本发明属于烟草种植技术领域，特别是指一种提高植烟土壤保水性能的烟草专用肥料。
背景技术：
土壤水分是烟草生长的基础，烟草的生命活动只有在水分适宜的生态条件下才能顺利进行，但是烟草多种植于山地丘陵地区，由于受地形条件限制,灌溉条件一般较差，而当烟田缺水时，就会引起烟株代谢活动受影响，生长发育受抑制，严重影响烟叶的产量和质量。因此，高效利用有限的水资源,提高植烟土壤保水性能对于优质烟叶可持续发展至关重要。
影响土壤持水能力的因素众多，这些因素包括土壤结构、土壤盐分、土壤有机质、土壤总孔隙度、土壤粘粒含量、毛管孔隙度、土壤粉粒含量等，其中土壤孔隙度以及粘粒含量为主要影响因素，改善土壤持水能力也往往从这两个方面入手。土壤孔隙度指土壤孔隙占土壤总体积的百分比，而水和空气共存并充满于土壤孔隙系统中。当土壤中总孔隙度处于一个特定值，土壤的持水性会达到最大值。合理控制土壤总孔隙度，使土壤具有适当的孔隙分布，不仅可以保持住水分，而且为作物生长创造了良好的环境条件。土壤持水性还与土壤粘粒含量、粘粒比表面关系密切。粘粒是土壤中重要组成部分，粘粒由于自身的性质，能够大大的影响土壤吸水的能力。大量研究证实，土壤粘粒含量越多，粘粒比表面越大，则含有的电荷量越多，就能吸引更多的水分子，因此土壤的持水能力会得到很大的提高。不同类别的土壤其粘粒含量是不同的，在自然条件的影响下，当土壤的有机质含量较高时，土壤的粘粒含量越高，表明土壤的持水性越强。
在烟叶生产中，由于常年连作、过量施用化肥等因素的影响，造成土壤孔隙度降低，通透性差，土壤板结严重，使得土壤的供肥、保肥、保水能力下降，影响了优质烟叶生产的可持续发展。因此，改善土壤结构，提高植烟土壤保水性能迫在眉睫。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种提高植烟土壤保水性能的烟草专用肥料，以解决现有技术的肥料造成土壤通透性差、板结严重等问题，实现提高植烟土壤孔隙度的目的。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种提高植烟土壤保水性能的烟草专用肥料，包括以下重量份原料：农作物秸秆10-15份、丙烯酰胺20-25份、n，n-亚甲基双丙烯酰胺1-3份、丙烯酸30-40份、过硫酸钾3-5份、磷石膏15-20份、硅藻土20-30份、尿素6-8份、硝酸钾4-6份、硫酸钾18-22份。
所述烟草专用肥料，包括以下重量份原料：农作物秸秆12份、丙烯酰胺20份、n，n-亚甲基双丙烯酰胺2份、丙烯酸35份、过硫酸钾4份、磷石膏18份、硅藻土25份、尿素7份、硝酸钾5份、硫酸钾20份。
所述农作物秸秆为小麦秸秆、玉米秸秆和水稻秸秆的一种或几种混合。
所述硅藻土密度为1.8-2.2g/cm2，堆密度为0.45-0.55g/cm2，sio2含量为80-88％，含水量为3-5％，有机质≤5％。
所述磷石膏主要成分是caso4和p2o5，所述磷石膏还少量石英、磷石灰、氟化物和镁的硫酸盐杂质。
所述烟草专用肥料的制备方法包括以下步骤：
(1)将农作物秸秆粉粉碎至80-120目，然后将其浸泡在氨水中处理2-3天，用清水冲洗至中性后晾干，再将其浸泡在硝酸中处理40-50min，用清水冲洗至中性后烘干至恒重，得到秸秆纤维；
(2)将秸秆纤维溶解在氢氧化钠溶液中，然后将丙烯酰胺、尿素、硝酸钾、硫酸钾和丙烯酸溶液混合均匀后加热至60-80℃，再加入过硫酸钾搅拌均匀，最后加入n，n-亚甲基双丙烯酰胺，继续搅拌反应3-5h；
(3)将步骤(2)中反应产物用无水乙醇清洗，然后将其置于恒温干燥箱中干燥至恒重，再加入磷石膏、硅藻土混合搅拌均匀后制粒，得到所述烟草专用肥料。
