CN106010558A - 一种缓释磷肥的盐碱地棉花用保水剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种缓释磷肥的盐碱地棉花用保水剂，所述保水剂，包括淀粉、磷酸氢二钠、丙烯酸、丙烯酰胺、小球藻粉、浒苔粉、草类秸秆粉、荞麦秸秆粉、田菁粉、碱地毛风菊粉、磷酸二铵，本发明还提供上述保水剂在盐碱地棉花种植中的应用。本发明的有益效果：本发明制备的保水剂在自来水、雨水、0.6%NaCl溶液的吸水能力强，在自来水中吸水能力可达到自身重量的830～990倍，在雨水中吸水能力可达到自身重量的750～900倍，在0.6%NaCl溶液中吸水能力可达到自身重量的440～550倍。

Description

一种缓释磷肥的盐碱地棉花用保水剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种缓释磷肥的盐碱地棉花用保水剂及其制备方法，属于保水剂技术领域。
背景技术
合理施用磷肥，可增加作物产量，改善作物品质，加速谷类作物分蘖和促进籽粒饱满；促使棉花、瓜类、茄果类蔬菜及果树的开花结果，提高结果率；增加甜菜、甘蔗、西瓜等的糖分；油菜籽的含油量。
作物缺磷时生长缓慢、矮小瘦弱、直立、分枝少，叶小易脱落；色泽一般，呈暗绿或灰绿色，叶缘及叶柄常出现紫红色；根系发育不良，成熟延迟，产量和品质降低。 缺磷症状一般先从茎基部老叶开始，逐渐向上发展。
棉花缺磷会导致植株矮小，苍老，叶色灰暗、茎细，基部红色。果枝少、叶片小、叶缘和叶柄常出现紫红色，根系发育不良，成熟延迟，蕾铃易脱落，产量及品质下降。
保水剂使用的是高吸水性树脂，它是一种吸水能力特别强的功能高分子材料。无毒无害，反复释水、吸水，因此农业上人们把它比喻为"微型水库"。同时，它还能吸收肥料、农药、并缓慢释放，增加肥效、药效。高吸水性树脂广泛用于农业、林业、园艺、建筑材料。
现有的保水剂存在的缺陷如下：
1、现有的保水剂在自来水、雨水、0.6%NaCl溶液的吸水能力差或者在自来水、雨水吸水能力好，但在0.6%NaCl溶液的吸水能力很差；
2、现有的保水剂在自来水、雨水、0.6%NaCl溶液的保水能力差或者在自来水、雨水保水能力好，但在0.6%NaCl溶液的保水能力很差；
3、现有的保水剂对不同水分条件下对土壤具有保水效果差；
4、现有的保水剂降解性能差，易对土壤造成污染；
5、现有的保水剂对盐碱地中土壤的保水能力差。
发明内容
本发明为解决现有技术存在的不足，提供一种缓释磷肥的盐碱地棉花用保水剂及其制备方法，以实现以下发明目的：
(1)本发明制备的保水剂在自来水、雨水、0.6%NaCl溶液的吸水能力强；
(2)本发明制备的保水剂在自来水、雨水、0.6%NaCl溶液的保水能力强；
(3)本发明制备的保水剂对不同水分条件下对土壤具有保水效果好；
(4)本发明制备的保水剂降解性能好，对土壤无污染；
(5)本发明制备的保水剂对盐碱地中土壤的保水效果好；
（6）本发明制备的保水剂应用于盐碱地棉花中进行保水时，对棉花无副作用，安全性高。
为解决以上技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种缓释磷肥的盐碱地棉花用保水剂，所述保水剂，包括淀粉、磷酸氢二钠、丙烯酸、丙烯酰胺、小球藻粉、浒苔粉、草类秸秆粉、荞麦秸秆粉、田菁粉、碱地毛风菊粉、磷酸二铵。
以下是对上述技术方案的进一步限定：
所述保水剂，以重量份计，包括以下组分: 淀粉20～50份、磷酸氢二钠18～40份、丙烯酸75～220份、丙烯酰胺12～35份、小球藻粉1.2～3.5份、浒苔粉1.2～3.5份、发酵鸽粪1～3份、发酵兔粪1.9～5.7份、草类秸秆粉1.2～3.5份、荞麦秸秆粉1.9～5.7份、田菁粉1.9～5.7份、碱地毛风菊粉1～1.8份、甘氨酸1.2～3.5份、苏氨酸1～3份、磷酸二铵1～1.8份、腐叶土1.2～3.5份、硅藻土1.9～5.7份、引发剂0.3～0.9份、交联剂0.03～0.08份、水95～260份。
