CN103588594A - 肥料增效剂及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及肥料增效剂及其应用，属于肥料领域。本发明要解决的技术问题是，提供一种高效、安全、价廉的肥料增效剂。本发明肥料增效剂，其活性组分由1～10重量份的聚合氨基酸和0.5～2重量份的硝化抑制剂组成；其中，所述硝化抑制剂为对土壤中硝化细菌、反硝化酶有抑制作用的化合物。进一步的，本发明中还公开了肥料增效的制备方法和应用。本发明肥料增效剂活性组分中的聚合氨基酸为氨基酸的高分子生物聚合物，易生物降解，对土壤及环境安全，具有高效、安全、价廉的优点。
Description
技术领域
本发明涉及肥料增效剂及其应用，属于肥料领域。
背景技术
近年来农业部相关专家在全国粮食主产区进行了1000多个田间进行试验,分析了目前条件下中国主要粮食作物水稻、小麦和玉米氮磷钾肥的偏生产力、农学效率、肥料利用率和生理利用率等,发现水稻、小麦和玉米的氮肥农学效率分别为10.14kg/kg、8.0kg/kg和9.8kg/kg,氮肥利用率分别为28.3%、28.2%和26.1%,远低于国际水平,与20世纪80年代相比呈下降趋势。
造成肥料利用率低的主要原因包括高产农田过量施肥,忽视土壤和环境养分的利用,作物产量潜力未得到充分发挥以及养分损失未能得到有效阻控等。因此提高作物产量和肥料养分的利用效率,协调作物高产与环境保护已迫在眉睫，而目前，国外及国内对提高肥料利用率的肥料增效剂的研究也不少，主要是从化学合成的硝化抑制剂、脲酶抑制剂、氨稳定剂方面进行研究，也有将植物生长调节剂加入肥料成分作为肥料增效剂，但存在这些缺陷：1、受外界环境因素的影响大，效果不稳定；2、自身受挥发性、在土壤中的迁移性、分解速度等条件的影响，效果受限制；3、价格高，使用成本增加；4、毒性大，对作物或土壤、环境影响大。5、调节剂的滥用及不合理使用，造成植物品质变差或存在负面影响。因此研制出高效、安全、价廉的肥料增效剂迫在眉睫。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种高效、安全、价廉的肥料增效剂。
本发明肥料增效剂，其活性组分由1～10重量份的聚合氨基酸和0.5～2重量份的硝化抑制剂组成，优选由1～10重量份的聚合氨基酸和1～2重量份的硝化抑制剂组成；其中，所述聚合氨基酸是由氨基酸聚合而得，即，氨基酸通过一系列的反应聚合后的产物，它能利用分子的亲水性、螯合性、空间结构性而使农作物的根际周围的肥料浓度提高，提高作物的吸收利用率达到增效作用；所述硝化抑制剂为能抑制氨氧化细菌活性有机或无机化合物，优选为能抑制氨氧化为亚硝酸盐的有机或无机化合物。
进一步的，为了更好的发挥本发明肥料增效剂的活性，所述聚合氨基酸为单一聚合氨基酸和/或多种聚合氨基酸，即，所述的聚合氨基酸为单一聚合氨基酸、或多种聚合氨基酸、或为由单一聚合氨基酸和多种聚合氨基酸组成的混合聚合氨基酸；所述单一聚合氨基酸由二十一种氨基酸中的一种氨基酸聚合而成；所述多种聚合氨基酸由二十一种氨基酸中的至少两种氨基酸聚合而成；其中，所述二十一种氨基酸为甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、色氨酸、丝氨酸、酪氨酸、半胱氨酸、蛋氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、苏氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、赖氨酸、精氨酸、组氨酸和鸟氨酸；所述硝化抑制剂优选双氰胺、脒基硫脲、吡啶类化合物和/或吡唑类化合物。
