CN107129368A - 一种肥料增效剂及其制备方法与应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种肥料增效剂及其制备方法与应用，该肥料增效剂包括植物生长调节剂、聚天冬氨酸和聚丙烯酰胺；所述植物生长调节剂是增产胺或增产胺盐与调吡脲磺酸盐按质量比(1‑30):1的组合，聚天冬氨酸和聚丙烯酰胺的质量比为1:(2‑6)，植物生长调节剂和聚丙烯酰胺的质量比为1:(1‑15)。本发明通过四种增效成分的协同作用，可有效提高肥料利用率，显著增加作物产量；本发明制备方法简单，所用原料较少，成本较低，能够有效达到减肥减本的效果。

Description

一种肥料增效剂及其制备方法与应用

技术领域

本发明涉及一种肥料增效剂及其制备方法与应用，属于肥料技术领域。

背景技术

我国以占世界9％的耕地用去了世界化肥消费总量的35％，农作物亩均化肥用量是世界平均水平的2.7倍，而化肥平均利用率仅33％左右。化肥增施带来了诸多问题：化肥利用率低、资源浪费；环境污染、影响人类生存环境；不合理施肥，引起农产品品质下降，从而危害人类健康。在国际上，欧盟、美国等发达国家和地区已完成肥料减施，减施后肥料用量大幅降低，而粮食产量保持稳定。2015年3月，我国农业部启动实施化肥使用量零增长行动，努力在2020年达到化肥减施而不减产的预期目标。为了顺应国家对提高肥料利用率、发展现代农业的要求，肥料增效剂的开发越来越受到世界各国农业科研工作者的重视。施用合适的肥料增效剂可有效提高肥料的利用率，是实现减肥、增效的重要途径之一。

目前，现有技术公开的肥料增效剂普遍存在成本高、肥料利用率增幅小的局限。肥料增效剂的类型不同，其作用机理及解决的问题也各不相同。中国专利文献CN104086289A公开了一种氮肥高分子复合增效剂，该增效剂原料组成如下：聚丙烯酰胺-无机矿物复合型高分子、聚丙烯酸盐高分子材料和淀粉-聚丙烯酸盐性高分子材料、沸石、腐植酸钾、聚天冬氨酸盐、壳聚糖、非离子型聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钾、聚硅酸钾。该增效剂能够快速吸收水分，促进氮的有效利用，但所用原料较多，成本较高。中国专利文献CN104211492A公开了一种增效复合肥料，包括以下重量份的原料：增效剂、生物制剂、硫酸钙、硅酸钠、复混肥，生物制剂由固氮菌、解磷细菌、解钾细菌、光合细菌、放线菌及酵母菌、芽孢杆菌组成。该发明是将增效剂应用于肥料制备中，所得产品是一种增效复合肥料。该发明中的增效剂由腐植酸钾、聚天冬氨酸盐、壳聚糖、非离子型聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钾、聚硅酸钾组成；所用的原料多，成本较高，不能够很好的满足减施减本的要求，另外，以上专利文件为代表的增效剂普遍存在缺少对植物的生长发育有调节作用的组分，也没有关注光合效率对于肥效的影响，因此其增效作用受到一定限制。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，本发明提供一种促进根的吸收能力、提高植物光合效率的肥料增效剂，并可有效提高肥料利用率。且原料组成简单，主要由四种组分配制。

本发明还提供一种肥料增效剂的制备方法及其应用。本发明制备方法简单，成本较低，便于应用。

术语说明：

增产胺：增产胺的化学名称为：2-(3,4-二氯苯氧基)三乙胺，英文缩写：DCPTA。

调吡脲磺酸盐具有如下结构通式：

其中，M为K、Na或NH₄。

本发明的技术方案如下：

一种肥料增效剂，包括植物生长调节剂、聚天冬氨酸和聚丙烯酰胺；所述植物生长调节剂是增产胺或增产胺盐与调吡脲磺酸盐按质量比(1-30):1的组合。

根据本发明优选的，所述聚天冬氨酸和聚丙烯酰胺的质量比为1:(2-6)；所述植物生长调节剂和聚丙烯酰胺的质量比为1:(1-15)。

根据本发明优选的，所述增产胺盐为增产胺柠檬酸盐或增产胺盐酸盐。

根据本发明优选的，所述调吡脲磺酸盐为调吡脲磺酸钠、调吡脲磺酸钾或调吡脲磺酸铵。

根据本发明，所述增产胺或增产胺的盐可市购获得或按现有技术制备得到；所述调吡脲磺酸盐可市购或按现有技术制备得到。优选的，调吡脲磺酸盐的制备方法如下：将调吡脲加入四氯甲烷中，得调吡脲溶液；室温搅拌下加入氯磺酸和四氯甲烷组成的溶液，室温反应4h，得反应液；用质量浓度为25％的碱溶液将反应液中和至pH为7；经除去溶剂，抽滤、烘干，得白色固体；经异丙醇加热溶解，滤出不溶物，然后经冷却，抽滤，洗涤，烘干，得调吡脲磺酸盐。所述调吡脲溶液中调吡脲的浓度为0.5-2mol/L,所述氯磺酸和四氯甲烷组成的溶液中氯磺酸的浓度为2-4mol/L；所述调吡脲和氯磺酸的摩尔比为1:1-2；所述碱溶液为NaOH或KOH的水溶液或氨水。

