CN107793219A

CN107793219A - 一种有机微量元素水溶肥及其制备方法

Info

Publication number: CN107793219A
Application number: CN201711030865.2A
Authority: CN
Inventors: 阎应广; 张鹏程; 张军
Original assignee: Chengdu Cloud Picture Cmi Holdings Ltd
Current assignee: Chengdu Cloud Picture Cmi Holdings Ltd
Priority date: 2017-10-30
Filing date: 2017-10-30
Publication date: 2018-03-13

Abstract

本发明公开了一种有机微量元素水溶肥及其制备方法，属于肥料技术领域。该肥料是由尿素、硫酸钾、磷酸一铵、磷酸二铵、硫酸锌、硅酸钠、亚硒酸钠、发酵冻干粉、螯合剂、增效剂、防结块剂按照一定重量配比制成。该水溶肥富含有机质和多种微量元素，养分充足，完全满足农作物的养分需求，尤其对紫薯增产效果显著。本发明肥料中采用特有配方制成的防结块剂、增效剂和螯合剂，协同作用，各养分间无任何拮抗作用，实现紫薯所需的多种营养元素平衡补充，肥料可快速溶解，促进植物对养分的均衡吸收。

Description

一种有机微量元素水溶肥及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种水溶肥，具体的说是一种有机微量元素水溶肥及其制备方法。

背景技术

众所周知，在我国农业生产中面临资源、环境压力越来越大，尤其是化肥资源的大量消耗，给农业可持续发展带来了严重威胁。因此，转变化肥企业的发展方式，提高肥料资源利用率，确保化肥减量增效，绿色环保，促使农业生产由过度依赖资源消耗，向追求生态、环保和可持续发展的要求转变是复肥行业迫切需要解决的共性问题。目前大量使用的复合肥普遍养分固定，水溶性较差，肥效低，且肥效持续时间短，造成了肥料的大量浪费，引起了江河、胡泊水系和土地的面源污染，且长期大量使用化肥，造成了一定程度的土壤板结、贫瘠和退化。

水溶性肥料是一种能够完全溶解于水的多元素复合型肥料，相对于传统的过磷酸钙、造粒复合肥等非全水溶肥料和缓释品种，由于其具有速溶、吸收率高、见效快、无残渣、施用方便等显著优点，得到了迅猛的发展。目前，我国以化肥为主原料的水溶肥，对土地的伤害和植物生长中后期因有机营养元素缺乏所造成的病害，是农业减产的主要原因，而且也不符合绿色食品、有机食品健康环保的要求。此外，农作物的生长不仅仅需求氮、磷、钾三元素，同时还需求钙、镁、硫、铁、锌、锰、铜、硼、钼和氯等不可缺少的微量元素，它们与氮、磷、钾三元素具有同等重要性和不可替代性，如果土壤中一旦缺失会严重影响农作物的产量和品质。微量元素可提高农作物产量，但微量元素中有阴离子和阳离子，阴阳离子间存在的相互拮抗作用，以及土壤 pH值和其他杂质离子的干扰，严重阻碍了作物对微量元素的吸收，而这些微量元素通过络合后则能够显著增加其吸收率，可达到根部施肥吸收的几十倍，因此使用适当络合剂可以显著提高微量元素利用率。虽然水溶肥有诸多优点，但也存在营养不全面、针对性不强、养分利用率低、溶解速度慢等缺点，这大大限制了水溶性肥料的田间应用。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种有机微量元素水溶肥。该水溶肥富含有机质和多种微量元素，养分充足，完全满足农作物的养分需求，尤其对紫薯增产效果显著。本发明肥料中采用特有配方制成的防结块剂、增效剂和螯合剂，协同作用，各养分间无任何拮抗作用，实现紫薯所需的多种营养元素平衡补充，肥料可快速溶解，促进植物对养分的均衡吸收。

本发明采用以下技术方案：

一种有机微量元素水溶肥，它是由以下重量份的原料制成：尿素40-60份、硫酸钾10-20份、磷酸一铵10-20份、磷酸二铵1-10份、硫酸锌5-10份、硅酸钠1-10份、亚硒酸钠1-5份、发酵冻干粉20-40份、螯合剂3-8份、增效剂1-5份、防结块剂1-5份；

