CN106431769A - 一种含氨基酸的肥料增效剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种含氨基酸的肥料增效剂及其制备方法，该增效剂含有10‑12％的腐植酸，20‑35％的混合氨基酸，0.02‑0.04％的锌，0.01‑0.02％的硼，氨挥发抑制率在10％以上，磷固定率下降至少20％。本发明的含氨基酸的肥料增效剂具有可促进作物根系生长、提高根系活力、可显著增加作物产量，提高肥料利用率、环境友好、补充土壤微量元素等特点。其制作工艺简单、原料来源广、易于操作、成本低等。

Description

一种含氨基酸的肥料增效剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种含氨基酸的肥料增效剂及其制备方法，属于化肥增效剂技术领域。

背景技术

施用化学肥料是保证粮食高产、稳产的一种重要措施。本世纪世界粮食单产的1/2、总产的1/3来自化肥的贡献。如果停止施用化肥，全球作物产量将减产50％。化肥对我国粮食产量的贡献率达40％～60％，化肥对粮食安全的重要作用不言而喻。与此同时，多年来我国始终存在化肥施用不合理、养分不均衡等问题，不仅造成养分利用率低、资源浪费、农业投入成本增加，农产品质下降，而且引起土壤性质恶化、生态环境污染等问题。我国粮食作物养分当季利用率氮肥为30％～35％，磷肥仅为15％～20％，钾肥为35％～50％，低于发达国家15％～20％个百分点，而且呈逐渐降低的趋势。但是中国已成为世界上最大的化肥生产国和消费国，耕地面积仅占世界耕地总面积7％的中国消费了超过世界1/3的肥料，单位面积用量是世界平均水平的3.7倍。我国化肥总用量和单位面积用量已经处于世界较高水平，相比发达国家225kg/hm²的安全上限，我国化肥施用量远远超额。

腐植酸是动植物残体经过微生物的分解和转化，以及地球化学的一系列过程积累起来的一类有机物质，广泛存在于土壤、湖泊、河流、海洋以及泥炭(又称草炭)、褐煤、风化煤中。腐植酸是由芳香族及其多种官能团构成的高分子有机酸，具有良好的生理活性和吸收、络合、交换等功能。腐植酸资源具有天然，无污染，质量安全，资源集中，容易开采和长距离运输的优点。

氨基酸在植物生长中作用有：(1)有机氮养分的补充来源；(2)氨基酸具有络合(螯合)金属离子的作用，可提高植物生长所需的钙、镁、铁、锰、锌、铜等养分的利用率；(3)氨基酸是植物体内合成各种酶的促进剂和催化剂，对植物新陈代谢起着重要作用。

因此，发展具有腐植酸和氨基酸协同效应的产能高、成本低、效果好的新型肥料增效剂是我国新型肥料发展的重要方向，也是大型化肥企业产品升级换代的需要。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的一个目的是提供一种含氨基酸的肥料增效剂。

本发明的另一目的是提供一种上述肥料增效剂的制备方法。

本发明的又一目的是提供一种利用上述制备方法制备的肥料增效剂。

为实现上述目的，本发明提供了一种含氨基酸的肥料增效剂，该增效剂含有10-12％的腐植酸，20-35％的混合氨基酸，0.02-0.04％的锌，0.01-0.02％的硼，氨挥发抑制率在10％以上，磷固定率下降至少20％。

优选地，所述混合氨基酸包括甘氨酸、苏氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、脯氨酸、苯丙氨酸、色氨酸和蛋氨酸中的任两种以上的混合物。

进一步优选地，所述混合氨基酸包括甘氨酸、苏氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、脯氨酸、苯丙氨酸、色氨酸和蛋氨酸中的任三种以上的混合物。

更优选地，所述混合氨基酸为甘氨酸、丙氨酸和亮氨酸溶液的混合，混合比例为重量比1:0.5-0.6:0.2-0.5，所述氨基酸为浓度50-60wt％的溶液。

本发明还提供一种上述肥料增效剂的制备方法，该方法包括以下步骤：

1)将褐煤或风化煤或草炭碎至100-150目；

2)将重量份为1份褐煤或风化煤或草炭和10-30份水、0.1-0.5份氢氧化钠溶液加入反应釜中搅拌均匀；然后加入1-10份混合氨基酸和0.01-0.04份蛋氨酸锌继续搅拌0.5h，在温度为40-50℃的环境中，静置10-24h；

