CN108658661A - 提高光合作用的环保型包膜肥料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提高光合作用的环保型包膜肥料，包括基础肥料60～90份、光合增效包膜材料1～10份；其中，光合增效包膜材料由矿源腐殖酸钾1.5～80％、纳米碳粉1.5～80％、海藻酸1.5～90％组成。采用本发明的以上提高光合作用的环保型包膜肥料，肥料成分中补充的矿物源黄腐酸、纳米碳、海藻酸等物质可以显著提高植物SPAD值和株高，提高光合作用；并且附带能调节土壤pH、提高土壤有机质含量、增加土壤微生物种群数量，从而改善土壤微环境；并且采用包膜肥料的方式，肥料无异味且材料成分安全无毒易降解，环保无污染。

Description

提高光合作用的环保型包膜肥料及其制备方法

技术领域

本发明涉及特种功能性肥料技术领域，尤其涉及一种提高光合作用的环保型包膜肥料及其制备方法。

背景技术

农业生产对国民经济起着至关重要的作用，而肥料是影响农业生产产量和品质的重要因素。但目前市场上多数肥料在施用均衡效果上存在缺陷，导致某些效果跟不上需求，无法满足农业生产持续性生态种植需求。最典型的的现象就是化肥过量施用，但是利用率低，据统计中国的化肥利用率仅仅只有30％左右。

而提升化肥利用率、减少肥料用量，就需要增强作物的光合作用能力，提高单位面积的作物产量。因为所有作物的干物重量，有90～95％是通过光合作用形成的，因此要提高产量，一方面是提高光合作用，形成更多的光合作用产物即碳水化合物；另一方面，使得更多的光合作用产物朝着我们需要的产品器官分配。

目前提高作物光合作用的肥料以生物肥和液体肥为主，在生产过程中原材料不稳定且施用次数多，成本高。201510444227.X号专利公开了提高作物光合作用的液体肥，包括酒糟50～60、苦杏仁酸4～8、红薯粉60～70、磷酸二氢铵16～18、蝇蛆粉27～33、钾泻盐8～12、废弃畜禽羽毛110～120、硫酸铜6～8、硫酸亚铁7～9、GM微生物制剂3～5、水。这些肥料通常生物成分较多，虽然能促进作物的光合代谢效率，但是这些大分子的生物质成分需要分解之后才能被作物缓慢吸收和利用，起效的周期和效率比较低；另一方面，肥料成分中的这些生物质成分的大量施用，比如废弃畜禽羽毛、蝇蛆粉等生物成分，施用于土壤之后一方面衍生出大量虫害破坏生长环境，影响改变土壤层的微生物结构。因此，这些肥料在促进光合能力进而提升肥料利用率，且降低对土壤污染的均衡效果上尚比较欠缺。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种提高光合作用的环保型包膜肥料及其制备方法，旨在提升作物光合能力促进肥料利用、并环保无污染破坏的维持土壤生态。

为实现上述目的，本发明提供的提高光合作用的环保型包膜肥料，包括基础肥料60～90份、光合增效包膜材料1～10份；其中，

所述光合增效包膜材料由矿源腐殖酸钾1.5～80％、纳米碳粉1.5～80％、海藻酸1.5～90％组成。

采用本发明的以上提高光合作用的环保型包膜肥料，肥料成分中补充的矿物源黄腐酸、纳米碳、海藻酸等物质可以显著提高植物SPAD值和株高，提高光合作用；并且附带能调节土壤pH、提高土壤有机质含量、增加土壤微生物种群数量，从而改善土壤微环境；并且采用包膜肥料的方式，肥料无异味且材料成分安全无毒易降解，具有土壤平衡和环保的效果。

本发明提高光合作用的环保型包膜肥料的制备方法，按照上述提高光合作用的环保型包膜肥料获取原料；

将所述基础肥料和粘土送入高塔造粒机进行喷洒造粒，搜集塔底的肥料颗粒；

将所述光合增效包膜材料与功能助剂均匀混合后，包覆于所述肥料颗粒表面。

本发明的以上制备方法过程，将氮磷钾等养分和光合作用增效包膜材料结合制备，生产工艺简单，反应条件温和，生产过程无异味，区别于生化黄腐酸；并且制备的肥料使各种直接促进的活性功能成分包覆在肥料颗粒表面，能比较快速地被吸收和利用，可以最优地保证活性和肥料的品质。

