CN109761673A

CN109761673A - 一种水溶肥料及其制备和使用方法

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Publication number: CN109761673A
Application number: CN201910251835.7A
Authority: CN
Inventors: 张芮; 董博; 尚宗良
Original assignee: Yantai Worth Biotechnology Co Ltd
Current assignee: Yantai Worth Biotechnology Co Ltd
Priority date: 2019-03-29
Filing date: 2019-03-29
Publication date: 2019-05-17

Abstract

本发明涉及一种水溶肥料及其制备和使用方法，水溶肥料由肥料和有机物组成，其特征在于，含有硝化细菌。本发明肥效快，营养易吸收。

Description

一种水溶肥料及其制备和使用方法

技术领域

本发明涉及一种水溶肥料及其制备和使用方法。

背景技术

水溶肥是一种速效性肥料，水溶性好、无残渣，可以完全溶解于水中，能被作物的根系和叶面直接吸收利用。采用水肥同施，以水带肥，实现了水肥一体化，它的有效吸收率高出普通化肥一倍多，达到80%-90%；而且肥效快，可解决高产作物快速生长期的营养需求。配合滴灌系统需水量仅为普通化肥的30%，而施肥作业几乎可以不用人工，大大节约了人力成本。

施用水溶肥追求的速效，而速效与肥料的本身的性质有关，以氮吸收为例，植物氮同化是指植物吸收环境（对陆生植物而言是土壤）里的NO3-或NH4+，并合成氨基酸和蛋白质等含氮有机化合物的过程。由此可见，植物吸收氮是以NO3-或NH4+吸收的，而我们施用的肥料含硝态氮的为KNO3和NH4NO3，它们中硝态氮的含量均不超过14%，且硝铵国家规定不能用于肥料，作为农用的为硝铵磷，其硝态氮含量则更低。NH4+肥料中以氯化铵和硫酸铵中含量最多，其中氯化铵中含氮为25%，硫酸铵中含氮为21%，且氯化铵由于含有氯离子，会影响附近种子的发芽和幼苗的生长，在盐碱地、咸田不宜施用，对于烟草、茶树、葡萄、甘蔗、西瓜、马铃薯、甘薯、甜菜、番茄、辣椒等忌氯作物，尤其是在幼苗或幼龄期更要少用或不用，以免产生“氯害”，影响作物的产量和质量，因此，氯化铵在经济作物中应用受到限制。

尿素中氮含量为46.3%，含量较高，但其氮是以酰胺态氮存在，并不能立刻被植物吸收，需要在经过土壤中的脲酶作用，水解成碳酸铵或碳酸氢铵后，才能被作物吸收利用，进一步氨或铵盐在土壤硝化细菌的作用下，转化为硝酸称为硝化作用。硝化作用分2步进行，首先在亚硝化细菌作用下，氨氧化为亚硝酸，亚硝酸很少在土壤中积累，随即在硝化细菌的作用下，进一步氧化为硝酸。

植物在吸收和代谢两种形态的氮素上存在不同。首先，铵态氮进入植物细胞后必须尽快与有机酸结合，形成氨基酸或酰胺，铵在植物体内的积累对植物毒害作用较大。硝态氮在进入植物体后一部分还原成铵态氮，并在细胞质中进行代谢，其余部分可贮备在细胞的液泡中，有时达到较高的浓度也不会对植物产生不良影响。态氮在营养器官生长时期大量累积是一切植物的共性,随着植物不断生长，体内的硝态氮含量越来越少。据了解，植物在营养生长阶段大量地吸收营养物质，一方面是为了满足当前生长的需要，另一方面是为了供给后期生长的需要。硝态氮在植物体中累积是植物的贮备措施，也是适应逆境的表现。营养生长期累积的硝态氮多，即使后期土壤供应养分不足，植物仍能很好地生长和发育；累积的硝态氮越多，后期生长发育越良好。另外，硝态氮在液泡内还是重要的渗透调节物质，在植物体内碳水化合物合成减少，液泡内有机物含量下降时，硝态氮可替代它们起渗透调节作用，这种调节需要的能量也低。

因此作物更易吸收硝态氮。具体表现为以30℃为例，施用硝态氮肥肥效体现在植物叶片上为1～2天即可看出，施用铵态氮肥料肥效体现在叶片上3～4天才可看出，施用酰胺态氮肥肥效体现在植物叶片上7～10天才能看出。

综上，目前应用于农业的肥料中含NO3-或NH4+含量较低，与其它肥料进行配伍后，含量则更低，并不能满足植物对氮的需求；而尿素含氮量较高，但其氮是以酰胺态形式存在的，肥效慢，这与水溶肥的速效性显然不匹配，因此，市场确少一种含氮量较高，与其它肥料具有很好的配伍性，肥效快的氮肥。

