一种功能性水稻有机无机专用肥及其应用方法
技术领域
本发明属于农业生产领域，具体涉及一种功能性水稻有机无机专用肥及其应用方法。
背景技术
化肥在促进粮食和农业生产发展中起到举足轻重的作用，但当前我国化肥施用普遍过量，带来了土壤板结、酸化、面源污染和生态平衡破坏等一系列问题，化肥减施增效是农业生产面临的重要问题。水稻是我国第一大粮食作物，约占粮食总产量的40%。南方稻田面积约占全国的82%，因此，南方稻区化肥的减肥增效对实现我国2020年化肥用量零增长、负增长的目标具有重要意义。我国南方有机废弃物资源丰富，如猪粪、菌渣等，但单纯利用有机肥源堆肥生产商品有机肥，肥效较慢，且由于厂家片面压缩堆肥发酵时间导致有机肥品位不高，而水稻无机型配方肥料虽然见效快，但肥料利用率低，化肥减施空间较有限。
发明内容
本发明的目的就是针对上述问题，以水稻营养需求、南方稻田肥力特征及肥料养分释放供应特性为依据，提供一种功能性水稻有机无机专用肥及其应用方法，其可有效减少20%水稻常规化肥施用量，达到减肥、增产、增效的目标。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种功能性水稻有机无机专用肥，其是根据水稻营养需求、南方稻田肥力特征及有机无机复混肥养分释放供应特性，以有机物料、泥炭土与含氮磷钾的化肥按一定比例通过复混造粒制备而成；其中养分含量的控制指标为：N≥10%，P2O5%20≥3%，K2O≥7%，有机质≥20%，腐殖酸3%~6%。
按重量百分数之和为100%计，所述专用肥中含有机物料40%~50%、泥炭土5%~10%，余量为含氮磷钾的化肥；所述含氮磷钾的化肥中N、P2O5、K2O的质量比为10：3：7。
所述有机物料是将未干湿分离的猪粪与菌渣按重量百分比(55~60):(40~45)配制后，联合堆肥腐熟并过2mm筛制得；堆肥工艺中，发酵与陈化的总时间不少于110天，其中陈化的时间不少于70天，陈化期间翻动1-2次；以形成丰富的腐殖酸类物质，并富有芬芳气味；所用猪粪或菌渣的含水量均为50%~70%，陈化后有机物料的水分含量控制在30%以内，鲜基氮磷钾养分达到4.0%~5.0%，有机质含量达到35%~45%，腐殖酸含量达到8%~12%。
所述泥炭土中鲜基有机质的含量达25%~35%。
所述功能性水稻有机无机专用肥的应用方法为：按70~110kg/亩，以基肥60%、分蘖肥40%的比例进行施肥，保持浅水施用，后期不再施肥。
有机肥堆肥过程翻堆与专用肥复混造粒工艺与现有堆肥及有机无机复混肥生产相同，水稻生育期水分等田间管理与现有方法相同。
本发明与现有技术相比，有益效果在于：
1）富有新意、设计合理。动物源与植物源废弃物资源中大量养分及中微量元素互补，碳氮互济、速缓相济，本发明有机物料选用猪粪与菌渣科学搭配（不添加其他物料），并通过延长陈化阶段（不少于70天），利用有机质与发酵过程形成的腐殖酸官能团作为螯合无机肥的吸附载体，起到缓控释效果，避免肥料养分快速流失与挥发，可稳定供应水稻全生育期养分。
2）变废为宝，有利于绿色发展。综合利用了猪粪与菌渣等农业废弃物资源，减少了因其丢弃引起的环境污染问题，实现了资源循环利用，且比普通商品有机肥肥效快。
3）促进化肥减施增效。根据水稻营养需求、南方稻田肥力特征与有机无机复混肥养分释放特性，设制专用肥氮磷钾养分配比，通过施用功能性水稻有机无机专用肥，实现肥效速缓相济，提高肥料利用率，水稻氮磷钾化肥总养分可减少20%，实现减肥、增产、增效，符合绿色发展要求。
具体实施方式
一种功能性水稻有机无机专用肥制备的具体步骤为：
1.%20有机物料的制备：将未干湿分离的猪粪与菌渣（两者含水量均为50%~70%）按重量比(55~60):(40~45)混合后进行槽式堆肥或条垛堆肥，待温度升高至55℃后，用翻堆机每3-4天搅拌一次，发酵时间不少于40天，然后进入陈化阶段，陈化时间不少于70天，陈化期间翻动1-2次，以形成丰富的腐殖酸类物质，并富有芬芳气味；最终所得有机物料的水分含量控制在30%以内，鲜基氮磷钾养分达到4.0%~5.0%，有机质含量达到35%~45%，腐殖酸含量达到8%~12%（提取液发芽率试验达到50%~60%），然后粉碎，过2mm筛备用；
