CN107641045A - 一种含聚谷氨酸和黄腐酸钾的复合增效剂及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含聚谷氨酸和黄腐酸钾的复合增效剂，它包括聚谷氨酸和黄腐酸钾，其中，聚谷氨酸和黄腐酸钾的重量比为1：0.001～0.5。本发明还公开了上述含聚谷氨酸和黄腐酸钾的复合增效剂的应用。使用本发明的复合型肥料增效剂制备的增效肥料，有效的促进作物的生长发育，提高粮食作物、叶菜和瓜果经济类作物的产量，并显著提高肥料的利用率。
Description
技术领域
本发明涉及一种含聚谷氨酸和黄腐酸钾的复合型肥料增效剂及其应用，属于生物制剂技术领域。
背景技术
我国是化肥使用大国，化肥年用量高达5000万吨(折纯氮磷钾)以上，为农业发展和粮食增产做出了突出贡献。但是当季氮肥利用率仅为35％，肥料利用率偏低一直是中国农业施肥中存在的问题。大量肥料的流失，不仅造成巨大的经济损失，而且还会造成严重的环境污染。因此，为适应发展现代农业的要求，克服资源环境约束的瓶颈，在保证粮食产量的前提下减少化肥投入、提高肥料利用率、保护环境是农业面临的一项迫切任务。近些年，在肥料增效剂方面的研究逐渐增多，但这些研究主要是在化学抑制剂的研究和应用上，天然物质在肥料增效剂上的研究较少。
聚谷氨酸是一种微生物发酵产物，是以α-胺基和γ-羧基之间经酰胺键结合所构成的同型聚酰胺，因其含有大量的COO-基团，可与氮肥中的NH4 +，磷肥中的PO4 3+，钾肥中的K+，元素肥料中的Ca2+、Mg2+键合，形成稳定的谷氨酸盐水溶液，缓慢的为植物提供营养。黄腐酸钾是一种多价酚型芳香族化合物与氮化合物的缩聚物，是纯天然发酵产物，外观为棕褐色粉末，香甜气味。它可以避免作物因缺少元素而造成的各种生理性病害的发生，使作物株型更旺盛叶色更浓绿，抗倒伏能力更强。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种含聚谷氨酸和黄腐酸钾的复合型肥料增效剂。
本发明还要解决的技术问题是提供上述复合型肥料增效剂的制备方法。
本发明最后要解决的技术问题是提供上述复合型肥料增效剂在肥料中的添加工艺及在农业种植中的应用。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种含聚谷氨酸和黄腐酸钾的复合增效剂，它包括聚谷氨酸和黄腐酸钾，其中，聚谷氨酸和黄腐酸钾的重量比为1：0.001～0.5。
其中，所述的聚谷氨酸为聚谷氨酸及其盐的纯品、或聚谷氨酸发酵液、或聚谷氨酸发酵液干燥物。聚谷氨酸盐纯品包括螯合了Na、K、Ca、Mn、Cu、Zn、Fe等一种或多种元素的聚谷氨酸盐。
其中，所述的黄腐酸钾为市售黄腐酸钾粉，黄腐酸钾含量≥30wt％。
聚谷氨酸的添加量以上述中所含的聚谷氨酸和黄腐酸钾计算。
上述聚谷氨酸和黄腐酸钾的相关产品均可从市场购买或者按照现有技术制备。
其中，所述的复合增效剂中添加辅料，所述的辅料为糖蜜粉、酵母粉、白云石、膨润土和钾长石粉中的任意一种或几种的混合物，所述的辅料的重量占复合增效剂总重量的6％-40％。黄腐酸钾及辅料的添加能显著地掩盖住聚谷氨酸发酵液特有的刺鼻气味，使该复合型肥料增效剂的气味不明显或有轻微焦糖香味。
本发明所述的复合型肥料增效剂可以为膏状、水状或粉状。
上述含聚谷氨酸和黄腐酸钾的复合增效剂作为肥料添加剂中的应用也在本发明的保护范围之内。
其中，所述的复合增效剂添加至市售常规氮肥、钾肥、磷肥、复合肥或有机肥中，制备出增效肥料。
其中，所述的复合增效剂在肥料中的添加量为0.05-5wt％。
具体制备方法一：在肥料制备工艺中，将所述的复合增效剂包膜在肥料表面，制成包膜肥。
具体制备方法二：在肥料制备工艺中，将所述的复合增效剂直接混进肥料熔融液中，通过高塔造粒或滚筒造粒制成添加肥。
具体制备方法三：将所述的复合增效剂与成品肥料混合制成掺混肥。
