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一种具备土壤改良作用的玉米专用肥及其制备和应用
    【技术领域】

    本发明涉及玉米施肥，具体的说是一种具备土壤改良作用的玉米专用肥及其制备和应用。

    背景技术

    旱地农田合理施肥可以提高肥料和水分利用效率，通过提高根系生长和活力，促进作物对水分、养分的吸收利用，通过优化作物体内水势、养分分配和渗透调节能力等一系列生理生化过程来提高作物抗逆性，保证作物产量形成。玉米为下辽河平原乃至东北平原农业主栽作物，生育期中所需要的N素主要依靠施肥和土壤矿化，玉米产量往往随着合理的施肥而显著提高。同时，随着化肥的增施，肥料利用效率却有所下降，过剩养分流入环境，造成环境污染，尤其是在不合理的施肥条件下更是如此。而长期单一且不合理的化肥施用，不仅严重影响作物产量，同时致使土壤有机质含量锐减，土壤物理性状恶化，尤其是团聚体数量和质量的下降，土壤通气状况退化。有研究证明土壤的物理性状对作物的品质和产量有着重要影响，其中尤以通气状况和水分状况之间的平衡，控制了大部分品质要素。因此，合理施肥，提高肥料利用效率，改善土壤理化性质，减少养分损失，是目前亟待解决的重要问题之一。

    【发明内容】

    本发明就是针对目前耕地土壤结构退化、土壤肥力下降的事实，根据肥料进入土壤之后的生化反应，提供一种具备土壤改良作用、且适应玉米需肥规律的玉米专用肥及其制备和应用。

    为实现上述目的，本发明采用的技术方案：

    一种具备土壤改良作用的玉米专用肥，按重量份数计，其由有机质200‑300份、多孔无机物20‑40份、粘土30‑60份、强酸100‑150份、复合肥160‑300份、有机物料发酵剂0.03‑0.1份，在常温下发酵而成。

    所述有机质为腐殖酸与有机物料按重量比为0.2‑0.3的比例经混合后在常温下堆积发酵、粉碎而成；多孔无机物为珍珠岩、海泡石、麦饭石、沸石中的一种或多种；粘土为膨润土、蛋白土、高岭土、硅藻土、蒙脱土其中一种或多种；强酸为硝酸或盐酸，浓度为0.001‑0.1mol/L；有机物料发酵剂为有机肥发酵剂或促腐剂等(如：可选用市售金宝贝牌等或自制含硝酸钾、石灰氮等化学成分的发酵剂)。所述腐殖酸为草炭和/或褐煤；有机物料为木糠、花生饼和/或豆饼。

    所述复合肥的有效成份主要包括氮、磷、钾、锌，以有效含量计其重量组成为，N∶P∶K∶Zn＝1∶0.35～0.50∶0.35～0.55∶0.10～0.15；所述N选用的肥料为尿素或硫铵，P₂O₅选用的肥料为二铵或过石，K₂O选用的肥料为硫酸钾或氯化钾，Zn为硫酸锌；它们间的重量份数配比为：N：120‑180kg，P₂O₅：96‑200kg，K₂O：50‑120kg，Zn：12‑27kg；其中还添加有纯氮重量2.0～3.0％的氢琨或双氰胺。

    腐殖酸含有丰富的有机碳，是天然的有机质，长期大量施用可明显提高土壤有机质含量，改善土壤结构，提高土壤保水保肥性能；此外，腐殖酸具有碱溶性特点，所含的各种不溶性有机酸在盐碱条件下可被活化溶解，一方面可降低土壤pH，减少盐害的发生，另一方面生成的腐殖酸盐可加速作物新陈代谢，调理植物生长。

    同时，本发明肥料改变辽河平原传统的玉米施肥不均衡的现状，增加K肥的投入，既可以提高产量，也可以提高品质，同时还可以提高玉米的抗逆行，防止倒伏和低温冷害。本发明还采用生化抑制剂，即HQ(氢琨)为尿酶抑制剂，控制尿素的水解，DCD(双氰氨)为硝化抑制剂，控制硝化作用。另外，复合肥中加入一定量的Zn肥，既有利于籽实的生长，又有利于品质的提高，同时影响植株体内生长素的合成，催化叶绿素的光化学反应，促进玉米的光呼吸作用。