2.%20功能性水稻有机无机专用肥的制备：以含氮磷钾的化肥、有机物料及泥炭土（鲜基有机质的含量达25%~35%）为原料，按现有有机无机复混肥生产工艺生产所述专用肥；按重量百分数之和为100%计，其中，有机物料的用量为40%~50%、泥炭土的用量为5%~10%，余量为含氮磷钾的化肥（所述含氮磷钾的化肥中N、P2O5、K2O的质量比为10：3：7）；所得功能性水稻有机无机专用肥最终成品中养分含量的控制指标为：N≥10%，P2O5%20≥3%，K2O≥7%，有机质≥20%，腐殖酸3%~6%。
所述功能性水稻有机无机专用肥根据目标产量进行施肥，水稻目标产量为600kg/亩，施用量在90~110kg/亩（氮磷钾总养分用量为18~22kg/亩），水稻目标产量为500kg/亩，施用量在70~90kg/亩(氮磷钾总养分用量为14~18kg/亩)，按基肥60%、分蘖肥40%的比例施用，保持浅水施用，后期不再施肥。水稻生育期水分等田间管理与现有方法相同。
通过该功能性水稻有机无机专用肥的应用，可减少20%化肥总养分（以目前习惯配方施用水稻单质氮肥、磷肥、钾肥为例，氮磷钾比例为1:0.4:0.7，水稻目标产量600kg/亩，氮磷钾总养分用量为22.5~27.5kg/亩，水稻目标产量500kg/亩，氮磷钾总养分用量为17.5~22.5kg/亩），并有效提高肥料利用率，实现了减肥、增产、增效的目标。
为了使本发明所述的内容更加便于理解，下面结合具体实施方式对本发明所述的技术方案做进一步的说明，但是本发明不仅限于此。
实施例1
一种功能性水稻有机无机专用肥制备的具体步骤为：
1.%20有机物料的制备：将未干湿分离的猪粪与菌渣（两者含水量分别为60%与50%）按重量比60:40混合后进行槽式堆肥或条垛堆肥，待温度升高至55℃后，发酵40天，用翻堆机每3-4天搅拌一次，然后进入陈化阶段，陈化时间80天，期间翻动1次，以形成丰富的腐殖酸类物质，并富有芬芳气味；陈化后所得有机物料的水分含量为29%，鲜基氮磷钾养分达到4.0%，有机质含量达到40%，腐殖酸含量达到9%（提取液发芽率试验达到55%）；然后粉碎，过2mm筛备用。
2.%20功能性水稻有机无机专用肥的制备：以尿素1000kg、硫酸铵1300%20kg、磷酸一铵550%20kg、氯化钾900%20kg和所制备的有机物料3750%20kg、泥炭土（鲜基有机质的含量为30%）700kg为原料，按有机无机复混肥生产工艺进行生产，所得最终成品中养分含量的控制指标为：N%2010.4%，P2O5%203.3%，K2O%208.5%，有机质21.0%，腐殖酸3.5%。
在福建顺昌县灰砂泥田上施用该功能性水稻有机无机专用肥，其具体是按基肥60%、分蘖肥40%的比例进行施用，保持浅水施用，后期不再施肥。以氮、磷、钾单质肥1:0.4:0.7混用、普通复合肥15-15-15为对照（普通复合肥施用方式与水稻有机无机专用肥相同，单质化肥中氮、钾肥的施用方式是基肥占60%，分蘖肥占40%，磷肥全部作基肥施用）。施用效果见表1至表3。
表1%20施用不同肥料的籽粒与秸秆产量（kg/hm2）
表2 施用不同肥料的应用效益分析（元/hm2）
表3 施用不同肥料的植株氮磷钾累积吸收量及养分回收率分析
表1显示，等总养分下，100%有机无机专用肥的籽粒产量较100%单质化肥混用与100%普通复合肥（15-15-15）分别增产10.2%与14.1%，80%有机无机专用肥的籽粒产量较100%单质化肥混用与100%普通复合肥（15-15-15）分别增产3.4%与6.9%；从表2经济效益来看，用80%有机无机专用肥处理，每公顷效益比采用100%单质化肥混用与100%普通复合肥（15-15-15）分别增加649元与2275元，说明应用水稻有机无机专用肥可取得明显的经济效益；从表3肥料利用率来看，80%有机无机专用肥的氮素回收率分别比100%单质化肥混用与100%普通复合肥提高9.6与3.8个百分点，磷、钾养分回收率与100%单质化肥混用基本相当，但明显高于100%普通复合肥处理，说明施用该功能性有机无机专用肥可提高肥料利用率，减少20%化肥总养分，实现减肥、增产、增效的目标。
实施例2
一种功能性水稻有机无机专用肥制备的具体步骤为：
