CN106380323A - 一种抗病型大量元素液体水溶肥料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种抗病型大量元素液体水溶肥料及其制备方法，液体水溶肥中，尿素含量300～310g/L，含磷聚合物含量333～343g/L，磷酸二氢钾含量127～137g/L，硼酸含量23～27g/L，七水硫酸亚铁含量180～220g/L，水溶性壳聚糖含量3～8g/L，植酸酶含量1～3g/L，抗絮凝剂含量2～4g/L。制备时首先将铁与含磷聚合物螯合，将大量元素与微量元素按顺序溶解后再与含有添加剂的溶液混合。本发明水溶肥由于加入了水溶性壳聚糖、植酸酶和抗絮凝剂等添加剂，得到的大量元素液体水溶肥料不仅养分高、全水溶，还具有抗絮凝、提高作物抗病能力的特性。

Description

一种抗病型大量元素液体水溶肥料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种抗病型大量元素液体水溶肥料及其制备方法，属于水溶肥技术领域。

背景技术

水溶肥料是一种完全溶于水的多元素肥料，特点是能迅速地溶解于水中，更容易被作物吸收，且吸收率相对较高。更为关键的是，它可以应用于喷滴灌等设施农业，实现水肥一体化，达到省水、省肥、省工和增产的效果。随着农业集约化程度的不断深化，伴随着设施化、机械化、自动化等现代化农业和管理模式与技术的发展，水溶肥料一定会得到更加广泛的应用，具有广阔的市场空间。

目前国内市场上水溶肥料产品主要为固体粉末和液体两种形式。液体水溶肥料又称流体肥料，是含有一种或一种以上作物所需营养元素的液体产品，营养元素作为溶质溶解于水中成为溶液，或借助悬浮剂的作用悬浮于水中成为悬浮液，适合于水肥一体化技术施用。大量元素液体水溶肥料具有养分合理、营养全面、复合化程度高等优点，其成份主要包括氮、磷、钾等作物所需的大量元素及中/微量元素以及有机活性物质。我国的大量元素液体水溶肥主要依靠进口，价格昂贵，国内为数不多的大量元素液体水溶肥料产品存在着品种结构不合理，针对性差，养分比例不合理等缺点。

近年来，科学家们针对市场的需求，采取了很多方法对、对传统方水溶肥料进行了改进：中国专利文献CN105399531 A公开了一种高磷高钾型液体水溶肥及其生产方法，该方法利用加入水溶性聚磷酸胺及聚磷酸钾的方法制备结晶温度低的高磷、高钾液体水溶肥料；中国专利文献CN105481520 A公开了一种利用加入聚磷酸钾、氯化钾、甲酸钾的方法制备了抗病虫害的高钾型液体水溶肥；中国专利文献CN105399477 A公开了一种利用水溶性聚磷酸铵、磷酸及螯合态微量元素的方法制备了高磷型液体水溶肥料；中国专利文献CN105367299 A公开了一种利用加入特殊氮溶液、螯合微量元素的方法制备了氮肥肥效期长、氮素利用率高的高氮型液体水溶肥。然而上述专利均存在着低温下易结晶，久存易絮凝，对作物的抗病能力无提高，水溶肥中的磷元素易与中微量元素形成沉淀，影响肥料水溶性及作物养分吸收率等缺点。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供本发明涉及一种抗病型大量元素液体水溶肥料及其制备方法，本发明的液体水溶肥料可以有效防止肥料长时间放置造成的絮凝和低温下结晶析出，并能有效提高作物的抗病性，制备方法工艺简单，为满足水肥一体化需要，保护农田环境，促进设施农业的可持续发展提供技术支持。

术语说明：

大量元素液体水溶肥料(微量元素型)：是以大量元素氮、磷、钾为主要成分，添加适量微量元素的液体水溶性肥料。要求大量元素含量之和≥500g/L，微量元素含量之和≥2～30g/L，水不溶物含量％≤5.0，PH(1：250倍稀释)3.0～9.0，水分％≤3.0。

脱N-乙酰基度：壳聚糖是甲壳素经脱乙酰反应后的产品，脱乙酰基程度决定了大分子链上胺基(NH₂)含量的多少，而且随着脱乙酰基程度增加，由于胺基质子化而使壳聚糖在稀酸溶液中带电基团增多，聚电解质电荷密度增加，其结果必将导致其结构、性质和性能上的变化。

