CN104609947A - 含有机酸和壳聚糖的有机水溶肥料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

提供一种含有机酸和壳聚糖的有机水溶肥料及其制备方法，原料成份按下列重量比复配：氢氧化钾10-18、冰乙酸5-10、壳聚糖2-6、尿素10-20、乙酰丙酸15-20、水40-50、硝酚合剂0.3-0.9。

Description

含有机酸和壳聚糖的有机水溶肥料及其制备方法

技术领域

本发明属复合肥料技术领域，具体涉及一种含有机酸和壳聚糖的有机水溶肥料及其制备方法。

背景技术

壳聚糖由甲壳素中提取而来，是自然界中最丰富的天然高分子化合物之一和第二大含氮化合物；是地球上唯一一种与人体最具有亲和力的动物纤维。近20年国内外壳聚糖开发应用研究十分活跃，总的来讲，美国和日本在其应用研究上发展较快，尤其在抑制植物病害方面美国已作了较为系统的研究，但其原料加工还是从我国进口，我国在此方面的研究起步并不晚，主要问题是，研究重复，开发力度分散，多数研究者未及时将研究成果推广应用，或虽有应用，产品档位较低且规模不大，产业化程度不高，这些致使目前我国在农业生产中壳聚糖产品所占的份额微乎其微，现在市面上多数为甲壳素和寡糖素。目前将壳聚糖和有机钾合成有机水溶肥料在农业上的应用未见此类报道，大多为壳聚糖简单的酸溶解后，添加无机的大量元素复配而成，效果单一，因此有必要提出改进。

发明内容

本发明解决的技术问题：提供一种含有机酸和壳聚糖的有机水溶肥料及其制备方法，将壳聚糖和冰乙酸进行合成，乙酰丙酸和氢氧化钾反应合成为有机钾，合成后的物料混合制备为有机水溶肥料。

本发明采用的技术方案：含有机酸和壳聚糖的有机水溶肥料，原料成份按下列重量比复配：氢氧化钾10-18、冰乙酸5-10、壳聚糖2-6、尿素10-20、乙酰丙酸15-20、水40-50、硝酚合剂0.3-0.9。

优选地，原料成份按下列重量比复配：氢氧化钾10、冰乙酸5、壳聚糖5、尿素15、乙酰丙酸18、水46.5、硝酚合剂0.5。

进一步地，所述硝酚合剂为复硝酚钠、萘乙酸钠、DA-6、吲哚乙酸中的2-3种。

还提供一种含有机酸和壳聚糖的有机水溶肥料的制备方法，包含下述步骤：

1)在1号反应釜中加入定量的水20Kg，依次投入称量好的氢氧化钾、乙酰丙酸、冰乙酸、尿素和硝酚合剂，充分搅拌40min后测pH值，保持pH值在3-8之间；

2)在2号反应釜加入定量的水，投入称量好的壳聚糖，连续搅拌30min；

3)将1号反应釜内的液体打入2号反应釜内，补水到100ml，连续搅拌12小时后出成品。

上述步骤1)中，氢氧化钾、乙酰丙酸、冰乙酸、尿素和硝酚合剂的投入顺序为依次，不能颠倒。

上述步骤1)中，氢氧化钾、乙酰丙酸、冰乙酸、尿素和硝酚合剂的称量误差不超过1％。

本发明与现有技术相比的优点：

1)有机质含量﹥200g/L；

2)N+K₂O的含量﹥200g/L；

3)水不溶物﹤40g/L；

4)pH值≥3-8(1:250倍稀释)；

5)汞(Hg)﹤5mg/kg(以元素计)；

6)砷(As)﹤10mg/kg(以元素计)；

7)镉(Cd)﹤10mg/kg(以元素计)；

8)铅(Pb)﹤50mg/kg(以元素计)；

9)铬(Cr)﹤50mg/kg(以元素计)。

具体实施方式

下面描述本发明的实施例。

实施例一：称量氢氧化钾10kg、冰乙酸5kg、壳聚糖2kg、尿素10kg、乙酰丙酸15kg、水40kg、硝酚合剂0.3kg，氢氧化钾、乙酰丙酸、冰乙酸、尿素和硝酚合剂的称量误差不超过1％。其中，硝酚合剂为复硝酚钠、萘乙酸钠和DA-6，且三者的比例为：3:1:1。按下述方法制备：

