CN108947633B - 一种促生根液体肥料及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种促生根液体肥料及其制备方法与应用。所述促生根液体肥料包括以下原料：大量元素肥、微量元素肥、复合氨基酸、亚磷酸二氢钾和植物生长调节剂；以及壳聚糖和保水剂，所述植物生长调节剂与亚磷酸二氢钾的重量比1：1000～2500。本发明还提供了促生根液体肥料的制备方法与应用。本发明液体肥料营养成分全面，适合各种作物生长期的营养需求，能显著促进根系的生长，改良土壤，增强作物的抗病、抗逆能力，实现减量施肥的目标。
Description
技术领域
本发明涉及一种促生根液体肥料及其制备方法与应用，属于液体肥料技术领域。
背景技术
液体肥料是一种流体的水溶性肥料，因其具有养分均匀，配方灵活，生产简单，使用方便，肥料利用率高等诸多优点，越来越被人们接受，特别是随着现代化灌溉设施的完善和普及，液体肥料的优势也越来越明显。
目前我国液体肥大多是以液体氮肥和液体复合肥为主的营养型肥料，重点关注于作物所需的大量元素如氮磷钾的补充和吸收，但却忽略了对作物根系的作用，忽视了根系是作物吸收水分、养分、合成氨基酸、植物激素等生理活性物质、促进地上部生长的重要器官。现有技术中，有关促生根液体肥料的报道CN104557273A提供一种促生根液体肥料，由下列重量份的原料制成：硫酸亚铁2～4、四水钼酸铵2～3、焦磷酸钾1～3、白掌短根茎5～7、蓖麻饼6～9、谷糠15～20、硫酸钾5～8、尿素7～10、苦参碱2～4、七水硫酸锌2～3、6—苄基氨基嘌呤0.1～0.2、三碘苯甲酸0.1～0.2、蔷薇花4～8、啤酒糟10～14、配合剂8～12。CN105399520A公开了一种促生根液体肥料及其制备方法。该发明液体肥料包括尿素，聚磷酸铵，焦磷酸钾，DA～6，EDTA铁，EDTA镁，EDTA铜，EDTA锰，EDTA锌，黄腐酸，海藻精，赤霉素和苦参碱。该发明液体肥料苦参碱和黄腐酸的混合，提高了类激素含量，促进根部的营养元素吸收，赤霉素激发海藻精中的类激素发酵，促进根部发育，加速作物生长，但是苦参碱、赤霉素和海藻精价格偏高，成本增加，不利于广泛应用。因此，在当前形势下急需成本低、又能促进作物生长和作物生根的功能型液体肥料。为此提出本发明。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种低成本、综合效能好的促生根液体肥料及其制备方法。所得促生根液体肥各成分配伍合理，养分全面，适合各种作物生长期的营养需求，能显著促进根系的生长，改良土壤，增强作物的抗病、抗逆能力，最终实现减量施肥的目标。
术语说明：
激动素(kinetin，KT)是一种非天然的细胞分裂素，化学名称：6-糖基氨基嘌呤或N6-呋喃甲氨基嘌呤，分子式：C10H9ON5，结构式如下：
聚磷酸铵，简称APP，分子结构通式：(NH4)(n+2)P(n)O(3n+1)，国内按聚合度n的不同可分为水溶性(n＝10～20，相对分子质量1000～2000)和水不溶性(n>20，相对分子质量大于2000)两种，本发明为水溶性聚磷酸铵。市场可购。
尿素硝铵溶液，简称UAN溶液，国外也称为氮溶液(N solution),是由尿素32～37％wt.、硝铵41～47％wt.和水余量配制而成。在尿素硝铵溶液中，通常硝态氮含量在6.5～7.5％，铵态氮含量在6.5～7.5％，酰胺态氮含量在14～17％。市场可购。
