CN109627098A - 全聚合营养肥料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于肥料技术领域。鉴于目前使用的离子态化学肥料不能被植物完全吸收，加剧土壤污染的问题，本发明提供一种全聚合营养肥料，组成成分如下：萜类化合物3‑7份、维生素B6 0.6‑1.4份、矿源腐殖酸80‑120份、硫酯40‑60份、大中微量元素肥500‑600份、水240‑340份。制备方法步骤如下：将腐殖酸和水加入反应釜中搅拌加热40‑50℃；将大中微量元素和萜类化合物加入反应釜中，加热80‑120℃，反应釜压强500kpa，时间55‑65min；调整反应压强至正常气压，加入维生素B6，加热搅拌至混配均匀，加入硫酯，加热搅拌至混配均匀；充分脱水。本发明将离子态化学肥料转化为分子态，植物根系在吸收养分时以长链型分子为单位吸收，避免了离子态养分由所带电荷引起的拮抗作用，同时避免浓度问题对根系造成伤害。

Description

全聚合营养肥料及其制备方法

技术领域

本发明属于肥料技术领域，具体涉及一种全聚合营养肥料及其制备方法。

背景技术

伴随现代农业的不断发展，农业需求对肥料的要求越来越高，肥料产品在技术方面也在逐渐提高。随着肥料投入的增加，农作物的产量和品质也有了相应的提高，但是同时也加剧了其对土壤的污染，并且肥料的吸收利用率在不断下降。传统化学肥料在施入土壤后，通过水分的溶解，水解呈现出离子状态，离子状态营养元素容易被土壤胶冻固定，导致肥料不能被完全吸收，也进一步加剧了土壤的污染。另外，离子态矿质营养元素浓度过高也会对作物根系造成灼伤，导致作物根系更容易被病菌侵染。

目前肥料领域对于解决上述问题的方式是将腐植酸和传统化学肥料相结合，如申请号为201710477013.1的一种修复调理土壤生根保肥肥料及其制备方法，每1L液体复合肥由以下原料制成：氮肥以N计0～200g，磷肥以P2O5计10～200g，钾肥以K2O计10～400g，含微生素B的中微量元素1～100g，黄原胶1.5～3.5g，焦磷酸钠6.2～8.1g，矿源腐植酸5～100g，生化黄腐酸5～200g，丙三醇5～50g,其余为水；此液体肥料对土壤修复调理及对作物提高影响效果明显。又比如，申请号为201810259992.8的有机肥料及其制备方法，包括各质量份的如下组分：氨基酸废液35～75份、生化黄腐酸5～20份、微量元素0.8～3份、风化煤腐植酸10～20份、硼泥0.1～10份、大量元素15～35份、增效剂0.3～1份、填料10～25份；此有机肥料提供肥力持久，原料成本低，环保无污染。但是，现有的这些肥料技术虽然能够改善土壤环境，却并不能从本质上解决问题。

发明内容

鉴于目前使用的离子态化学肥料不能被植物完全吸收，加剧土壤污染等问题，本发明提供一种全聚合营养肥料及其制备方法，将传统的离子态化学肥料转化为分子态，植物根系直接吸收，提高肥料的吸收利用率，减少了对土壤环境的污染。

为了实现本发明的目的，本发明采用如下的技术方案：

一种全聚合营养肥料，所述全聚合营养肥料按重量份数计，组成成分如下：萜类化合物3-7份、维生素B6 0.6-1.4份、矿源腐殖酸80-120份、硫酯40-60份、大中微量元素肥500-600份、水240-340份。

进一步的，按重量份数计，组成成分如下：萜类化合物5份、维生素B6 1份、矿源腐殖酸100份、硫酯50份、大中微量元素肥550份、水294份。

在本发明的组成成分中，大中微量元素为作物提供生长所需矿质营养，矿源腐植酸和植物内源提取萜类化合物以及植物所需营养之间通过化学键链接形成链式结构，B族维生素用于提升链式结构的聚合稳定性，并通过硫酯的抗氧化功能提高链式结构稳定性，最终形成全聚合营养长链。

