CN108164321A - 一种肥料增效剂 - Google Patents

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张淼
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Abstract

本发明公开了一种肥料增效剂，属于肥料技术领域。本发明将壳聚糖液，聚乙烯醇液，聚乙烯亚胺水溶液，氯化铵溶液，硝酸钙溶液，改性海泡石置于混料机中，于转速为100～200r/min条件下，搅拌混合30～50min，再向混料机中加入壳聚糖液质量0.3～0.5倍的酒糟，于转速为100～200r/min条件下，继续搅拌混合30～50min，得混合浆料；将混合浆料置于高压反应釜中，利用泵在高压下把二氧化碳注入高压反应釜中后，保压降温，于压力为10～12MPa，温度为‑5～10℃条件下，保压时间为10～20min，随后打开高压反应釜对外管道，缓慢解压，即得肥料增效剂。本发明提供的肥料增效剂有利于植物生长。

Description

一种肥料增效剂
技术领域
本发明公开了一种肥料增效剂，属于肥料技术领域。
背景技术
在玉米生产中，不合理施肥造成的肥料浪费或肥效不能充分发挥的问题日渐突出，氮是影响玉米高产的最主要限制因子，玉米全生育期对氮素的吸收量最大。目前，作物肥料施用中重氮、轻磷、忽视钾的现象普遍存在，不仅严重影响和制约作物的增产潜力，还加剧了氮肥的损失和环境污染。因此，研究在化肥基础上施用不同肥料增效剂对玉米产量和产量构成因子、养分吸收及玉米干物质积累变化的影响以及对玉米增产效益和氮素养分吸收的影响，可为肥料增效剂在农业生产中的应用提供参考依据。
肥料增效剂是一种能够活化土壤理化性质，促进作物对肥料充分吸收与利用的新型农化制剂，是根据土质的理化性、生物特性和农田生态原理，采用科学配肥的方法及独特的发酵工程技术制成，集解磷、解钾、固氮为一体，具有生物肥的长效性、微肥的增效性和有机肥的稳效性（逄焕成等，2005）。李正西等（2009）研究表明，肥料增效剂因能促进植物对养分的吸收，提高化肥利用率，在生产上越来越受到重视。目前，不同类型的肥料增效剂在多种作物上已经进行了试验研究和应用。张建军等（2011）研究了PAL肥料增效剂对黄土旱塬春玉米产量及光合特性的影响，结果表明配施肥料增效剂对玉米产量增加效果明显，光合速率、气孔导度、蒸腾速率和叶片水分利用效率均比对照增加。于卫松等（2013）研究了生物质肥料增效剂对烤烟的影响，结果表明，烤烟生产上采生物质肥料增效剂等量替代复合肥使用，能获得较好的烟叶品质。
目前，传统肥料增效剂还存在对植物生长效果不佳的问题，因此还需对其进行研究，以期为肥料增效剂在大田的推广及合理施用提供参考。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是：针对传统肥料增效剂对植物生长效果不佳的问题，提供了一种肥料增效剂。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种肥料增效剂，包括以下重量份数的原料组成：10～20份壳聚糖液，10～20份聚乙烯醇液，30～40份聚乙烯亚胺水溶液，10～20份氯化铵溶液，10～20份硝酸钙溶液，10～20份改性海泡石；
所述肥料增效剂制备步骤为：
（1）按原料组成称量各原料；
（2）将壳聚糖液，聚乙烯醇液，聚乙烯亚胺水溶液，氯化铵溶液，硝酸钙溶液，改性海泡石搅拌混合，得混合浆料；
（3）将混合浆料置于高压反应釜中，并向高压反应釜内通入二氧化碳气体，使高压反应釜内加压，再经降温，保温保压后，缓慢解压，即得肥料增效剂。
所述壳聚糖液的制备过程为：将壳聚糖与水按质量比1：50～1：100混合溶胀后，加热搅拌溶解，即得壳聚糖液。
所述聚乙烯醇液的制备过程为：将聚乙烯醇与水按质量比1：50～1：100混合溶胀后，加热搅拌溶解，即得聚乙烯醇液。
所述改性海泡石的制备过程为：将海泡石与有机酸按质量比1：50～1：100加热搅拌混合，减压浓缩，干燥，粉碎，即得改性海泡石；所述有机酸为乙酸，甲酸，草酸，硬脂酸，软脂酸或丙烯酸中的任意一种。
步骤（3）所述保温保压条件为：压力为10～12MPa，温度为-5～10℃，保压时间为10～20min。
所述肥料增效剂中还可加入壳聚糖液质量0.3～0.5倍的酒糟。
本发明的有益效果是：
（1）本发明通过添加聚乙烯亚胺水溶液，聚乙烯亚胺能够与二氧化碳发生反应，生成的产物电荷间相互作用自发形成三维网状结构，在高压条件下，可使更多的二氧化碳与聚乙烯亚胺反应，形成更为致密的三维网状结构，即为聚乙烯亚胺水凝胶，同时，使得二氧化碳以微小气泡的形式储存在聚乙烯亚胺水凝胶，在使用过程中，聚乙烯亚胺水凝胶遇水，随着水分进入聚乙烯亚胺水凝胶，内部的微小气泡破裂，迅速释放出大量二氧化碳，起到良好松土的作用，聚乙烯亚胺水凝胶能够携带肥料分散在土壤中，同时，聚乙烯亚胺水凝胶对金属离子具有鳌合作用，它可以富集氮、磷、钾及微量元素供给植物，使得植物更有效地利用肥料，另外，聚乙烯亚胺水凝胶具有保水作用，能够为植物生长提供水分；