EDTA，乙二胺四乙酸，是一种重要的络合剂；
EDTA锰，乙二胺四乙酸锰，也称螯合锰，EDTA-Mn，市场有售，通常锰含量≥13％。
EDTA铜，乙二胺四乙酸铜，也称螯合铜，EDTA-Cu，市场有售，通常铜含量≥14％。
EDTA锌，乙二胺四乙酸锌，也称螯合锌，EDTA-Zn，市场有售，通常锌含量≥15％。
复合氨基酸，按原料主要分有植物型和动物型。最常见的复合氨基酸主要成份:含甘氨酸、丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、胱氨酸、半胱氨酸、甲硫氨酸、苏氨酸、丝氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸、脯氨酸、羟脯氨酸、谷氨酸、天门冬氨酸、精氨酸、组氨酸、蛋氨酸、赖氨酸中的15～18种。市场可购。
本发明技术方案如下：
一种促生根液体肥料，包括大量元素肥、微量元素肥和复合氨基酸，其特征在于，还包括亚磷酸二氢钾和植物生长调节剂；
所述亚磷酸二氢钾与所述植物生长调节剂质量比为1000～2500：1；所述植物生长调节剂为萘乙酸、吲哚丁酸与激动素的组合物。
优选的，所述植物生长调节剂为萘乙酸：吲哚丁酸：激动素＝1：(2～4)：(0.5～1.0)质量比的组合。
优选的，所述大量元素肥为磷酸一铵、聚磷酸铵、尿素硝铵溶液的组合。所述大量元素肥与所述亚磷酸二氢钾质量比为4～12.:1。所述大量元素肥与复合氨基酸质量比为1.5～4:1。
根据本发明所述的促生根液体肥料，其中，还包括壳聚糖和保水剂。
根据本发明，一种优选的方案，所述促生根液体肥料，包括以下重量份的原料组成：
大量元素肥：磷酸一铵11.5-14.5份，聚磷酸铵1.8～5份，尿素硝铵溶液8～14份；
微量元素肥：11-16份，至少含有铜、铁、锰、锌、硼元素中的两种或两种以上；
复合氨基酸：10.5-15份；
壳聚糖溶液：6-10份；所述壳聚糖溶液的浓度为40～80g/L；
亚磷酸二氢钾：3-5份，
植物生长调节剂：占亚磷酸二氢钾的0.04-0.1％质量比；
保水剂：1-3份；
水：34-43份。
优选的，促生根液体肥料，包括以下重量份的原料组成：磷酸一铵12-14份，聚磷酸铵2～4份，尿素硝铵溶液9～12份，微量元素肥13-15份，复合氨基酸12-14份，壳聚糖溶液7-10份，亚磷酸二氢钾4-4.8份，植物生长调节剂为亚磷酸二氢钾的0.042-0.08％质量比，保水剂2-2.5份，水35-39份。
根据本发明所述促生根液体肥料使用的大量元素肥，其中聚磷酸铵不仅可延长磷肥的有效期，同时具有螯合金属离子的作用，可提高微量元素的活性；尿素硝铵溶液富含三种氮源，可充分发挥各种氮源的优势。
根据本发明优选的，所述微量元素为柠檬酸亚铁、EDTA锰、EDTA铜、EDTA锌、硼酸中的两种或两种以上。
优选的，所述复合氨基酸为含有15-18中氨基酸的复合氨基酸粉；其中氨基酸总含量65-85％；特别是氨基酸总含量70-82％。特别优选下列之一:
A.含有甘氨酸、丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、胱氨酸、半胱氨酸、甲硫氨酸、苏氨酸、丝氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸、脯氨酸、羟脯氨酸、谷氨酸、天门冬氨酸、精氨酸的复合氨基酸粉(18种氨基酸)。