进一步的，所述萜类化合物为柠檬醛、薄荷醇、金合欢醇、胡萝卜素中的一种或几种。

萜类化合物可提高植物叶片光合作用，促进植物代谢循环，增加植物抵抗病害的能力，同时萜类化合物含有饱和程度不同的烯键，在高温高压条件下可以与离子营养元素或其他有机类物质之间通过原子共价键链接，形成新的分子结构，本发明的植物内源提取萜类化合物用于和营养元素形成新的分子结构。本发明优选柠檬醛。

植物中的萜类化合物含量丰富，来源广泛，价格低廉，优选由植物内源提取的萜类化合物。

B族维生素可提高细胞功能，促进细胞养分代谢循环，本发明采用维生素B6，维生素B6除提高细胞功能、促进代谢外，在受热过程中会发生分解，在维生素B6受热分解时会脱HCl同时伴随脱H₂O生成醚类物质。醚类含有大量烃基和芳烃基，可以快速链接矿源腐殖酸中羟基和酚羟基等其他官能团，提高肥料中长链分子的稳定性。

进一步的，所述硫酯为硫代二甘醇二硬脂酸酯。

硫酯是在ATP分解或合成过程中的中间产物，含有高能化学键，同时硫酯类可以对植物细胞起到很好的保护作用，并且在全聚合营养长链中起到抗氧化的作用。本发明中的硫酯为硫代二甘醇二硬脂酸酯，硫代二甘醇二硬脂酸酯保护全聚合营养长链形态不被氧化，全聚合营养长链结构不发生任何变化，保证了全聚合营养长链不变质。

进一步的，所述矿源腐殖酸为黄腐酸。

矿源腐植酸对营养元素有络合和螯合的作用，同时可为植物生长提供有机态营养，改善土壤环境，调节土壤微生物生态环境。矿源腐植酸分子量大小决定了腐植酸的活性，分子量越小活性越高，故本发明采用腐植酸中活性较高的黄腐酸。因液体黄腐酸质量参差不齐，故优选黄腐酸粉剂。黄腐酸可形成胶体、多孔结构，对于营养元素或其他小分子类化合物有很好的吸附作用，同时黄腐酸活性官能团多，能更好的促进离子交换，提高植物提取物与营养元素之间的结合率。

进一步的，所述大中微量元素为氮、磷、钾、钙、镁、硫、铁、锰、铜、锌、硼，其中铁、锰、铜、锌、硼为微量元素，所述氮、磷、钾、钙、镁、硫及微量元素的质量比为：(15-35):(5-20):(10-25):5:5:5：6.35；进一步的，质量比为：32:5:10:5:5:5：6.35；或者15.2:15.2:21.6:5:5:5：6.35。

此大中微量元素为目前市场肥料生产所用普通原料，为植物生长提供必需营养，具体使用配比可以根据不同作物对营养元素需求量搭配。

本发明还提供上述全聚合营养肥料的制备方法，具体步骤如下：

(1)按重量份称取大中微量元素肥500-600份、萜类化合物3-7份，混配均匀，再称取矿源腐殖酸80-120份、维生素B6 0.6-1.4份、硫酯40-60份、水240-340份备用；

(2)将已称取的矿源腐殖酸和水加入反应釜中搅拌加热，搅拌时间5-10分钟，加热温度40-50℃；

(3)将混配均匀的大中微量元素和萜类化合物加入反应釜中，先搅拌至大中微量元素完全溶解，搅拌过程中持续加热，加热温度为80-120℃，然后将反应釜密闭，调节反应釜压强至500kpa，反应过程中间断加热，保持反应釜压强不变，反应时间为55-65分钟；

(4)调整反应釜压强至正常气压，打开反应釜加入维生素B6，持续加热搅拌至维生素B6混配均匀，搅拌5-10分钟后加入硫酯，加热搅拌至硫酯混配均匀，搅拌时间5-10分钟；

(5)将上述反应所得液体加入脱水机，充分脱水后即得全聚合营养肥料。

全聚合营养肥料中并不含有任何水分，呈现形态由聚合长链分子间力决定。

本发明的有益效果：

本发明涉及的全聚合营养肥料技术将传统的离子态化学肥料转化为分子态，肥料以长链型分子态聚合在一起，施入土壤当中不易被固定，植物根系在吸收养分时以长链型分子为单位吸收，避免了离子态养分由所带电荷引起的拮抗作用，促进植物养分吸收均衡，同时也不会因为浓度问题对根系造成伤害。相比传统化学肥料提升了肥料吸收利用率，同时减少了养分的残留，降低土壤污染。

