CN105272763A - 含有聚γ-谷氨酸的水溶性肥料及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种含有聚γ-谷氨酸的水溶性肥料及其应用。与现有的水溶性肥料相比，本发明采用的聚γ-谷氨酸是微生物发酵产生的阴离子型多聚氨基酸，富含侧链羧基，无毒，无害，无残留；它能螯合多种矿物离子，在改善土壤结构，提高土壤保水保肥能力，促进作物根系离子交换方面产生良好的作用。实验证明，在保证香瓜生长正常的情况下，每亩施用含聚γ-谷氨酸的水溶性肥料300ml，可减少化学肥料使用量20-30％，降低成本；在保证香瓜正常的化学肥料使用量的基础上，每亩施用含聚γ-谷氨酸的水溶性肥料300mL，可提高香瓜的产量，增产40-42％，提高了效益；而且改善了香瓜的品质，口感更加甜脆可口。

Description

含有聚γ-谷氨酸的水溶性肥料及其应用

技术领域

本发明涉及一种农业肥料技术领域，具体的说，涉及一种水溶性肥料及其应用。

背景技术

水溶性肥料是一种可以快速、完全地溶于水的多元复合肥料，随着我国水肥一体化进程的迅猛发展，水溶性肥料成为未来肥料发展的重点。

我国的肥料产量虽然居世界第一，但节水灌溉比例低。据全国农业技术推广中心研究，我国适合水肥一体化的耕地超过4.5亿亩，而目前全国的应用比例仅3.2％，因此水溶性肥在我国的发展潜力非常巨大。与传统肥料相比，水溶性肥不但配方多样，施用方法也非常灵活，可以土壤浇灌，让植物根部全面接触到肥料，吸收各种营养元素；可以叶面喷施，通过叶面气孔进入植物内部，提高肥料吸收利用率；也可以滴灌和无土栽培，节约灌溉水并提高劳动生产效率。

与传统的过磷酸钙、造粒复合肥等品种相比，水溶性肥料具有明显的优势,水溶性好、无残渣，可以完全溶解于水中，能被作物的根系和叶面直接吸收利用。采用水肥同施，以水带肥，实现了水肥一体化，它的有效吸收率高出普通化肥一倍多，达到80％-90％；而且肥效快，可解决高产作物快速生长期的营养需求。

聚γ-谷氨酸是一种微生物发酵生产的可降解型环保多功能生物材料，其分子量一般在100-1000kDa之间，相当于500-5000个左右的谷氨酸单体，对人体和环境无毒害，在医药、食品、化妆品、农业和环境治理等领域具有广泛的应用前景。在农业领域，聚合谷氨酸可以作为土壤调理剂和植物的保水剂，还可以作为农药、肥料的缓释剂。据测算，聚合氨基酸原料作为土壤调理剂、水凝胶、农用水土保湿剂以及水体治理剂，全世界每年的市场需求高达30万吨，价值约130亿美元，预期我国年需求量可达到世界需求的五分之一。

含聚γ-谷氨酸的水溶性肥料是一种新型速效性肥料。目前，作为水溶性肥料的聚合氨基酸主要是是聚合天冬氨酸(polyasparticacid,PAA)，而聚γ-谷氨酸是自然界中微生物发酵产生的阴离子型多聚氨基酸，水溶性、吸水性、生物可降解性、对金属离子的亲和性等方面均要强于聚合天冬氨酸，因此聚γ-谷氨酸在农业、食品、医药、化妆品等领域具有广阔的的应用前景。

基于上述需要，本发明提出了一种含有聚γ-谷氨酸的水溶性肥料，扩大聚γ-谷氨酸的应用范围，实现水肥一体化，省工省时，提高农作物的产量与品质。

发明内容

本发明的目的提供一种含有聚γ-谷氨酸的水溶性肥料。

本发明的另一目的是提供上述含有聚γ-谷氨酸的水溶性肥料的应用，特别是在香瓜种植中的应用。

为此，本发明所述的含有聚γ-谷氨酸的水溶性肥料包括以下重量份数的组分：氨基酸：20-200份，聚γ-谷氨酸：2-20份，以硼计的硼肥：1-10份，以锰计的锰添加剂：5-15份，以锌计的锌添加剂：5-15份；以钼计的钼添加剂：1-5份；以铁计的铁添加剂：1-5份；以铜计的铜添加剂：1-5份。

另外，还包括0.3-0.5份的防腐剂。

所述防腐剂可选用凯松或苯甲酸钠。

优选的，本发明所述的含有聚γ-谷氨酸的水溶性肥料包括以下组分：氨基酸：50-120份，聚γ-谷氨酸：5-15份，以硼计的硼肥：2-5份，以锰计的锰添加剂：7-12份，以锌计的锌添加剂：7-12份；以钼计的钼添加剂：1-2份；以铁计的铁添加剂：1-2份；以铜计的铜添加剂：1-2份。