所述淀粉包括玉米淀粉、马铃薯淀粉、豆薯淀粉、棉花淀粉、木薯淀粉，所述各成分的质量比为15：6：4：2：10：7。
所述引发剂为过硫酸钾；所述交联剂为N,N～亚甲基双丙烯酰胺。
所述小球藻粉和浒苔粉的目数为100～210目；所述发酵鸽粪和发酵兔粪是干燥的目数为40～180目的粉。
所述草类秸秆粉和荞麦秸秆粉的目数为30～150目；所述腐叶土和硅藻土目数为20～110目。
一种缓释磷肥的盐碱地棉花用保水剂的制备方法，所述制备方法包括淀粉的处理，所述淀粉的处理包括制备单体溶液步骤、淀粉磷酸酯制备步骤、聚合反应步骤。
所述淀粉磷酸酯制备步骤，在浓度为50%的乙醇水溶液中，加入淀粉和磷酸氢二钠，搅拌均匀，通入氮气继续搅拌35min，于75～85℃的水浴下反应90～130mim，将反应后的液体用盐酸中和pH值是6.5～7.5。
所述制备单体溶液步骤，滴加25%氧氧化钠溶液对丙烯酸进行中和，调pH值为6.5～7.2，丙烯酸的中和度为81%。
一种缓释磷肥的盐碱地棉花用保水剂及其在盐碱地棉花种植中的应用，所述保水剂的用量为2.7～4.9kg/亩。
采用以上技术方案，本发明的有益效果为：
1、本发明制备的保水剂在自来水、雨水、0.6%NaCl溶液的吸水能力强，在自来水中吸水能力可达到自身重量的830～990倍，在雨水中吸水能力可达到自身重量的750～900倍，在0.6%NaCl溶液中吸水能力可达到自身重量的440～550倍。
2、本发明制备的保水剂在自来水、雨水、0.6%NaCl溶液的保水能力强，放置10天后，在自来水中保水能力可达到自身重量的680～810倍，在雨水中保水能力可达到自身重量的610～720倍，在0.6%NaCl溶液中保水能力可达到自身重量的300～420倍。
3、本发明制备的保水剂对不同水分条件下对土壤具有良好的保水效果，添加保水剂后含水量50%的砂土完全蒸发需6～11天，添加保水剂后含水量75%的砂土完全蒸发需9～14天，添加保水剂后含水量50%的壤土完全蒸发需8～13天，添加保水剂后含水量75%的壤土完全蒸发需12～17天。
4、本发明制备的保水剂降解性能好，对土壤无污染，保水剂酶解36h的降解率为52%～59%，保水剂酶解48h的降解率为69%～78%，保水剂酶解72h的降解率为84%～93%，保水剂酶解96h的降解率为89%～98%。
5、本发明制备的保水剂对盐碱地中土壤的保水能力具有良好的效果，对盐碱地中土壤的保水能力：灌溉后1d土壤含水量为68%～73%，灌溉后3d土壤含水量为57%～66%，灌溉后5d土壤含水量为55%～59%，灌溉后7d土壤含水量为41%～47%，灌溉后9d土壤含水量为36%～43%。
6、发明制备的保水剂对棉花植株的病害防治具有一定效果。对棉花种植地中常见的病害：蓟马、棉叶螨、棉苗立枯病的防效分别达到61.3-65.7%、44.7-58.2%、41.3-46.7%。
7、本发明制备的保水剂对棉花植株无任何副作用，安全性高，还取得意想不到的效果，棉花植株的产量有明显的提高作用，亩产达176～204公斤。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1 一种缓释磷肥的盐碱地棉花用保水剂
所述保水剂，各原料组分的质量比例为：
淀粉20份、磷酸氢二钠18份、丙烯酸75份、丙烯酰胺12份、小球藻粉1.2份、浒苔粉1.2份、发酵鸽粪1份、发酵兔粪1.9份、草类秸秆粉1.2份、荞麦秸秆粉1.9份、田菁粉1.9份、碱地毛风菊粉1份、甘氨酸1.2份、苏氨酸1份、磷酸二铵1份、腐叶土1.2份、硅藻土1.9份、引发剂0.3份、交联剂0.03份、水95份。