1)在1号反应釜中加入定量的水20kg，依次投入称量好的氢氧化钾、冰乙酸、乙酰丙酸、尿素和硝酚合剂，充分搅拌40min后测pH值，保持pH值在3-8之间；注意，氢氧化钾、乙酰丙酸、冰乙酸、尿素和硝酚合剂的投入顺序为依次，不能颠倒；

2)在2号反应釜加入定量的水，投入称量好的壳聚糖，连续搅拌30min；

3)将1号反应釜内的液体打入2号反应釜内，补水到100ml，连续搅拌12小时后出成品。

实施例二：称量氢氧化钾18kg、冰乙酸10kg、壳聚糖6kg、尿素20kg、乙酰丙酸20kg、水50kg、硝酚合剂0.9kg，氢氧化钾、乙酰丙酸、冰乙酸、尿素和硝酚合剂的称量误差不超过1％。其中，硝酚合剂为复硝酚钠、萘乙酸钠和吲哚乙酸，且三者的比例为:4:1:1。按下述方法制备：

1)在1号反应釜中加入定量的水20kg，依次投入称量好的氢氧化钾、乙酰丙酸、冰乙酸、尿素和硝酚合剂，充分搅拌40min后测pH值，使pH值保持在3-8之间；注意，氢氧化钾、冰乙酸、乙酰丙酸、尿素、水和硝酚合剂的投入顺序为依次，不能颠倒；

2)在2号反应釜加入定量的水，投入称量好的壳聚糖，连续搅拌30min；

3)将1号反应釜内的液体打入2号反应釜内，补水到100ml，连续搅拌12小时后出成品。

实施例三：称量氢氧化钾10kg、冰乙酸5kg、壳聚糖5kg、尿素15kg、乙酰丙酸18kg、水46.5kg、硝酚合剂0.5kg，氢氧化钾、乙酰丙酸、冰乙酸、尿素和硝酚合剂的称量误差不超过1％。其中，硝酚合剂为复硝酚钠、萘乙酸钠和吲哚乙酸，且三者的比例为：3:1:0.5。按下述方法制备：

1)在1号反应釜中加入定量的水，20kg，依次投入称量好的氢氧化钾、乙酰丙酸、冰乙酸、尿素和硝酚合剂，充分搅拌40min后测pH值，保持pH值在3-8之间；注意，氢氧化钾、乙酰丙酸、冰乙酸、尿素和硝酚合剂的投入顺序为依次，不能颠倒；

