一种设施栽培体系水肥一体化专用肥、制备方法及应用技术

本发明专利技术涉及农业、生态环境领域，特别涉及一种设施栽培体系水肥一体化专用肥、制备方法及应用。本发明专利技术的专用肥的原料包括无机化学肥料、聚乙烯醇缩甲醛水溶液、软质开孔泡沫塑料；所述无机化学肥料为尿素、磷酸一铵、氯化钾或硫酸钾和中微量元素的一种或多种。本发明专利技术提供的设施栽培体系水肥一体化专用肥是一种养分平衡的、缓慢溶解的、水肥耦合的专用固体浓缩肥料，能提高化肥利用效率、设施菜田或栽培基质可持续生产能力、蔬菜产量和品质。

【技术实现步骤摘要】
一种设施栽培体系水肥一体化专用肥、制备方法及应用
本专利技术涉及农业、生态环境领域，具体涉及一种设施栽培体系水肥一体化专用肥、制备方法及应用。
技术介绍
我国耕地资源紧张，耕地已逼近18亿亩红线，粮食增产压力日益增大。设施栽培方式在确保“菜篮子”充足的同时，不与粮食生产竞争土地，从而得到了广泛应用和推广。设施栽培，尤其日光温室蔬菜栽培已成为我国农业生产中提高人民生活水平和农业增效、农民增收一个不可缺少的重要组成部分。全国日光温室蔬菜栽培肥水利用情况及耕地质量情况的调查结果显示，在日光温室条件下，为了追求高效益，农民在生产资料上盲目投入，较普通蔬菜田高出5-10倍，因而造成肥、水、药资源大量浪费、污染环境。同时，耕地质量退化、农产品质量下降的现象也日趋严重。日光温室蔬菜栽培主要存在的问题如下：(1)盲目增加灌水量，造成水资源的浪费。(2)盲目加大施肥量(化肥多为易溶性化肥和一些冲施肥)，施肥比例失调，N、P比例偏高和土壤养分失衡。由此造成土壤中盐分明显积累，盐渍化程度明显加重。而且，日光温室种植年限越长，盐分积累越严重，造成设施菜田土壤肥力的非均质化，肥料利用率降低(N的利用率仅25％左右)，土壤环境污染。(3)经验性、盲目性施肥尤其是无机氮肥，使土壤或栽培基质理化性质变劣、溶液养分浓度增大，进一步加剧了设施蔬菜连作障碍、土壤微生物区系失调和次生盐渍化的程度。由于生理障碍、连作障碍和次生盐渍化，蔬菜体内硝酸盐大量积累，造成设施蔬菜产量和品质下降。(4)农药用量增加，农产品污染严重。由于灌水量过大，使日光温室内湿度增加，土壤温度难以调控，导致病虫害频发，如白粉虱、蚜虫、霜霉病、病毒病等。为保证蔬菜不因病虫害的危害而减产，势必盲目加大药量，甚至使用国家禁用的高毒、高残留的治病药物及杀虫剂，不仅导致土壤和蔬菜农药残留加重，而且危及人的身体健康。(5)盲目增加投入，相对效益降低。用于灌溉、施肥、施药的投入占到日光温室生产总投入的30％以上。由于在一般生产条件下，灌溉和施肥两项操作是独立进行的，这不仅增加劳动工序和用工量，而且造成施肥和灌水的分离和错位，水肥的吸收无法同步进行，养分和水分耦合效应不能得到及时有效发挥，导致水肥利用率下降。长期的连作以及无机化肥和化学农药过量施用，土壤肥力和微生物多样性的降低、自毒素和土传病害的积累、土壤酸化等又成为蔬菜生产持续发展所面临的一个重要问题，严重制约着设施栽培技术的发展。水肥一体化技术因地制宜制定灌溉、施肥方案，强调水肥两大因素的协同互作效应。在灌水量、施肥量及其灌溉、施肥时间控制等方面都达到了很高的精度，可以大幅度提高水、肥的利用效率，并可根据作物对水肥的需求规律，在不同生育时期实现定量精准供给。不仅协调和满足供应作物生长对水肥的需求，提高农产品产量，而且较好地解决土壤养分富集和盐渍化问题。