本发明的技术方案如下：

一种抗病型大量元素液体水溶肥料，原料包括尿素、含磷聚合物、磷酸二氢钾、硼酸、七水硫酸亚铁、水溶性壳聚糖、植酸酶、抗絮凝剂。

所述液体水溶肥中，

尿素含量300～310g/L，含磷聚合物含量333～343g/L，磷酸二氢钾含量127～137g/L，硼酸含量23～27g/L，七水硫酸亚铁含量180～220g/L，水溶性壳聚糖含量3～8g/L，植酸酶含量1～3g/L，抗絮凝剂含量2～4g/L。

根据本发明优选的，所述的含磷聚合物选自多聚磷酸、多聚磷酸钾或六偏磷酸钠其中一种或任意两种以上混合。

进一步优选的，所述的多聚磷酸、多聚磷酸钾多聚磷酸的规格为：以五氧化二磷计含量≥84％。

根据本发明优选的，所述水溶性壳聚糖为脱N-乙酰基度为50％～60％的壳聚糖。具有良好的水溶性。

根据本发明优选的，所述抗絮凝剂选自枸橼酸钠、酒石酸钾钠、甘氨酸钠、琥珀酸镁或去氢胆酸钠其中一种或任意两种以上混合。

根据本发明优选的，所述尿素为粉状。

本发明优选的一个技术方案，一种抗病型大量元素液体水溶肥料，液体水溶肥中：

尿素含量302～308g/L，含磷聚合物含量335～340g/L，磷酸二氢钾含量130～135g/L，硼酸含量25～27g/L，七水硫酸亚铁含量190～210g/L，水溶性壳聚糖含量4～6g/L，植酸酶含量1～3g/L，抗絮凝剂含量2～4g/L。

本发明最为优选的一个技术方案，一种抗病型大量元素液体水溶肥料，液体水溶肥中：

尿素含量305g/L，多聚磷酸含量338g/L，磷酸二氢钾含量132g/L，硼酸含量25g/L，七水硫酸亚铁含量200g/L，水溶性壳聚糖含量5g/L，植酸酶含量2g/L，抗絮凝剂含量3g/L，其中，抗絮凝剂为枸橼酸钠、琥珀酸镁质量比为(1～2)：(1～2)的混合物。

上述抗病型大量元素液体水溶肥料的制备方法，包括步骤如下：

1)将含磷聚合物加入水中，搅拌混合均匀合并放出大量的热；

2)然后加入七水硫酸亚铁，使含磷聚合物与二价铁离子螯合形成螯合态亚铁化合物；

3)按顺序依次加入磷酸二氢钾、硼酸，加热到60～80℃并不断搅拌，待磷酸二氢钾和硼酸完全溶解后最后加入尿素，搅拌至尿素全部溶解，制得含有大量元素的养分溶液；

4)按顺序依次将水溶性壳聚糖、植酸酶和抗絮凝剂加入水中，搅拌至完全溶解，制得含有添加剂的溶液，

5)将步骤3)的含有大量元素的养分溶液与步骤4)的含有添加剂的溶液混合，加入水搅拌均匀，待温度冷却至小于等于40℃，即得。

本发明优选的，步骤1)水的用量为液体水溶肥水总量的70～75％，步骤4)水的用量为液体水溶肥水总量的20～25％，步骤5)加入剩余的水搅拌均匀。

本发明优选的，步骤3)加热温度优选为70℃。

本发明的制备方法及加料顺序，保证了磷酸二氢钾和硼酸的溶解度，含磷聚合物与七水硫酸亚铁自发形成螯合态亚铁，不但保证了养分含量而且大大降低了原料成本，且工艺简单，成本低。

本发明还提供一种抗病型大量元素液体水溶肥料的应用，用于提高生作物产量品质，

增强作物抗病能力。

本发明优选的，具体的应用方法：将液体水溶肥料用水稀释后，作为冲施肥或叶面肥施用。

本发明优选的，具体施用方法如下：

a.、作为冲施肥施用时，抗病型大量元素液体水溶肥料与水的配比为0.5～1:10，kg/L；稀释后水溶肥每亩用量200～400L，优选，每亩用量300L；

b、作为叶面肥施用时，抗病型大量元素液体水溶肥料与水的配比为0.2～0.4:10，kg/L，稀释后水溶肥每亩用量100～300L，优选，每亩用量200L。

本发明水溶肥配方，含磷聚合物的存在有效螯合了肥料水溶液中的中微量元素，防止沉淀副反应产生，同时保证了养分含量，提高了肥料利用率；水溶性壳聚糖和植酸酶的加入，大大提高了作物的抗病性，而抗絮凝剂的加入，显著提高了液体肥料悬浮微粒间的Zeta电位，有效防止肥料长期放置产生的絮凝沉淀。