B.含有天门冬氨酸、谷氨酸、丝氨酸、甘氨酸、组氨酸、精氨酸、苏氨酸、丙氨酸、脯氨酸、酪氨酸、缬氨酸、蛋氨酸、胱氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸和赖氨酸的复合氨基酸粉(17种氨基酸)。
C.含有天门冬氨酸、谷氨酸、丝氨酸、甘氨酸、组氨酸、精氨酸、苏氨酸、丙氨酸、脯氨酸、缬氨酸、蛋氨酸、胱氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸和赖氨酸的复合氨基酸粉(16种氨基酸)。
进一步优选，所述复合氨基酸为动物型复合氨基酸，是以高蛋白动物体为原料，经微生物发酵、酸碱水解处理后，喷雾干燥加工而成的氨基酸粉。市购产品。
优选的，所述壳聚糖溶液是将壳聚糖碱化后与氯乙酸反应，然后经双氧水处理，调节pH接近中性后用水稀释制得。所述壳聚糖溶液的浓度为40～80g/L。市购产品。
优选的，所述植物生长调节剂为萘乙酸：吲哚丁酸：激动素＝1：3：(0.7～0.8)质量比的组合物。本发明中，萘乙酸与吲哚丁酸能促进不定根的分化形成，激动素可刺激作物根部细胞分裂生长，使侧根生长快而多，三者复配可促进作物主根、侧根与不定根全面快速生长，作物根系庞大旺盛。
本发明优选的，所述保水剂类型为聚丙烯酸型或聚丙烯酰胺型保水剂。市场有售。
本发明优选的，所述水为脱盐水。
根据本发明，进一步优选的，所述壳聚糖溶液的浓度为50～60g/L。所述壳聚糖溶液可市购，也可按现有技术制备。本发明提供以下优选的制备方法：
将壳聚糖与氢氧化钾、水按质量比1:(2～4):(6～7)在常温常压下碱化2～3小时，然后将质量浓度50％～95％氯乙酸水溶液滴加入反应体系中，壳聚糖：氯乙酸水溶液＝1g:(0.8-1.0)mL，反应12-20h，然后加入质量分数为25～30％的双氧水，壳聚糖：双氧水＝1g:(1-1.2)mL，50～60℃反应3～4小时，最后滴加硝酸直至pH＝6.5-7.5；再用水稀释至所述的壳聚糖的浓度。所述硝酸为质量分数20-40％的稀硝酸。
所述壳聚糖的分子量小于等于8000。
根据本发明所述促生根液体肥料，其中，微量元素养分总含量大于等于20g/L，游离氨基酸含量大于等于100g/L。
根据本发明，上述促生根液体肥料的制备方法，包括步骤如下：
(1)按配比，取大量元素肥、微量元素肥、亚磷酸二氢钾加入到盛有水和/或保水剂及壳聚糖溶液的反应釜中，加热40～50℃，搅拌使其溶解后得第一混合液；
(2)按配比，向第一混合液中加入复合氨基酸、植物生长调节剂，搅拌使完全溶解，即得。
将所得促生根液体肥料经冷却、分装，得可上市成品。优选的，所述促生根液体肥密度为1.28-1.30g/L。
本发明所述促生根液体肥料的应用，作为水培植物的营养液，使用时用水稀释为原液体积的300～1000倍。
本发明促生根液体肥料的应用，用于大田作物或大棚蔬菜，按照8-10L/亩/次取用原液，用水稀释为原液体积的300～1000倍，施用2-3次。
本发明经过试验意外发现亚磷酸二氢钾的具有很好的促根作用，在植物生长调节剂的作用下，在植物体内产生若干不同生长素类物质，刺激作物产生根系生长所需蛋白，这些蛋白反过来有利于亚磷酸二氢钾中的离子吸收，另一方面，所述植物生长调节剂萘乙酸、吲哚丁酸和激动素组合物与亚磷酸二氢钾配伍，比单独用萘乙酸、吲哚丁酸或激动素，以及单用萘乙酸、吲哚丁酸和激动素组合物，都更能有效促进作物根系发达，生长旺盛，促进作物对养分的高效吸收；两者协同增效促进作用也得到大量试验的验证。