同时，明显控制由于盲目过量施肥造成的水分下渗和养分移动淋失、地下水及土壤环境污染，减少农药残留污染，有效改善农田生态环境，改善水资源短缺状况，对促进农业可持续发展意义重大。水肥一体化技术的应用，化学基础肥料的选择是关键，要求全水溶、无杂质。以往水肥一体化面临最大问题：一是基础肥料属于化学盐类，存在结晶、沉淀的水不溶状态，主要原因是硝态氮肥少，以美国和欧洲为例，在肥料使用中硝态氮的比例大约占总氮比例的30％以上，而我国则不足1％。速效性、溶解度高是硝态氮肥的一大特点，如果离开硝态氮肥制备全水溶肥几乎是不可能的。二是农用化肥纯度低、水不溶杂质高，往往造成滴灌带(管)滴灌孔堵塞，破坏整个滴灌系统。随着技术的发展，我国农业正处于农业现代化进程，为加速实现农业现代化，国家目前在大力推广规模化种植和水肥一体化，投入大量资金引导农业安装滴灌设施，尤其是西北干旱少雨地区，设施栽培发展非常快。滴灌设施的快速发展，客观上要求水溶肥物美价廉，农户要用得起。目前通行的生产大量元素水溶肥的钾素原料主要来源于磷酸二氢钾和硝酸钾，其他原料为尿素、磷酸一铵、硝酸铵、螯合态微量元素，各种原料掺混到一起进行搅拌均匀即得，远不能配套国家推广水肥一体化对水溶肥的要求。现有的生产技术钾肥主要来源磷酸二氢钾和硝酸钾，由于价格昂贵，造成水溶肥价格居高不下。进口水溶肥价格一般在每吨3万元左右，国产的也在每吨2万元，目前只在经济价值较高的经济作物上使用，或用于叶面肥。受到大量元素水溶肥原料及生产方法的制约，固体粉状水溶肥价格昂贵，无法大规模推广，不能适应国家推广水肥一体化的需要，而普通复合(混)肥钾肥主要来源于农用氯化钾或硫酸钾，溶解度低、含有机械杂质，无法满足目前滴灌设施水肥一体化的技术要求。为此，需要一种可以应用于设施栽培的、商品化的、养分均衡的、通过工厂化生产的、廉价的、与当今先进的灌溉(滴灌)系统相适应的、能够实现水肥一体化技术要求的生态型设施栽培体系专用肥料，全面代替全水溶肥料或营养液栽培，达到在蔬菜作物全生育期中只滴清水，通过水肥耦合效应，实现满足茄/瓜果类蔬菜作物需肥特性的设施栽培生产模式，均衡营养，降低施肥量，提高化肥利用率，缓解目前设施栽培体系存在的一系列较为严重的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种设施栽培体系水肥一体化专用肥、制备方法及应用。为实现本专利技术的目的，具体采用如下的技术方案：一种设施栽培体系水肥一体化专用肥，原料组成为农用无机化学肥料、聚乙烯醇缩甲醛水溶液、软质开孔泡沫塑料。在本专利技术中，所述农用无机化学肥料包括尿素、磷酸一铵、氯化钾(硫酸钾)和中微量元素。所述的中微量元素为硝酸钙、硫酸镁、硫酸锰、硫酸锌、硼酸、钼酸钠、钼酸铵或其微量元素的氨基酸螯合物中的一种或多种。在本专利技术中，所述聚乙烯醇缩甲醛为水溶性高分子材料，在肥料体内形成网状结构，主要起到粘结剂作用，同时阻限肥料溶解，发挥缓释的作用。聚乙烯醇缩甲醛用量取决于尿素的用量。在本专利技术中，所述开孔泡沫塑料为软质、开孔、低密度海绵体，密度为15-18kg/m3。在设施栽培体系水肥一体化专用肥料中起到支撑骨架的作用，使其产品易于成形和定量分割，便于贮藏、运输和使用。本专利技术所述的设施栽培体系水肥一体化专用肥料是一种含有大量元素(氮、磷、钾)和中、微量元素的缓效肥料。