一种蔬菜缓释肥及其制备方法
技术领域
本发明涉及缓释肥的制备技术领域，特别是涉及一种蔬菜缓释肥及其制备方法。
背景技术
蔬菜富含维生素、矿物质及碳水化合物等多种营养成分，是人类膳食的重要组成部分，也是赖以生存的基本食品，在日常生活中有着和粮食同等重要的地位。相比其它作物具有根系浅、吸收能力弱、喜高肥水、奢侈吸收等营养特性，因此蔬菜的需肥量和菜地施肥量相对较高。土壤是蔬菜生长的主要场所，为蔬菜生长提供各类营养元素。而土壤养分含量有限，不足以提供蔬菜连年栽培生产的全部营养，因此必须人为的额外补充营养元素，施肥活动由此产生。然而，不同种类肥料对农田土壤肥力的影响状况存在差异，这一直是土壤肥料工作人员普遍关注的问题。农业生产实践表明，科学的施肥措施不仅可以保持和提高土壤肥力和生产力，而且还可以促进作物增产。然而许多菜农为争取最大的收益，在生产中过量投入化肥以求高产，却使得蔬菜增产幅度逐年降低，品质和风味变差，肥料利用率也不高，更为严重者还会引起菜地土壤退化、环境污染等问题，因此为了实现蔬菜生产的优质、高产、安全无公害化，开展高效环保肥料的研发以及合理施肥措施的探究具有深远意义。
蔬菜富含多种营养，在人们日常生活中占有非常重要的地位，肥料作为“作物的粮食”是其增产的关键。因此，近年来随着化肥的广泛使用及相关农艺措施的不断更新，我国蔬菜产量逐年提高，极大地满足了人们的日常生活需要。然而，传统化肥普遍存在利用率低、氨挥发损失量大、养分释放难与作物吸收相协调的缺陷，由此带来的如资源浪费、土壤环境恶化，大气污染、水体富营养化及农产品质量下降等问题，正逐渐成为我国实现农业现代化的瓶颈。缓释肥料具有养分释放与作物吸收同步，氨挥发损失量低，作物全生育期一次性施肥不用追肥，节省劳动力投入等特点，己成为解决传统肥料施用所带来各项弊端的有效途径之一。相比其它蔬菜，茄果类蔬菜具有生长周期长，养分需求量大的特点，常规肥料一般难以满足其需求。因此菜农一般采用增加基肥施用量，多次追肥等措施以求高产；这种做法不仅造成养分的大量流失，长此以往还会影响到蔬菜的产量和品质。
经过研究者多年的努力，缓/控释肥料在提高肥料利用率、减小肥料污染、提高作物产量和品质上取得了不错的应用效果。但仍存在不少问题，首先，价格问题，由于控释材料生产工艺的复杂，致使控释肥料价格居高不下，与普通肥料相比包膜控释肥料的生产成本比常规肥料要高1-5倍以上。虽然，采用添加抑制剂的非包膜缓型控释肥料成本虽然增加不多，但却面临养分控释效果不稳定的问题。因此，价格问题已成为限制缓、控释肥料在农业尤其是大田作物上推广应用的主要因素。其次，对环境的潜在威胁依然存在。尽管包膜型控释肥料的效果较好，但包膜工艺复杂，残留在土壤中的聚合物空壳降解难，很容易造成土壤环境污染。第三，对缓/控释肥料的研究主要侧重于氮素养分，而对磷钾等养分的缓、控释的研究较少。
发明内容
为了解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种低成本、低残留、易降解、缓释性能良好的蔬菜缓释肥。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供一种蔬菜缓释肥，所述蔬菜缓释肥为核壳结构，包括芯层、内壳层和包膜层，所述芯层包括菌渣、微生物菌种、鸡粪、牛粪，所述内壳层包括糖蜜酒精废液、稀土元素、花生麸、草木灰、硝酸钾、无水硫酸镁、尿素，所述包膜层包括瓜尔胶和虫胶。