所述淀粉包括玉米淀粉、马铃薯淀粉、豆薯淀粉、棉花淀粉、木薯淀粉，所述各成分的质量比为15：6：4：2：10：7；
所述丙烯酸有效成分含量为99%；
所述丙烯酰胺有效成分含量为98%；
所述小球藻粉和浒苔粉的目数为100～210目；
所述发酵鸽粪和发酵兔粪是干燥的目数为40～180目的粉；
所述草类秸秆粉和荞麦秸秆粉的目数为30～150目；
所述田菁粉和碱地毛风菊粉的目数为100～250目
所述甘氨酸的有效成分含量为48%；
所述苏氨酸的有效成分含量为98%；
所述磷酸二铵的有效成分含量为98%；
所述腐叶土和硅藻土目数为20～110目；；
所述引发剂为过硫酸钾；
所述交联剂为N,N～亚甲基双丙烯酰胺。
实施例2一种缓释磷肥的盐碱地棉花用保水剂
所述保水剂，各原料组分的质量比例为：
淀粉30份、磷酸氢二钠30份、丙烯酸120份、丙烯酰胺20份、小球藻粉2份、浒苔粉2份、发酵鸽粪1.5份、发酵兔粪3份、草类秸秆粉2份、荞麦秸秆粉3份、田菁粉3份、碱地毛风菊粉1份、甘氨酸2份、苏氨酸1.5份、磷酸二铵1份、腐叶土2份、硅藻土3份、引发剂0.5份、交联剂0.05份、水150份。
所述淀粉包括玉米淀粉、马铃薯淀粉、豆薯淀粉、棉花淀粉、木薯淀粉，所述各成分的质量比为15：6：4：2：10：7；
所述丙烯酸有效成分含量为99%；
所述丙烯酰胺有效成分含量为98%；
所述小球藻粉和浒苔粉的目数为100～210目；
所述发酵鸽粪和发酵兔粪是干燥的目数为40～180目的粉；
所述草类秸秆粉和荞麦秸秆粉的目数为30～150目；
所述田菁粉和碱地毛风菊粉的目数为100～250目
所述甘氨酸的有效成分含量为48%；
所述苏氨酸的有效成分含量为98%；
所述磷酸二铵的有效成分含量为98%；
所述腐叶土和硅藻土目数为20～110目；；
所述引发剂为过硫酸钾；
所述交联剂为N,N～亚甲基双丙烯酰胺。
实施例3一种缓释磷肥的盐碱地棉花用保水剂
所述保水剂，各原料组分的质量比例为：
淀粉50份、磷酸氢二钠40份、丙烯酸220份、丙烯酰胺35份、小球藻粉3.5份、浒苔粉3.5份、发酵鸽粪3份、发酵兔粪5.7份、草类秸秆粉3.5份、荞麦秸秆粉5.7份、田菁粉5.7份、碱地毛风菊粉1.8份、甘氨酸3.5份、苏氨酸3份、磷酸二铵1.8份、腐叶土3.5份、硅藻土5.7份、引发剂0.9份、交联剂0.08份、水260份。
所述淀粉包括玉米淀粉、马铃薯淀粉、豆薯淀粉、棉花淀粉、木薯淀粉，所述各成分的质量比为15：6：4：2：10：7；
所述丙烯酸有效成分含量为99%；
所述丙烯酰胺有效成分含量为98%；
所述小球藻粉和浒苔粉的目数为100～210目；
所述发酵鸽粪和发酵兔粪是干燥的目数为40～180目的粉；
所述草类秸秆粉和荞麦秸秆粉的目数为30～150目；
所述田菁粉和碱地毛风菊粉的目数为100～250目
所述甘氨酸的有效成分含量为48%；
所述苏氨酸的有效成分含量为98%；
所述磷酸二铵的有效成分含量为98%；
所述腐叶土和硅藻土目数为20～110目；；
所述引发剂为过硫酸钾；
所述交联剂为N,N～亚甲基双丙烯酰胺。
实施例4一种缓释磷肥的盐碱地棉花用保水剂及其制备方法
所述植物保水剂，制备方法包括：
（1）淀粉的处理：
a、称取
称取实施例1～3所述的淀粉、磷酸氢二钠、丙烯酸、丙烯酰胺、引发剂、交联剂、水。
b、制备单体溶液
在装有电动搅拌器的二口瓶口中加入丙烯酸，冰水冷却，搅拌下滴加25%氧氧化钠溶液进行中和，pH值为6.5～7.2，丙烯酸的中和度为81%；
c、淀粉磷酸酯制备
在浓度为50%的乙醇水溶液中，加入淀粉和磷酸氢二钠，搅拌均匀，通入氮气继续搅拌35min，于75～85℃的水浴下反应90～130mim，将反应后的液体用盐酸中和pH值是6.5～7.5，得到冷水可膨胀的磷酸酯淀粉；
d、聚合