2)在2号反应釜加入定量的水，投入称量好的壳聚糖，连续搅拌30min；

3)将1号反应釜内的液体打入2号反应釜内，补水到100ml，连续搅拌12小时后出成品。

壳聚糖的作用如下：一是壳聚糖对植物适应性广，亲和性好，无毒无副作用，对人畜无害，能够生物降解，在土壤中不板结土壤，可缓慢降解为小分子碳水化合物，对环境无公害，是一种优良的纯天然生态制剂；二是能促使植物种子提前发芽，根系发达，根毛、须根、次生根数量大大增加，根乃植物之本，根际发达，会增强植物的吸肥吸水能力，增强抗旱、抗倒伏能力，增强免疫力，达到粗壮多结果之目的；三是充分活化根际状态，溶解养分分子，迅速形成土壤溶液，使氮、磷、钾等养分能得到植物充分有效地吸收。具有调节植物发育的功能，壳聚糖是一种天然的植物生长调节剂，能发根促茎，使茎缩短，粗壮旺盛，有利于养分最大限度地供应果实，其中微量元素在甲壳素的螫合下，容易被果实吸收，从而增加蛋白质、氨基酸的含量，从根本上改善品质；四是可以替代种衣剂，可保护种子正常发育，用于种子贮存，可减少种子处理程序，经济实惠，壳聚糖及其降解产物对土壤、种子有极强的杀菌作用，能强烈抑制有害真菌菌丝如霜霉菌、胞囊菌等；六是使用壳聚糖作添加剂，可使土壤有益菌如放线菌增加1000倍、有害菌如镰刀菌及线虫类等显著减少，增强土壤供肥能力，从根本上改良土壤，根治板结，提高土壤有机质含量，便于连作；七是提高作物产量，改善作物品质，并使其恢复自然风味，耐贮、耐运，同时减少农药残留量在国际标准以下，可以通过绿色通道出口；八是半成品溶液粘稠，具有极强的成膜功能，能延缓肥料元素的释放，减少养分的损失而大大提高肥效，这样能从根本上解决肥料的浪费，节约资金，保护环境，有益于人类健康，壳聚糖与纤维素共混制成膜，可大大增加膜的机械强度，可用其作种子包衣材料.

在农业方面，利用壳聚糖为原料，采用现代生物技术分解、提取并添加多种微量元素(植物生长所必需)精制而成的肥料，因其在农业方面所取得的良好效果，被人们誉为“植物疫苗”。壳聚糖在农业生产应用中，不仅能使作物长势好,植株健壮，光合作用增强，而且在抗逆性、抗病虫害方面也表现出明显效果，所以有稳定而显著的增收效果。此外，壳聚糖对作物品质的改善和食品营养价值和经济价值也提高有较大的意义。

另一方面，壳聚糖可作为植物生长调节剂，促进农作物产量提高，还可作为土壤改良剂及用于收获后农产品的保鲜等。尤其是其在抑制植物病害方面已逐渐成为人们研究的热点。大量研究表明，壳聚糖可以诱导植物产生广谱的抗性、增强植物的自身防卫能力、抑制多种植物病原微生物的生长，而且其无毒并可为微生物降解，对环境不会产生污染。这使其有可能作为一种新型的绿色农药在农业生产中发挥重要的作用。

乙酰丙酸：又名左旋糖酸、果糖酸、Y-戊酮酸；分子式：C5H8O3，分子量：116.12(按1987年国际相对原子量表)。乙酰丙酸为白色片状结晶或无色至浅黄色透明液体，有吸湿性、易溶于水、醇、醚、脂、酮和芳香烃等，不溶于脂肪烃。乙酰丙酸即可作羧酸反应，又可作为酮反应，通过脂化、囟化、加氢，氧化脱氢，缩合以及其它化学反应，可以制得各种各样的产品。如用作塑料改性剂、溶剂、医药、香料、农药中间体，有机合成中间体，聚合物添加剂、润滑油添加剂、涂料添加剂、表面活性剂、印刷油墨、橡胶助剂、化妆品添加剂(包括洗发剂、漱洗用品)等。

壳聚糖与冰乙酸合成后为壳聚糖醋酸盐，壳聚糖醋酸盐是病菌病害的最大杀手。壳聚糖的C位氨基不但赋予了其抗菌性，而且壳聚糖这一带有正电荷的阳离子与微生物细胞壁的磷脂类等阴离子相互吸引，束缚微生物自由度，阻遏有害真菌繁殖。不仅如此，壳聚糖还可被微生物细胞吞噬，使微生物的DNA(去氧核糖核酸)向RNA(核糖核酸)转录，使蛋白质合成受阻而抑制病菌繁殖，表达出对真菌、细菌和病毒的抑灭。壳聚糖醋酸盐无毒无副作用，而且还带有正电荷，会与带负电荷的作物叶片，根系紧密结合，颇具附着展布效果，有效增强和延长其它杀菌剂药效。它既能增强果树的抑菌灭菌的内抗力，又在作物表面形成一层薄膜，避免菌丝侵入，其残液还能抑灭土壤中有害霉菌和丝状真菌，并大大增加有益微生物固氮菌、纤维分解菌、乳酸菌、放线菌的数量，从根基上保证作物健康生长。