根据本发明，一种优选的方案，所述肥料增效剂包括以下质量份的原料组成：

植物生长调节剂2.2-8份，聚天冬氨酸10-30份，聚丙烯酰胺20-60份；

所述植物生长调节剂的质量份组成为：增产胺2-6份，调吡脲磺酸盐0.2-2份。

优选的，所述肥料增效剂包括以下质量份的原料组成：

植物生长调节剂5-8份，聚天冬氨酸20-30份，聚丙烯酰胺40-60份；

所述植物生长调节剂的质量份组成为：增产胺4-6份，调吡脲磺酸盐1-2份。

根据本发明优选的，所述聚天冬氨酸的粘均分子量为5000-6000。

根据本发明优选的，所述聚丙烯酰胺的粘均分子量为300-350万。

上述肥料增效剂的制备方法，包括步骤如下：

将植物生长调节剂、聚天冬氨酸、聚丙烯酰胺室温混合均匀，经粉碎、过10-150目筛，得肥料增效剂。

优选的在制备方法中，经粉碎后，过20-100目筛。

根据本发明，一种肥料增效剂的应用，用于与肥料配合施用；或者，作为原料之一用于制备增效复合肥料。

根据本发明优选的，所述肥料增效剂与肥料配合使用应用于作物，肥料增效剂的质量为肥料干物质质量的0.2-2％。

本发明的技术特点和有益效果如下：

1、本发明采用增产胺与调吡脲磺酸盐组合作为植物生长调节剂，其中增产胺通过植物的根、茎、叶吸收后，在植物中直接作用于细胞核，增强酶的活性，使植物的光合效率大大提高，并导致增加植物的浆液、油以及类脂肪的含量，使作物增产增收，其无毒害、无污染、无残留、可显著提高化肥利用率。调吡脲磺酸盐是人工合成的不溶物调吡脲的衍生物，能加强细胞分裂，增加细胞数量，加速蛋白质的合成，促进器官形成。

2、本发明制备的肥料增效剂与肥料配合使用，具有多方面的有益效果。首先通过实验发现添加粘均分子量为300-350万的聚丙烯酰胺可以有效增加土壤的团粒结构和土壤的保水性能，改善土壤条件，保证作物根的良好生长，其可以增加土壤中的水分含量，使得增产胺和调吡脲磺酸盐更易随着水分被根部吸收；此后通过添加粘均分子量为5000-6000的聚天冬氨酸，可以有效络合肥料中的氮、磷、钾和微量元素，从而增加根部对养分的吸收，减少养分流失；而聚丙烯酰胺和聚天冬氨酸的配伍使用，能够增强彼此的改土保水和络合作用，从而增加根的吸收能力；另外，根部吸收增产胺和调吡脲磺酸盐后可显著增强植株叶片的光合强度，同时增强了酶的活性，提高叶绿素含量，反过来促进根系的成长，进一步促进作物对肥料的有效吸收。通过四种增效成分的协同作用，可有效提高肥料利用率，显著增加作物产量。

3.本发明制备方法简单，所用原料较少，成本较低，能够很好地实现国家十三五农业科技规划对于农业生产施肥减量减本的要求。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明，但不限于此。

同时下述实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。

实施例中，增产胺柠檬酸盐和增产胺盐酸盐均为市售产品，郑州郑氏化工产品有限公司有售；聚天冬氨酸为市售产品，金正大生态工程股份有限公司有售；聚丙烯酰胺为市售产品，聊城市长龙化工原料有限公司有售；

实施例中，调吡脲磺酸钾盐的制备方法如下：将24.7g调吡脲加入200mL四氯甲烷中，室温搅拌下加入17.48g氯磺酸和38mL四氯甲烷组成的溶液，室温反应4h，得反应液；用质量浓度为25％的KOH水溶液将反应液中和至pH为7；旋蒸除去溶剂，抽滤、烘干，得白色固体；将所得固体用250mL异丙醇加热溶解，趁热滤出不溶物(无机盐)；滤液自然冷却至室温，抽滤，滤饼用异丙醇洗涤，抽滤，烘干，得调吡脲磺酸钾盐。

