CN108117443B - 一种功能性的高钙植物营养液及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种功能性的高钙植物营养液，成分包括糖蜜液，多肽，氧化镁和钙盐；所述营养液为含有交联结构大分子的水凝胶溶液，且无晶体析出；营养液中钙的含量在190g/L以上。同时本发明还提供一种所述功能性的高钙植物营养液的制备方法。本发明利用原位增稠作用，大大提高了溶液对钙离子的溶解度，从而得到钙含量高的植物营养液，补充植物所需的钙元素，促进植物对钙元素的吸收，还可提高植物抗寒、耐涝、抗旱性，促进作物生长。本发明所述的营养液中营养元素钙的指标能够达到甚至超过国外进口产品的技术指标，且营养液的使用量低，使用频率低，同时能够使植物增产，是一种效果显著的功能性的高钙植物营养液，具有广阔的应用前景。

Description

一种功能性的高钙植物营养液及其制备方法

技术领域

本发明涉及现代农业用新材料技术领域，尤其涉及一种功能性的高钙植物营养液及其制备方法。

背景技术

随着我国现代农业的快速发展，根据植物营养元素的需求，有针对的研发植物生长不同阶段所需的营养物质，实现对作物的营养控制，精细化施肥，降低农肥的使用量和对农药的依赖性。钙元素作为植物细胞主要组成成分，缺乏钙元素容易引起植物生理性病害，如白菜、甘蓝的干腐病，辣椒、番茄的脐腐病，芹菜黑心病等。

现有钙肥主要有以下几种：其一，天然补钙物质，包括蛋壳、生石灰、钾钙肥(由钾矿石粉和石灰石粉按比例混合烧结、粉碎得到的)、硅钙肥等，这类肥料水溶性不好，一般施到土壤，逐渐被土壤分解、吸收；其二，硝酸钙、硫酸钙、氯化钙、磷酸二氢钙等合成的无机盐钙肥，这类钙元素植物吸收较慢，大量浪费在土壤中；其三，有机钙，将氨基酸、柠檬酸、木质素磺酸钙等与无机钙盐得到含有机质的钙肥，以液体为主，具有水溶性好，植物吸收利用率高的特点，但该产品营养元素钙的含量较低，一般在50-100g/L左右，且主要作用为补充钙元素，其作用单一，钙肥的施用量高。而目前一些国外进口的水凝胶类钙肥产品含有大量的结晶微粒，不利于植物对钙元素的吸收。

发明内容

鉴于以上分析，本发明旨在提供一种功能性的高钙植物营养液及其制备方法，营养液中的营养元素钙的指标能够达到或超过国外进口产品的技术指标，本发明的高钙植物营养液的钙含量在190g/L以上，同时得到的是均一的水凝胶溶液，且无晶体析出。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一种功能性的高钙植物营养液，成分包括糖蜜液，多肽，氧化镁和钙盐；所述营养液为含有交联结构大分子的水凝胶溶液，且无晶体析出；营养液中钙的含量在190g/L以上。

本发明利用氧化镁、糖蜜液和多肽通过羧基与镁离子结合，得到一种具有交联结构的大分子水凝胶，从而实现原位增稠作用。大量的钙离子通过与水凝胶分子链上的羧基作用，得到在一定温度范围内具有一定稳定性的水凝胶溶液，大大提高了溶液对钙离子的溶解度，从而得到钙含量高的植物营养液，克服了传统单纯依靠水分子溶解钙盐的有限溶解度，且其溶解度受温度影响很大，低温下会析出晶体的缺点。

进一步地，所述交联结构大分子为：

进一步地，成分以重量百分比计包括：10-20％的糖蜜液，1-5％的多肽，0.1％-1％的氧化镁和50％-68％的钙盐。

进一步地，还包括镁盐，尿素或硝酸铵，钾盐，甘氨酸，微量元素，植物内源性调节剂和叶面浸润及展开剂。

本发明除含有中量元素为植物补充钙元素外，还含有镁、大量元素氮、钾以及微量元素硼、铁、锌、锰、铜、钼等营养成分，同时添加了少量植物内源性调节剂、叶面浸润及展开剂，是一种具有功能性的高钙植物营养液。