将所述的复合增效剂添加至普通肥料中，可显著提高肥料的利用率，施用(实施方式包括实施方式为水培、叶面喷施、灌根、或穴施)后能显著提高粮食作物、蔬菜类作物或瓜果类作物的产量。
有益效果：本发明与现有技术相比具有以下优势：
1.黄腐酸钾是一种纯天然矿物质活性钾元素肥，具有活化板结土壤，促进各种瓜果蔬菜和大田农作物的生理代谢，促进根系发达、茎叶繁茂的作用，还具有使瓜果蔬菜类延长保鲜期及采摘期，预防落花、落果，增加果品的含糖量，改善果品品质。其平均分子量为1kDa左右，分子量小使得其对植物细胞膜极具通透性，从而可以将光合作用所合成的碳水化合物、蛋白质、糖分等营养物质向果实部位输送，改善品质，提高产量。
2.聚谷氨酸含有大量的COO-基团，可与氮肥中的NH4 +，磷肥中的PO4 3+，钾肥中的K+，元素肥料中的Ca2+、Mg2+、Zn2+键合，形成稳定的谷氨酸盐水溶液，可以为作物提供更全面、更均衡的营养。
3.在含有聚谷氨酸的复合型肥料增效剂中添加黄腐酸钾，不仅可以调节增效剂的气味，与聚谷氨酸混合后还可以增加增效剂的增效效果，并且还可以调节增效剂的色泽，通过不同的黄腐酸钾添加量来调节色泽。聚谷氨酸与黄腐酸钾配合使用，可有效的促进作物的生长发育，提高肥料的利用率。
4.本发明的含聚谷氨酸和黄腐酸钾的复合型肥料增效剂，可以明显提高小麦、水稻等粮食作物，油菜、黄瓜、葡萄、秋茶等经济作物的产量30％-60％。在保证作物不减产的情况下，可以减少施用10％-30％的肥料。还可以明显提高粮食作物籽粒中蛋白、淀粉的含量和瓜果类作物中Vc含量，降低亚硝酸盐的含量，提高瓜果类作物中各种糖分的含量，改变茶叶中风味物质含量，提高作物品质。同时也提高了植物抗氧化酶及抗逆相关基因的表达量，增强了植物的抗逆能力，从而促进植物的生长。
5.本发明所述的含聚谷氨酸和黄腐酸钾的复合型肥料增效剂，其所有组分均为生物法制备，无毒性，可降解，符合环境友好型的特点。
具体实施方案
根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的内容仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。
实施例1：
按照如下方法制备本发明的含聚谷氨酸和黄腐酸钾的复合型肥料增效剂：
所用聚谷氨酸为含聚谷氨酸的可湿性粉剂，是由聚谷氨酸发酵液经干燥制备得到的，其中聚谷氨酸含量为30％，分子量为700kDa；所用黄腐酸钾为市售黄腐酸钾粉，其中黄腐酸钾含量≥50％
将聚谷氨酸粉、黄腐酸钾粉和辅料(由糖蜜粉和白云石按1：1混合而成)成分按重量比1：0.2：0.4，配制成本发明所述含聚谷氨酸和黄腐酸钾的复合型肥料增效剂。
实施例2：
按照如下步骤制备本发明的含聚谷氨酸和黄腐酸钾的复合型肥料增效剂的包膜肥。
将熔融的尿素(140-145℃)与预热后(预热温度为60-70℃)的磷酸铵、氯化钾、辅料(膨润土)按照预先设定的重量比例25.4:33.3:25:16.3于混合槽中混合，待混合物反应生成流动性良好的肥料浆后，通过旋转式差动喷头喷入造粒塔，此时将复合型增效剂(参照实施例1)溶于水混匀后雾化后喷入造粒塔，雾化液喷出的方向与肥料降落的方向垂直，待肥料颗粒在空气中冷却固化成颗粒后，该复合型肥料增效剂在肥料颗粒表面形成一层包膜，该复合型肥料增效剂的总添加量为肥料颗粒质量的1‰，然后将肥料颗粒运输进冷却塔进一步冷却，冷却完成后成品颗粒经筛选后进入包膜机，喷洒防结块剂进行防结块处理后即得到所述含聚谷氨酸和黄腐酸钾的包膜肥。
实施例3：
按照如下步骤制备本发明的含聚谷氨酸和黄腐酸钾的复合型肥料增效剂的添加肥。
将熔融的尿素(130-140℃)与预热后(预热温度为60-70℃)的磷酸铵、氯化钾、辅料(膨润土)以及复合型肥料增效剂(参照实施例1)按照重量份数比25.4:33.3:25:16.3:0.1于混合槽中混合，待混合物反应生成流动性良好的肥料浆后，通过旋转式差动喷头喷入造粒塔，在空气中冷却固化成颗粒，然后输送进冷却塔进一步冷却后即得到所述含聚谷氨酸和黄腐酸钾的复合型肥料增效剂的添加肥。