更优选的，本发明所述的含有聚γ-谷氨酸的水溶性肥料包括以下组分：氨基酸：100份，聚γ-谷氨酸：10份，以硼计的硼肥：3.4份，以锰计的锰添加剂：7.9份，以锌计的锌添加剂：7.6份；以钼计的钼添加剂：1.2份；以铁计的铁添加剂：1.6份；以铜计的铜添加剂：1.3份。

上述含有聚γ-谷氨酸的水溶性肥料，一般制备成溶液的形式进行保存和使用，在实际应用中，本发明所述的水溶性肥料由下述组分组成：氨基酸：20-200g/L，聚谷氨酸：2-20g/L，以硼计的硼肥：1-10g/L，以锰计的锰添加剂：5-15g/L，以锌计的锌添加剂：5-15g/L；以钼计的钼添加剂：1-5g/L；以铁计的铁添加剂：1-5g/L；以铜计的铜添加剂：1-5g/L；其余为水。

优选的，所述的水溶性肥料由下述组分组成：氨基酸50-120g/L，聚谷氨酸：5-15g/L，以硼计的硼肥：2-5g/L，以锰计的锰添加剂：7-12g/L，以锌计的锌添加剂：7-12g/L；以钼计的钼添加剂：1-2g/L；以铁计的铁添加剂：1-2g/L；以铜计的铜添加剂：1-2g/L；其余为水。

更优选的，本发明所述的含有聚γ-谷氨酸的水溶性肥料包括以下组分：氨基酸：100g/L，聚谷氨酸：2-20g/L，以硼计的硼肥：1-10g/L，以锰计的锰添加剂：5-15g/L，以锌计的锌添加剂：5-15g/L；以钼计的钼添加剂：1.2g/L；以铁计的铁添加剂：1.6g/L；以铜计的铜添加剂：1.3g/L；其余为水。

另外，还包括浓度为万分之三至万分之五的凯松或苯甲酸钠。

其中，所述的聚γ-谷氨酸，是由D型谷氨酸(D-Glu)和L型谷氨酸(L-Glu)通过α-氨基和γ-羧基以肽键形式形成的高分子聚合物，在每一个重复单元的-碳原子还有一个游离的羧基，平均分子量1，000-1,000,000道尔顿。

本发明中的聚谷氨酸可选用含有聚γ-谷氨酸的液态发酵制品。聚γ-谷氨酸的液体发酵方式可采用专利ZL03118908.3中的液体发酵法生产。

所述氨基酸是本领域常用的原料，一般可采用市售原料，各种能够用于制备氨基酸肥料的市售商品氨基酸都可以采用，如市售的食品级40％氨基酸缓释溶液。

所述锰添加剂选用水溶性锰肥，如硫酸锰或水合硫酸锰。

所述硼肥选用水溶性硼肥，如硼酸。

所述锌添加剂选用水溶性锌肥，如水合硫酸锌、氯化锌等。

所述钼添加剂选用水溶性钼盐，如钼酸钠或水合钼酸钠等。

所述铁添加剂选用水溶性铁盐，如硫酸亚铁、水合硫酸亚铁或氯化铁等。

所述铜添加剂选用水溶性铜盐，如硫酸铜或水合硫酸铜等。所述防腐剂可选用本领域常用的防腐剂，如凯松或苯甲酸钠。

本发明还提供所述含有聚γ-谷氨酸的水溶性肥料的制备方法。

所述的含聚γ-谷氨酸水溶性肥料的制备方法，包括如下步骤：

1)将氨基酸溶解于适量的水中；

2)然后加入硼酸，溶解后再加水溶性锰添加剂、锌添加剂、钼添加剂、铁添加剂和铜添加剂，，搅拌溶解；

3)然后加入含有聚γ-谷氨酸的发酵制品，搅拌溶解；

4)加水定容，调PH至5.0-5.3，搅拌均匀后静置，得到组分符合上述浓度范围的水溶性肥料。

另外，为提高所述水溶性肥料的保质期，本发明所述的制备方法还包括步骤5)加防腐剂凯松或苯甲酸钠，使其浓度为万分之三至万分之五，搅拌均匀。

进一步的，还包括步骤6)过滤，边搅拌边灌装，贴标、装箱。

步骤6)中，所述过滤采用本领域常用的过滤方法。

上述方法中，所述的调节pH值采用常用的化学时间来调节，如氢氧化钠、硫酸等。

本发明还提供上述含聚γ-谷氨酸的水溶性肥料的应用。

所述含聚γ-谷氨酸的水溶性肥料可用于叶面喷施，或者灌根。

所述含聚γ-谷氨酸的水溶性肥料的应用方法包括灌根：含聚γ-谷氨酸的水溶性肥料稀释100-200倍，作物定植后，在作物生长适当时期灌根；灌根量为10-50g/666平方米(亩)，优选10g/666平方米(亩)。