往电动搅拌器的二口瓶口冲入氮气，在氮气保护下，将单体溶液与糊化淀粉搅匀后加入引发剂、交联剂，充分搅拌使反应物混合均匀，缓慢加热升温至60～75℃，搅拌30min～60min下进行接枝共聚，完成后再沸水浴中恒温90min，反应完成后停止通氮气，共聚物置于65～75℃的烘箱中烘至恒量，得到含磷淀粉产物；
（2）称取各成分
按照实施例1～3所述的保水剂配方，称取小球藻粉、浒苔粉、发酵鸽粪、发酵兔粪、草类秸秆粉、荞麦秸秆粉、田菁粉、碱地毛风菊粉、甘氨酸、苏氨酸、氨水、磷酸二铵、腐叶土、硅藻土。
（3）混合
将制得含磷淀粉产物、小球藻粉、浒苔粉、发酵鸽粪、发酵兔粪、草类秸秆粉、荞麦秸秆粉、田菁粉、碱地毛风菊粉、甘氨酸、苏氨酸、氨水、磷酸二铵、腐叶土、硅藻土混合均匀，制得混合物；
（4）制得粒剂
将上述混合物输送到造粒机进行干燥制粒，干燥温度为60℃～70℃，制得粒剂，然后过60～170目的筛网，含水量控制在1%以内。
实施例5一种缓释磷肥的盐碱地棉花用保水剂的性能测试
（1）保水剂吸水性能测定
首先准确称取实施例1至实施例3制备的保水剂样品10g放置于纱布袋中，分别置于不同水介质（雨水、自来水）及浓度为0.6%的NaCl水溶液中，使保水剂样品与溶液充分接触，室温下放置24h，吸水后过滤至30S无水滴下为准。过滤后，称取样品吸水后的重量，测定保水剂吸水后的重量能够达到自身重量的倍数。
（2）保水剂的保水性能测定
将上述实验中吸水饱和的保水剂放置在空气中，在20～25℃下放置10天，测定保水剂重量能够达到自身重量的倍数。
（3）保水剂在不同水分条件下对土壤保水能力的影响
测定保水剂在不同水分条件下对土壤保水能力，在土壤达到饱和状态的不同水分条件下，分别添加本发明的保水剂，查看土壤内水分完全蒸发所需天数。
由此可见本发明制备的保水剂在土壤中使用后，大大提高了土壤的保水能力。
（4）保水剂的降解性能
准确称取实施例1至实施例3制备的保水剂样品1g，添加到100ml蒸馏水中，用1mol/LHCI调pH至4.6后，在30℃磁力搅拌下加入淀粉酶1%，及纤维素酶4%，酶解36～96h后的残渣用水洗净表面糊状物，50℃烦躁24h后称重。
降解率%=［（G1－G2）/W］×100%
其中，G1是酶解前样品的质量（g），G2是酶解后样品的质量（g），W为样品中淀粉的质量（g）。
实施例6一种缓释磷肥的盐碱地棉花用保水剂在棉花种植地中应用
在盐碱地中开辟出四个试验小区，分别为试验小区A、试验小区B、试验小区C和试验小区D，每个试验小区的长度大约为10～15m，四个试验小区的土壤中水含量一致，土壤中含水量为10%，先对盐碱地用土壤调节剂进行调节，然后再种植上棉花。
试验小区A：将实施例1中产品在水源处将保水剂干剂吸水成凝胶剂后用桶或袋装至地里，保水剂干剂的用量为2.7～4.9kg/亩，在植株行距主茎5～20cm处挖一平行沟，深至根部，把凝胶剂均匀撒入沟内，翻混均匀后覆土掩盖，并进行灌溉，灌溉完成后立即测定土壤中含水量。
试验小区B：将实施例2中产品在水源处将保水剂干剂吸水成凝胶剂后用桶或袋装至地里，保水剂干剂的用量为2.7～4.9kg/亩，在植株行距主茎5～20cm处挖一平行沟，深至根部，把凝胶剂均匀撒入沟内，翻混均匀后覆土掩盖，并进行灌溉，灌溉完成后立即测定土壤中含水量。
试验小区C：将实施例3中产品在水源处将保水剂干剂吸水成凝胶剂后用桶或袋装至地里，保水剂干剂的用量为2.7～4.9kg/亩，在植株行距主茎5～20cm处挖一平行沟，深至根部，把凝胶剂均匀撒入沟内，翻混均匀后覆土掩盖，并进行灌溉，灌溉完成后立即测定土壤中含水量。
试验小区D：作为对照试验小区，不施用本保水剂，对种植地进行灌溉，灌溉完成后立即测定土壤中含水量。
调查与统计方法：分别在种植地灌溉后的1天、3天、5天、7天、9天。
试验结果：