进一步的，作为优选方案，所述吡啶类化合物为氮吡啶、三氯甲基吡啶、硝基吡啶、氯甲基吡啶中的至少一种；所述吡唑类化合物为3，4-二甲基吡唑磷酸及其盐、氯甲基吡唑、甲基吡唑、1-甲氨酰基-3-甲基吡唑、3-甲基吡唑、5-甲基吡唑中的至少一种。
进一步的，为了提高本发明肥料增效剂的活性和稳定性，本发明肥料增效剂，除活性组分外，还含有填料和辅料，所述填料优选为含氮肥料、含磷肥料、含钾肥料中的至少一种。作为更优选方案，所述含氮肥料为尿素、氯化铵、硫酸铵、碳酸氢铵中的至少一种，所述含磷肥料为过磷酸钙，钙镁磷，重过磷酸钙，磷酸一铵、磷酸二铵中的至少一种，含钾肥料为硫酸钾、氯化钾、硝酸钾、磷酸二氢钾中的至少一种；所述辅料优选为抗结块剂、粘结剂和水；抗结块剂为磷酸三钙、滑石粉、磷酸三钙、磷矿粉、烷氨类醋酸盐中的至少一种；所述粘结剂为淀粉及其衍生物、纤维素衍生物、黄腐酸中的至少一种。
进一步的，为了使用方便、易于运输和储存，所述肥料增效剂中活性组分的含量优选为1～60wt%，更优选为5～30wt%。
进一步的，为了方便保藏和使用，本发明肥料增效剂可制备成常用的剂型，比如粉剂、颗粒剂等。
进一步的，本发明还公开了肥料增效剂的制备方法，包括如下步骤：
粉剂生产技术：将聚合氨基酸、硝化抑制剂、填料、辅料混合、搅拌、粉碎、过筛即得；
颗粒剂生产技术：将聚合氨基酸、硝化抑制剂、填料、辅料混合、搅拌、造粒、干燥、过筛即得。
进一步的，本发明还公开了本发明肥料增效剂的在提高肥料肥效中的应用，优选将肥料增效剂与肥料混合使用，所述肥料增效剂与肥料的重量比优选0.1～10:1～30，更优选为1～5:10～20。
本发明有益效果：
1、本发明肥料增效剂，生产工艺简便,易控。
2、活性组分中的聚合氨基酸为氨基酸的高分子生物聚合物，对土壤中的氮元素及土壤中的其他中、微量元素有很好的活化作用,促进吸收.易生物降解，对土壤及环境安全。
3、本发明肥料增效剂效果稳定。
4、能提高氮肥利用率与提高阳离子型养分的利用率相结合，达到全面提高肥料利用率。
具体实施方式
本发明肥料增效剂，其活性组分由1～10重量份的聚合氨基酸和0.5～2重量份的硝化抑制剂组成，优选由1～10重量份的聚合氨基酸和1～2重量份的硝化抑制剂组成；其中，所述聚合氨基酸是由氨基酸聚合而得，即，氨基酸通过一系列的反应聚合后的产物，它能利用分子的亲水性、螯合性、空间结构性而使农作物的根际周围的肥料浓度提高，提高作物的吸收利用率达到增效作用；所述硝化抑制剂为能抑制氨氧化细菌活性有机或无机化合物，优选为能抑制氨氧化为亚硝酸盐的有机或无机化合物。
进一步的，为了更好的发挥本发明肥料增效剂的活性，所述聚合氨基酸为单一聚合氨基酸和/或多种聚合氨基酸，即，所述的聚合氨基酸为单一聚合氨基酸、或多种聚合氨基酸、或为由单一聚合氨基酸和多种聚合氨基酸组成的混合聚合氨基酸；所述单一聚合氨基酸由二十一种氨基酸中的一种氨基酸聚合而成；所述多种聚合氨基酸由二十一种氨基酸中的至少两种氨基酸聚合而成；其中，所述二十一种氨基酸为甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、色氨酸、丝氨酸、酪氨酸、半胱氨酸、蛋氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、苏氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、赖氨酸、精氨酸、组氨酸和鸟氨酸；所述硝化抑制剂优选双氰胺、脒基硫脲、吡啶类化合物和/或吡唑类化合物。
进一步的，作为优选方案，所述吡啶类化合物为氮吡啶、三氯甲基吡啶、硝基吡啶、氯甲基吡啶中的至少一种；所述吡唑类化合物为3，4-二甲基吡唑磷酸及其盐、氯甲基吡唑、甲基吡唑、1-甲氨酰基-3-甲基吡唑、3-甲基吡唑、5-甲基吡唑中的至少一种。