所述螯合剂为氨三乙酸与丙烯酸-N-异丙基丙烯酰胺共聚物按照3：5的重量比制成；

所述防结块剂为短梗霉多糖-聚谷氨酸交联聚合物与甲基萘磺酸钠按照2：1的重量比制成；

所述增效剂为聚丙烯酸-聚谷氨酸嵌段共聚物和氨基酸粉按照1：20的重量比制成。

所述发酵冻干粉是将牡蛎粉、榛子粕按照3：1的重量比混合后加入发酵罐中，然后再加入占总重0.2-0.5%复合微生物菌剂，最后加入适量水保持含水量在80%-85%，保持发酵罐中心温度在60-65℃连续发酵20天后，过滤取滤液冷冻干燥得到发酵冻干粉。

所述复合微生物菌剂是由硅酸盐细菌粉、哈茨木霉菌粉和地衣芽孢杆菌粉按照1：2：1的重量比组成。

所述短梗霉多糖-聚谷氨酸交联聚合物是由以下方法制备得到的：将短梗霉多糖溶液以5滴/s的速度滴加到聚谷氨酸溶液中，30℃条件下搅拌反应2h，无水乙醇沉淀混合液，真空抽滤收集沉淀，将沉淀用去离子水溶解，置于透析袋中透析2h，将透析保留液冷冻干燥，得短梗霉多糖-聚谷氨酸交联聚合物；所述聚谷氨酸溶液和短梗霉多糖溶液的质量比为1：1；所述短梗霉多糖溶液的浓度为5mg/ml，pH为4.5；所述聚谷氨酸溶液的浓度为50mg/ml，pH为4.3。

所述聚丙烯酸-聚谷氨酸嵌段共聚物是由L-谷氨酸-N-羧酸酐和聚丙烯酸卞酯反应后并在常压下用HBr还原得到。

优选的，所述的有机微量元素水溶肥，它是由以下重量份的原料制成：尿素50份、硫酸钾15份、磷酸一铵15份、磷酸二铵5份、硫酸锌8份、硅酸钠5份、亚硒酸钠3份、发酵冻干粉30份、螯合剂5份、增效剂3份、防结块剂3份。

一种有机微量元素水溶肥的制备方法，它包括以下步骤：

1）将短梗霉多糖溶液以5滴/s的速度滴加到聚谷氨酸溶液中，30℃条件下搅拌反应2h，无水乙醇沉淀混合液，真空抽滤收集沉淀，将沉淀用去离子水溶解，置于透析袋中透析2h，将透析保留液冷冻干燥，得短梗霉多糖-聚谷氨酸交联聚合物，备用；所述聚谷氨酸溶液和短梗霉多糖溶液的质量比为1：1；所述短梗霉多糖溶液的浓度为5mg/ml，pH为4.5；所述聚谷氨酸溶液的浓度为50mg/ml，pH为4.3；

2）将牡蛎粉、榛子粕按照3：1的重量比混合后加入发酵罐中，然后再加入占总重0.2-0.5%复合微生物菌剂，最后加入适量水保持含水量在80%-85%，保持发酵罐中心温度在60-65℃连续发酵20天后，过滤取滤液冷冻干燥得到发酵冻干粉，备用；