具体实施方式

下面将结合具体实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明进行详细说明。

实施例1：

按重量份数计称取组分如下：柠檬醛0.5kg、维生素B6 0.1kg、黄腐酸10kg、硫代二甘醇二硬脂酸酯5kg、大中微量元素肥料55kg，水29.4kg。其中，大中微量元素肥料中的氮、磷、钾、钙、镁、硫及微量元素(铁、锰、铜、锌和硼)的质量比为32:5:10:5:5:5:6.35。

制备方法：

(1)将55kg大中微量元素肥与0.5kg柠檬醛，混配均匀备用；

(2)将已称取的10kg黄腐酸和29.4kg水加入反应釜中，充分搅拌并加热，加热温度40-50℃，搅拌10分钟；

(3)将混配均匀的大中微量元素和柠檬醛加入反应釜中，先搅拌至大中微量元素完全溶解，搅拌过程中持续加热，加热温度为100℃，然后将反应釜密闭，调节反应釜压强至500kpa，反应过程中间断加热，保持反应釜压强不变，反应时间为60分钟；

(4)调整反应釜压强至正常气压，打开反应釜加入0.1kg维生素B6，持续加热搅拌至维生素B6混配均匀，搅拌5分钟后加入5kg硫代二甘醇二硬脂酸酯，加热搅拌至硫酯混配均匀，搅拌时间5分钟；

(5)将上述反应所得液体加入脱水机，充分脱水后即得氮磷钾钙镁硫及微量元素含量为：25-4-8+4Ca+4Mg+4S+5TE的全聚合营养肥料。

实施例2：

按重量份数计称取组分如下：柠檬醛0.5kg、维生素B6 0.1kg、黄腐酸10kg、硫代二甘醇二硬脂酸酯5kg、大中微量元素肥料55kg，水29.4kg。其中，大中微量元素肥料中的氮、磷、钾、钙、镁、硫及微量元素(铁、锰、铜、锌和硼)的质量比为15.2:15.2:21.6:5:5:5:6.35。

制备方法：

(1)将55kg大中微量元素肥与0.5kg柠檬醛，混配均匀备用；

(2)将已称取的10kg黄腐酸和29.4kg水加入反应釜中，充分搅拌并加热，加热温度40-50℃，搅拌10分钟；

(3)将混配均匀的大中微量元素和柠檬醛加入反应釜中，先搅拌至大中微量元素完全溶解，搅拌过程中持续加热，加热温度为100℃，然后将反应釜密闭，调节反应釜压强至500kpa，反应过程中间断加热，保持反应釜压强不变，反应时间为60分钟；

(4)调整反应釜压强至正常气压，打开反应釜加入0.1kg维生素B6，持续加热搅拌至维生素B6混配均匀，搅拌5分钟后加入5kg硫代二甘醇二硬脂酸酯，加热搅拌至硫酯混配均匀，搅拌时间5分钟；

(5)将上述反应所得液体加入脱水机，充分脱水后即得氮磷钾钙镁硫及微量元素含量为：12-12-17+4Ca+4Mg+4S+5TE的全聚合营养肥料。

实施例3：

按重量份数计称取组分如下：柠檬醛0.3kg、维生素B6 0.06kg、黄腐酸8kg、硫代二甘醇二硬脂酸酯4kg、大中微量元素肥料50kg，水24kg。其中，大中微量元素肥料中的氮、磷、钾、钙、镁、硫及微量元素(铁、锰、铜、锌和硼)的质量比为32:5:10:5:5:5:6.35。

实施例4：

按重量份数计称取组分如下：柠檬醛0.3kg、维生素B6 0.06kg、黄腐酸8kg、硫代二甘醇二硬脂酸酯4kg、大中微量元素肥料50kg，水24kg。其中，大中微量元素肥料中的氮、磷、钾、钙、镁、硫及微量元素(铁、锰、铜、锌和硼)的质量比为15.2:15.2:21.6:5:5:5:6.35。