3)将上述混合物分离，浓缩干燥成为所述增效剂，所述增效剂固形物含量≥12％。

优选地，所述混合氨基酸包括甘氨酸、苏氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、脯氨酸、苯丙氨酸、色氨酸和蛋氨酸中的任两种以上的混合物。

优选地，所述混合氨基酸包括甘氨酸、苏氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、脯氨酸、苯丙氨酸、色氨酸和蛋氨酸中的任三种以上的混合物。

进一步优选地，所述混合氨基酸为甘氨酸、丙氨酸和亮氨酸溶液的混合，混合比例为重量比1:0.5-0.6:0.2-0.5，所述氨基酸为浓度50-60wt％的溶液。

优选地，所述步骤1)中将褐煤或风化煤或草炭碎至100-120目。

优选地，所述增效剂的制备方法中，步骤2)中搅拌速率为100-260r/min。

优选地，所述氢氧化钠的浓度为0.2-0.3wt％。

优选地，所述分离选择过滤或离心，所述浓缩干燥选择加热到110-120℃，保持2-4h，浓缩到固形物含量≥19％。过滤优选海宁市正兴特种过滤设备制造有限公司生产的CT桶式板框过滤器；离心分离优选张家港市乐余机电设备厂生产的PQSB平板式全翻盖离心机。

进一步优选地，浓缩到固形物含量为30-65％。

腐植酸是大分子聚合物，含有大量羧基、酚羟基、羰基等活性基团含量为4-10mmol/g，可降低肥料中氨挥发损失，具有一定的缓释性能，能激活生物活性，并可促进作物根系生长，增强光合作用；同时能减缓肥料在土壤中的分解和释放速度。本发明的增效剂结合了腐植酸和氨基酸的作用，使得配合后的增效剂能产生协同作用，既能保持大量元素的缓慢释放和充分利用，也能保证微量元素的稳效和长效。具有增强植物呼吸作用，改善植物氧化还原过程，促进植物的新陈代谢的良好作用。且能促进光合作用和叶绿素的形成，对氧化物活性、酶类活性、种子发芽、营养物质吸收，根系生长发育等生理生化过程均有明显的促进和激活作用。同时具有改良土壤、增进肥效、调节作物生长、提高作物抗逆性和改善作物品质和产量等功能。

具体实施方式

实施例1

1)将褐煤碎至100目；

2)将1kg褐煤和10kg水加入反应釜，搅拌均匀，搅拌速率为150r/min，加入0.2％的氢氧化钠溶液100g继续搅拌；然后加入1kg混合氨基酸和20g蛋氨酸锌搅拌0.5h；所述混合氨基酸为甘氨酸、丙氨酸和亮氨酸溶液的混合，混合比例为重量比1:0.6:0.2，所述氨基酸溶液浓度为50％；

3)将上述混合物过滤2次，过滤器采用海宁市正兴特种过滤设备制造有限公司生产的CT桶式板框过滤器，然后将上清液加热到110℃保持3h，浓缩到固形物含量为12％。

实施例2

1)将风化煤碎至120目；

2)将1kg风化煤和20kg水加入反应釜；搅拌均匀，搅拌速率为100r/min，加入0.3％的氢氧化钠溶液200g继续搅拌；然后加入2kg混合氨基酸和20g蛋氨酸锌搅拌0.5h；所述混合氨基酸为甘氨酸、丙氨酸和亮氨酸溶液的混合，混合比例为重量比1:0.5:0.5；所述氨基酸溶液浓度为60％；

3)将上述混合物过滤2次，过滤器采用海宁市正兴特种过滤设备制造有限公司生产的CT桶式板框过滤器，然后将上清液加热到120℃保持3h，浓缩到固形物含量为30％。

对比例1-2

省略与上述实施例相同部分，不同部分为对比例中不加入氨基酸。

测试例1

将实施例1-2和对比例1-2的增效剂15g分别加入1kg尿素中形成肥料A、B、C和D。

在实验室内配制的性质相同的土壤中分别种植玉米，在常温条件下，进行育苗，每天浇浓度为0.1％的上述肥料水30ml，当玉米长至20cm左右，取出根系用水清洗，采用TTC法(参考文献：张雄，用“TTC”(红四氮唑)测定小麦根和花粉的活力及其应用，《植物生理学通讯》，1982年第3期。)测定育苗的根系活力，测试结果如下。

表1施肥对玉米根系活力(mg/g·h)的影响

施用下述肥料的玉米	根系活力
		尿素	1.108
肥料A	1.896
		肥料B	1.875
肥料C	1.456
		肥料D	1.395

试验结果表明，与不添加增效剂的尿素相比，本发明的增效剂能显著提高苗期玉米的根系活力，比对照提高78％和69％。增效剂中含有氨基酸与不含氨基酸的比较，平均根系活力提高32.3％。