3）将上述步骤1）中制备的短梗霉多糖-聚谷氨酸交联聚合物与甲基萘磺酸钠按照重量比配成防结块剂，与增效剂、螯合剂分别溶解于2倍重量的水中并混合制得混合溶液；

4）将尿素、硫酸钾、磷酸一铵、磷酸二铵、硫酸锌、硅酸钠、亚硒酸钠、发酵冻干粉按照重量配比混合均匀，超微细磨机中细化至2000目，得到混合细粉料；

5）将步骤4）制备的混合细粉料加热至40℃并不断搅拌，将步骤3）所得的混合溶液均匀喷洒在所述混合细粉料表面，喷洒完毕后置于35℃下干燥即得有机微量元素水溶肥。

所述步骤2）中复合微生物菌剂是由硅酸盐细菌粉、哈茨木霉菌粉和地衣芽孢杆菌粉按照1：2：1的重量比组成。

本发明的有益效果是：1）本发明的有机微量元素水溶肥将多种微生物与氮、磷、钾及多种微量元素有机结合在一起，提高了土壤的肥力，减少养分流失，提高肥料利用率，尤其对紫薯增产增收效果明显。2）本发明特制的防结块剂可以在肥料表面形成一层薄膜，对肥料表面进行有效包裹，阻断肥料盐桥的产生和饱和溶液的扩散，有效防止肥料结块的同时，还能增加肥料的速溶性。3）本发明水溶肥通过发酵冻干粉中富含的多种微生物的协同作用，以及防结块剂、增效剂共同使用后使养分快速分散并全部溶解于水中，可以有效抑制土壤中的真菌、细菌、病毒等有害微生物的生长，有效预防作物过程中病虫害的发生。4）本发明所用螯合剂为氨三乙酸与丙烯酸-N-异丙基丙烯酰胺共聚物组成，可螯合养分中的多种中微量元素，增加了作物对中微量元素的吸收率，提高作物品质。

具体实施方式

下面结合具体实施例独一本发明做进一步的详细说明。

实施例1

一种有机微量元素水溶肥，它是由以下重量份的原料制成：尿素40份、硫酸钾10份、磷酸一铵10份、磷酸二铵1份、硫酸锌5份、硅酸钠1份、亚硒酸钠1份、发酵冻干粉20份、螯合剂3份、增效剂1份、防结块剂1份。其中的，发酵冻干粉是将牡蛎粉、榛子粕按照3：1的重量比混合后加入发酵罐中，然后再加入占总重0.2-0.5%复合微生物菌剂，最后加入适量水保持含水量在80%-85%，保持发酵罐中心温度在60-65℃连续发酵20天后，过滤取滤液冷冻干燥得到发酵冻干粉。其中，所述复合微生物菌剂是由硅酸盐细菌粉、哈茨木霉菌粉和地衣芽孢杆菌粉按照1：2：1的重量比组成。

所述螯合剂为氨三乙酸与丙烯酸-N-异丙基丙烯酰胺共聚物按照3：5的重量比制成。

所述防结块剂为短梗霉多糖-聚谷氨酸交联聚合物与甲基萘磺酸钠按照2：1的重量比制成；其中，短梗霉多糖-聚谷氨酸交联聚合物是由以下方法制备得到的：将短梗霉多糖溶液以5滴/s的速度滴加到聚谷氨酸溶液中，30℃条件下搅拌反应2h，无水乙醇沉淀混合液，真空抽滤收集沉淀，将沉淀用去离子水溶解，置于透析袋中透析2h，将透析保留液冷冻干燥，得短梗霉多糖-聚谷氨酸交联聚合物；所述聚谷氨酸溶液和短梗霉多糖溶液的质量比为1：1；所述短梗霉多糖溶液的浓度为5mg/ml，pH为4.5；所述聚谷氨酸溶液的浓度为50mg/ml，pH为4.3。

所述增效剂为聚丙烯酸-聚谷氨酸嵌段共聚物和氨基酸粉按照1：20的重量比制成。其中，聚丙烯酸-聚谷氨酸嵌段共聚物是由L-谷氨酸-N-羧酸酐和聚丙烯酸卞酯反应后并在常压下用HBr还原得到。

上述肥料的制备方法如下：

实施例2

一种有机微量元素水溶肥，它是由以下重量份的原料制成：尿素60份、硫酸钾20份、磷酸一铵20份、磷酸二铵10份、硫酸锌10份、硅酸钠10份、亚硒酸钠5份、发酵冻干粉40份、螯合剂8份、增效剂5份、防结块剂5份。其中的，发酵冻干粉是将牡蛎粉、榛子粕按照3：1的重量比混合后加入发酵罐中，然后再加入占总重0.2-0.5%复合微生物菌剂，最后加入适量水保持含水量在80%-85%，保持发酵罐中心温度在60-65℃连续发酵20天后，过滤取滤液冷冻干燥得到发酵冻干粉。其中，所述复合微生物菌剂是由硅酸盐细菌粉、哈茨木霉菌粉和地衣芽孢杆菌粉按照1：2：1的重量比组成。