壳聚糖醋酸可以盐诱导产生抵御病原物质的抗性蛋白，以致抗菌作用更为明显。壳聚糖醋酸盐可诱导植物在其受病菌侵染点周围木质化，形成一个物理屏障，从而阻止和延迟病菌的生长和向周围正常组织扩散，增强植物的抗病力。壳聚糖醋酸盐可诱导植物产生愈创葡聚糖而免受病原菌的侵害。另外壳聚糖醋酸盐还可使植物的细胞壁发生变化，可使细胞壁显著加厚，包间被填塞，在病菌侵入处形成大量乳头状突起，病原菌被包埋在致密的颗粒状物质中，不能进一步扩散。壳聚糖醋酸盐促进根系修复，促进根系细胞分化、加速受伤组织愈合。

乙酰丙酸和氢氧化钾合成后为有机钾：化学名为乙酰丙酸钾，对各种作物果树都能提高产量，促进土壤肥力，改善作物口感、无公害、无污染。而无机钾肥(如KCl、K2SO4等)中的Cl-、SO4-等的存在导致使用上有局限性，长期大量施用对作物和土壤产生危害。使用氯化钾，Cl-以氯化物残留在土壤中，造成土壤酸化或盐碱化，在石灰性土壤中生成CaCl2，在酸性土壤中形成盐酸。Ca的降低使土壤结构变坏，导致板结。同时，作物吸收K+较多，也会造成Cl-残留。在盐碱地上施用，则有加重盐害的可能。例如，烟草、马铃薯、甜菜等不宜使用KCl，葡萄、柑橘、薯类、糖料作物上应控制用量以免对产品产生不良影响。

两者相互关联、协同作用，具有杀菌抗病毒，补钾增色，抗冻，改善作物品质，增强作物免疫能力。

上述实施例，只是本发明的较佳实施例，并非用来限制本发明实施范围，故凡以本发明权利要求所述内容所做的等效变化，均应包括在本发明权利要求范围之内。

Claims (6)

1.含有机酸和壳聚糖的有机水溶肥料，其特征在于原料成份按下列重量比复配：氢氧化钾10-18、冰乙酸5-10、壳聚糖2-6、尿素10-20、乙酰丙酸15-20、水40-50、硝酚合剂0.3-0.9。

2.根据权利要求1所述的含有机酸和壳聚糖的有机水溶肥料，其特征在于原料成份按下列重量比复配：氢氧化钾10、冰乙酸5、壳聚糖5、尿素15、乙酰丙酸18、水46.5、硝酚合剂0.5。

3.根据权利要求1或2所述的含有机酸和壳聚糖的有机水溶肥料，其特征在于：所述硝酚合剂为复硝酚钠、萘乙酸钠、DA-6、吲哚乙酸中的2-3种。

4.如权利要求1、2或3所述的含有机酸和壳聚糖的有机水溶肥料的制备方法，其特征在于包含下述步骤：

1)在1号反应釜中加入定量的水，依次投入称量好的氢氧化钾、乙酰丙酸、冰乙酸、尿素和硝酚合剂，充分搅拌40min后测pH值，保持pH值在3-8之间；

2)在2号反应釜加入定量的水，投入称量好的壳聚糖，连续搅拌30min；

3)将1号反应釜内的液体打入2号反应釜内，连续搅拌12小时后出成品。

5.根据权利要求4所述的含有机酸和壳聚糖的有机水溶肥料的制备方法，其特征在于：上述步骤1)中，氢氧化钾、乙酰丙酸、冰乙酸、尿素和硝酚合剂的投入顺序为依次，不能颠倒。

6.根据权利要求4所述的含有机酸和壳聚糖的有机水溶肥料的制备方法，其特征在于：上述步骤1)中，氢氧化钾、乙酰丙酸、冰乙酸、尿素和硝酚合剂的称量误差不超过1％。