实施例5：

按重量份数计称取组分如下：柠檬醛0.7kg、维生素B6 0.14kg、黄腐酸12kg、硫代二甘醇二硬脂酸酯6kg、大中微量元素肥料60kg，水34kg。其中，大中微量元素肥料中的氮、磷、钾、钙、镁、硫及微量元素(铁、锰、铜、锌和硼)的质量比为32:5:10:5:5:5:6.35。

实施例6：

按重量份数计称取组分如下：柠檬醛0.7kg、维生素B6 0.14kg、黄腐酸12kg、硫代二甘醇二硬脂酸酯4kg、大中微量元素肥料60kg，水24kg。其中，大中微量元素肥料中的氮、磷、钾、钙、镁、硫及微量元素(铁、锰、铜、锌和硼)的质量比为15.2:15.2:21.6:5:5:5:6.35。

试验例1：肥料溶解性及絮凝性测试

实验产品：实施例2所得12-12-17+4Ca+4Mg+4S+5TE全聚合营养肥料

对照产品：养分含量17-17-17含腐植酸水溶性肥料

实验方法：

取两个烧杯，都转入200ml清水，向其中一个烧杯中添加12-12-17+4Ca+4Mg+4S+5TE全聚合营养肥料50g，搅拌静置；向另外一个烧杯中添加养分含量17-17-17含腐植酸水溶性肥料50g，搅拌静置。

静置10分钟后观察结果：添加12-12-17+4Ca+4Mg+4S+5TE全聚合营养肥料的溶液溶解均匀，无任何沉淀及絮凝现象；添加养分含量17-17-17含腐植酸水溶性肥料的溶液出现絮凝剂肥料沉淀现象，烧杯底部少许沉淀。

实验结论：相比较于养分含量17-17-17含腐植酸水溶性肥料而言，全聚合营养肥料的水溶性更好，溶解后无絮凝现象发生，水溶性好，更有利于植物吸收利用。

试验例2：肥料产品安全性测试

实验背景：随着土地种植年限逐渐增加，土壤施肥量加剧，土壤酸化板结盐化日益严重，叶面喷施追肥不需要经过土壤，同时叶片吸收养分更快，很多种植户采用叶面追肥方式为作物增加养分施入。

实验产品：实施例1所得25-4-8+4Ca+4Mg+4S+5TE的全聚合营养肥料

对照产品：普通30-10-10大量元素水溶性肥料

实验时间：2017年5月20日

实验作物：富士苹果树

实验方法：采用25-4-8+4Ca+4Mg+4S+5TE的全聚合营养肥料50倍溶液叶面喷施果树5棵；采用普通30-10-10+TE大量元素水溶性肥料50倍溶液叶面喷施果树5棵。

观察时间：2017年5月25日

观察结果：采用25-4-8+4Ca+4Mg+4S+5TE的全聚合营养肥料50倍溶液叶面喷施果树叶片颜色浓绿，新叶生长正常，整体长势良好；采用普通30-10-10+TE大量元素水溶性肥料50倍溶液叶面喷施果树叶片萎焉，新生叶片出现白斑。

实验结论：25-4-8+4Ca+4Mg+4S+5TE的全聚合营养肥料叶面喷施更安全，不会对叶片造成离子伤害；普通30-10-10+TE大量元素水溶性肥料在叶面施用时易对作物产生灼伤，出现烧叶现象。

试验例3：土壤污染及产品施用效果测试

实验背景：冬季大棚蔬菜连年种植导致土壤问题严重，肥料吸收利用率下降，同时土壤盐分积累严重，影响作物整体长势。

实验产品：实施例2所得12-12-17+4Ca+4Mg+4S+5TE全聚合营养肥料

对照产品：17-17-17+2Mg+TE水溶性肥料+硝酸钙

实验作物：冬暖棚西红柿

实验时间：2017年11月12日(第一穗西红柿刚坐果)

实验方式：12-12-17+4Ca+4Mg+4S+5TE全聚合营养肥料使用量2kg，随水冲施西红柿0.1亩；17-17-17+2Mg+TE水溶性肥料用量2kg+硝酸钙500g，随水冲施西红柿0.1亩。