上述肥料的制备方法同实施例1。

实施例3

一种有机微量元素水溶肥，它是由以下重量份的原料制成：尿素50份、硫酸钾15份、磷酸一铵15份、磷酸二铵5份、硫酸锌8份、硅酸钠5份、亚硒酸钠3份、发酵冻干粉30份、螯合剂5份、增效剂3份、防结块剂3份。其中的，发酵冻干粉是将牡蛎粉、榛子粕按照3：1的重量比混合后加入发酵罐中，然后再加入占总重0.2-0.5%复合微生物菌剂，最后加入适量水保持含水量在80%-85%，保持发酵罐中心温度在60-65℃连续发酵20天后，过滤取滤液冷冻干燥得到发酵冻干粉。其中，所述复合微生物菌剂是由硅酸盐细菌粉、哈茨木霉菌粉和地衣芽孢杆菌粉按照1：2：1的重量比组成。

上述肥料的制备方法同实施例1。

对比例1

一种有机微量元素水溶肥，其组成和制备方法同实施例3，不同的是：不含有螯合剂及相应制备方法的步骤。

对比例2

一种有机微量元素水溶肥，其组成和制备方法同实施例3，不同的是：不含有冻干粉及相应制备方法的步骤。

对比例3

一种有机微量元素水溶肥，其组成和制备方法同实施例3，不同的是：不含有防结块剂及相应制备方法的步骤。

应用实施例1

在2013-2015年，连续3年在四川省雅安市某紫薯种植基地选取一片试验田进行肥料效果研究。试验田划分为相同大小的7块，每块试验田中紫薯种植密度相同，紫薯品种为济薯18号，试验用肥料为实施例1-3中制得的有机微量元素水溶肥、对照例1-3的肥料和空白对照组，具体肥料试验处理方法如下：除空白对照组外，其他组为常规施肥+试验用肥料，水溶肥料在作物不同生长期采用叶面喷施方法进行，用法用量：在栽培幼苗期，本肥料施用75g/亩，稀释800倍；在块茎膨大期，本肥料施用120g/亩，稀释500倍，每间隔10天使用一次，共3次。空白对照组，喷施相同量的清水。各处理间除施肥措施外，其它管理措施保持一致。待果实采收时测定产量及病虫害发生率。其试验结果见下表1。

表1 2013-2015年肥料应用试验结果

通过以上试验结果可以看出，施用本发明水溶性肥料的紫薯增产效果十分明显，且病虫害发生率明显较低，且连续三年内肥料施用效果较为稳定，增产率呈逐年上升趋势。尤其是发酵冻干粉的加入使其中的有益活性菌群进入土壤后各菌种迅速繁殖，能够有效抑制土壤中的真菌、细菌、病毒等有害微生物的生长，有效预防各种病虫害的发生。同时，其中的复合微生物菌种还能产生多种具有生物活性的酶，如纤维素酶、木聚糖酶等，这些酶可以分解土壤中的有机质，溶解可溶性物质，可以促进植物对矿物质的吸收，促进植物的生长，提高紫薯的生长品质。该有机微量元素水溶肥连续长期使用能够有效改善土壤的物理性状，增强土壤的透气、保水、保肥能力，防止土壤板结，提高肥料利用率，可进一步提高农作物的产量及品质。

本发明还对上述试验中紫薯果实的品质性状进行了研究，随机选取长势相同的10株作为研究处理组，1-7组分别为对比例1-4、空白对照组、实施例1-3组，研究结果取平均值，具体结果如下表2所示。

表2不同处理组紫薯果实品质性状影响

	1	2	3	4	5	6	7
								单株结薯数（个）	2.3	2.9	3.1	2.1	3.5	3.6	3.8
单株薯块重（g）	295.3	322.5	356.9	169.6	425.7	436.9	452.8
								花青素含量（%）	72.5	77.6	85.3	69.5	89.5	93.2	91.3
蛋白质含量（g/kg）	63.5	65.3	60.2	59.3	74.7	75.9	77.6
								可溶性糖含量（g/kg）	35.8	45.2	32.6	26.9	50.2	49.3	47.9

从上述表2中的结果可以看出，使用本发明的有机微量元素水溶肥后，紫薯的品质也明显改善，与清水对照组相比，无论是单株结薯数、单株薯块重、花青素含量，还是蛋白质含量和可溶性糖含量均较高，且优于对比例1-3组。这主要是由于本发明的有机微量元素水溶肥添加了特有的防结块剂、螯合剂、增效剂，与其他养分共同作用，各养分间无任何拮抗作用，微量元素更好的被植物吸收，实现了紫薯所需的多种营养元素平衡补充。此外，肥料可快速溶解，促进植物对养分的均衡吸收，对紫薯的增产增收效果显著，也显著改善了紫薯的品质和性状。