本发明的有益效果：
1.现有技术中亚磷酸二氢钾在农业方面被作为杀菌剂应用，亚磷酸二氢钾具有杀菌、抗病的效果。本发明人惊喜地发现了亚磷酸二氢钾的新用途，亚磷酸二氢钾与植物生长调节剂萘乙酸、吲哚丁酸及激动素等配伍使用，对作物根系具有协同增效促进作用，比单用植物生长调节剂更能有效促进作物根系伸长，根量增加，促进作物对养分的高效吸收，促进增产。
2.本发明促生根液体肥料制备方法简单，易操作，所得液体肥各成分配伍合理，养分全面，适合各种作物生长期的营养需求，同时能显著改良土壤，促进土壤团粒结构形成，活化土壤养分，为作物根系提供疏松滋润的生长环境。
3.本发明液体肥可促进作物对氮肥、磷肥及钾肥的高效吸收，促进植株营养体生长旺盛，能提高作物抗寒、抗旱、抗倒伏、抗病虫害的能力，对作物生长发育、产量及品质具有显著效果。
附图说明
图1是不同液体肥对水培玉米根系的影响对比试验图片；左侧为对照CK-1处理组，右侧是实施例1的产品处理组。
图2是不同液体肥对大棚番茄根系的影响对比试验图片；左侧为对照CK-2处理组，右侧是实施例2的产品处理组。
图3是不同液体肥对大棚辣椒根系的影响对比试验图片；左侧为对照CK-3处理组，右侧是实施例3的产品处理组。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。
实施例中所用原料说明如下：
聚磷酸铵，分子量1000～2000，郑州智逸化工公司有售；
尿素硝铵溶液，硝态氮含量在7％左右，铵态氮含量在7％左右，酰胺态氮含量在15％左右，河南晋开公司有售；
复合氨基酸，含17种氨基酸，各氨基酸含量如下：天门冬氨酸4.13％、谷氨酸9.12％、丝氨酸1.09％、甘氨酸25.37％、组氨酸0.53％、精氨酸0.67％、苏氨酸0.10％、丙氨酸11.84％、脯氨酸14.83％、酪氨酸3.76％、缬氨酸2.26％、蛋氨酸0.10％、胱氨酸0.10％、异亮氨酸4.50％、亮氨酸1.32％、苯丙氨酸2.15％和赖氨酸1.97％；成都科源生物技术公司有售；该产品所含氨基酸均为游离氨基酸，全溶于水、无沉淀、能与各种中微量元素螯合不产生沉淀。
壳聚糖溶液，按以下方法制得：
将壳聚糖与氢氧化钾、水按质量比1:3:6在常温常压下碱化2.5小时，然后将质量浓度70％氯乙酸水溶液(按壳聚糖：氯乙酸溶液＝1g:0.8mL)滴加入反应体系中，反应过夜，然后加入质量分数为30％的双氧水(按照壳聚糖：双氧水＝1g:1mL比例添加)，50～60℃反应3小时，最后滴加硝酸直至pH接近中性，然后用水稀释至壳聚糖含量50g/L。
实施例1
一种促生根液体肥料，包括以下重量份的原料组成：磷酸一铵12份，聚磷酸铵2份，尿素硝铵溶液9份，微量元素肥14份，复合氨基酸12份，壳聚糖溶液8份，亚磷酸二氢钾4份，植物生长调节剂0.003份，保水剂2份，脱盐水37份。
所述植物生长调节剂是萘乙酸：吲哚丁酸：激动素＝1：3：0.7质量比的组合物。
所述保水剂是分子量300万～400万的聚丙烯酰胺。
所述微量元素肥是为柠檬酸亚铁3份、EDTA铜3份、EDTA锌3份、硼酸5份。
制备步骤如下：
(1)按上述配比取大量元素肥的各组分、微量元素肥的各组分、亚磷酸二氢钾备用；将称好的原料投入到盛有按配比的保水剂、壳聚糖溶液及水的反应釜中，加热，搅拌使其溶解后得第一混合液；