（1）本发明制备的保水剂对盐碱地中土壤的保水能力具有良好的效果。
对盐碱地中土壤的保水能力：灌溉后1d土壤含水量为68%～73%，灌溉后3d土壤含水量为57%～66%，灌溉后5d土壤含水量为55%～59%，灌溉后7d土壤含水量为41%～47%，灌溉后9d土壤含水量为36%～43%。
表1 本发明制备的保水剂对盐碱地中土壤的保水效果
（2）发明制备的保水剂对棉花植株的病害防治具有一定效果。
对棉花种植地中常见的病害：蓟马、棉叶螨、棉苗立枯病的防效分别达到61.3-65.7%、44.7-58.2%、41.3-46.7%，具体指标见表2。
表2 本发明制备的保水剂对棉花种植地中的病害的防治效果
（3）本发明制备的保水剂对棉花植株无任何副作用，安全性高，还取得意想不到的效果，棉花植株的产量有明显的提高作用，亩产达176～204公斤，具体见表3。
表3 棉花的产量
本发明中对照为不使用本发明所述保水剂情况。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种缓释磷肥的盐碱地棉花用保水剂，其特征在于：所述保水剂，包括淀粉、磷酸氢二钠、丙烯酸、丙烯酰胺、小球藻粉、浒苔粉、草类秸秆粉、荞麦秸秆粉、田菁粉、碱地毛风菊粉、磷酸二铵。
2.根据权利要求1所述的一种缓释磷肥的盐碱地棉花用保水剂，其特征在于：所述保水剂，以重量份计，包括以下组分: 淀粉20～50份、磷酸氢二钠18～40份、丙烯酸75～220份、丙烯酰胺12～35份、小球藻粉1.2～3.5份、浒苔粉1.2～3.5份、发酵鸽粪1～3份、发酵兔粪1.9～5.7份、草类秸秆粉1.2～3.5份、荞麦秸秆粉1.9～5.7份、田菁粉1.9～5.7份、碱地毛风菊粉1～1.8份、甘氨酸1.2～3.5份、苏氨酸1～3份、磷酸二铵1～1.8份、腐叶土1.2～3.5份、硅藻土1.9～5.7份、引发剂0.3～0.9份、交联剂0.03～0.08份、水95～260份。
3.根据权利要求2所述的一种缓释磷肥的盐碱地棉花用保水剂，其特征在于：所述淀粉包括玉米淀粉、马铃薯淀粉、豆薯淀粉、棉花淀粉、木薯淀粉，所述各成分的质量比为15：6：4：2：10：7。
4.根据权利要求2所述的一种缓释磷肥的盐碱地棉花用保水剂，其特征在于：所述引发剂为过硫酸钾；所述交联剂为N,N～亚甲基双丙烯酰胺。
5.根据权利要求2所述的一种缓释磷肥的盐碱地棉花用保水剂，其特征在于：所述小球藻粉和浒苔粉的目数为100～210目；所述发酵鸽粪和发酵兔粪是干燥的目数为40～180目的粉。
6.根据权利要求2所述的一种缓释磷肥的盐碱地棉花用保水剂，其特征在于：所述草类秸秆粉和荞麦秸秆粉的目数为30～150目；所述腐叶土和硅藻土目数为20～110目。
7.一种缓释磷肥的盐碱地棉花用保水剂的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括淀粉的处理，所述淀粉的处理包括制备单体溶液步骤、淀粉磷酸酯制备步骤、聚合反应步骤。
8.根据权利要求7所述的一种缓释磷肥的盐碱地棉花用保水剂的制备方法，其特征在于：所述淀粉磷酸酯制备步骤，在浓度为50%的乙醇水溶液中，加入淀粉和磷酸氢二钠，搅拌均匀，通入氮气继续搅拌35min，于75～85℃的水浴下反应90～130mim，将反应后的液体用盐酸中和pH值是6.5～7.5。
9.根据权利要求6所述的一种缓释磷肥的盐碱地棉花用保水剂的制备方法，其特征在于：所述制备单体溶液步骤，滴加25%氧氧化钠溶液对丙烯酸进行中和，调pH值为6.5～7.2，丙烯酸的中和度为81%。
10.一种缓释磷肥的盐碱地棉花用保水剂及其在盐碱地棉花种植中的应用，其特征在于：所述保水剂的用量为2.7～4.9kg/亩。
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