在滴(微)灌清水的作用下，缓慢溶解、释放养分供作物吸收利用，肥料养分利用率可达到50-70％。具体的，本专利技术所述设施栽培体系水肥一体化专用肥料采用如下的技术方案：以农用无机化学肥料尿素、磷酸一铵、氯化钾或硫酸钾和中、微量元素为原料，以聚乙烯醇缩甲醛为粘结剂，以开孔泡沫塑料为支撑骨架制备设施栽培体系水肥一体化专用肥料。更具体的，对于茄/瓜果类蔬菜作物，所述尿素、磷酸一铵、氯化钾或硫酸钾按N:P2O5:K2O＝1:0.3-0.6:1.1-1.5复配，中、微量元素按设施栽培体系水肥一体化专用肥氮磷钾总量的1-2‰复配，聚乙烯缩甲醛水溶液的固含量为10％-15％，用量为尿素质量的5％-10％。软质开孔泡沫塑料的密度为15-18kg/m3。本专利技术提供了一种养分平衡的、缓慢溶解的水溶性固体浓缩肥料，采用水肥一体化技术，能提高设施菜田或栽培基质的可持续生产能力，节肥、节水，提高蔬菜产量和品质。本专利技术的技术方案：一种设施栽培体系水肥一体化专用肥料的制备方法，包括以下步骤：1、首先在反应釜中制备聚乙本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设施栽培体系水肥一体化专用肥，其特征在于，原料包括无机化学肥料、聚乙烯醇缩甲醛水溶液、软质开孔泡沫塑料；所述无机化学肥料为尿素、磷酸一铵、氯化钾或硫酸钾和中微量元素。

【技术特征摘要】
1.一种设施栽培体系水肥一体化专用肥，其特征在于，原料包括无机化学肥料、聚乙烯醇缩甲醛水溶液、软质开孔泡沫塑料；所述无机化学肥料为尿素、磷酸一铵、钾盐和中微量元素；所述聚乙烯醇缩甲醛水溶液的固含量为10％-15％；所述钾盐为氯化钾或硫酸钾；所述的中微量元素为选自硝酸钙、硫酸镁、硫酸锰、硫酸锌、硼酸、钼酸钠、钼酸铵或微量元素氨基酸螯合物中的一种或多种。2.根据权利要求1所述的专用肥，其特征在于：所述软质开孔泡沫塑料在设施栽培体系水肥一体化专用肥料中起到支撑骨架的作用，使其产品易于成形和定量分割，便于贮藏、运输和使用。3.根据权利要求1所述的专用肥，其特征在于：聚乙烯醇缩甲醛为水溶性高分子材料，在肥料体内形成网状结构，起到粘结剂作用，同时阻限肥料溶解，发挥缓释作用。4.根据权利要求1所述的专用肥，其特征在于：所述软质开孔泡沫塑料的密度为15-18kg/m3。5.根据权利要求1所述的专用肥，其特征在于：对于茄/瓜果类蔬菜作物，按质量比，所述尿素、磷酸一铵、氯化钾或硫酸钾按N:P2O5:K2O＝1:0.3-0.6:1.1-1.5复配，按质量比，中微量元素为所述化学肥料总量的1-2‰。6.一种设施栽培体系水肥一体化专用肥的制备方法，其特征在于，所述专用肥原料包括无机化学肥料、聚乙烯醇缩甲醛水溶液、软质开孔泡沫塑料；所述无机化学肥料为尿素、磷酸一铵、钾盐和中微量元素；所述钾盐为氯化钾或硫酸钾；所述的中微量元素为选自硝酸钙、硫酸镁、硫酸锰、硫酸锌、硼酸、钼酸钠、钼酸铵或微量元素氨基酸螯合物中的一种或多种；所述制备方法包括以下步骤：(1)在反应釜中加水，升温至70-...

【专利技术属性】
技术研发人员：王玉军，黄绍文，唐继伟，刘培京，
申请(专利权)人：中国农业科学院农业资源与农业区划研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11