具体实施方式

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例做进一步说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供一种提高光合作用的环保型包膜肥料，包括各质量份的如下组分：基础肥料60～90份、光合增效包膜材料1～10份；其中，

基础肥料为含有氮磷钾元素的混合物料，包含有作物施用中必须的N、P、K元素，可用于作物吸收的大量元素(N/P/K)供体，以补充有机养料成分的大量肥料元素，保证肥料产品中总养分(N+P₂O₅+K₂O)的含量；实施中，基础肥料采用硝铵磷肥、磷铵、硫酸钾、氯化钾、硝酸钾、硝酸铵钙等的几种组成，保证大量元素完整均衡提供即可。

光合增效包膜材料由矿源腐殖酸钾1.5～80％、纳米碳粉1.5～80％、海藻酸1.5～90％组成。这些光合增效材料中，矿源腐殖酸钾是一种从天然腐植酸中提取的短碳链小分子结构物质，是腐植酸中分子量最小，含有丰富羟基、羧基、酚羟基、甲氧基等官能团，活性基团含量最高的水溶性部分，其功能基团相互作用，进入植物机体后，通过抑制或激活酶而作用于植物机体的新陈代谢，通过内源激素的分泌、调节作用，提高作物光合作用；纳米碳进入土壤溶于水，能增加土壤EC值，可直接形成HCO₃ ^-，以质流的形式进入植物根部，随着水分的快速吸收，携带氮磷钾等养分进入植物体合成叶绿体等，并快速转化为生物能淀粉粒，从而提高作物光合作用；海藻酸来自于天然海藻，经特殊的工艺处理，保留了多种不含氮有机物，为植物光合作用提供能量物质，另外，其中还有大量的钙、镁、铁等中微量元素，无需另外添加中微量元素，可以显著提高光合作用。

并且上述光合促进成分还能助于土壤结构的修复，促进土壤团粒结构的形成，改善土壤内部的孔隙空间，协调土壤中固、液、气三者比例，恢复由于土壤负担过重和化学污染而失去的天然胶质平衡，增加土壤的生物活力，有利于作物根系生长，改善根系微观环境。

在本发明上述包膜肥料以上必要成分基础上，还可以进一步添加有功能辅助成分，包括粘土1～10份；以及辅助的功能助剂1～10份。其中，

粘土一方面作为填充料用于肥料造粒，可以补充和增强肥料的机械性能；并且另一方面粘土具有较强的吸附性能，使肥料施用于土壤之后有效防止土壤胶体的流失，提高保水性能，提高肥料的缓释性能，降低施肥种植中对土壤的破坏。实施中，粘土可以采用蒙脱石、高岭土、膨润土等中的一种或多种；这些成分除了以上基本的功能之外，补充在肥料之中还能提供一些其自身含有的中微量元素补充、以及土壤修复的效果。比如蒙脱石为主要矿物成分的非金属矿产，蒙脱石晶胞形成的层状结构存在某些阳离子，如Cu²⁺、Mg²⁺、Na⁺、K⁺等，且这些阳离子与蒙脱石晶胞的作用很不稳定，故具有较好的离子交换性；可以与板结土壤中板结固化的铜锌离子之间发生离子相互交换，补充元素之外还能平衡和修复土壤。

辅助功能助剂可以包括有成型剂、防板结剂。防板结剂通常可以采用甘油、棕榈油、防板结油等等。成型剂包括硬脂酸或油酸等。这些成分的选择和采用可以根据肥料制备中结块、掉粉、成型的效果和要求，视需求对应添加。

进一步基于本发明实施的肥料品质和效果，纳米碳粉要求直径在1～100nm。植物根系分泌物的粒径区间其中95％以上在1μm以内，本发明中采用的直径在1～100nm碳更加利于直接转运吸收，并且其碳属于作物可以直接利用的形态，可以直接作为底物进行光合反应。