进一步地，成分以重量百分比计包括：5％-10％的镁盐，1-5％的尿素或硝酸铵，5-10％的钾盐，1-3％的甘氨酸，0.5-2％的微量元素，0.1-1％的植物内源性调节剂和0.5％-1％的叶面浸润及展开剂。

进一步地，所述钙盐包括硝酸钙、氯化钙或十二烷基磺酸钙中的至少一种；所述镁盐包括硝酸镁、氯化镁或氢氧化镁中的至少一种。

硝酸钙、氯化钙和十二烷基磺酸钙这些钙盐以及硝酸镁、氯化镁和氢氧化镁这些镁盐，均具有水溶性好的特点，并提供营养元素钙和镁。大量的钙、镁离子等通过与水凝胶分子链上的羧基作用，得到在一定温度范围内具有一定稳定性的水凝胶溶液，大大提高了溶液对钙、镁离子的溶解度，从而得到钙含量高的植物营养液，克服了传统单纯依靠水分子溶解钙、镁盐的有限溶解度，且其溶解度受温度影响很大，低温下会析出晶体的缺点。

根据对肥料指标的要求和对溶液稳定性的影响，选择添加50％-68％的钙盐和5％-10％镁盐，营养液中营养元素钙的含量可以达到190g/L以上。

进一步地，所述钾盐包括硝酸钾、氯化钾或甲酸钾中的至少一种。

硝酸钾、氯化钾和甲酸钾均具有水溶性好、作物吸收快的特点，能够为植物提供营养元素氮和钾。根据对肥料指标的要求和对溶液稳定性的影响，选择添加1％-5％的尿素或硝酸铵和5％-10％的钾盐。

进一步地，所述植物内源性调节剂为芸苔素内酯、细胞分裂素或三十烷醇。

芸苔素内酯、细胞分裂素和三十烷醇等植物内源性调节剂，具有安全性高、无毒、无害的特点，可促进作物生长，由于价格昂贵，可以根据作物的合理使用浓度，选择含量在0.1-1％。

进一步地，所述叶面浸润及展开剂为含聚氧乙烯基的有机硅浸润剂、吐温-20、吐温-80或烷基酚聚氧乙烯基醚。

含聚氧乙烯基的有机硅浸润剂、吐温-20、吐温-80、烷基酚聚氧乙烯基醚等叶面浸润及展开剂，具有水溶性好的特点，能够促进营养元素在作物叶面的展开、浸润，提高作物对营养元素的吸收，选择添加0.5％-1％的含量就可满足浸润功能的需要。

所述微量元素包括硼酸，氯化亚铁，EDTA螯合铁，硝酸锌，氯化锰，硝酸铜和钼酸铵。

根据作物的合理使用浓度和对溶液稳定性的影响，选择添加0.5-2％含量的微量元素，适当补充作物对微量元素的需求，实现营养液的多功能化。

本发明还提供一种所述功能性的高钙植物营养液的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、将氧化镁，糖蜜液和多肽在混合并发生反应，得到水凝胶溶液；

步骤二、将钙盐、镁盐、甘氨酸、尿素或硝酸铵、钾盐、微量元素、植物内源性调节剂和叶面浸润及展开剂依次加入步骤一所述水凝胶溶液中，溶解后获得功能性的高钙植物营养液。

本发明有益效果如下：

本发明提供一种功能性的高钙植物营养液，是一种具有交联结构且无晶体析出的大分子水凝胶溶液。本发明利用氧化镁、糖蜜液和多肽通过羧基与镁离子结合，得到一种具有交联结构的大分子水凝胶，从而实现原位增稠作用。大量的钙离子通过与水凝胶分子链上的羧基作用，得到在一定温度范围内具有一定稳定性的水凝胶溶液，大大提高了溶液对钙离子的溶解度，从而得到钙含量高的植物营养液，克服了传统单纯依靠水分子溶解钙盐的有限溶解度，且其溶解度受温度影响很大，低温下会析出晶体的缺点。