进一步的，为了提高本发明肥料增效剂的活性和稳定性，本发明肥料增效剂，除活性组分外，还含有填料和辅料，所述填料优选为含氮肥料、含磷肥料、含钾肥料中的至少一种。作为更优选方案，所述含氮肥料为尿素、氯化铵、硫酸铵、碳酸氢铵中的至少一种，所述含磷肥料为过磷酸钙，钙镁磷，重过磷酸钙，磷酸一铵、磷酸二铵中的至少一种，含钾肥料为硫酸钾、氯化钾、硝酸钾、磷酸二氢钾中的至少一种；所述辅料优选为抗结块剂、粘结剂和水；抗结块剂为磷酸三钙、滑石粉、磷酸三钙、磷矿粉、烷氨类醋酸盐中的至少一种；所述粘结剂为淀粉及其衍生物、纤维素衍生物、黄腐酸中的至少一种。
进一步的，为了使用方便、易于运输和储存，所述肥料增效剂中活性组分的含量优选为1～60wt%，更优选为5～30wt%。
进一步的，为了方便保藏和使用，本发明肥料增效剂可制备成常用的剂型，比如粉剂、颗粒剂等。
进一步的，本发明还公开了肥料增效剂的制备方法，包括如下步骤：
粉剂生产技术：将聚合氨基酸、硝化抑制剂、填料、辅料混合、搅拌、粉碎、过筛即得；
颗粒剂生产技术：将聚合氨基酸、硝化抑制剂、填料、辅料混合、搅拌、造粒、干燥、过筛即得。
进一步的，本发明还公开了本发明肥料增效剂的在提高肥料肥效中的应用，优选将肥料增效剂与肥料混合使用，所述肥料增效剂与肥料的重量比优选0.1～10:1～30，更优选为1～5:10～20。
下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的描述，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1本发明肥料增效剂的制备
a、按照表1中配比称取肥料增效剂的各组分；
b、混合、搅拌、粉碎、过筛即得粉剂；或混合、搅拌、造粒、干燥、过筛即得颗粒剂。
表1组分配比表
实施例2本发明肥料增效剂大棚试验—甘蓝
1、实验材料
供试作物：甘蓝；
供试药剂：ZXJ-01、ZXJ-02、ZXJ-03；
2、实验方法
试验设3个药剂处理，1个不施肥对照和1个常规施肥对照，共五组处理，其中每组选用20株甘蓝，实验数据取平均值。肥料为18-6-6(成都王牌化肥有限公司,生产日期20120809)的粉状肥料。各种植槽有隔离，肥力状况一致，其他病虫草害管理一致。具体方法及用量见表2。
表2各处理及使用方法
2.1调查方法、内容
主要对作物的长势和产量进行调查。
2.2常规记录
对作物的长势及产量进行调查。
2.3调查时间和次数
调查进行了两次，第一次是在作物移栽后50天，另一次是在收获时。
3试验结果与分析
3.1试验结果
3.1.1甘蓝长势情况调查
试验期间对甘蓝的长势进行了调查,主要是对作物的长势及叶色等进行调查，甘蓝长势见下表：
表3甘蓝长势情况
| 处理 | 叶片情况 | 株高（cm） | 提高率（与CK1比） |
| A1 | 浓绿 | 28.4 | 16.87% |
| A2 | 浓绿 | 28.8 | 18.52% |
| A3 | 浓绿 | 28.6 | 17.70% |
| CK1 | 浓绿 | 24.3 | —— |
| CK0 | 叶色淡绿 | 15.5 | —— |
由上表可以看出,使用了肥料增效剂对作物的长势没有不良影响,还具有一定的促进作用,其株高平均增加了17%左右。
3.1.2甘蓝产量情况
为了更好的了解肥料增效剂对甘蓝生长及产量的影响,在收获时,对甘蓝的可食部分的产量进地了测定,同时对甘蓝整个地上部分及根的总量及含氮磷钾的量，肥料利用率进行了测定，具体的测量结果如下表4-7。
表4甘蓝可食部分产量数据