所述步骤(1)中氨水的浓度为8-12wt％，所述氨水与农作物秸秆的质量比为8-10:1。
所述步骤(1)中硝酸的浓度为0.8-1.2mol/l，所述硝酸与农作物秸秆的质量比为8-10:1。
所述步骤(2)中氢氧化钠的浓度为1-1.4mol/l，所述步骤(2)中丙烯酸溶液为用氢氧化钠溶液中和形成的单体溶液。
本发明的有益效果是：
本发明以农作物秸秆、丙烯酸、过硫酸钾、n，n'-亚甲基双丙烯酰胺等为原料，采用水溶液聚合法制备烟草专用肥料，在合成过程中，秸秆维素通过接枝共聚反应成功结合到聚合物中，形成稳定的三维网状结构，提高了烟草专用肥料的持水性、保水性及养分缓释能力等性能。以农作物秸秆作为原料，不仅提高了样品的生物降解性，还降低了其生产成本，为烟草专用肥料的可持续发展提供了新的途径，同时解决了农作物秸秆的回收再利用问题。本技术方案制备的烟草专用肥料具有优异的保水性和良好的缓释性，可以显著提高土壤的持水、保水能力，提高作物抗旱能力，减少灌溉次数，并且使养分缓慢释放，提高肥料利用率，为保水缓释肥料在农业等领域的规模化应用提供了新方向。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种提高植烟土壤保水性能的烟草专用肥料，包括以下重量份原料：农作物秸秆12份、丙烯酰胺20份、n，n-亚甲基双丙烯酰胺2份、丙烯酸35份、过硫酸钾4份、磷石膏18份、硅藻土25份、尿素7份、硝酸钾5份、硫酸钾20份，其制备方法包括以下步骤：
(1)将农作物秸秆粉粉碎至80目，然后将其浸泡在10wt％氨水中2天，氨水与农作物秸秆的质量比为10:1，用清水冲洗至中性后晾干，再将其浸泡在0.8mol/l硝酸中处理40min，硝酸与农作物秸秆的质量比为10:1，用清水冲洗至中性后烘干至恒重，得到秸秆纤维；
(2)将秸秆纤维溶解在1mol/l氢氧化钠溶液中，然后将丙烯酰胺、尿素、硝酸钾、硫酸钾和丙烯酸溶液混合均匀后加热至75℃，再加入过硫酸钾搅拌均匀，最后加入n，n-亚甲基双丙烯酰胺，继续搅拌反应4h；
(3)将步骤(2)中反应产物用无水乙醇清洗，然后将其置于恒温干燥箱中干燥至恒重，再加入磷石膏、硅藻土混合搅拌均匀后制粒，得到所述烟草专用肥料。
实施例2
一种提高植烟土壤保水性能的烟草专用肥料，包括以下重量份原料：农作物秸秆15份、丙烯酰胺20份、n，n-亚甲基双丙烯酰胺13份、丙烯酸35份、过硫酸钾3份、磷石膏20份、硅藻土22份、尿素6份、硝酸钾5份、硫酸钾20份，其制备方法包括以下步骤：
(1)将农作物秸秆粉粉碎至100目，然后将其浸泡在10wt％氨水中3天，氨水与农作物秸秆的质量比为8:1，用清水冲洗至中性后晾干，再将其浸泡在1.2mol/l硝酸中处理45min，硝酸与农作物秸秆的质量比为8:1，用清水冲洗至中性后烘干至恒重，得到秸秆纤维；
(2)将秸秆纤维溶解在1.2mol/l氢氧化钠溶液中，然后将丙烯酰胺、尿素、硝酸钾、硫酸钾和丙烯酸溶液混合均匀后加热至80℃，再加入过硫酸钾搅拌均匀，最后加入n，n-亚甲基双丙烯酰胺，继续搅拌反应4h；
(3)将步骤(2)中反应产物用无水乙醇清洗，然后将其置于恒温干燥箱中干燥至恒重，再加入磷石膏、硅藻土混合搅拌均匀后制粒，得到所述烟草专用肥料。
实施例3
一种提高植烟土壤保水性能的烟草专用肥料，包括以下重量份原料：农作物秸秆12份、丙烯酰胺25份、n，n-亚甲基双丙烯酰胺2份、丙烯酸35份、过硫酸钾3-5份、磷石膏15份、硅藻土25份、尿素8份、硝酸钾5份、硫酸钾20份，其制备方法包括以下步骤：
(1)将农作物秸秆粉粉碎至90目，然后将其浸泡在12wt％氨水中2天，氨水与农作物秸秆的质量比为10:1，用清水冲洗至中性后晾干，再将其浸泡在1mol/l硝酸中处理50min，硝酸与农作物秸秆的质量比为10:1，用清水冲洗至中性后烘干至恒重，得到秸秆纤维；