实施例1

一种肥料增效剂，包括以下重量份的原料组成：

增产胺柠檬酸盐4份，调吡脲磺酸钾盐1份，聚天冬氨酸20份，聚丙烯酰胺40份；所述聚天冬氨酸粘均分子量为5000，聚丙烯酰胺粘均分子量为300万。

上述肥料增效剂的制备方法，包括步骤如下：将增产胺柠檬酸盐4份，调吡脲磺酸钾盐1份，聚天冬氨酸20份，聚丙烯酰胺40份室温混合均匀，经粉碎、过50目筛，得肥料增效剂。

实施例2

一种肥料增效剂，包括以下重量份的原料组成：

增产胺柠檬酸盐2份，调吡脲磺酸钾盐0.2份，聚天冬氨酸10份，聚丙烯酰胺20份；所述聚天冬氨酸粘均分子量为5500，聚丙烯酰胺粘均分子量为330万。

上述肥料增效剂的制备方法，包括步骤如下：将增产胺柠檬酸盐2份，调吡脲磺酸钾盐0.2份，聚天冬氨酸10份，聚丙烯酰胺20份室温混合均匀，经粉碎、过50目筛，得肥料增效剂。

实施例3

一种肥料增效剂，包括以下重量份的原料组成：

增产胺盐酸盐6份，调吡脲磺酸钾盐2份，聚天冬氨酸30份，聚丙烯酰胺60份；所述聚天冬氨酸粘均分子量为6000，聚丙烯酰胺粘均分子量为350万。

上述肥料增效剂的制备方法，包括步骤如下：将增产胺盐酸盐6份，调吡脲磺酸钾盐2份，聚天冬氨酸30份，聚丙烯酰胺60份室温混合均匀，经粉碎、过50目筛，得肥料增效剂。

对比例1

与实施例3不同的是：不加入聚天冬氨酸和聚丙烯酰胺；

其它原料及制备步骤与实施例3一致。

对比例2

与实施例3不同的是：不加入增产胺盐酸盐和调吡脲磺酸钾盐；

其它原料及制备步骤与实施例3一致。

对比例3

与实施例2不同的是：所加入的聚丙烯酰胺粘均分子量为400万。

其它原料及制备步骤与实施例3一致。

对比例4

与实施例3不同的是：不加入增产胺盐酸盐；

其它原料及制备步骤与实施例3一致。

对比例5

与实施例3不同的是：不加入调吡脲磺酸钾盐；

其它原料及制备步骤与实施例3一致。

对比例6

与实施例3不同的是：不加入聚天冬氨酸；

其它原料及制备步骤与实施例3一致。

对比例7

与实施例3不同的是：不加入聚丙烯酰胺；

其它原料及制备步骤与实施例3一致。

试验例1

实施例1-3以及对比例1-7制备的肥料增效剂在草莓作物上的应用效果验证：

1.试验地点：莒南县大店镇。

2.试验田：大田拱棚，共选择11块拱棚试验田，每块试验田1亩。

3.施用方式及用量：冲施；草莓定值后，每隔25天，每亩分别冲施金正大金天丰水溶肥20-20-20 5Kg和50g上述增效剂，共冲施4次；坐果后每隔10天，每亩分别再冲施金正大新农道水溶肥16-8-34 5Kg和50g上述增效剂，共冲施5次，8个半月后收获。

4.试验处理：试验共设11个处理，CK单独施用金正大金天丰水溶肥20-20-20和金正大新农道水溶肥16-8-34；其它处理是在金正大金天丰水溶肥20-20-20和金正大新农道水溶肥16-8-34的基础上分别增加实施例1-3以及对比例1-7制备的增效剂，其中，1#施用实施例1制备的增效剂；2#施用实施例2制备的增效剂；3#施用实施例3制备的增效剂；4#施用对比例1制备的增效剂；5#施用对比例2制备的增效剂；6#施用对比例3制备的增效剂；7#施用对比例4制备的增效剂；8#施用对比例5制备的增效剂；9#施用对比例6制备的增效剂；10#施用对比例7制备的增效剂。

5.试验结果及分析：

增效剂对草莓产量的影响见表1。

表1不同实验处理对草莓产量的影响

表1的结果表明：与普通水溶肥相比，添加了实施例1-3制备的肥料增效剂对草莓产量均具有促进作用，其增产效果分别比单独水溶肥CK增加20.6％，18.2％，22.4％。而从6#可以看出，施用对比例3制备的增效剂增产率比实施例2低2.2％，说明聚丙烯酰胺过高的分子量会降低增效剂增产的效果，反而使土壤条件不利于作物根的良好生长；从4#，9#,10#可以看出，聚天冬氨酸和聚丙烯酰胺对作物均具有增产作用，二者协同作用增产效果更佳；从5#，7#，8#可以看出，增产胺盐和调吡脲磺酸盐对作物均具有提质增产的效果，但两者协同作用效果更佳。总之，从4#，5#，7#，8#，9#，10#可以看出，施用对比例1，2，4，5，6，7制备的增效剂均可起到增产作用，但其增产效果明显低于本发明实施例1-3制备的增效剂，说明本发明增效成分复配后起到了协同增效的效果，显著提高了肥料利用率，达到显著增产的效果；