| 处理 | 可食部分产量 | 提高率（与CK1比） | 提高率（与CK0比） |
| A1 | 5013g | 10.12% | 56.80% |
| A2 | 4982g | 9.45% | 55.83% |
| A3 | 5145g | 13.03% | 60.93% |
| CK1 | 4552g | —— | —— |
| CK0 | 3197g | —— | —— |
表5甘蓝各部分含氮量
| 处理 | 茎 | 根 | 总含量 | 利用率 | 提高 |
| A1 | 27.843g | 3.12g | 30.963g | 58.9% | 32.72% |
| A2 | 27.669g | 2.97g | 30.639g | 57.7% | 31.52% |
| A3 | 27.758g | 3.34g | 31.098g | 59.4% | 33.22% |
| CK1 | 19.81g | 2.32g | 22.13g | 26.18% | —— |
| CK0 | 13.27g | 1.79g | 15.06g | —— | —— |
表6甘蓝各部分含磷（P2O5）量
| 处理 | 茎 | 根 | 总含量 | 利用率 | 提高 |
| A1 | 5.523g | 2.28g | 7.803g | 30.7% | 9.6% |
| A2 | 5.512g | 2.21g | 7.722g | 29.8% | 8.7% |
| A3 | 5.579g | 2.35g | 7.929g | 32.1% | 11% |
| CK1 | 5.08g | 2.06g | 7.14g | 21.1% | —— |
| CK0 | 3.92g | 1.12g | 5.04g | —— | —— |
表7甘蓝各部分含钾（K2O）量
| 处理 | 茎 | 根 | 总含量 | 利用率 | 提高 |
| A1 | 16.1453g | 3.41g | 19.5553g | 38.17% | 14.06% |
| A2 | 16.2168g | 3.28g | 19.4968g | 37.52% | 13.41% |
| A3 | 16.0376g | 3.56g | 19.5976g | 38.64% | 14.53% |
| CK1 | 15.34g | 2.95g | 18.29g | 24.11% | —— |
| CK0 | 14.2g | 1.92g | 16.12g | —— | —— |
由表4可以看出，施用肥料增效剂，能使甘蓝的产量增加，可食用部分比常规施肥增加10%左右，比不施肥对照增加55%以上。从表5-7可以看出，对氮、磷、钾的利用率有增加，氮的利用率平均提高30%以上，磷的利用率平均提高9-11%左右，钾的利用率平均提高14%左右。
3.2结果分析
从试验结果可以看出，本发明肥料增效剂与肥料配合施用，能更好的促进甘蓝的生长，在与常规施肥对照（肥料用量相同条件下）比较，甘蓝长势良好，叶色浓绿，同时还能提高甘蓝的产量。
实施例3本发明肥料增效剂大棚试验—莴笋
1、实验材料
供试作物：莴笋；
供试药剂：ZXJ-01、ZXJ-02、ZXJ-03、ZXJ-04；
2、实验方法
试验设4个药剂处理，1个不施肥对照和1个常规施肥对照，共6组处理，其中每组选用20株莴笋，3平方米，实验数据取平均值。肥料为成都王牌化肥有限公司生产的氮磷钾比例为18-6-6的粉状肥料。各种植槽有隔离，肥力状况一致，其他病虫草害管理一致。具体方法及用量见表8。
表8各处理及使用方法
2.1调查方法、内容
主要对作物的长势和产量进行调查。
2.2常规记录
对作物的长势及产量进行调查。
2.3调查时间和次数