（2）本发明通过添加氯化铵溶液和硝酸钙溶液，首先，硝酸钙在水中电离出钙离子和硝酸根离子，钙离子可促使壳聚糖与聚乙烯醇交联，形成三维网络，增强壳聚糖与聚乙烯醇对金属离子的鳌合作用，可以富集氮、磷、钾及微量元素供给植物，使得植物更有效地利用肥料，其次，在高压条件下，体系中硝酸根离子与体系中铵根离子结合，生成硝酸铵，硝酸铵可为植物的生长提供养分，促使植物生长。
具体实施方式
将壳聚糖与水按质量比1：50～1：100加入1号烧杯中，用玻璃棒搅拌混合20～30min后，静置溶胀3～4h，再将1号烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为95～100℃，转速为400～500r/min条件下，加热搅拌溶解40～50min，即得壳聚糖液；将聚乙烯醇与水按质量比1：50～1：100加入2号烧杯中，用玻璃棒搅拌混合20～30min后，静置溶胀3～4h，再将2号烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为95～100℃，转速为400～500r/min条件下，加热搅拌溶解40～50min，即得聚乙烯醇液；将海泡石与有机酸按质量比1：50～1：100置于单口烧瓶中，并将单口烧瓶置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为80～100℃，转速为300～500r/min条件下，加热搅拌混合30～50min，得混合液，再将混合液置于旋转蒸发仪中，于温度为60～80℃，压力为500～800kPa，转速为50～80r/min条件下，减压浓缩30～50min，得浓缩液，随后将浓缩液置于烘箱中干燥，得干燥物料，再将干燥物料粉碎，即得改性海泡石；按重量份数计，将10～20份壳聚糖液，10～20份聚乙烯醇液，30～40份质量分数为30～40%的聚乙烯亚胺水溶液，10～20份量分数为15～20%的氯化铵溶液，10～20份质量分数为10～20%的硝酸钙溶液，10～20份改性海泡石置于混料机中，于转速为100～200r/min条件下，搅拌混合30～50min，再向混料机中加入壳聚糖液质量0.3～0.5倍的酒糟，于转速为100～200r/min条件下，继续搅拌混合30～50min，得混合浆料；将混合浆料置于高压反应釜中，并向高压反应釜中持续通入二氧化碳气体，直至高压反应釜内压力达10～12MPa，再降温至-5～10℃，保温保压10～20min，随后打开高压反应釜对外管道，并以0.2～0.3MPa/min的解压速率，缓慢解压，即得肥料增效剂。所述有机酸为乙酸，甲酸，草酸，硬脂酸，软脂酸或丙烯酸中的任意一种。
实例1
将壳聚糖与水按质量比1：100加入1号烧杯中，用玻璃棒搅拌混合30min后，静置溶胀4h，再将1号烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为100℃，转速为500r/min条件下，加热搅拌溶解50min，即得壳聚糖液；将聚乙烯醇与水按质量比1：100加入2号烧杯中，用玻璃棒搅拌混合30min后，静置溶胀4h，再将2号烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为100℃，转速为500r/min条件下，加热搅拌溶解50min，即得聚乙烯醇液；将海泡石与有机酸按质量比1：100置于单口烧瓶中，并将单口烧瓶置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为100℃，转速为500r/min条件下，加热搅拌混合50min，得混合液，再将混合液置于旋转蒸发仪中，于温度为80℃，压力为800kPa，转速为80r/min条件下，减压浓缩50min，得浓缩液，随后将浓缩液置于烘箱中干燥，得干燥物料，再将干燥物料粉碎，即得改性海泡石；按重量份数计，将20份壳聚糖液，20份聚乙烯醇液，40份质量分数为40%的聚乙烯亚胺水溶液，20份量分数为20%的氯化铵溶液，20份质量分数为20%的硝酸钙溶液，20份改性海泡石置于混料机中，于转速为200r/min条件下，搅拌混合50min，再向混料机中加入壳聚糖液质量0.5倍的酒糟，于转速为200r/min条件下，继续搅拌混合50min，得混合浆料；将混合浆料置于高压反应釜中，并向高压反应釜中持续通入二氧化碳气体，直至高压反应釜内压力达12MPa，再降温至10℃，保温保压20min，随后打开高压反应釜对外管道，并以0.3MPa/min的解压速率，缓慢解压，即得肥料增效剂。所述有机酸为乙酸。