(2)按配比，向第一混合液中加入复合氨基酸、植物生长调节剂，搅拌使完全溶解，即得。
促根性能试验：
试验时间及地点：试验于2016年3月在金正大生态工程集团股份有限公司智能玻璃温室中进行；
试验处理如下：
处理1的肥料：实施例1制得促生根液体肥产品；
处理2对比例CK-1：各养分含量与实施例1液体肥相同的情况下，用磷酸二氢钾代替亚磷酸二氢钾；
玉米水培试验：分别将CK-1及实施例1液体肥用水1000倍稀释后作为营养液，进行玉米水培试验。试验前期筛选饱满玉米种子进行育种，选取长势一致玉米苗于2016年3月10日移植，每个处理4个重复组，按照2棵幼苗/1000mL营养液/盆定植，缓苗2天后开始每隔两天更换一次营养液，共更换7次，于4月10日收取，用于对根系的观察。玉米根系各参数采用根系扫描仪分析，并用根系分析软件WinRHIZO对总根长、总根表面积、根分枝数和根平均直径进行定量分析，试验数据如表1所示。
表1、不同液体肥对水培玉米根系及生物量的影响
实施例2
一种促生根液体肥料，包括以下重量份的原料组成：磷酸一铵13份，聚磷酸铵4份，尿素硝铵溶液9份，微量元素肥13份，复合氨基酸12份，壳聚糖溶液7份，亚磷酸二氢钾4.5份，植物生长调节剂0.003份，保水剂2.5份，脱盐水35份。
所述植物生长调节剂是萘乙酸：吲哚丁酸：激动素＝1：3：0.75质量比的组合物。
所述保水剂是分子量300万～400万的聚丙烯酰胺。
所述微量元素肥为柠檬酸亚铁2份、EDTA锰2份，EDTA铜2份、EDTA锌2份、硼酸5份。
制备步骤同实施例1。
促根性能测试：
试验时间及地点：试验于2016年3月18日-7月9日于临沂市临沭县蛟龙镇吴坊头村进行；
试验处理如下：
处理1的肥料：实施例2制得促生根液体肥产品；
处理2对比例CK-2：市售生根液体肥(游离氨基酸含量大于等于100g/L，微量元素含量大于等于20g/L)；
试验选取番茄为供试作物。两个处理除分别冲施市售生根液体肥及实施例2制得促生根液体肥外，其余管理模式完全相同，两种液体肥均按照8L/亩/次进行冲施，共施肥3次，待收获后观察番茄根系生长情况及增产比例，记录平均数据于表2。
表2不同液体肥对大棚番茄根系及产量的影响
| 肥料类型 | 挂果后根长(cm) | 根干重(g) | 亩产(Kg) | 增产比例(％) |
| CK-2 | 23.01 | 1.01g | 4530.25 | — |
| 实施例2 | 29.33 | 1.38g | 4970.58 | 9.72％ |
实施例3
一种促生根液体肥料，包括以下重量份的原料组成：磷酸一铵14份，聚磷酸铵2.5份，尿素硝铵溶液10.5份，微量元素肥13份，复合氨基酸12份，壳聚糖溶液7份，亚磷酸二氢钾4份，植物生长调节剂0.003份，保水剂2份，脱盐水35份。
所述植物生长调节剂是萘乙酸：吲哚丁酸：激动素＝1：3：0.8质量比的组合物。
所述保水剂是分子量300万～400万的聚丙烯酰胺。
所述微量元素肥为柠檬酸亚铁3份、EDTA锌5份、硼酸5份。
制备步骤同实施例1。
促根性能测试：
试验时间及地点：试验于2016年3月15日-7月2日于临沂市临沭县蛟龙镇张坊头村进行；
试验处理如下：
处理1的肥料：实施例3制得促生根液体肥产品；
处理2对比例CK-3：市售生根液体肥(游离氨基酸含量大于等于100g/L，微量元素含量大于等于20g/L)