在以上实施方式中，矿源腐殖酸钾采用pH值范围为6～11、水溶性≥95％、含水量≤10％、更加优化的可以采用成分含量中重要成分腐殖酸(干基)≥60％、黄腐酸(干基)≥30％的矿源腐殖酸钾。这样能更加在原料的品质下，保证被作物吸收和利用的效果。并且pH范围可以促进对土壤结构的平衡调整。在本发明肥料性质的要求上，可以进一步调整使用的海藻酸要求含水量≤15％，提升包膜材料形态和性质稳定性。

采用本发明的以上提高光合作用的环保型包膜肥料，肥料成分中补充的矿物源黄腐酸、纳米碳、海藻酸等物质可以显著提高植物SPAD值和株高，提高光合作用；并且附带能调节土壤pH、提高土壤有机质含量、增加土壤微生物种群数量，从而改善土壤微环境；并且采用包膜肥料的方式，肥料无异味且材料成分安全无毒易降解，环保无污染。

在以上提高光合作用的环保型包膜肥料的基础上，本发明还提出其制备方法，方法步骤包括：

S00，按照以上提高光合作用的环保型包膜肥料成分获取原料；

S10，将基础肥料送入高塔造粒机进行喷洒造粒，搜集塔底的肥料颗粒；

S20，将光合增效包膜材料包覆于肥料颗粒表面，即为本发明的环保型包膜肥料。

本发明的以上制备方法过程，将氮磷钾等养分和光合作用增效包膜材料结合制备，生产工艺简单，反应条件温和，生产过程无异味，区别于生化黄腐酸；并且制备的肥料使各种直接促进的活性功能成分包覆在肥料颗粒表面，能比较快速地被吸收和利用，可以最优地保证活性和肥料的品质。

为使本发明上述提高光合作用的环保型包膜肥料细节更利于本领域技术人员的理解和实施，以及验证本案所制备得到提高光合作用的环保型包膜肥料的进步性效果，以下通过具体的实施例来对本案的上述内容进行举例说明。

实施例1

S00，在该实施例1中，按照如下成分比例获取原料：硝铵磷肥42kg、磷酸一铵15kg、硫酸钾15kg、矿源腐殖酸钾2kg、纳米碳粉3kg、海藻酸2kg；

S10，将硝铵磷肥、磷酸一铵、硫酸钾通过常规高塔工艺进行造粒形成颗粒肥料；

S20，将矿源腐殖酸钾、纳米碳粉、海藻酸均匀混合后，包覆于步骤S10制备的颗粒肥料表面，即为实施例1制备的环保型包膜肥料。

实施例2

S00，在该实施例2中，以包膜肥的总重为100kg计，按照如下成分比例获取原料：硝铵磷肥52kg、磷酸一铵11kg、氯化钾29kg、矿源腐殖酸钾1kg、纳米碳粉1kg、海藻酸2kg、蒙脱石粉2kg、棕榈油2kg；

S10，将硝铵磷肥、磷酸一铵、氯化钾与蒙脱石粉通过常规高塔工艺进行造粒形成颗粒肥料；

S20，将矿源腐殖酸钾、纳米碳粉、海藻酸和棕榈油均匀混合后，喷覆于颗粒肥料表面粘附。

实施例3

S00，在该实施例3中，以包膜肥的总重为100kg计，按照如下成分比例获取原料：硝铵磷肥52kg、磷酸一铵11kg、硫酸钾29kg、矿源腐殖酸钾2kg、纳米碳粉2kg、海藻酸2kg、油酸1kg、甘油1kg；

S10，将硝铵磷肥、磷酸一铵、硫酸钾通过常规高塔工艺进行造粒形成颗粒肥料；

S20，将矿源腐殖酸钾、纳米碳粉、海藻酸、油酸和甘油均匀混合制成混合浆液，包覆于步骤S10制备的颗粒肥料表面，即为实施例3制备的环保型包膜肥料。

实施例4

S00，在该实施例4中，以包膜肥的总重为102kg计，按照如下成分比例获取原料：磷铵50份、硝酸钾11份、硫酸钾29份、矿源腐殖酸钾4kg、纳米碳粉1kg、海藻酸1kg、膨润土1kg、防板结油1kg；