试验例2

实施例1-3以及对比例1-2制备的肥料增效剂在西葫芦上的应用效果验证：

1.试验地点：莒南县坊前镇。

2.试验田：选择6块试验田，每块试验田2.0m×5.0m。

3.施用方式及用量：每块实验处理的实验田，定植后，沟施金正大(沃夫特)15-15-15普通复合肥0.5Kg，并分别加施7.5g的实施例1-3及对比例1-2制备的增效剂；果期追施1次15-15-15复合肥0.5Kg及7.5g上述增效剂，2个月后收获。

4.试验处理：试验共设5个处理，CK单独施用金正大(沃夫特)15-15-15普通复合肥；其它处理是在金正大(沃夫特)15-15-15普通复合肥的基础上分别增加实施例1-3以及对比例1-2制备的增效剂，其中，1#施用实施例1制备的增效剂；2#施用实施例2制备的增效剂；3#施用实施例3制备的增效剂；4#施用对比例1制备的增效剂；5#施用对比例2制备的增效剂。

5.试验结果及分析：

使用增效剂对西葫芦产量的影响见表2.

表2施用增效剂对西葫芦产量的影响

表2的结果表明：与普通15-15-15复合肥相比，添加了实施例1-3制备的肥料增效剂对西葫芦产量均具有促进作用，其增产效果分别比单独15-15-15复合肥CK增加10.99％，9.61％，12.15％。另外从4#-5#可以看出，施用对比例1-2制备的增效剂也可起到增产作用，说明增产胺盐、调吡脲磺酸钾盐、聚天冬氨酸和聚丙烯酰胺对作物均具有增产作用，但其增产效果明显低于本发明实施例1-3制备的增效剂，说明本发明四种增效成分复配后起到了协同增效的效果，显著提高了肥料利用率，达到显著增产的效果。

Claims (10)

1.一种肥料增效剂，其特征在于，包括植物生长调节剂、聚天冬氨酸和聚丙烯酰胺；所述植物生长调节剂是增产胺或增产胺盐与调吡脲磺酸盐按质量比(1-30):1的组合。

2.根据权利要求1所述的肥料增效剂，其特征在于，所述聚天冬氨酸和聚丙烯酰胺的质量比为1:(2-6)；所述植物生长调节剂和聚丙烯酰胺的质量比为1:(1-15)。

3.根据权利要求1所述的肥料增效剂，其特征在于，所述增产胺盐为增产胺柠檬酸盐或增产胺盐酸盐。

4.根据权利要求1所述的肥料增效剂，其特征在于，所述调吡脲磺酸盐为调吡脲磺酸钠、调吡脲磺酸钾或调吡脲磺酸铵。

5.根据权利要求1所述的肥料增效剂，其特征在于，所述肥料增效剂包括以下质量份的原料组成：

植物生长调节剂2.2-8份，聚天冬氨酸10-30份，聚丙烯酰胺20-60份；

所述植物生长调节剂的质量份组成为：增产胺2-6份，调吡脲磺酸盐0.2-2份。

6.根据权利要求5所述的肥料增效剂，其特征在于，所述肥料增效剂包括以下重量份的原料组成：

植物生长调节剂5-8份，聚天冬氨酸20-30份，聚丙烯酰胺40-60份；

所述植物生长调节剂的质量份组成为：增产胺4-6份，调吡脲磺酸盐1-2份。

7.根据权利要求1所述的肥料增效剂，其特征在于，所述聚天冬氨酸的粘均分子量为5000-6000。

8.根据权利要求1所述的肥料增效剂，其特征在于，所述聚丙烯酰胺的粘均分子量为300-350万。

9.如权利要求1-8任一项所述的肥料增效剂的制备方法，包括步骤如下：将植物生长调节剂，聚天冬氨酸，聚丙烯酰胺室温混合均匀，经粉碎、过10-150目筛，得肥料增效剂。

10.如权利要求1-8任一项所述的肥料增效剂的应用，用于与肥料配合施用；或者，作为原料之一用于制备增效复合肥料；

优选的，所述肥料增效剂与肥料配合使用应用于作物，肥料增效剂的质量为肥料干物质质量的0.2-2％。