试验选取辣椒为供试作物。两个处理除分别冲施市售生根液体肥及实施例3制得促生根液体肥外，其余管理模式完全相同，两种液体肥均按照7L/亩/次进行冲施，共冲肥3次，待收获后观察辣椒根系生长情况及增产比例，实验平均数据见表3。
表3不同液体肥对大棚辣椒根系及产量的影响
| 肥料类型 | 苗期根长(cm) | 根干重(g) | 亩产(Kg) | 增产比例(％) |
| CK-3 | 18.21 | 0.57g | 1470.21 | — |
| 实施例3 | 27.13 | 0.68g | 1620.02 | 10.19％ |
Claims (10)
1.一种促生根液体肥料，包括大量元素肥、微量元素肥和复合氨基酸，其特征在于，还包括亚磷酸二氢钾和植物生长调节剂；
所述亚磷酸二氢钾与所述植物生长调节剂质量比为1000～2500：1；所述植物生长调节剂为萘乙酸、吲哚丁酸与激动素的组合物；
所述植物生长调节剂为萘乙酸：吲哚丁酸：激动素＝1：(2～4)：(0.5～1.0)质量比的组合；
所述大量元素肥与所述亚磷酸二氢钾质量比为4～12:1；
所述复合氨基酸为含有15-18种氨基酸的复合氨基酸粉。
2.如权利要求1所述的促生根液体肥料，其特征在于，所述大量元素肥为磷酸一铵、聚磷酸铵、尿素硝铵溶液的组合。
3.如权利要求1所述的促生根液体肥料，其特征在于，所述大量元素肥与复合氨基酸质量比为1.5～4:1。
4.如权利要求1所述的促生根液体肥料，其特征在于，还包括壳聚糖和保水剂。
5.如权利要求4所述的促生根液体肥料，其特征在于，包括以下重量份的原料组成：
大量元素肥：磷酸一铵11.5-14.5份，聚磷酸铵1.8～5份，尿素硝铵溶液8～14份；
微量元素肥：11-16份，至少含有铜、铁、锰、锌、硼元素中的两种或两种以上；
复合氨基酸：10.5-15份；
壳聚糖溶液：6-10份；所述壳聚糖溶液的浓度为40～80g/L；
亚磷酸二氢钾：3-5份，
植物生长调节剂：占亚磷酸二氢钾的0.04-0.1％质量比；
保水剂：1-3份；
水：34-43份。
6.如权利要求4所述的促生根液体肥料，其特征在于，包括以下重量份的原料组成：磷酸一铵12-14份，聚磷酸铵2～4份，尿素硝铵溶液9～12份，微量元素肥13-15份，复合氨基酸12-14份，壳聚糖溶液7-10份，亚磷酸二氢钾4-4.8份，植物生长调节剂为亚磷酸二氢钾的0.042-0.08％质量比，保水剂2-2.5份，水35-39份。
7.如权利要求1所述的促生根液体肥料，其特征在于，所述微量元素肥为柠檬酸亚铁、EDTA锰、EDTA铜、EDTA锌、硼酸中的两种或两种以上。
8.如权利要求1所述的促生根液体肥料，其特征在于，所述植物生长调节剂为萘乙酸：吲哚丁酸：激动素＝1：3：(0.7～0.8)质量比的组合物。
9.权利要求4-6任一项所述促生根液体肥料的制备方法，包括步骤如下：
(1)按配比，取大量元素肥、微量元素肥、亚磷酸二氢钾加入到盛有水和/或保水剂及壳聚糖溶液的反应釜中，加热40～50℃，搅拌使其溶解后得第一混合液；
(2)按配比，向第一混合液中加入复合氨基酸、植物生长调节剂，搅拌使完全溶解，即得。
10.权利要求1-8任一项所述促生根液体肥料的应用，作为水培植物的营养液，使用时用水稀释为原液体积的300～1000倍；或者，
用于大田作物或大棚蔬菜，按照8-10L/亩/次取用原液，用水稀释为原液体积的300～1000倍，施用2-3次。
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