观察时间：2017年11月28日

观察结果：

表1在实验区和对照区各取五个点测土壤EC值

	测试点1	测试点2	测试点3	测试点4	测试点5	平均值
							实验区	1.22	1.30	1.32	1.25	1.28	1.274
对照区	1.35	1.28	1.38	1.41	1.44	1.372

表2在实验区和对照区随机挑选五个西红柿测量直径(cm)

	果实1	果实2	果实3	果实4	果实5	平均值
							实验区	4.0	3.9	3.8	4.1	4.3	4.02
对照区	3.8	3.9	3.6	3.8	4.0	3.82

表3在实验区和对照区随机挑选五株西红柿测量龙头下5cm茎秆粗度(cm)

	植株1	植株2	植株3	植株4	植株5	平均值
							实验区	0.78	0.76	0.72	0.81	0.78	0.770
对照区	0.76	0.74	0.75	0.76	0.77	0.756

实验结论：

从上述三个表格的实验数据可以看出，使用12-12-17+4Ca+4Mg+4S+5TE全聚合营养肥料的土壤EC值相比对照组低，说明肥料吸收量更多，在土壤中残留部分更少，而对照组肥料养分残留较多；从西红柿果实大小和龙头处茎秆粗细比较可以看出，施用了12-12-17+4Ca+4Mg+4S+5TE全聚合营养肥料的西红柿果实比施用了17-17-17+2Mg+TE水溶性肥料+硝酸钙的西红柿果实个头大；施用了12-12-17+4Ca+4Mg+4S+5TE全聚合营养肥料的龙头下茎秆粗度比施用了普通大量元素肥料的龙头下茎秆粗度更粗，从而可以得出，12-12-17+4Ca+4Mg+4S+5TE全聚合营养肥料更容易促进作物生长。

上述说明仅为本发明的优选实施例，并非是对本发明的限制，凡在本发明的内容范围内所做出的任何修改、等同替换、改型等，均应包含在本发明的专利保护范围之内。

Claims (7)

1.一种全聚合营养肥料，其特征在于，所述全聚合营养肥料按重量份数计，组成成分如下：萜类化合物3-7份、维生素B6 0.6-1.4份、矿源腐殖酸80-120份、硫酯40-60份、大中微量元素肥500-600份、水240-340份。

2.根据权利要求1所述的全聚合营养肥料，其特征在于，按重量份数计，组成成分如下：萜类化合物5份、维生素B6 1份、矿源腐殖酸100份、硫酯50份、大中微量元素肥550份、水294份。

3.根据权利要求1所述的全聚合营养肥料，其特征在于，所述萜类化合物为柠檬醛、薄荷醇、金合欢醇、胡萝卜素中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的全聚合营养肥料，其特征在于，所述硫酯为硫代二甘醇二硬脂酸酯。

5.根据权利要求1所述的全聚合营养肥料，其特征在于，所述矿源腐殖酸为黄腐酸。

6.根据权利要求1所述的全聚合营养肥料，其特征在于，所述大中微量元素为氮、磷、钾、钙、镁、硫、铁、锰、铜、锌、硼，其中铁、锰、铜、锌、硼为微量元素，所述氮、磷、钾、钙、镁、硫及微量元素的质量比为：(15-35):(5-20):(10-25):5:5:5：6.35。

7.一种权利要求1-6所述全聚合营养肥料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

(1)按重量份称取大中微量元素肥500-600份、萜类化合物3-7份，混配均匀，再称取矿源腐殖酸80-120份、维生素B6 0.6-1.4份、硫酯40-60份、水240-340份备用；

(2)将已称取的矿源腐殖酸和水加入反应釜中搅拌加热，搅拌时间5-10分钟，加热温度40-50℃；

(3)将混配均匀的大中微量元素和萜类化合物加入反应釜中，先搅拌至大中微量元素完全溶解，搅拌过程中持续加热，加热温度为80-120℃，然后将反应釜密闭，调节反应釜压强至500kpa，反应过程中间断加热，保持反应釜压强不变，反应时间为55-65分钟；

(4)调整反应釜压强至正常气压，打开反应釜加入维生素B6，持续加热搅拌至维生素B6混配均匀，搅拌5-10分钟后加入硫酯，加热搅拌至硫酯混配均匀，搅拌时间5-10分钟；

(5)将上述反应所得液体加入脱水机，充分脱水后即得全聚合营养肥料。