与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：

1)本发明制备的抗病型大量元素液体水溶肥料，大量元素总养分含量之和≥520g/L，且含有作物需要的铁、硼等微量元素。

2)本发明制备的抗病型大量元素液体水溶肥料，加入的含磷聚合物和七水硫酸亚铁可以自发形成螯合态亚铁，与直接加入螯合态亚铁化合物相比，不但保证了养分含量而且大大降低了原料成本。

3)本发明制备的抗病型大量元素液体水溶肥料，加入了壳聚糖、植酸酶和抗絮凝剂，可以有效防止肥料长时间放置造成的絮凝和低温下结晶析出，并能有效提高作物的抗病性。

4)本发明的速溶型大量元素水溶肥料制备工艺简单，成本低，适合快速、大规模生产的优点。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明，但不仅限于此。

实施例中所用原料说明如下：

粉末状尿素，山东明水大化集团有售

磷酸二氢钾，四川省什邡川鸿磷化工有售，总养分≥89％

多聚磷酸、多聚磷酸钾、六偏磷酸钠，济南盈动化工有限公司，工业纯

硼酸，山东济南泽洋化工有限公司，俄罗斯进口工业纯，硼含量≥17％

七水硫酸亚铁，天津试剂公司，化学纯，铁含量≥17％

水溶性壳聚糖，济南通升食品有限公司，食品级，脱乙酰度50％-60％。

植酸酶、抗絮凝剂：化学纯试剂，天津试剂公司

实施例1：

一种抗病、抗絮凝型大量元素液体水溶肥料，每升液体水溶肥中：

制备方法：

将多聚磷酸加入75％水中，混合均匀后加入七水硫酸亚铁，使多聚磷酸与铁形成螯合态亚铁化合物；按顺序依次加入磷酸二氢钾、硼酸，温度升高到70℃并不断搅拌，待磷酸二氢钾和硼酸完全溶解后加入尿素，在反应釜中不断搅拌至尿素全部溶解；将水溶性壳聚糖、植酸酶、枸橼酸钠和琥珀酸镁加入20％的水中，在另一反应釜中并搅拌至溶解完全；将含有添加剂的溶液与含有大量元素的养分溶液混合，加入剩余水分并搅拌至均匀，待温度降到40℃以下后，灌装即得液体水溶肥料。

实施例2：

一种抗病、抗絮凝型大量元素液体水溶肥料，每升液体水溶肥中：

制备方法：

将多聚磷酸加入80％水中，混合均匀后加入七水硫酸亚铁，使多聚磷酸钾与铁形成螯合态亚铁化合物；按顺序依次加入磷酸二氢钾、硼酸，温度升高到70℃并不断搅拌，待磷酸二氢钾和硼酸完全溶解后加入尿素，在反应釜中不断搅拌至尿素全部溶解；将水溶性壳聚糖、植酸酶、枸橼酸钠加入15％的水中，在另一反应釜中并搅拌至溶解完全；将含有添加剂的溶液与含有大量元素的养分溶液混合，加入剩余水分并搅拌至均匀，待温度降到40℃以下后，灌装即得液体水溶肥料。

实施例3：

一种抗病、抗絮凝型大量元素液体水溶肥料，每升液体水溶肥中：

制备方法：

将多聚磷酸加入70％水中，混合均匀后加入七水硫酸亚铁，使六偏磷酸钠与铁形成螯合态亚铁化合物；按顺序依次加入磷酸二氢钾、硼酸，温度升高到70℃并不断搅拌，待磷酸二氢钾和硼酸完全溶解后加入尿素，在反应釜中不断搅拌至尿素全部溶解；将水溶性壳聚糖、植酸酶、琥珀酸镁加入25％的水中，在另一反应釜中并搅拌至溶解完全；将含有添加剂的溶液与含有大量元素的养分溶液混合，加入剩余水分并搅拌至均匀，待温度降到40℃以下后，灌装即得液体水溶肥料。