应用实施例2

溶解分散时间测试

将2g实施例 1～3及对比例1~3有机微量元素水溶肥料样品，分别加入到 100ml 水溶液的量筒中，内置磁子在磁力搅拌器上以 800rpm 的速度搅拌，至其全部溶解，无聚集的颗粒剩留，整个过程所用时间为肥料溶解分散时间。结果见表3所示。

表3肥料溶解分散时间

组别	分散时间（s）
		实施例1	128
实施例2	169
		实施例3	160
对比例1	585
		对比例2	485
对比例3	600

从上述表3中的结果可以看出，本发明实施例1-3制备的有机微量元素水溶肥溶解分散性均较好，在3min之内均可以完全溶解。而对比例1-3的溶解时间相对较长，这是由于本发明防结块剂中含有的由短梗霉多糖-聚谷氨酸交联聚合物与甲基萘磺酸钠共同作用，对肥料表面进行有效包裹，阻断肥料盐桥的产生和饱和溶液的扩散，有效防止肥料结块的同时，还能增加肥料的速溶性。防结块剂与增效剂中的水溶性好的聚丙烯酸-聚谷氨酸嵌段共聚物协同作用，在提高肥料利用率的同时也显著增加了肥料的溶解速率。此外，本发明所用发酵冻干粉中富含微生物组分与防结块剂共同使用后也可以使养分快速分散并全部溶解于水中。

Claims

1.一种有机微量元素水溶肥，其特征在于，它是由以下重量份的原料制成：尿素40-60份、硫酸钾10-20份、磷酸一铵10-20份、磷酸二铵1-10份、硫酸锌5-10份、硅酸钠1-10份、亚硒酸钠1-5份、发酵冻干粉20-40份、螯合剂3-8份、增效剂1-5份、防结块剂1-5份；

2.根据权利要求1所述的有机微量元素水溶肥，其特征在于，所述发酵冻干粉是将牡蛎粉、榛子粕按照3：1的重量比混合后加入发酵罐中，然后再加入占总重0.2-0.5%复合微生物菌剂，最后加入适量水保持含水量在80%-85%，保持发酵罐中心温度在60-65℃连续发酵20天后，过滤取滤液冷冻干燥得到发酵冻干粉。

3.根据权利要求2所述的有机微量元素水溶肥，其特征在于，所述复合微生物菌剂是由硅酸盐细菌粉、哈茨木霉菌粉和地衣芽孢杆菌粉按照1：2：1的重量比组成。

4.根据权利要求1所述的有机微量元素水溶肥，其特征在于，所述短梗霉多糖-聚谷氨酸交联聚合物是由以下方法制备得到的：将短梗霉多糖溶液以5滴/s的速度滴加到聚谷氨酸溶液中，30℃条件下搅拌反应2h，无水乙醇沉淀混合液，真空抽滤收集沉淀，将沉淀用去离子水溶解，置于透析袋中透析2h，将透析保留液冷冻干燥，得短梗霉多糖-聚谷氨酸交联聚合物；所述聚谷氨酸溶液和短梗霉多糖溶液的质量比为1：1；所述短梗霉多糖溶液的浓度为5mg/ml，pH为4.5；所述聚谷氨酸溶液的浓度为50mg/ml，pH为4.3。

5.根据权利要求1所述的有机微量元素水溶肥，其特征在于，所述聚丙烯酸-聚谷氨酸嵌段共聚物是由L-谷氨酸-N-羧酸酐和聚丙烯酸卞酯反应后并在常压下用HBr还原得到。

6.根据权利要求1-5任一项所述的有机微量元素水溶肥，其特征在于，它是由以下重量份的原料制成：尿素50份、硫酸钾15份、磷酸一铵15份、磷酸二铵5份、硫酸锌8份、硅酸钠5份、亚硒酸钠3份、发酵冻干粉30份、螯合剂5份、增效剂3份、防结块剂3份。

7.一种权利要求1所述的有机微量元素水溶肥的制备方法，其特征在于，它包括以下步骤：

8.根据权利要求8所述的有机微量元素水溶肥的制备方法，其特征在于，所述步骤2）中复合微生物菌剂是由硅酸盐细菌粉、哈茨木霉菌粉和地衣芽孢杆菌粉按照1：2：1的重量比组成。