实施例4：
按照如下步骤制备本发明的含聚谷氨酸和黄腐酸钾的复合型肥料增效剂的掺混肥。
将生产的成品复合肥(原料为尿素，磷酸铵，氯化钾，N-P-K＝15-15-15)余复合型增效剂(参照实施例1)按1000:1的比例搅拌混合，制成增效掺混肥。
实施例5：复合型肥料增效剂添加肥具有更优的效果。
以水稻为实验对象进行小区试验，试验设4个处理，每个处理3次重复，具体试验处理如表1。各处理均作为基肥施用，复合肥用量为450kg/hm2。
表1水稻试验设计
表2各处理对水稻的产量及其构成因素的影响
注：数值表示为平均值±标准差，同列数据后不同小写字母表示差异显著(P<0.05)
由表2可知，由本专利复合增效剂制备的包膜肥、添加肥、掺混肥均能提高水稻有效穗数、千粒重和水稻产量，与仅施普通肥料对比，分别增产18.3％、25.5％和14.5％。当施用添加肥时，可以显著提高水稻产量25.5％。这说明本专利复合型肥料增效剂可以有效提高水稻产量，并且其添加肥比其他两种方法制备得到的肥料增产效果还要显著。实施例6：添加肥显著提高肥料利用率。
以玉米为实验对象，进行小区玉米试验。试验设计了3个处理，处理1为不施肥，处理2为施用普通复合肥，处理3为复合型增效剂添加肥(参照实施例3)。所施加的肥料为1050kg/hm2。
通过对比玉米收获后植株氮、磷、钾的吸收量与播种前氮肥、磷肥、钾肥的施入量，计算本发明中复合型肥料增效剂对肥料的利用率，试验结果如下：
表3复合型肥料增效剂对肥料利用率的影响
由表6可知，本发明中添加肥与普通复合肥相比，对玉米N、P、K的利用率分别提高了41.1％、37.8％、26.5％。因此本发明中添加肥能显著促进粮食作物增产，提高肥料利用率。
Claims (10)
1.一种含聚谷氨酸和黄腐酸钾的复合增效剂，其特征在于，它包括聚谷氨酸和黄腐酸钾，其中，聚谷氨酸和黄腐酸钾的重量比为1：0.001～0.5。
2.根据权利要求1所述的含聚谷氨酸和黄腐酸钾的复合增效剂，其特征在于，所述的聚谷氨酸为聚谷氨酸及其盐的纯品、或聚谷氨酸发酵液、或聚谷氨酸发酵液干燥物。
3.根据权利要求1所述的含聚谷氨酸和黄腐酸钾的复合增效剂，其特征在于，所述的黄腐酸钾为市售黄腐酸钾粉，黄腐酸钾含量≥30wt％。
4.根据权利要求1所述的含聚谷氨酸和黄腐酸钾的复合增效剂，其特征在于，所述的复合增效剂中添加辅料，所述的辅料为糖蜜粉、酵母粉、白云石、膨润土和钾长石粉中的任意一种或几种的混合物，所述的辅料的重量占复合增效剂总重量的6％-40％。
5.权利要求1所述的含聚谷氨酸和黄腐酸钾的复合增效剂作为肥料添加剂中的应用。
6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述的复合增效剂添加至市售常规氮肥、钾肥、磷肥、复合肥或有机肥中，制备出增效肥料。
7.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述的复合增效剂在肥料中的添加量为0.05-5wt％。
8.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，制备方法为：在肥料制备工艺中，将所述的复合增效剂包膜在肥料表面，制成包膜肥。
9.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，制备方法为：在肥料制备工艺中，将所述的复合增效剂直接混进肥料熔融液中，通过高塔造粒或滚筒造粒制成添加肥。
10.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，制备方法为：将所述的复合增效剂与成品肥料混合制成掺混肥。
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