本发明除含有中量元素为植物补充钙元素外，还含有镁、大量元素氮、钾以及微量元素硼、铁、锌、锰、铜、钼等营养成分，同时添加了少量植物内源性调节剂、叶面浸润及展开剂，本发明的营养液中添加的成分均具有良好的水溶性，得到的是均一的水凝胶溶液，且无晶体析出。由于具有功能性，所述营养液不但能够补充植物所需的钙元素，促进植物对钙元素的吸收，控制樱桃、桃、葡萄、蕃茄等裂果和预防大白菜干腐病的发生，还可提高植物抗寒、耐涝、抗旱性，促进作物生长，作为一种功能性的高钙植物营养液，具有广阔的应用前景。

本发明所述的营养液中营养元素钙的指标能够达到甚至超过国外进口产品的技术指标，其钙含量在190g/L以上，营养液的使用量低，使用频率低，且能够使植物增产，是一种效果显著的功能性的高钙植物营养液。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及具体实施方式中所特别指出的方法来实现和获得。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施例可用于阐释本发明的原理。

一种功能性的高钙植物营养液的制备方法，成分包括糖蜜液，多肽，氧化镁和钙盐，利用原位增稠作用，通过糖蜜液中含羟基、羧基的大分子链、多肽分子中的含氨基、羧基的分子链，与镁离子复合形成以镁离子为中心的复合物，再通过该大分子复合物与水等的氢键作用获得具有很高粘度的水凝胶溶液。氧化镁、糖蜜液和多肽通过羧基与氧化镁反应生成复合物的过程如下，其中复合物包括三种结构：

氧化镁、糖蜜液和多肽通过羧基与镁离子结合，得到一种具有交联结构的大分子水凝胶，从而实现原位增稠作用。

一种功能性的高钙植物营养液的制备方法，将氧化镁、糖蜜液和多肽在50-80℃下，反应0.5-1.5h，得到水凝胶溶液。反应温度低于50℃时，氧化镁与糖蜜液、多肽之间的反应很慢，且得不到均一的水凝胶溶液，当反应温度高于80℃时，则会破坏糖蜜液、多肽分子的活性成分；反应时间小于0.5h，反应不完全，反应时间大于1.5h，则会破坏糖蜜液、多肽分子中的活性成分。

将钙盐、镁盐、甘氨酸、尿素或硝酸铵、钾盐、微量元素、植物调节剂、叶面浸润及展开剂等依次加入上述的水凝胶溶液，溶解得到黑褐色粘稠液体，制备了含有中量元素钙、镁、大量元素氮、钾以及微量元素硼、铁、锌、锰、铜、钼等营养成分的高钙植物营养液，同时添加了少量植物内源性调节剂、叶面浸润及展开剂，得到功能性的高钙植物营养液。其中，大量的钙、镁离子等通过与水凝胶分子链上的羧基作用，得到在一定温度范围内具有一定稳定性的水凝胶溶液，大大提高了溶液对钙、镁离子的溶解度，从而得到钙含量高的植物营养液，克服了传统单纯依靠水分子溶解钙、镁盐的有限溶解度，且其溶解度受温度影响很大，低温下会析出晶体的缺点。

所述的功能性的高钙植物营养液的组成以重量百分比计包括：50％-68％的钙盐、10-20％的糖蜜液、5％-10％的镁盐、0.1％-1％的氧化镁、1-5％的多肽、1-3％的甘氨酸、1-5％的尿素或硝酸铵、5-10％的钾盐、0.5-2％的微量元素、0.1-1％的植物内源性调节剂和0.5％-1％的叶面浸润及展开剂。

所述高钙植物营养液中的中量元素钙和镁分别由钙盐和钾盐提供，其中钙盐包括硝酸钙、氯化钙或十二烷基磺酸钙中至少一种，镁盐包括硝酸镁、氯化镁或氢氧化镁中的至少一种，上述钙盐及镁盐具有水溶性好的特点，能够为植物提供营养元素钙和镁，根据指标的要求和对溶液稳定性的影响，选择添加50％-68％的钙盐和5％-10％镁盐，营养元素钙含量可以达到190g/L以上。