调查进行了两次，第一次是在作物移栽后50天，另一次是在收获时。
3试验结果与分析
3.1试验结果
3.1.1莴笋长势情况调查
试验期间对莴笋的长势进行了调查,主要是对作物的长势及叶色等进行调查，莴笋长势见下表：
表9莴笋长势情况
| 处理 | 叶片情况 | 茎杆粗（cm） | 增加率%（与CK1比） |
| B1 | 浓绿 | 3.74 | 10.65 |
| B2 | 浓绿 | 3.82 | 13.02 |
| B3 | 浓绿 | 3.95 | 16.86 |
| B4 | 浓绿 | 4.02 | 18.93 |
| CK1 | 浓绿 | 3.38 | —— |
| CK0 | 叶色淡绿 | 2.89 | —— |
由上表可以看出,使用了肥料增效剂作物长势良好,叶色浓绿,莴苣的茎杆粗壮,比没用肥料增效剂的增加10.65%-18.93%.
3.1.2莴笋产量情况
为了更好的了解肥料增效剂对莴笋生长及产量的影响,在收获时,对莴笋的可食部分的产量进地了测定,同时对莴笋整个地上部分的总量及含氮、磷、钾的量，肥料利用率进行了测定，具体的测量结果如表10-13。
表10莴笋可食部分产量数据
| 处理 | 可食部分产量 | 增加率（与CK1比） | 增加率（与CK0比） |
| B1 | 14.56kg | 14.20% | 24.76% |
| B2 | 14.97kg | 17.41% | 28.28% |
| B3 | 15.34kg | 20.31% | 31.45% |
| B4 | 16.08kg | 26.12% | 37.79% |
| CK1 | 12.75kg | —— | —— |
| CK0 | 11.67kg | —— | —— |
表11莴笋各部分含氮量
| 处理 | 茎、叶 | 根 | 总含量 | 利用率 | 提高 |
| B1 | 31.96g | 3.12g | 35.08g | 50.50% | 21.91% |
| B2 | 32.82g | 3.56g | 36.38g | 53.52% | 24.93% |
| B3 | 34.09g | 3.78g | 37.87g | 56.97% | 28.38 |
| CK1 | 34.79g | 3.97g | 38.76g | 59.03% | 30.44% |
| CK0 | 23.29g | 2.32g | 25.61g | 28.59% | —— |
表12莴笋各部分含磷（P2O5）量
| 处理 | 茎、叶 | 根 | 总含量 | 利用率 | 提高 |
| B1 | 5.19g | 1.38g | 6.57 | 26.67% | 7.02% |
| B2 | 5.38g | 1.49g | 6.87 | 28.75% | 9.10% |
| B3 | 5.71g | 1.57g | 7.28 | 31.60% | 11.95% |
| CK1 | 5.81g | 1.68g | 7.49 | 33.06% | 13.41% |
| CK0 | 4.35g | 1.21g | 5.56 | 19.65% | —— |
表13莴笋各部分含钾（K2O）量
| 处理 | 茎、叶 | 根 | 总含量 | 利用率 | 提高 |
| B1 | 8.94g | 2.4g | 11.34g | 52.64% | 16.46% |
| B2 | 9.63g | 2.51g | 12.14g | 58.19% | 22.01% |
| B3 | 10.14g | 2.64g | 12.78g | 62.64% | 26.46% |
| CK1 | 10.18g | 2.87g | 13.05g | 64.51% | 28.33% |