(2)将秸秆纤维溶解在1.2mol/l氢氧化钠溶液中，然后将丙烯酰胺、尿素、硝酸钾、硫酸钾和丙烯酸溶液混合均匀后加热至65℃，再加入过硫酸钾搅拌均匀，最后加入n，n-亚甲基双丙烯酰胺，继续搅拌反应5h；
(3)将步骤(2)中反应产物用无水乙醇清洗，然后将其置于恒温干燥箱中干燥至恒重，再加入磷石膏、硅藻土混合搅拌均匀后制粒，得到所述烟草专用肥料。
实施例4
一种提高植烟土壤保水性能的烟草专用肥料，包括以下重量份原料：农作物秸秆12份、丙烯酰胺20份、n，n-亚甲基双丙烯酰胺2份、丙烯酸35份、过硫酸钾5份、磷石膏20份、硅藻土22份、尿素6份、硝酸钾4份、硫酸钾22份，其制备方法包括以下步骤：
(1)将农作物秸秆粉粉碎至100目，然后将其浸泡在8wt％氨水中2天，氨水与农作物秸秆的质量比为8:1，用清水冲洗至中性后晾干，再将其浸泡在1.2mol/l硝酸中处理40min，硝酸与农作物秸秆的质量比为10:1，用清水冲洗至中性后烘干至恒重，得到秸秆纤维；
(2)将秸秆纤维溶解在1mol/l氢氧化钠溶液中，然后将丙烯酰胺、尿素、硝酸钾、硫酸钾和丙烯酸溶液混合均匀后加热至70℃，再加入过硫酸钾搅拌均匀，最后加入n，n-亚甲基双丙烯酰胺，继续搅拌反应5h；
(3)将步骤(2)中反应产物用无水乙醇清洗，然后将其置于恒温干燥箱中干燥至恒重，再加入磷石膏、硅藻土混合搅拌均匀后制粒，得到所述烟草专用肥料。
实施例5
一种提高植烟土壤保水性能的烟草专用肥料，包括以下重量份原料：农作物秸秆15份、丙烯酰胺22份、n，n-亚甲基双丙烯酰胺2份、丙烯酸35份、过硫酸钾3份、磷石膏18份、硅藻土26份、尿素8份、硝酸钾6份、硫酸钾18份，其制备方法包括以下步骤：
(1)将农作物秸秆粉粉碎至120目，然后将其浸泡在8wt％氨水中2天，氨水与农作物秸秆的质量比为8:1，用清水冲洗至中性后晾干，再将其浸泡在0.8mol/l硝酸中处理40min，硝酸与农作物秸秆的质量比为10:1，用清水冲洗至中性后烘干至恒重，得到秸秆纤维；
(2)将秸秆纤维溶解在1.4mol/l氢氧化钠溶液中，然后将丙烯酰胺、尿素、硝酸钾、硫酸钾和丙烯酸溶液混合均匀后加热至80℃，再加入过硫酸钾搅拌均匀，最后加入n，n-亚甲基双丙烯酰胺，继续搅拌反应3h；
(3)将步骤(2)中反应产物用无水乙醇清洗，然后将其置于恒温干燥箱中干燥至恒重，再加入磷石膏、硅藻土混合搅拌均匀后制粒，得到所述烟草专用肥料。
实施例6
一种提高植烟土壤保水性能的烟草专用肥料，包括以下重量份原料：农作物秸秆10份、丙烯酰胺20份、n，n-亚甲基双丙烯酰胺2份、丙烯酸35份、过硫酸钾4份、磷石膏20份、硅藻土25份、尿素8份、硝酸钾4份、硫酸钾20份，其制备方法包括以下步骤：
(1)将农作物秸秆粉粉碎至110目，然后将其浸泡在12wt％氨水中3天，氨水与农作物秸秆的质量比为10:1，用清水冲洗至中性后晾干，再将其浸泡在1.2mol/l硝酸中处理40min，硝酸与农作物秸秆的质量比为10:1，用清水冲洗至中性后烘干至恒重，得到秸秆纤维；
(2)将秸秆纤维溶解在1.4mol/l氢氧化钠溶液中，然后将丙烯酰胺、尿素、硝酸钾、硫酸钾和丙烯酸溶液混合均匀后加热至80℃，再加入过硫酸钾搅拌均匀，最后加入n，n-亚甲基双丙烯酰胺，继续搅拌反应5h；
(3)将步骤(2)中反应产物用无水乙醇清洗，然后将其置于恒温干燥箱中干燥至恒重，再加入磷石膏、硅藻土混合搅拌均匀后制粒，得到所述烟草专用肥料。
性能测试
1、测试项目
(1)持水性测试