所述高钙植物营养液中的大量元素氮由尿素或硝酸铵提供，大量元素钾则由钾盐提供，包括硝酸钾、氯化钾或甲酸钾中的至少一种，上述物质具有水溶性好、作物吸收快的特点，为植物提供营养元素氮和钾，根据指标要求和对溶液稳定性的影响，选择添加1％-5％的尿素或硝酸铵及5％-10％的钾盐。

所述高钙植物营养液中的植物内源性调节剂，包括芸苔素内酯、细胞分裂素或三十烷醇，具有安全性高、无毒、无害的特点，可促进作物生长，由于价格昂贵，根据作物的合理使用浓度，选择添加的含量为0.1-1％。

所述高钙植物营养液中的叶面浸润及展开剂，包括含聚氧乙烯基的有机硅浸润剂、吐温-20、吐温-80、烷基酚聚氧乙烯基醚等，这些物质具有水溶性好的特点能够，促进营养元素在作物叶面的展开、浸润，提高作物对营养元素的吸收，选择添加0.5％-1％的含量就可满足浸润功能的需要。

所述高钙植物营养液中的微量元素，包括硼酸、氯化亚铁、EDTA螯合铁、硝酸锌、氯化锰、硝酸铜和钼酸铵，根据作物的合理使用浓度和对溶液稳定性的影响，选择添加0.5-2％的含量，适当补充作物对微量元素的需求，实现营养液的多功能化。

实施例1

将0.5％的氧化镁、15％的糖蜜液和3％的多肽混合溶解得到水凝胶，然后将60％的硝酸钙盐、5％氯化镁和3％硝酸镁盐、1％的甘氨酸、4％的尿素、5％的硝酸钾和2％的氯化钾盐、1.5％微量元素、0.1％植物调节剂芸苔素内酯、0.9％的吐温-80等依次加入，搅拌溶解得到黑褐色粘稠液体，即功能性的高钙植物营养液HCa-1。

实施例2

将0.5％的氧化镁、16％的糖蜜液和4％的多肽混合溶解得到水凝胶，然后将58％的硝酸钙盐、3％氯化镁盐和5％硝酸镁盐、2％的甘氨酸、4％的尿素、5％的硝酸钾盐、1.4％微量元素、0.2％植物调节剂芸苔素内酯、0.9％的吐温-80等依次加入，搅拌溶解得到黑褐色粘稠液体，即功能性的高钙植物营养液HCa-2。

实施例3

将0.6％的氧化镁、16％的糖蜜液和5％的多肽混合溶解得到水凝胶，然后将60％的硝酸钙盐、5％硝酸镁盐、2％的甘氨酸、4％的尿素、5％的氯化钾盐、1.3％微量元素、0.1％植物调节剂芸苔素内酯、1％的含聚氧乙烯基的有机硅浸润剂等依次加入，搅拌溶解得到黑褐色粘稠液体，即功能性的高钙植物营养液HCa-3。

实施例4

将0.5％的氧化镁、16％的糖蜜液和5％的多肽混合溶解得到水凝胶，然后将58％的硝酸钙盐、5％硝酸镁盐、1％的甘氨酸、4％的尿素、8％的硝酸钾盐、1.4％微量元素、0.1％植物调节剂芸苔素内酯、1％的含聚氧乙烯基的有机硅浸润剂等依次加入，搅拌溶解得到黑褐色粘稠液体，即功能性的高钙植物营养液HCa-4。

实施例5

将0.5％的氧化镁、16％的糖蜜液和5％的多肽混合溶解得到水凝胶，然后将58％的硝酸钙盐、5％硝酸镁盐、1％的甘氨酸、4％的尿素、8％的硝酸钾盐、1.4％微量元素、0.1％植物调节剂芸苔素内酯、0.5％的吐温-80和0.5％的含聚氧乙烯基的有机硅浸润剂等依次加入，搅拌溶解得到黑褐色粘稠液体，即功能性的高钙植物营养液HCa-5。

实施例6

将0.3％的氧化镁、14％的糖蜜液和3％的多肽混合溶解得到水凝胶，然后将60％的硝酸钙和5％氯化钙盐、5％硝酸镁盐、1％的甘氨酸、3％的尿素、6％的硝酸钾盐、1.4％微量元素、0.3％植物调节剂细胞分裂素、0.5％的吐温-80和0.5％的含聚氧乙烯基的有机硅浸润剂等依次加入，搅拌溶解得到黑褐色粘稠液体，即功能性的高钙植物营养液HCa-6。