作为本发明的进一步改进，所述芯层中菌渣、微生物菌种、鸡粪、牛粪的质量比为3-5:1-2:8-13：5-12，所述内壳层中糖蜜酒精废液、稀土元素、花生麸、草木灰、硝酸钾、无水硫酸镁、尿素的质量比为8-12:0.003-0.005:8-13:6-12:3-10:1-5:2-6，所述包膜层中瓜尔胶和虫胶的质量比为3-5:4-7。糖蜜酒精废液中的固形物(即除水后的干物)70％为有机质，其中有糖分、蛋白质、氨基酸，维生素等，剩余30％为灰分，含有氮、磷、钾、钙、镁等无机盐，钾含量高,重金属痕量，无毒、无害。不仅可以直接作为蔬菜的肥料使用，而且糖蜜酒精废液具粘结性，利于造粒，无需额外添加粘结剂，使加工后的肥料颗粒具有缓释功能，延长肥效。草木灰是柴草燃烧后残留的灰烬物质，属碱性，主要成分是碳酸钾(K2CO3)，可用做肥料。一般不与人尿和圈肥等有机肥混合使用，本发明将含有鸡粪、牛粪的肥料经过发酵后的组分作为芯层，将含有草木灰的肥料成分作为内壳层，避免了二者不能混合使用的缺点。
作为本发明的进一步改进，所述微生物菌种包括酵母菌、胶质芽孢杆菌、固氮菌和磷细菌的复合菌。
作为本发明的进一步改进，所述复合菌的质量比为1-3:2-3:1-3:3-5。
作为本发明的进一步改进，所述稀土元素包括镧系元素。稀土元素的添加可以提高叶绿素的含量，改变叶绿素和叶绿体的结构，接触不饱和脂肪酸对叶绿体光反应的抑制，提高Rubisco酶以及偶联因子CaATP和MgATP酶的活力，从而促进作物的光合作用；提高膜电位和质子跨膜梯度，从而促进蔬菜的营养吸收、运输和转移；可以提高蔬菜内源激素含量和促进其迁移，加快作物的生长。
本发明还提供一种所述的蔬菜缓释肥的制备方法，包括以下步骤：
(1)将菌渣、微生物菌种、鸡粪、牛粪混合均匀，加水调整物料湿润，发酵2-3周，降温，出料，干燥至水分小于10％，制丸，得到蔬菜缓释肥的芯层结构备用；
(2)将糖蜜酒精废液、稀土元素、花生麸、草木灰、硝酸钾、无水硫酸镁、尿素混合均匀，得到内壳层混合物料，将芯层结构放入内壳层混合物料中，摇滚造丸；
(3)在步骤(2)制备的丸粒表面均匀涂抹瓜尔胶和虫胶，干燥，得到核壳结构的蔬菜缓释肥。
本发明公开了以下技术效果：
本发明中的氮肥主要通过影响蔬菜的叶面积，增大光合面积，保持叶片的功能期，使得叶面积的增大效应远高于叶片相互遮阴产生的负面效应，进而为产量提高起到促进作用。氮肥的添加还会增加蔬菜中的SOD活性、叶绿素含量，促进蔬菜生长和果实着色。但过量的氮肥施用，不仅不能提高蔬菜的产量和品质，还会使其降低。因此，本发明限定了适宜蔬菜生长的氮肥含量。
本发明的蔬菜缓释肥能促使蔬菜花苞多，结果多，花期长，结果期长，蔬菜颜色鲜绿，菜叶，果实鲜嫩，提高蔬菜品质，增强蔬菜营养成分，蔬菜口味香甜，防止和减少蔬菜各种病虫害的发生，肥效持久稳定，又能促使菜苗快速生长，增产幅度为30-45％。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明所述蔬菜缓释肥的结构示意图，其中1为包膜层，2为内壳层，3为芯层。
具体实施方式
现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。
在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见得的。本申请说明书和实施例仅是示例性的。
关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
本发明提供一种蔬菜缓释肥，所述蔬菜缓释肥为核壳结构，包括芯层、内壳层和包膜层，所述芯层包括菌渣、微生物菌种、鸡粪、牛粪，所述内壳层包括糖蜜酒精废液、稀土元素、花生麸、草木灰、硝酸钾、无水硫酸镁、尿素，所述包膜层包括瓜尔胶和虫胶。
作为本发明的一个优化技术方案，所述芯层中菌渣、微生物菌种、鸡粪、牛粪的质量比为3-5:1-2:8-13：5-12，所述内壳层中糖蜜酒精废液、稀土元素、花生麸、草木灰、硝酸钾、无水硫酸镁、尿素的质量比为8-12:0.003-0.005:8-13:6-12:3-10:1-5:2-6，所述包膜层中瓜尔胶和虫胶的质量比为3-5:4-7。