S10，将磷铵、硝酸钾、硫酸钾与膨润土通过常规高塔工艺进行造粒形成颗粒肥料；

S20，将矿源腐殖酸钾、纳米碳粉、海藻酸与防板结油混合后搅拌均匀，包覆于步骤S10制备的颗粒肥料表面，即为实施例4制备的环保型包膜肥料。

实施例5

S00，在该实施例5中，以包膜肥的总重为65kg计，按照如下成分比例获取原料：磷铵40份、硝酸钾8份、硫酸钾12份、矿源腐殖酸钾0.3kg、纳米碳粉0.3kg、海藻酸1.4kg、石粉1.5kg、防板结油1.5kg；

S10，将磷铵、硝酸钾、硫酸钾与石粉通过常规高塔工艺进行造粒形成颗粒肥料；

S20，将矿源腐殖酸钾、纳米碳粉、海藻酸与防板结油混合后搅拌均匀，包覆于步骤S10制备的颗粒肥料表面，即为实施例5制备的环保型包膜肥料。

进一步为了验证肥料的在种植中的试验效果，以上海青盆栽试验为例，设置不施肥和常规对照施肥(只含基础肥料CK)处理，统计植株和土样的种植情况结果如下表：

从上表可以看出，本发明制备的包膜肥料使得上海青的SPAD增加了，株高和产量上也有相应的提升效果。相比之下，同样继续重复种植3轮以后，测试土壤的理化性质，本发明的肥料施用种植后的土壤团粒大小以及柔软性上相比比较均衡，且无板结化趋势。观察种植的上海青的根部，发现根部根系的数量和重量，比空白组移栽的植株的根系的数量要多且重量大。相比使用基础肥料的对照组的肥料，土壤团粒较大、水量降低，而土质残留的固化磷素较多，说明本发明的肥料在提升作物光合能力的同时，土壤性质能具有良好的保持效果。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种提高光合作用的环保型包膜肥料，其特征在于，包括基础肥料60～90份、光合增效包膜材料1～10份；其中，

所述光合增效包膜材料由矿源腐殖酸钾1.5～80％、纳米碳粉1.5～80％、海藻酸1.5～90％组成。

2.如权利要求1所述的提高光合作用的环保型包膜肥料，其特征在于，所述纳米碳粉要求直径为1～100nm。

3.如权利要求1或2所述的提高光合作用的环保型包膜肥料，其特征在于，所述矿源腐殖酸钾中腐殖酸≥60％、黄腐酸≥30％、pH值范围为6～11、水溶性≥95％、含水量≤10％。

4.如权利要求1或2所述的提高光合作用的环保型包膜肥料，其特征在于，所述海藻酸含水量≤15％。

5.如权利要求1或2所述的提高光合作用的环保型包膜肥料，其特征在于，所述包膜肥料还包括粘土1～10份。

6.如权利要求5所述的提高光合作用的环保型包膜肥料，其特征在于，所述粘土为蒙脱石、高岭土、膨润土等中的一种或多种。

7.如权利要求1或2所述的提高光合作用的环保型包膜肥料，其特征在于，所述包膜肥料还包括功能助剂1～10份。

8.如权利要求7所述的提高光合作用的环保型包膜肥料，其特征在于，所述功能助剂包括成型剂、防板结剂中的至少一种；其中，

所述防板结剂为甘油、棕榈油、防板结油中的至少一种；

所述成型剂为硬脂酸或油酸。

9.如权利要求1至8任一项所述的提高光合作用的环保型包膜肥料的制备方法，其特征在于，

按照权利要求1至8任一项所述的提高光合作用的环保型包膜肥料获取原料；

将所述基础肥料和粘土送入高塔造粒机进行喷洒造粒，搜集塔底的肥料颗粒；

将所述光合增效包膜材料与功能助剂均匀混合后，包覆于所述肥料颗粒表面。