1. 有机物料的制备：将未干湿分离的猪粪与菌渣（两者含水量分别为55%与60%按重量比55:45混合后进行槽式堆肥或条垛堆肥，待温度升高至55℃后，用翻堆机每3-4天搅拌一次，发酵时间35天，然后进入陈化阶段，陈化时间85天，期间翻动2次，以形成丰富的腐殖酸类物质，并富有芬芳气味；陈化后所得有机物料的水分含量控制在28%，鲜基氮磷钾养分达到4.3%，有机质含量达到43%，腐殖酸含量达到10%（提取液发芽率试验达到60%）；然后粉碎，过2mm筛备用；
2. 功能性水稻有机无机专用肥的制备：以尿素1000kg、硫酸铵1300 kg、磷酸一铵550kg、氯化钾800 kg和所制备的有机物料3750 kg、泥炭土（鲜基有机质的含量达35%）700 kg为原料，按现有有机无机复混肥生产工艺进行生产，所得最终成品中养分含量的控制指标为：N 10.5%，P2O5 3.4%，K2O 7.0%，有机质24.0%，腐殖酸4.0%。
在福建闽侯县灰黄泥田上施用该功能性水稻有机无机专用肥，其具体是按基肥60%、分蘖肥40%的比例进行施用，保持浅水施用，后期不再施肥。以氮、磷、钾单质肥1:0.4:0.7混用、普通复合肥15-15-15为对照（普通复合肥施用方式与水稻有机无机专用肥相同，单质化肥中氮、钾肥的施用方式是基肥占60%，分蘖肥占40%，磷肥全部作基肥施用）。施用效果见表4-6。
表4 施用不同肥料的籽粒与秸秆产量（kg/hm2）
表5 施用不同肥料的效益分析（元/hm2）
表6 施用不同肥料的植株氮磷钾累积吸收量及养分回收率分析
表4显示，等总养分下，100%有机无机专用肥的籽粒产量较100%单质化肥混用与100%普通复合肥（15-15-15）分别增产8.0%与2.1%，80%有机无机专用肥的籽粒产量较100%单质化肥混用与100%普通复合肥（15-15-15）分别增产7.7%与1.8%，此外，80%有机无机专用肥的秸秆产量也显著高于100%普通复合肥；从表5经济效益来看，用80%水稻有机无机专用肥处理，每公顷效益比采用100%单质化肥混用与100%普通复合肥（15-15-15）分别增加1729与652元，说明应用水稻有机无机专用肥可取得明显的经济效益；从表6肥料利用率来看，100%有机无机专用肥处理的氮素回收率最高，80%有机无机专用肥的氮、磷、钾素回收率分别比100%单质化肥混用提高12.6、30.1与11.8个百分点，说明施用水稻有机无机专用肥可提高肥料利用率，减少20%化肥总养分，实现减肥、增产、增效目标。
对功能性水稻有机无机专用肥与普通商品有机肥、水稻专用肥（复混肥）、普通有机无机复混肥进行综合比较，结果见表7。
表7 功能性水稻有机无机专用肥与其他肥料的比较
表7显示，本发明功能性水稻有机无机专用肥采用猪粪、菌渣堆肥，通过长时间陈化以形成丰富的腐殖酸类物质，再与泥炭土、氮磷钾化肥复混而成，因此可平稳提供水稻生育期所需养分，而普通商品有机肥往往堆肥过程陈化时间短，肥效慢，前期缺肥，水稻专用肥（复混肥）肥料释放快，导致后期缺肥，普通有机无机复混肥堆肥过程陈化时间短，也没有针对水稻营养需求与肥力特点设定营养配方，养分宽泛，存在某种养分过量而另一些养分不足的问题，故不能平稳提供水稻全生育期所需养分；功肥性水稻专用肥水稻产量提升空间大，而普通商品有机肥与水稻专用肥产量提升空间小、普通有机无机复混肥水稻产量提升空间中等；功能性水稻有机无机专用肥与普通商品有机肥、普通有机无机复混肥一样，可实现N、P、K等矿质元素的循环利用，而水稻专用肥无法实现；功能性水稻专用肥肥料利用率高，而水稻专用肥损耗途径多，肥料利用率低、普通有机无机复混肥肥料利用率中等；功能性水稻专用肥的经济效益均比普通商品有机肥、水稻专用肥、普通有机无机复混肥高。
综上所述，本发明富有新意、设计合理，基于水稻营养需求、南方稻田肥力特征及肥料养分释放供应特性，通过动植物农业废弃物猪粪与菌渣的科学搭配与充分腐熟发酵，尤其是通过延长陈化时间，使有机肥形成丰富的腐殖酸类物质，并与氮磷钾化肥原料按科学比例复混造粒，研制出一种功能性水稻有机无机专用肥，其可实现碳氮互济、速缓相济，既满足了水稻养分的供应，又充分利用了农业废弃物资源，同时可提高肥料利用率，经济效益明显，实现了化肥减施增效目标，是一种绿色增产模式，因而具有较大的推广应用价值。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