    本发明在步骤1)有机肥制作过程中加入无机氮素，以调节有机物料中C/N，有利于有机物料的快速腐解，将无机氮转化为有机氮；将多孔无机物经酸处理后调节其pH值为微酸或中性，使其具有改良土壤结构同时还具有改良盐碱性土壤的作用。

    本发明原料选用廉价可生物降解、可再生有机质、专用比例复合肥、粘土及多孔无机物等，经混合、发酵，可明显改善土壤的理化性状，促进土壤团聚体形成；改善土壤酸碱性，提高土壤CEC，提高土壤肥力与肥料利用效率，促进作物生长，具有良好的生态效益和经济效益。

    具体制备过程如下：

    玉米专用肥重量组成为，有机质200‑300份、多孔无机物20‑40份、粘土30‑60份、强酸100‑150份、复合肥160‑300份、有机物料发酵剂0.03‑0.1份，其特征在于：

    1)将腐殖酸中的草炭和/或褐煤及有机物料中的木糠、花生饼和/或豆饼分别粉碎，过80‑120目筛，混合后加入发酵剂及混合物料重量1‑3％的重量浓度为8‑12％尿素溶液进行拌合，拌后常温堆放发酵10‑15天或采用发酵设备发酵24‑72小时，之后，晾晒三天制干或用干燥机制干，得有机熟肥，再经二次粉碎，过80‑120目筛，得有机质备用；

    2)按所需比例将多孔无机物和粘土混合后加入强酸溶液，搅拌10‑50分钟，浸泡3‑40小时，过滤，加入碱调整pH为4‑8.5；

    3)将有机质、复合肥、处理过的多孔无机物和粘土混合，调整水分至30‑45％，室温发酵3‑5天，而后进行干燥、粉碎，用团粒法或挤压法制得粒状、球状或柱状的具有多孔结构的玉米专用肥；

    其中复合肥有效成份主要包括氮、磷、钾、锌，它们以有效含量计其重量组成为，N∶P∶K∶Zn＝1∶0.35～0.50∶0.35～0.55∶0.10～0.15；氢琨和双氰胺为N肥用量的2.0～3.0％。

    其可施用在下辽河平原土壤上的玉米田中，在春天播种时做基肥一次施入，单位面积用量为1800‑2100kg hm^‑2。

    本发明玉米专用肥在继承之前常规玉米复合肥优点同时，在复合肥中添加经腐熟和粉碎后的有机物料，其中含有大量有机质、腐殖酸等，可有效提高土壤质量，改善土壤团粒结构和吸附特性，提高了土壤保肥能力，从而提高了肥料利用效率和作物产量，同时该专用肥还可改善土壤酸碱性，防止土壤质量下降。另外，本发明利用廉价可生物降解、可再生资源，环境压力小，具有良好的环境效益和经济效益。

    【附图说明】

    图1为施用本发明玉米专用肥对表层土壤(0‑20cm)有机碳含量影响图。

    【具体实施方式】

    实施例1

    将木糠5公斤、花生饼50公斤、褐煤15公斤、堆肥发酵剂0.025公斤，粉碎后加入1.5公斤左右的稀释的尿素溶液(尿素溶液重量浓度为10％)进行拌合，拌后常温堆放发酵二周(或采用发酵设备发酵的，发酵时问可缩短为24‑72小时)，之后，晾晒三天制干(或用干燥机制干)，成为约50公斤左右的干品(有机质≥70％)，并进行二次粉碎，与79公斤左右复合肥(尿素23.5公斤、二铵36公斤、硫酸钾15.5公斤、硫酸锌4公斤及双氰胺0.4公斤)混合，过100目筛。