| CK0 | 6.9g | 2.07g | 8.97g | 36.18% | —— |
由表10可以看出，施用肥料增效剂，能使莴笋的产量增加，可食用部分比常规施肥增加了14.2%-26.12%左右，比不施肥对照增加20-40%。从表11-13可以看出，对氮、磷、钾的利用率有增加，氮的利用率提高30%，磷的利用率平均提高7-14%左右，钾的利用率平均提高16-29%左右。
3.2结果分析
从试验结果可以看出，本发明肥料增效剂与肥料配合施用，能更好的促进莴笋的生长，在与常规施肥对照（肥料用量相同条件下）比较，莴笋长势良好，叶色浓绿，同时还提高了莴笋的产量。
Claims (10)
1.肥料增效剂，其特征在于：所述肥料增效剂的活性组分由1～10重量份的聚合氨基酸和0.5～2重量份的硝化抑制剂组成，优选由1～10重量份的聚合氨基酸和1～2重量份的硝化抑制剂组成；其中，所述硝化抑制剂为能抑制氨氧化细菌活性的有机或无机化合物，优选为能抑制氨氧化为亚硝酸盐的有机或无机化合物。
2.根据权利要求1所述的肥料增效剂，其特征在于：所述聚合氨基酸为单一聚合氨基酸和/或多种聚合氨基酸，所述单一聚合氨基酸由二十一种氨基酸中的一种氨基酸聚合而成；所述多种聚合氨基酸由二十一种氨基酸中的至少一种氨基酸聚合而成；其中，所述二十一种氨基酸为甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、色氨酸、丝氨酸、酪氨酸、半胱氨酸、蛋氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、苏氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、赖氨酸、精氨酸、组氨酸和鸟氨酸；所述硝化抑制剂为双氰胺、脒基硫脲、吡啶类化合物和/或吡唑类化合物。
3.根据权利要求2所述的肥料增效剂，其特征在于：所述吡啶类化合物为氮吡啶、三氯甲基吡啶、硝基吡啶、氯甲基吡啶中的至少一种；所述吡唑类化合物为3，4-二甲基吡唑磷酸及其盐、氯甲基吡唑、甲基吡唑、1-甲氨酰基-3-甲基吡唑、3-甲基吡唑、5-甲基吡唑中的至少一种。
4.根据权利要求1～3任一项所述的肥料增效剂，其特征在于：除活性组分外，所述肥料增效剂中还含有填料，所述填料为含氮肥料、含磷肥料、含钾肥料中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的肥料增效剂，其特征在于：所述含氮肥料为尿素、氯化铵、硫酸铵、碳酸氢铵中的至少一种，所述含磷肥料为过磷酸钙，钙镁磷，重过磷酸钙，磷酸一铵、磷酸二铵中的至少一种，含钾肥料为硫酸钾、氯化钾、硝酸钾、磷酸二氢钾中的至少一种。
6.根据权利要求1～5任一项所述的肥料增效剂，其特征在于：所述肥料增效剂还有辅料,所述辅料为抗结块剂、粘结剂和水；抗结块剂为磷酸三钙、滑石粉、磷酸三钙、磷矿粉、烷氨类醋酸盐中的至少一种；所述粘结剂为淀粉及其衍生物、纤维素衍生物、黄腐酸中的至少一种。
7.根据权利要求1～6任一项所述的肥料增效剂，其特征在于：所述肥料增效剂中活性组分的含量为1～60wt%，优选为5～30wt%。
8.根据权利要求1～7任一项所述的肥料增效剂，其特征在于：所述肥料增效剂的剂型为粉剂、颗粒剂。
9.权利要求1～8任一项所述肥料增效剂在提高肥料肥效中的应用。
10.根据权利要求9所述肥料增效剂在提高肥料肥效中的应用，其特征在于：所述应用为将所述肥料增剂与肥料混合使用；作为优选方案，所述肥料增效剂与肥料的重量比为0.1～10:1～30，更优选为1～5:10～20。
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