所述的含聚γ-谷氨酸的水溶性肥料的应用方法还包括叶面喷施：含聚γ-谷氨酸的水溶性肥料稀释100-200倍，在作物生长适当时期进行叶面喷施；叶面喷施量为10-50g/666平方米(亩)，优选10g/666平方米(亩)。

与现有的水溶性肥料相比，本发明采用的聚γ-谷氨酸是D型和L型谷氨酸通过α-氨基和γ-羧基以肽键形式形成的高分子聚合物，可被土壤中微生物降解，不会污染环境，聚γ-谷氨酸是微生物发酵产生的阴离子型多聚氨基酸，富含侧链羧基，无毒，无害，无残留；它能螯合多种矿物离子，在改善土壤结构，提高土壤保水保肥能力，促进作物根系离子交换方面产生良好的作用。实验证明，在保证香瓜生长正常的情况下，每亩施用含聚γ-谷氨酸的水溶性肥料300ml，可减少化学肥料使用量20-30％，降低成本；在保证香瓜正常的化学肥料使用量的基础上，每亩施用含聚γ-谷氨酸的水溶性肥料300mL，可提高香瓜的产量，增产40-42％，提高了效益；而且改善了香瓜的品质，口感更加甜脆可口。

附图说明

图1为本发明实施例1所述的含聚γ-谷氨酸的水溶性肥料的制备流程图。

具体实施方式

为了更好的理解发明实质，下面用实例来详细说明发明的技术内容，但本发明的内容并不局限于此。

实施例1

如图1所示的流程图制备本发明所述的含聚γ-谷氨酸水溶性肥料：

1、40％氨基酸加300Kg水溶解；

2、加硼酸20KG，溶解后再加一水硫酸锰25KG，一水硫酸锌22KG搅拌溶解，加二水钼酸钠3KG搅拌溶解，加一水硫酸亚铁5KG搅拌溶解，加五水硫酸铜5KG搅拌溶解；

3、加4％聚谷氨酸250KG，搅拌溶解；

4、加水定容到1000L，调PH至5.5，搅拌均匀后静置；

5、加防腐剂凯松500g，搅拌均匀；

6、100目纱布过滤，边搅拌边灌装，贴标、装箱。

得到的肥料的组分为氨基酸100g/L，聚谷氨酸：10g/L，以硼计的硼肥：3.4g/L，以锰计的锰添加剂：7.9g/L，以锌计的锌添加剂：7.6g/L；以钼计的钼添加剂：1.2g/L；以铁计的铁添加剂：1.6g/L；以铜计的铜添加剂：1.3g/L；其余为水。

防腐剂凯松500g(万分之五)pH＝5.3。

实施例2

如图1所示的流程图制备本发明所述的含聚γ-谷氨酸水溶性肥料，所述肥料的组分为氨基酸120g/L，聚谷氨酸：15g/L，以硼计的硼肥：2g/L，以锰计的锰添加剂：8g/L，以锌计的锌添加剂：12g/L；以钼计的钼添加剂：2g/L；以铁计的铁添加剂：2g/L；以铜计的铜添加剂：2g/L；其余为水。

防腐剂凯松300g(万分之三)pH＝5.0。

实施例3

如图1所示的流程图制备本发明所述的含聚γ-谷氨酸水溶性肥料，所述肥料的组分为氨基酸90g/L，聚谷氨酸：11g/L，以硼计的硼肥：4g/L，以锰计的锰添加剂：8g/L，以锌计的锌添加剂：8g/L；以钼计的钼添加剂：1.2g/L；以铁计的铁添加剂：2g/L；以铜计的铜添加剂：2g/L；其余为水。

防腐剂苯甲酸钠300g；pH＝5.2。

实施例4

制备本发明所述的含聚γ-谷氨酸水溶性肥料，所述肥料的组分为氨基酸180g/L，聚谷氨酸：20g/L，以硼计的硼肥：5g/L，以锰计的锰添加剂：7g/L，以锌计的锌添加剂：7g/L；以钼计的钼添加剂：1g/L；以铁计的铁添加剂：1g/L；以铜计的铜添加剂：1g/L；其余为水。

防腐剂苯甲酸钠300g；pH＝5.2。

实施例5

制备本发明所述的含聚γ-谷氨酸水溶性肥料，所述肥料的组分为氨基酸40g/L，聚谷氨酸：4g/L，以硼计的硼肥：1g/L，以锰计的锰添加剂：5g/L，以锌计的锌添加剂：4g/L；以钼计的钼添加剂：1g/L；以铁计的铁添加剂：1g/L；以铜计的铜添加剂：1.3g/L；其余为水。