测试例2

在试验田播种玉米测试肥料对玉米产量的影响，试验用空白及不添加增效剂的肥料做对比。施肥方式：将所有样品分别溶于水后分别在玉米的3叶期和9叶期浇灌，每次各一半，重复8次，留取土柱上层30cm为土肥混合层，供试肥料作基肥施入，各玉米土柱均播种5粒玉米种子，待出苗后，定植长势最佳的一棵，株距为40cm，行距为80cm，玉米产量如下表。

表2施肥对玉米产量的影响

如表2所示，与不添加增效剂的肥料及添加剂中不含氨基酸的增效剂相比，添加氨基酸的增效剂的肥料能显著增加玉米的产量。由此可见，腐植酸配合氨基酸能产生协同效应，使得本发明的增效剂具有促进作物根系生长、提高根系活力、可显著增加作物产量，提高肥料利用率、环境友好、补充土壤微量元素等特点。而且其制作工艺简单、原料来源广、易于操作、成本低、适于大量生产。

测试例3

在培养皿之中做磷固定率试验，试验用不添加增效剂的磷酸二铵做对比。试验方法是取样品10克，添加到100克浓度为10wt％的碳酸钙溶液之中，放在培养箱之中25℃培养24小时，采用标准方法检测不同样品的水溶磷含量，结果如下。

表3磷固定率检测

样品	磷固定量(克)	降低磷固定率％
			尿素	5.25
肥料A	2.57	51.0
			肥料B	2.76	47.4
肥料C	3.24	38.2
			肥料D	3.15	40.0

测试例4

在培养皿中做氨挥发抑制率试验，试验用不添加增效剂的复合肥做对比。试验方法是取样品1克，放入含有100克土的特制培养皿中，该培养皿可以吸收氨气，放在培养箱中25℃培养1周，采用检测氮素含量的标准方法检测不同样品的氨挥发抑制率，结果如下。

表4氨挥发抑制率的检测

样品	氨挥发量(毫克)	抑制率％
			尿素	126
肥料A	88	30.0
			肥料B	70	44.4
肥料C	100	20.6
			肥料D	95	24.6

如表3和4所示，添加氨基酸的增效肥料可以明显降低氨挥发抑制率及磷固定率，提高肥料的利用率，减少对环境的污染，由此可见，本发明的含氨基酸的肥料增效剂具有可促进作物根系生长、提高根系活力、可显著增加作物产量，提高肥料利用率、环境友好、补充土壤微量元素等特点。其制作工艺简单、原料来源广、易于操作、成本低等。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (10)

1.一种含氨基酸的肥料增效剂，该增效剂含有10-12％的腐植酸，20-35％的混合氨基酸，0.02-0.04％的锌，0.01-0.02％的硼，氨挥发抑制率在10％以上，磷固定率下降至少20％。

2.一种含氨基酸的肥料增效剂的制备方法，该方法包括以下步骤：

1)将褐煤或风化煤或草炭碎至100-150目；

2)将重量份为1份的褐煤或风化煤或草炭和10-30份水、0.1-0.5份氢氧化钠溶液加入反应釜中搅拌均匀；然后加入1-10份混合氨基酸和0.01-0.04份蛋氨酸锌继续搅拌0.5h，在温度为40-50℃的环境中，静置10-24h；

3)将上述混合物分离，浓缩干燥成为所述增效剂，所述增效剂固形物含量≥12％。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述混合氨基酸包括甘氨酸、苏氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、脯氨酸、苯丙氨酸、色氨酸和蛋氨酸中的任两种以上的混合物。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述混合氨基酸包括甘氨酸、苏氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、脯氨酸、苯丙氨酸、色氨酸和蛋氨酸中的任三种以上的混合物。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述混合氨基酸为甘氨酸、丙氨酸和亮氨酸溶液的混合，混合比例为重量比1:0.5-0.6:0.2-0.5，所述氨基酸为浓度50-60wt％的溶液。

6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中将褐煤或风化煤或草炭碎至100-120目。

7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述增效剂的制备方法中，步骤2)中搅拌速率为100-260r/min。

8.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述氢氧化钠的浓度为0.2-0.3wt％。

9.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述分离选择过滤或离心，所述浓缩干燥选择加热到110-120℃，保持2-4h，浓缩到固形物含量≥19％。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，浓缩到固形物含量为30-65％。