作为本发明的一个优化技术方案，所述微生物菌种包括酵母菌、胶质芽孢杆菌、固氮菌和磷细菌的复合菌。
作为本发明的一个优化技术方案，所述复合菌的质量比为1-3:2-3:1-3:3-5。
作为本发明的一个优化技术方案，所述稀土元素包括镧系元素。
本发明提供一种所述的蔬菜缓释肥的制备方法，包括以下步骤：
(1)将菌渣、微生物菌种、鸡粪、牛粪混合均匀，加水调整物料湿润，发酵2-3周，降温，出料，干燥至水分小于10％，制丸，得到蔬菜缓释肥的芯层结构备用；
(2)将糖蜜酒精废液、稀土元素、花生麸、草木灰、硝酸钾、无水硫酸镁、尿素混合均匀，得到内壳层混合物料，将芯层结构放入内壳层混合物料中，摇滚造丸；
(3)在步骤(2)制备的丸粒表面均匀涂抹瓜尔胶和虫胶，干燥，得到核壳结构的蔬菜缓释肥。
本发明实施例中所述的微生物菌种和稀土元素通过商业途径购买得到。
实施例1-6和对比例1-3的蔬菜缓释剂的组成见表1。其中，实施例1-实施例3中所用菌渣为金针菇菌渣，实施例4-6中所用菌渣为平菇菌渣，对比例所用菌渣为金针菇菌渣。
表1
注：“-”表示未添加
实施例1-6和对比例1-3的蔬菜缓释肥的制备方法，包括以下步骤：
(1)将菌渣、微生物菌种、鸡粪、牛粪混合均匀，加水调整物料湿润，发酵2-3周，降温，出料，干燥至水分小于10％，制丸，得到蔬菜缓释肥的芯层结构备用；
(2)将糖蜜酒精废液、稀土元素、花生麸、草木灰、硝酸钾、无水硫酸镁、尿素混合均匀，得到内壳层混合物料，将芯层结构放入内壳层混合物料中，在转鼓造粒机中摇滚造丸；
(3)在步骤(2)制备的丸粒表面均匀涂抹瓜尔胶和虫胶，干燥，得到核壳结构的蔬菜缓释肥。
采用“通气法”室内培养试验研究了实施例1-5及对比例1-3制备的蔬菜缓释肥和对照组尿素在土壤中的氨挥发特性，即对其降低氨挥发损失进行研究。用通气法氨挥发吸收装置，该装置包括两部分：一是口径和高分别20、35cm的塑料小桶。二是双层海绵，将大块海绵修剪成多块厚度均为2cm、直径为16cm的圆形海绵(可适当区分大小，以便置入塑料桶)，每次取两块均匀浸以15mL的磷酸甘油溶液，磷酸甘油溶液配制是由50mL磷酸和40mL丙三醇混合，再定容至1000mL而成,小心放置在塑料桶里，要求是下层较小块海绵距桶底5cm左右，上层较大块海绵与桶顶部相平，尽量避免海绵与塑料桶接触部分有缝隙，以便减小误差。内层海绵用于吸收样品挥发的NH3，外层海绵防止外界气体污染。
首先将供试土壤放置在阴凉通风处风干，然后磨碎过1mm土壤筛，在每个塑料桶中加入处理土样500g，并加入N水平为500mg·kg-1肥料，分别对应编号。每个桶中加入90mL水，达到田间持水量的80％，置于恒温箱中培养。注意观察桶内土壤状况，可能发生霉变或者过于干燥，可适量洒水避免。测定时仅将通气法装置中的下层海绵分别装入对应编号的500mL的塑料瓶中，加300mL的1mol·L-1的KCl溶液，使海绵完全浸没，振荡1h，用蒸馏法测定浸取液中的铵态氮。取样的同时，将通气装置下层的海绵取出后，立即换上另一块刚浸过15mL磷酸甘油的海绵，盖上上层海绵恒温培养。上层的海绵视其干湿情况3d更换1次。试验期间温度为(25±2)℃，保持每天之间温度变化基本一致。取样测定时间在试验开始10d内每天1次，后20d内每2d一次，后30d内每3d一次。采用盆栽和田间试验的方法就蔬菜缓释肥对辣椒、茄子、大白菜、白萝卜、莴苣、芹菜的品质效果和增产效果方面的影响进行研究。结果见表2。
表2
由表2可以看出，本发明的蔬菜缓释肥还可以显著降低氨挥发速率和氨累积挥发量，进而减少损失。本发明的蔬菜专用缓释肥总体上能够有效地改善蔬菜株高、叶面积、叶绿素含量以及根系生长状况，能够显著提高蔬菜的产量，在生长期内避免病虫害。提高蔬菜中氨基酸和维生素C的含量，降低硝酸盐含量。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