分别取实施例1-6中制备的干燥样品2.0g与200g土壤混合均匀，将混合好的样品置于直径为5cm的pvc管中，用尼龙布密封管底部并称重w0，从土壤最上层慢慢地加入自来水，直到pvc管底部有水渗出时停止加水，当没有水从底部渗出时，再次对管子称重w1，同时进行了无样品的对照实验，土壤持水性(h)＝w1-w0/w0×100％；
(2)保水性测试
分别取实施例1-6中制备的干燥样品2.0g与200g土壤混合均匀，将混合好的样品置于玻璃烧杯中，然后将50ml自来水缓慢加入烧杯中并称重w0，同时进行了无样品的对照试验，将烧杯常温下放置，分别于1、3、5天进行称重wt，土壤保水性(r)＝wt-w0/50×100％；
2、数据及结果。
测试数据如下表1所示：
由表1可见本技术方案制备的烟草专用肥料具有优异的持水性和良好的保水性，可以显著提高土壤的持水、保水能力，提高作物抗旱能力，减少灌溉次数，并且使养分缓慢释放，提高肥料利用率，为保水缓释肥料在农业等领域的规模化应用提供了新方向。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
1.一种提高植烟土壤保水性能的烟草专用肥料，包括以下重量份原料：农作物秸秆10-15份、丙烯酰胺20-25份、n，n-亚甲基双丙烯酰胺1-3份、丙烯酸30-40份、过硫酸钾3-5份、磷石膏15-20份、硅藻土20-30份、尿素6-8份、硝酸钾4-6份、硫酸钾18-22份。
2.根据权利要求1所述的提高植烟土壤保水性能的烟草专用肥料，其特征在于，所述烟草专用肥料，包括以下重量份原料：农作物秸秆12份、丙烯酰胺20份、n，n-亚甲基双丙烯酰胺2份、丙烯酸35份、过硫酸钾4份、磷石膏18份、硅藻土25份、尿素7份、硝酸钾5份、硫酸钾20份。
3.根据权利要求1所述的提高植烟土壤保水性能的烟草专用肥料，其特征在于，所述农作物秸秆为小麦秸秆、玉米秸秆和水稻秸秆的一种或几种混合。
4.根据权利要求1所述的提高植烟土壤保水性能的烟草专用肥料，其特征在于，所述硅藻土密度为1.8-2.2g/cm2，堆密度为0.45-0.55g/cm2，sio2含量为80-88％，含水量为3-5％，有机质≤5％。
5.根据权利要求1所述的提高植烟土壤保水性能的烟草专用肥料，其特征在于，所述磷石膏主要成分是caso4和p2o5，所述磷石膏还少量石英、磷石灰、氟化物和镁的硫酸盐杂质。
6.根据权利要求1所述的提高植烟土壤保水性能的烟草专用肥料，其特征在于，所述烟草专用肥料的制备方法包括以下步骤：
(1)将农作物秸秆粉粉碎至80-120目，然后将其浸泡在氨水中浸泡2-3天，用清水冲洗至中性后晾干，再将其浸泡在硝酸中处理40-50min，用清水冲洗至中性后烘干至恒重，得到秸秆纤维；
(2)将秸秆纤维溶解在氢氧化钠溶液中，然后将丙烯酰胺、尿素、硝酸钾、硫酸钾和丙烯酸溶液混合均匀后加热至60-80℃，再加入过硫酸钾搅拌均匀，最后加入n，n-亚甲基双丙烯酰胺，继续搅拌反应3-5h；
(3)将步骤(2)中反应产物用无水乙醇清洗，然后将其置于恒温干燥箱中干燥至恒重，再加入磷石膏、硅藻土混合搅拌均匀后制粒，得到所述烟草专用肥料。
7.根据权利要求1所述的提高植烟土壤保水性能的烟草专用肥料，其特征在于，所述步骤(1)中氨水的浓度为8-12wt％，所述氨水与农作物秸秆的质量比为8-10:1。
8.根据权利要求1所述的提高植烟土壤保水性能的烟草专用肥料，其特征在于，所述步骤(1)中硝酸的浓度为0.8-1.2mol/l，所述硝酸与农作物秸秆的质量比为8-10:1。
9.根据权利要求1所述的提高植烟土壤保水性能的烟草专用肥料，其特征在于，所述步骤(2)中氢氧化钠的浓度为1-1.4mol/l，所述步骤(2)中丙烯酸溶液为用氢氧化钠溶液中和形成的单体溶液。
技术总结