是西北干旱少雨地區，設施栽培發展非常快。滴灌設施的快速發展，客觀上要求水溶肥物美價廉，農戶要用得起。目前通行的生產大量元素水溶肥的鉀素原料主要來源于磷酸二氫鉀和硝酸鉀，其他原料為尿素、磷酸一銨、硝酸銨、螯合態微量元素，各種原料摻混到一起進行攪拌均勻即得，遠不能配套國家推廣水肥一體化對水溶肥的要求。現有的生產技術鉀肥主要來源磷酸二氫鉀和硝酸鉀，由于價格昂貴，造成水溶肥價格居高不下。進口水溶肥價格一般在每噸3萬元左右，國產的也在每噸2萬元，目前只在經濟價值較高的經濟作物上使用，或用于葉面肥。受到大量元素水溶肥原料及生產方法的制約，固體粉狀水溶肥價格昂貴，無法大規模推廣，不能適應國家推廣水肥一體化的需要，而普通復合(混)肥鉀肥主要來源于農用氯化鉀或硫酸鉀，溶解度低、含有機械雜質，無法滿足目前滴灌設施水肥一體化的技術要求。為此，需要一種可以應用于設施栽培的、商品化的、養分均衡的、通過工廠化生產的、廉價的、與當今先進的灌溉(滴灌)系統相適應的、能夠實現水肥一體化技術要求的生態型設施栽培體系專用肥料，全面代替全水溶肥料或營養液栽培，達到在蔬菜作物全生育期中只滴清水，通過水肥耦合效應，實現滿足茄/瓜果類蔬菜作物需肥特性的設施栽培生產模式，均衡營養，降低施肥量，提高化肥利用率，緩解目前設施栽培體系存在的一系列較為嚴重的問題。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種設施栽培體系水肥一體化專用肥、制備方法及應用。為實現本專利技術的目的，具體采用如下的技術方案：一種設施栽培體系水肥一體化專用肥，原料組成為農用無機化學肥料、聚乙烯醇縮甲醛水溶液、軟質開孔泡沫塑料。在本專利技術中，所述農用無機化學肥料包括尿素、磷酸一銨、氯化鉀(硫酸鉀)和中微量元素。所述的中微量元素為硝酸鈣、硫酸鎂、硫酸錳、硫酸鋅、硼酸、鉬酸鈉、鉬酸銨或其微量元素的氨基酸螯合物中的一種或多種。在本專利技術中，所述聚乙烯醇縮甲醛為水溶性高分子材料，在肥料體內形成網狀結構，主要起到粘結劑作用，同時阻限肥料溶解，發揮緩釋的作用。聚乙烯醇縮甲醛用量取決于尿素的用量。在本專利技術中，所述開孔泡沫塑料為軟質、開孔、低密度海綿體，密度為15-18kg/m3。在設施栽培體系水肥一體化專用肥料中起到支撐骨架的作用，使其產品易于成形和定量分割，便于貯藏、運輸和使用。本專利技術所述的設施栽培體系水肥一體化專用肥料是一種含有大量元素(氮、磷、鉀)和中、微量元素的緩效肥料。在滴(微)灌清水的作用下，緩慢溶解、釋放養分供作物吸收利用，肥料養分利用率可達到50-70％。具體的，本專利技術所述設施栽培體系水肥一體化專用肥料采用如下的技術方案：以農用無機化學肥料尿素、磷酸一銨、氯化鉀或硫酸鉀和中、微量元素為原料，以聚乙烯醇縮甲醛為粘結劑，以開孔泡沫塑料為支撐骨架制備設施栽培體系水肥一體化專用肥料。更具體的，對于茄/瓜果類蔬菜作物，所述尿素、磷酸一銨、氯化鉀或硫酸鉀按N:P2O5:K2O＝1:0.3-0.6:1.1-1.5復配，中、微量元素按設施栽培體系水肥一體化專用肥氮磷鉀總量的1-2‰復配，聚乙烯縮甲醛水溶液的固含量為10％-15％，用量為尿素質量的5％-10％。軟質開孔泡沫塑料的密度為15-18kg/m3。本專利技術提供了一種養分平衡的、緩慢溶解的水溶性固體濃縮肥料，采用水肥一體化技術，能提高設施菜田或栽培基質的可持續生產能力，節肥、節水，提高蔬菜產量和品質。本專利技術的技術方案：一種設施栽培體系水肥一體化專用肥料的制備方法，包括以下步驟：1、首先在反應釜中制備聚乙本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種設施栽培體系水肥一體化專用肥，其特征在于，原料包括無機化學肥料、聚乙烯醇縮甲醛水溶液、軟質開孔泡沫塑料；所述無機化學肥料為尿素、磷酸一銨、氯化鉀或硫酸鉀和中微量元素。

【技術特征摘要】
1.一種設施栽培體系水肥一體化專用肥，其特征在于，原料包括無機化學肥料、聚乙烯醇縮甲醛水溶液、軟質開孔泡沫塑料；所述無機化學肥料為尿素、磷酸一銨、鉀鹽和中微量元素；所述聚乙烯醇縮甲醛水溶液的固含量為10％-15％；所述鉀鹽為氯化鉀或硫酸鉀；所述的中微量元素為選自硝酸鈣、硫酸鎂、硫酸錳、硫酸鋅、硼酸、鉬酸鈉、鉬酸銨或微量元素氨基酸螯合物中的一種或多種。2.根據權利要求1所述的專用肥，其特征在于：所述軟質開孔泡沫塑料在設施栽培體系水肥一體化專用肥料中起到支撐骨架的作用，使其產品易于成形和定量分割，便于貯藏、運輸和使用。3.根據權利要求1所述的專用肥，其特征在于：聚乙烯醇縮甲醛為水溶性高分子材料，在肥料體內形成網狀結構，起到粘結劑作用，同時阻限肥料溶解，發揮緩釋作用。4.根據權利要求1所述的專用肥，其特征在于：所述軟質開孔泡沫塑料的密度為15-18kg/m3。5.根據權利要求1所述的專用肥，其特征在于：對于茄/瓜果類蔬菜作物，按質量比，所述尿素、磷酸一銨、氯化鉀或硫酸鉀按N:P2O5:K2O＝1:0.3-0.6:1.1-1.5復配，按質量比，中微量元素為所述化學肥料總量的1-2‰。6.一種設施栽培體系水肥一體化專用肥的制備方法，其特征在于，所述專用肥原料包括無機化學肥料、聚乙烯醇縮甲醛水溶液、軟質開孔泡沫塑料；所述無機化學肥料為尿素、磷酸一銨、鉀鹽和中微量元素；所述鉀鹽為氯化鉀或硫酸鉀；所述的中微量元素為選自硝酸鈣、硫酸鎂、硫酸錳、硫酸鋅、硼酸、鉬酸鈉、鉬酸銨或微量元素氨基酸螯合物中的一種或多種；所述制備方法包括以下步驟：(1)在反應釜中加水，升溫至70-...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王玉軍，黃紹文，唐繼偉，劉培京，
申請(專利權)人：中國農業科學院農業資源與農業區劃研究所，
類型：發明
國別省市：北京;11