实施例4：

一种抗病、抗絮凝型大量元素液体水溶肥料，每升液体水溶肥中：

制备方法：

将多聚磷酸加入75％水中，混合均匀后加入七水硫酸亚铁，使多聚磷酸形成螯合态亚铁化合物；按顺序依次加入磷酸二氢钾、硼酸，温度升高到70℃并不断搅拌，待磷酸二氢钾和硼酸完全溶解后加入尿素，在反应釜中不断搅拌至尿素全部溶解；将水溶性壳聚糖、植酸酶、枸橼酸钠和琥珀酸镁加入20％的水中，在另一反应釜中并搅拌至溶解完全；将含有添加剂的溶液与含有大量元素的养分溶液混合，加入水杨酸、甜菜碱和剩余水分并搅拌至均匀，待温度降到40℃以下后，灌装得到液体水溶肥料即可用于冲施滴灌，又可稀释后作为抗逆肥料用于浸种和叶面喷施。

试验例1

本试验设在济南市历城区张马屯村，试验作物为生菜，品种为北生2号，试验土壤基本理化性质为：pH值7.88，速效磷89.1ppm，速效钾153.0ppm，溶解性总氮0.134％，有机质1.79％。

农民习惯施肥方法为：市售有机肥100kg/亩全部基施，与的专利所述液体水溶肥等养分的市售水溶肥50kg/亩，40wt％用作基肥使用，60wt％在结球期作为追肥使用。

试验共设计3个处理3次重复，3个处理分别为空白(不施肥)、市售水溶肥处理、专利所述实施例1中液体水溶肥处理(简称液体水溶肥处理)；每个小区为30m²，生菜株距为20cm，行距为20cm；收获时取每个小区10m²生菜计产。每个小区随机取10棵生菜测定品质(硝酸盐、维生素C、还原性糖)并同时测定生菜植株的多酚氧化酶活性及丙二醛含量。

试验结果如表1所示：

表1 盐碱土调理剂对大白菜产量、品质及植株生理活性的影响

由表1可以看出液体水溶肥处理的生菜单位面积产量明显高于市售水溶肥处理，比农民习惯增产5.17％，说明液体水溶肥的施用对露地生菜具有非常显著的增产效果。

使用液体水溶肥处理的生菜植株Vc含量比市售水溶肥处理高20.81％，效果显著，说明与市售水溶肥处理相比，使用液体水溶肥处理的生菜植株具有非常高的抗氧化能力；液体水溶肥处理生菜植株的硝酸盐含量比市售水溶肥处理低3.79％，说明液体水溶肥处理生菜植株的硝酸盐累积量略低于市售水溶肥处理；市售水溶肥处理生菜植株的含糖量比液体水溶肥处理低0.43个百分点，说明液体水溶肥处理生菜植株的口感要明显好于市售水溶肥处理。另外液体水溶肥处理生菜植株测定的多酚氧化酶活性高于市售水溶肥处理，并且丙二醛含量小于市售水溶肥处理，说明使用液体水溶肥不仅能提高生菜的产量品质，还能增强生菜的抗病能力。

对比例1

一种大量元素液体水溶肥料，该水溶肥料中不含抗絮凝剂，其他组分及含量同实施例1。

试验例2

将实施例1～4及对比例1中的大量元素液体水溶肥料进行长时间放置，观察产品的稳定性，调查絮凝情况，调查结果见表2所示。

表2 水溶肥料絮凝情况

项目	絮凝情况
		实施例1	10个月后絮凝
实施例2	8个月后絮凝
		实施例3	12个月后絮凝
实施例4	9个月后絮凝
		对比例1	2个月后絮凝

通过表2絮凝情况可以看出，本发明的水溶肥8个月后才会出现絮凝情况，而对比例1则2个月就出现絮凝，通过对比，本发明实施例1～4中添加的抗絮凝剂可以显著提高液体肥料的抗絮凝能力，添加抗絮凝剂后，液体肥料出现絮凝的时间由原来的2个月提高到了8个月以上，说明液体水溶肥料不仅能提高作物的产量品质和抗病能力，还具有明显的抗絮凝性能。

Claims (10)

