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一种具备土壤改良作用的大豆专用肥及其制备和应用
    【技术领域】

    本发明涉及大豆施肥，具体的说是一种具备土壤改良作用的大豆专用肥及其制备和应用。

    背景技术

    大豆是我国重要的粮油作物，也是多种副食品加工的重要原料，用途非常广泛。由于大豆具有共生固氮能力，其生育期中所需要的N素大部分依赖与其共生的大豆根瘤菌的固氮机制来满足其N的供应，因此，豆科作物的优化施肥模式与其他作物有较大差异。大豆对P反应极为敏感，施P之后会显著提高其产量和品质，当N、P供应得到满足之后，施K亦能有效提高大豆产量。可见在大豆种植过程中优化配置NPK肥比例对于提高大豆产量与品质作用明显，同时，大豆生长过程中对锌与钼肥的需求量虽然很少，仅占作物干重的万分之几到十万分之几，但它们是酶或辅酶的组成部分，在大豆体内非常活跃，具有特殊作用，是其他元素不可替代的，对提高大豆产量与品质作用很大，是大豆优质栽培的基础。

    在传统耕作方式中，大豆种植往往忽略N肥，在东北地区，由于土壤富K，多年来K肥使用也被忽视，但随农业耕种历史延长，土壤K库逐渐耗竭，土壤质量明显下降，土壤有机质含量锐减，土壤物理性状恶化，团聚体数量和质量的下降，土壤通气状况退化。因此本发明针对大豆生长特点和东北地区土壤质量现状，在复合肥中特别加入N、K以及Zn、Mo等元素及有机质和多孔矿物等物质，并给出科学配比，以改善大豆生长环境与养分状况，这样在提高大豆产量的同时，还可提高土壤质量。

    【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、且适应大豆需肥规律的大豆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大豆专用肥，按重量份数计，其由有机质200‑300份、多孔无机物20‑40份、强酸100‑150份、复合肥160‑300份、粘土40‑70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为氮、磷、钾、锌和钼，以它们的有效含量计其重量组成为，N∶P∶K∶Zn∶Mo＝1∶1.1～1.5∶1.2～1.8∶0.25～0.40∶0.03～0.06；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，钼为二钼酸铵；它们间的重量份数配比为为：N：30‑40kg，P₂O₅：75‑135kg，K₂O：45‑90kg，Zn为7‑16kg，Mo为1‑2kg；其中还添加有纯氮重量用量1‑1.5％的DCD。

    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大豆施肥不均衡的现状，进行均衡施肥，在提高大豆产量同时，提高土壤质量与供给养分的能力。复合肥中加入一定量的Zn肥，有利于养分向籽实内转移，提高籽实产量与品质，Mo肥的供应能够提高大豆根瘤菌活力，对大豆体内NO₃^‑还原具有积极作用。

    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；本专用肥在普通复合肥基础上，加入了有机腐解物与多孔无机物等多种原料，在具有传统复合肥提供大豆生长所需无机养分基础上，还可提供大豆生长所需多种微量元素，其中有机物对于提高土壤有机质含量作用显著，而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、粘土及无机多孔物等，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：

    大豆专用肥重量组成为，有机质200‑300份、多孔无机物20‑40份、强酸100‑150份、复合肥160‑300份、粘土40‑70份、发酵剂0.03‑0.1份；

    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大豆专用肥；

    其中复合肥有效成份主要包括氮、磷、钾、锌、钼，它们以有效含量计其重量组成为，N∶P∶K∶Zn∶Mo＝1∶1.1～1.5∶1.2～1.8∶0.25～0.40∶0.03～0.06；其中还添加有纯氮重量用量1‑1.5％的DCD。

    其可施用在下辽河平原土壤上的大豆田中，在春天播种时做基肥一次施入，单位面积用量为600‑800kg hm^‑2。

    本发明大豆专用肥在继承之前常规大豆复合肥优点同时，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。

    【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、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，之后，晾晒三天制干，成为约50公斤左右的干品(有机质≥70％)，并进行二次粉碎，与45公斤复合肥(尿素3公斤、二铵21公斤、硫酸钾17公斤、硫酸锌3.5公斤、二钼酸铵0.5公斤、DCD0.07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4.5，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2

    将木糠100克、豆饼1500克、褐煤350克、发酵剂0.7克，粉碎后加入20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1400克左右的干品，进行二次粉碎，与复合肥1750克(尿素107克、二铵823克、硫酸钾670克、硫酸锌135克、二钼酸铵16克、DCD 3克)混合，过100目筛。

    将400克麦饭石、500克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6.5，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3

    将木糠18公斤、豆饼270公斤、草炭65公斤、发酵剂0.13公斤，粉碎后加入9.3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260公斤左右的干品，进行二次粉碎，与复合肥289公斤(尿素18公斤、二铵136公斤、硫酸钾110公斤、硫酸锌22公斤、二钼酸铵2.7公斤、DCD 0.4公斤)混合，过100目筛。

    将75公斤海泡石和沸石混合物、93公斤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7.5，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所述肥料可用于1公顷大豆农田，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30kg hm^‑2，P₂O₅为63kg hm^‑2，K₂O为54kg hm^‑2；

    II.专用肥中N、P、K肥用量同上，并按实施例3中比例加入其他养分与物料。

    2.肥料效果

    表1成熟期植株性状

       项目  株高(cm)  分枝数(个)  结荚数(个)  叶片数(片)  专用肥  106  3.62  50  9.5  化肥  99  3.49  43  8.8

    从成熟期植株性状调查可见使用专用肥大豆比对照约高7cm，结荚数平均比化肥处理多出7个，有明显提高，另外，专用肥处理出苗较空白处理早1‑2天，且苗更整齐、粗壮。

    表22008年专用肥对大豆产量的影响

       项目  百粒重(g) 平均单株粒重(g)  籽实产量  (kg/ha)  增产(％)  专用肥  17.8 25.1  2440  14.9  化肥  16.7 20.1  2124  ‑

    从产量表中可以看出，2008年施用本发明大豆专用肥籽实产量增加14.9％，说明该专用肥对于提高大豆籽实产量作用明显；其对于土壤质量及有机碳含量水平提高的作用将随试验年限的延长作进一步研究。