防腐剂凯松500g(万分之五)；pH＝5.3。

实施例6

聚γ-谷氨酸水溶性肥料喷施对香瓜产量及品质的影响。

用法与用量：实施例1制备的300mL聚γ-谷氨酸水溶性肥料，稀释100-200倍，终浓度为50-100ppm，施用1亩农田。对照组1不使用该肥料；对照组2在苗期，将聚γ-谷氨酸水溶性肥料稀释液添加到育苗叶的营养液中；试验一组在苗期，将聚γ-谷氨酸水溶性肥料稀释液添加到育苗叶的营养液中；在移栽时，用聚γ-谷氨酸水溶性肥料稀释液灌根；试验二组在苗期，将聚γ-谷氨酸水溶性肥料稀释液添加到育苗叶的营养液中；在移栽时，用聚γ-谷氨酸水溶性肥料稀释液灌根；移栽5-7天、花前期各用聚γ-谷氨酸水溶性肥料稀释液喷施一次。

每次施用量为10g/亩。最后的产量结果如表1所示：

表1含有聚γ-谷氨酸的水溶性肥料对香瓜的效果

处理	对照组1	对照组2	试验一组	试验二组
					产量(kg/亩)	2500	3200	3500	3550
增产率(％)		28％	40％	42％
					产值(元/亩)	6600	10000	11550	11880
增值率(％)		52％	75％	80％

注：对照组1为未加聚γ-谷氨酸的水溶性肥料的试验组，对照组2为只加聚γ-谷氨酸的试验组。

结果显示：聚γ-谷氨酸水溶性肥料喷施使得香瓜的产量和品质的到很大的提高。可使香瓜的产量增加40-42％，产值增加75-80％。

上面结合附图对本发明的实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出得各种变化，也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种含有聚γ-谷氨酸的水溶性肥料，其特征在于，包括以下组分：氨基酸：20-200份，聚γ-谷氨酸：2-20份，以硼计的硼肥：1-10份，以锰计的锰添加剂：5-15份，以锌计的锌添加剂：5-15份；以钼计的钼添加剂：1-5份；以铁计的铁添加剂：1-5份；以铜计的铜添加剂：1-5份。

2.根据权利要求1所述的水溶性肥料，其特征在于，包括以下组分：氨基酸：50-120份，聚γ-谷氨酸：5-15份，以硼计的硼肥：2-5份，以锰计的锰添加剂：7-12份，以锌计的锌添加剂：7-12份；以钼计的钼添加剂：1-2份；以铁计的铁添加剂：1-2份；以铜计的铜添加剂：1-2份。

3.根据权利要求1所述的水溶性肥料，其特征在于，包括以下组分：氨基酸：100份，聚γ-谷氨酸：10份，以硼计的硼肥：3.4份，以锰计的锰添加剂：7.9份，以锌计的锌添加剂：7.6份；以钼计的钼添加剂：1.2份；以铁计的铁添加剂：1.6份；以铜计的铜添加剂：1.3份。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的水溶性肥料，其特征在于，还包括0.3-0.5份的防腐剂。

5.根据权利要求4所述的水溶性肥料，其特征在于，所述防腐剂为凯松或苯甲酸钠。

6.根据权利要求1-3任意一项所述的水溶性肥料，其特征在于，所述锰添加剂选用硫酸锰或水合硫酸锰；所述硼添加剂选用硼酸；所述锌添加剂选用水合硫酸锌或氯化锌；所述钼添加剂选用钼酸钠或水合钼酸钠；以铁计的铁添加剂选用硫酸亚铁、水合硫酸亚铁或氯化铁；以铜计的铜添加剂选用硫酸铜或水合硫酸铜。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的水溶性肥料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)将氨基酸溶解于适量的水中；

2)然后加入硼酸，溶解后再加水溶性锰添加剂、锌添加剂、钼添加剂、铁添加剂和铜添加剂，搅拌溶解；

3)然后加入含有聚γ-谷氨酸的发酵制品，搅拌溶解；

4)加水定容，调PH至5.0-5.3，搅拌均匀后静置，得到组分符合上述浓度范围的水溶性肥料。

8.根据权利要求7所述的水溶性肥料的制备方法，其特征在于，所述的制备方法还包括步骤5)加防腐剂凯松或苯甲酸钠，使其浓度为万分之三至万分之五，搅拌均匀。

9.根据权利要求8所述的水溶性肥料的制备方法，其特征在于，所述的制备方法还包括步骤6)过滤，边搅拌边灌装，贴标、装箱。

10.根据权利要求1-6任意一项所述的水溶性肥料的应用。