1.一种抗病型大量元素液体水溶肥料，原料包括尿素、含磷聚合物、磷酸二氢钾、硼酸、七水硫酸亚铁、水溶性壳聚糖、植酸酶、抗絮凝剂，

所述液体水溶肥中，

尿素含量300-310g/L，含磷聚合物含量333～343g/L，磷酸二氢钾含量127～137g/L，硼酸含量23～27g/L，七水硫酸亚铁含量180～220g/L，水溶性壳聚糖含量3～8g/L，植酸酶含量1～3g/L，抗絮凝剂含量2～4g/L。

2.根据权利要求1所述的抗病型大量元素液体水溶肥料，其特征在于，所述的含磷聚合物选自多聚磷酸、多聚磷酸钾或六偏磷酸钠其中一种或任意两种以上混合。

3.根据权利要求2所述的抗病型大量元素液体水溶肥料，其特征在于，所述的多聚磷酸、多聚磷酸钾多聚磷酸的规格为：以五氧化二磷计含量≥84％。

4.根据权利要求1所述的抗病型大量元素液体水溶肥料，其特征在于，所述水溶性壳聚糖为脱N-乙酰基度为50％～60％的壳聚糖。具有良好的水溶性。

5.根据权利要求1所述的抗病型大量元素液体水溶肥料，其特征在于，所述抗絮凝剂选自枸橼酸钠、酒石酸钾钠、甘氨酸钠、琥珀酸镁或去氢胆酸钠其中一种或任意两种以上混合。

6.根据权利要求1所述的抗病型大量元素液体水溶肥料，其特征在于，液体水溶肥中：

尿素含量302～308g/L，含磷聚合物含量335～340g/L，磷酸二氢钾含量130～135g/L，硼酸含量25～27g/L，七水硫酸亚铁含量190～210g/L，水溶性壳聚糖含量4～6g/L，植酸酶含量1～3g/L，抗絮凝剂含量2～4g/L。

7.根据权利要求1所述的抗病型大量元素液体水溶肥料，其特征在于，液体水溶肥中：

尿素含量305g/L，多聚磷酸含量338g/L，磷酸二氢钾含量132g/L，硼酸含量25g/L，七水硫酸亚铁含量200g/L，水溶性壳聚糖含量5g/L，植酸酶含量2g/L，抗絮凝剂含量3g/L，其中，抗絮凝剂为枸橼酸钠、琥珀酸镁质量比为(1～2)：(1～2)的混合物。

8.权利要求1所述的抗病型大量元素液体水溶肥料的制备方法，包括步骤如下：

1)将含磷聚合物加入水中，搅拌混合均匀合并放出大量的热；

2)然后加入七水硫酸亚铁，使含磷聚合物与二价铁离子螯合形成螯合态亚铁化合物；

3)按顺序依次加入磷酸二氢钾、硼酸，加热到60～80℃并不断搅拌，待磷酸二氢钾和硼酸完全溶解后最后加入尿素，搅拌至尿素全部溶解，制得含有大量元素的养分溶液；

4)按顺序依次将水溶性壳聚糖、植酸酶和抗絮凝剂加入水中，搅拌至完全溶解，制得含有添加剂的溶液，

5)将步骤3)的含有大量元素的养分溶液与步骤4)的含有添加剂的溶液混合，加入水搅拌均匀，待温度冷却至小于等于40℃，即得。

9.根据权利要求8所述的抗病型大量元素液体水溶肥料的制备方法，其特征在于，

步骤1)水的用量为液体水溶肥水总量的70～75％，步骤4)水的用量为液体水溶肥水总量的20～25％，步骤5)加入剩余的水搅拌均匀，步骤3)加热温度优选为70℃。

10.权利要求1所述的抗病型大量元素液体水溶肥料的应用，用于提高生作物产量品质，增强作物抗病能力，具体的应用方法：将液体水溶肥料用水稀释后，作为冲施肥或叶面肥施用，具体施用方法如下：

a.、作为冲施肥施用时，抗病型大量元素液体水溶肥料与水的配比为0.5-1:10，kg/L；稀释后水溶肥每亩用量200～400L，优选，每亩用量300L；

b、作为叶面肥施用时，抗病型大量元素液体水溶肥料与水的配比为0.2-0.4:10，kg/L，稀释后水溶肥每亩用量100～300L，优选，每亩用量200L。