    将15公斤珍珠岩、20公斤膨润土用重量浓度10％盐酸浸泡24小时，过滤，固体物料中加入氢氧化钠溶液，调节pH至5.5，过滤，120℃烘至恒重，粉碎后与有机堆肥混匀。调节混合物料水分至32％，用螺旋搅拌器充分搅拌，而后室温条件下堆腐3天，每天翻动1‑2次。腐熟后经自然风干或40‑60℃下烘干、粉碎，在圆盘造粒机中进行造粒，晾干，装袋。

    实施例2

    将木糠100克、豆饼1500克、草炭360克、堆肥发酵剂0.8克，粉碎后加入50克总量浓度为10％的尿素溶液进行搅拌，拌后常温堆放两周(或采用发酵设备发酵的，发酵时间可缩短为24‑48小时)，而后晾晒三天制干(或用干燥机制干)，成为约有1400克左右的干品，进行二次粉碎，与2400克左右复合肥(尿素750克、二铵1200克、硫酸钾450克及硫酸锌130克及双氰胺13克)混合，过100目筛。

    将400克海泡石和沸石混合物、500克高岭土用重量浓度为10％的盐酸浸泡24小时，过滤，固体物料中加入氢氧化钠溶液，调节pH至7，过滤，120℃烘至恒重，粉碎后与有机堆肥混匀。调节混合物料水分至38％，用螺旋搅拌器充分搅拌，而后室温条件下堆腐5天，每天翻动1‑2次。腐熟后经自然风干或40‑60℃下烘干、粉碎，在圆盘造粒机中进行造粒，晾干，装袋。

    实施例3

    将木糠40公斤、豆饼590公斤、褐煤140公斤、堆肥发酵剂0.3公斤，粉碎后加入8公斤总量浓度为10％的尿素溶液进行搅拌，拌后常温堆放两周(或采用发酵设备发酵的，发酵时问可缩短为24‑48小时)，而后晾晒三天制干(或用干燥机制干)，成为约有620公斤左右的干品，进行二次粉碎，与915公斤左右复合肥(尿素212公斤、二铵326公斤、硫酸钾139公斤、硫酸锌38公斤及双氰胺3公斤)混合过100目筛。

    将180公斤麦饭石、220公斤蛋白土用重量浓度为10％的盐酸浸泡24小时，过滤，固体物料中加入氢氧化钠溶液，调节pH至8.5，过滤，120℃烘至恒重，粉碎后与有机堆肥混匀。调节混合物料水分至45％，用螺旋搅拌器充分搅拌，而后室温条件下堆腐4天，每天翻动1‑2次。腐熟后经自然风干或40‑60℃下烘干、粉碎，在圆盘造粒机中进行造粒，晾干，装袋。

    实施例3所述肥料可用于1公顷玉米农田，施用方法：在春天播种时做基肥一次施入。

    1.试验处理

    I.对照，只施N、P、K肥，肥料用量为N为150.0kg hm^‑2，P₂O₅为222kg hm^‑2，K₂O为150kg hm^‑2；

    II.专用肥中N、P、K肥用量同上。

    2.肥料效果

    表12007、2008年肥料效果比较(kg/hm²)

    

    从产量表中可以看出，2007年施用本发明玉米专用肥籽实产量增加19.8％，秸秆产量增产16.4％；2008年籽实产量增产幅度小于2007年，而秸秆2年增产幅度相近，说明该专用肥对于提高玉米籽实产量作用明显，同时，由于2008年辽宁地区雨水分布合理且充足，而2007年存在明显春旱，因此2008年籽实增产幅度小于2007年，说明该专用肥对于提高逆境条件下玉米产量具有更为显著的效果。

    图1施用本发明玉米专用肥对表层土壤(0‑20cm)有机碳含量影响

    通过2年试验发现，施用本发明玉米专用肥田块，其表层土壤(0‑20cm)有机碳含量平均提高15.4％，而仅施用化肥的处理其土壤有机碳含量平均降低0.7g/kg，说明本发明对提高土壤有机碳含量，改善土壤质量有明显作用。