将制备的功能性的高钙植物营养液均按1000-2000倍稀释，在大白菜幼苗定植后、包心前两次或包心前使用1次，用于大白菜的干腐病预防，其效果见表1。

附表1功能性的高钙植物营养液用于大白菜的使用情况

编号	高钙指标，g/L	使用量/(kg/亩)，次数	出现干腐病情况/％	增产量/％
					对照组	0	0，0	5	0
HCa-1	195	0.25，1	0	10
					HCa-2	190	0.50，2	0	15
HCa-3	195	0.50，2	0	18
					HCa-4	190	0.50，2	0	16
HCa-5	190	0.50，2	0	17
					HCa-6	195	0.3，1	0	12

通过田间试验对比，所制备的功能性的高钙植物营养液在低使用量下，每亩每次仅需250g，稀释2000倍，最多用两次，对于大白菜的干腐病的预防有效，且可增产10％-18％，效果显著。

本发明利用氧化镁、糖蜜液和多肽通过羧基与镁离子结合实现原位增稠作用，大大提高了溶液对钙离子的溶解度，从而得到钙含量高的植物营养液。本发明所述的营养液中营养元素钙的指标能够达到甚至超过国外进口产品的技术指标，且营养液的使用量低，使用频率低，同时能够使植物增产，是一种效果显著的功能性的高钙植物营养液，具有广阔的应用前景。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种功能性的高钙植物营养液，其特征在于，成分以重量百分比计包括：10-20%的糖蜜液，1-5%的多肽，0.1%-1%的氧化镁、50%-68%的钙盐、5%-10%的镁盐，1-5%的尿素或硝酸铵，5-10%的钾盐，1-3%的甘氨酸，0.5-2%的微量元素，0.1-1%的植物内源性调节剂和0.5%-1%的叶面浸润及展开剂；

所述营养液为含有交联结构大分子的水凝胶溶液，且无晶体析出；营养液中钙的含量在190g/L以上;所述水凝胶溶液是通过氧化镁、糖蜜液和多肽在50-80℃下，反应0.5-1.5h，得到的水凝胶溶液；其中，所述交联结构大分子为：

所述高钙植物营养液的制备方法包括以下步骤：

步骤一、将氧化镁，糖蜜液和多肽混合并发生反应，得到水凝胶溶液；

步骤二、将钙盐、镁盐、甘氨酸、尿素或硝酸铵、钾盐、微量元素、植物内源性调节剂和叶面浸润及展开剂依次加入步骤一所述水凝胶溶液中，溶解后获得功能性的高钙植物营养液。

2.根据权利要求1所述功能性的高钙植物营养液，其特征在于，成分以重量百分比计包括：10-16%的糖蜜液，1-5%的多肽，0.1%-1%的氧化镁和50%-68%的钙盐。

3.根据权利要求1所述功能性的高钙植物营养液，其特征在于，成分以重量百分比计包括：5%-10%的镁盐，1-5%的尿素或硝酸铵，5-10%的钾盐，1-3%的甘氨酸，0.5-2%的微量元素，0.2-1%的植物内源性调节剂和0.5%-1%的叶面浸润及展开剂。

4.根据权利要求1所述功能性的高钙植物营养液，其特征在于，所述钙盐包括硝酸钙、氯化钙或十二烷基磺酸钙中的至少一种；所述镁盐包括硝酸镁、氯化镁或氢氧化镁中的至少一种。

5.根据权利要求1所述功能性的高钙植物营养液，其特征在于，所述钾盐包括硝酸钾、氯化钾或甲酸钾中的至少一种。

6.根据权利要求1所述功能性的高钙植物营养液，其特征在于，所述植物内源性调节剂为芸苔素内酯、细胞分裂素或三十烷醇。

7.根据权利要求1所述功能性的高钙植物营养液，其特征在于，所述叶面浸润及展开剂为含聚氧乙烯基的有机硅浸润剂、吐温-20、吐温-80或烷基酚聚氧乙烯基醚。