实例2
将壳聚糖与水按质量比1：100加入1号烧杯中，用玻璃棒搅拌混合30min后，静置溶胀4h，再将1号烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为100℃，转速为500r/min条件下，加热搅拌溶解50min，即得壳聚糖液；将聚乙烯醇与水按质量比1：100加入2号烧杯中，用玻璃棒搅拌混合30min后，静置溶胀4h，再将2号烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为100℃，转速为500r/min条件下，加热搅拌溶解50min，即得聚乙烯醇液；将海泡石与有机酸按质量比1：100置于单口烧瓶中，并将单口烧瓶置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为100℃，转速为500r/min条件下，加热搅拌混合50min，得混合液，再将混合液置于旋转蒸发仪中，于温度为80℃，压力为800kPa，转速为80r/min条件下，减压浓缩50min，得浓缩液，随后将浓缩液置于烘箱中干燥，得干燥物料，再将干燥物料粉碎，即得改性海泡石；按重量份数计，将20份壳聚糖液，20份聚乙烯醇液，20份量分数为20%的氯化铵溶液，20份质量分数为20%的硝酸钙溶液，20份改性海泡石置于混料机中，于转速为200r/min条件下，搅拌混合50min，再向混料机中加入壳聚糖液质量0.5倍的酒糟，于转速为200r/min条件下，继续搅拌混合50min，得混合浆料；将混合浆料置于高压反应釜中，并向高压反应釜中持续通入二氧化碳气体，直至高压反应釜内压力达12MPa，再降温至10℃，保温保压20min，随后打开高压反应釜对外管道，并以0.3MPa/min的解压速率，缓慢解压，即得肥料增效剂。所述有机酸为乙酸。
实例3
将壳聚糖与水按质量比1：100加入1号烧杯中，用玻璃棒搅拌混合30min后，静置溶胀4h，再将1号烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为100℃，转速为500r/min条件下，加热搅拌溶解50min，即得壳聚糖液；将聚乙烯醇与水按质量比1：100加入2号烧杯中，用玻璃棒搅拌混合30min后，静置溶胀4h，再将2号烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为100℃，转速为500r/min条件下，加热搅拌溶解50min，即得聚乙烯醇液；将海泡石与有机酸按质量比1：100置于单口烧瓶中，并将单口烧瓶置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为100℃，转速为500r/min条件下，加热搅拌混合50min，得混合液，再将混合液置于旋转蒸发仪中，于温度为80℃，压力为800kPa，转速为80r/min条件下，减压浓缩50min，得浓缩液，随后将浓缩液置于烘箱中干燥，得干燥物料，再将干燥物料粉碎，即得改性海泡石；按重量份数计，将20份壳聚糖液，20份聚乙烯醇液，40份质量分数为40%的聚乙烯亚胺水溶液，20份质量分数为20%的硝酸钙溶液，20份改性海泡石置于混料机中，于转速为200r/min条件下，搅拌混合50min，再向混料机中加入壳聚糖液质量0.5倍的酒糟，于转速为200r/min条件下，继续搅拌混合50min，得混合浆料；将混合浆料置于高压反应釜中，并向高压反应釜中持续通入二氧化碳气体，直至高压反应釜内压力达12MPa，再降温至10℃，保温保压20min，随后打开高压反应釜对外管道，并以0.3MPa/min的解压速率，缓慢解压，即得肥料增效剂。所述有机酸为乙酸。
实例4
将壳聚糖与水按质量比1：100加入1号烧杯中，用玻璃棒搅拌混合30min后，静置溶胀4h，再将1号烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为100℃，转速为500r/min条件下，加热搅拌溶解50min，即得壳聚糖液；将聚乙烯醇与水按质量比1：100加入2号烧杯中，用玻璃棒搅拌混合30min后，静置溶胀4h，再将2号烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为100℃，转速为500r/min条件下，加热搅拌溶解50min，即得聚乙烯醇液；将海泡石与有机酸按质量比1：100置于单口烧瓶中，并将单口烧瓶置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为100℃，转速为500r/min条件下，加热搅拌混合50min，得混合液，再将混合液置于旋转蒸发仪中，于温度为80℃，压力为800kPa，转速为80r/min条件下，减压浓缩50min，得浓缩液，随后将浓缩液置于烘箱中干燥，得干燥物料，再将干燥物料粉碎，即得改性海泡石；按重量份数计，将20份壳聚糖液，20份聚乙烯醇液，40份质量分数为40%的聚乙烯亚胺水溶液，20份量分数为20%的氯化铵溶液，20份改性海泡石置于混料机中，于转速为200r/min条件下，搅拌混合50min，再向混料机中加入壳聚糖液质量0.5倍的酒糟，于转速为200r/min条件下，继续搅拌混合50min，得混合浆料；将混合浆料置于高压反应釜中，并向高压反应釜中持续通入二氧化碳气体，直至高压反应釜内压力达12MPa，再降温至10℃，保温保压20min，随后打开高压反应釜对外管道，并以0.3MPa/min的解压速率，缓慢解压，即得肥料增效剂。所述有机酸为乙酸。
实例5
将壳聚糖与水按质量比1：100加入1号烧杯中，用玻璃棒搅拌混合30min后，静置溶胀4h，再将1号烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为100℃，转速为500r/min条件下，加热搅拌溶解50min，即得壳聚糖液；将聚乙烯醇与水按质量比1：100加入2号烧杯中，用玻璃棒搅拌混合30min后，静置溶胀4h，再将2号烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为100℃，转速为500r/min条件下，加热搅拌溶解50min，即得聚乙烯醇液；按重量份数计，将20份壳聚糖液，20份聚乙烯醇液，40份质量分数为40%的聚乙烯亚胺水溶液，20份量分数为20%的氯化铵溶液，20份质量分数为20%的硝酸钙溶液，20份海泡石置于混料机中，于转速为200r/min条件下，搅拌混合50min，再向混料机中加入壳聚糖液质量0.5倍的酒糟，于转速为200r/min条件下，继续搅拌混合50min，得混合浆料；将混合浆料置于高压反应釜中，并向高压反应釜中持续通入二氧化碳气体，直至高压反应釜内压力达12MPa，再降温至10℃，保温保压20min，随后打开高压反应釜对外管道，并以0.3MPa/min的解压速率，缓慢解压，即得肥料增效剂。所述有机酸为乙酸。
对比例：河北某环保科技有限公司生产的肥料增效剂。
将实例1至5所得肥料增效剂和对比例产品进行性能检测，具体检测方法如下：
在玉米成熟期，调查玉米株高、穗长、穗粗、单穗重、单株秸秆重等。
具体检测结果如表1所示：
表1
检测内容 实例1 实例2 实例3 实例4 实例5 对比例
鲜穗产量/（g/pot） 299.9 293.9 293.5 294.4 292.6 281.5
籽粒重/g 185.8 181.6 181.5 182.1 180.5 173.6
穗长/cm 21.3 20.7 20.8 21.0 20.6 20.3
穗粗/cm 16.3 15.7 15.8 15.9 15.7 15.4
秸秆干质量/（g/株） 64.89 63.51 63.48 63.28 63.46 61.06
由表1检测结果可知，本发明所得肥料增效剂有利于植物生长。

Claims (6)

1.一种肥料增效剂，其特征在于：包括以下重量份数的原料组成：10～20份壳聚糖液，10～20份聚乙烯醇液，30～40份聚乙烯亚胺水溶液，10～20份氯化铵溶液，10～20份硝酸钙溶液，10～20份改性海泡石；
所述肥料增效剂制备步骤为：
（1）按原料组成称量各原料；
（2）将壳聚糖液，聚乙烯醇液，聚乙烯亚胺水溶液，氯化铵溶液，硝酸钙溶液，改性海泡石搅拌混合，得混合浆料；
（3）将混合浆料置于高压反应釜中，并向高压反应釜内通入二氧化碳气体，使高压反应釜内加压，再经降温，保温保压后，缓慢解压，即得肥料增效剂。
2.根据权利要求1所述一种肥料增效剂，其特征在于：所述壳聚糖液的制备过程为：将壳聚糖与水按质量比1：50～1：100混合溶胀后，加热搅拌溶解，即得壳聚糖液。
3.根据权利要求1所述一种肥料增效剂，其特征在于：所述聚乙烯醇液的制备过程为：将聚乙烯醇与水按质量比1：50～1：100混合溶胀后，加热搅拌溶解，即得聚乙烯醇液。
4.根据权利要求1所述一种肥料增效剂，其特征在于：所述改性海泡石的制备过程为：将海泡石与有机酸按质量比1：50～1：100加热搅拌混合，减压浓缩，干燥，粉碎，即得改性海泡石；所述有机酸为乙酸，甲酸，草酸，硬脂酸，软脂酸或丙烯酸中的任意一种。
5.根据权利要求1所述一种肥料增效剂，其特征在于：步骤（3）所述保温保压条件为：压力为10～12MPa，温度为-5～10℃，保压时间为10～20min。
6.根据权利要求1所述一种肥料增效剂，其特征在于：所述肥料增效剂中还可加入壳聚糖液质量0.3～0.5倍的酒糟。
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