发明内容

本发明提供一种水溶肥料及其制备和使用方法，解决技术问题是1）速效性氮含氮量低，与其它肥料配伍不能满足植物对氮的需求；2）提供一种含氮量高，配伍性好，且速效的肥料。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

水溶肥料，由肥料原料、有机物和硝化细菌组成，BOD含量低于4%。

所述肥料原料为尿素、磷酸二氢钾、磷酸二氢铵、亚磷酸钾、聚磷酸钾、硝酸钾、硫酸钾、硫酸铵、氯化铵、硝铵钙、硝酸镁、七水硫酸锌、硫酸亚铁、EDTA-Zn和氯化钾中的一种或任意比例的两种及其以上；所述有机物是腐殖酸钾、腐殖酸、氨基酸、糖蜜、黄腐酸钾和海藻提取物中的一种或任意比例的两种及其以上；所述BOD是BOD5。

水溶肥料的制备方法，将肥料原料、有机物和硝化细菌混匀，即得水溶肥料；或

将肥料原料和有机物加入到水中，得产品A；将硝化细菌包装，得产品B；产品A和产品B的组合，即为水溶肥料。

所述混匀条件为温度低于30℃，相对湿度低于60%。

水溶肥料使用方法，将水溶肥料用水稀释后，施用；或

使用时，将产品A和产品B加入到水中稀释，混匀后施用。

所述稀释为将肥料原料浓度稀释至低于3g/L；BOD稀释至低于20mg/L。

还包括稀释后，静置一段时间施用。

静置时间为6～48h。

发明具有以下有益技术效果：

1.本申请添加硝化细菌，可以促进尿素中酰铵态氮向硝态氮转化，缩短转化时间，进而使肥效更快。

2.本申请限定了BOD的含量，目的是为了使硝化细菌形成种群优势，加快硝化反应，使肥效更快。硝化细菌属于自养型细菌，有机物浓度不是它的生长限制因素，有机物含量高，则会使增值速度较快的异养细菌速度繁殖，从而使硝化菌得不到优势，无法形成种群效应，进而影响硝化反应的进行，使肥效变慢。

3.本申请对粉剂产品的生产工艺进行了限定，目的是为了保证硝化细菌的存活率，添加到肥料中的硝化细菌为休眠状态的，一旦遇水则会被激活，造成损耗。在一定温度和1个标准大企业下，某种肥料刚刚发生吸湿的大气相对湿度，称为该温度条件下此种肥料的临界相对湿度。如30℃时尿素的临界相对湿度为72.5%，硝酸铵为59.4%，几种原料的混合相对会降低临界相对湿度，如尿素与硝酸铵混合物，临界相对湿度则降低为18%。因此，如不限定温度和湿度，则物料在混合时容易吸湿，吸湿造成的后果，1）肥料溶解，造成环境内盐分过大，进而造成硝化细菌体内细胞失水，进而造成死亡，无法发挥硝化作用，不能提高肥效；2）硝化细菌激活，消耗营养物质，以致于使用时，营养物质缺乏，进而导致硝化细菌的死亡，无法发挥硝化作用，不能提高肥效。根据菌的耐盐度分为低耐盐菌（0～5%）、中耐盐菌（5～10%）和高耐盐菌（10～15%）。

4.本申请的使用方法，最好是稀释后静置一段时间，稀释后的盐分浓度较低不会影响硝化细菌的生长，同时稀释后的BOD含量较低，在此条件下可以使硝化细菌形成种群优势，进而施入土壤中可以更好的发挥硝化作用，加快氮肥的肥效。

5.本申请稀释后静置10～48h使用效果更佳，这是由于硝化细菌代谢周期较长，平均代时超过10h以上，静置是为了使硝化细菌繁殖，以形成种群优势。

附图说明

图1为稀释梯度为10^-2的本申请的显微镜下菌落图；

图2为稀释梯度为10^-2的对比1的显微镜下菌落图。

具体实施方式

下面结合具体实例进一步说明本发明。

实施例1

水溶肥料，由尿素、硫酸铵、磷酸二氢钾、硫酸钾、黄腐酸钾和硝化细菌组成，BOD含量为3.5%。

将肥料原料、有机物和硝化细菌混匀，即得水溶肥料。

所述混匀条件为温度25℃，相对湿度55%。

水溶肥料使用方法，将水溶肥料用水稀释至肥料原料浓度至低于3g/L；BOD稀释至20mg/L，施用。

实施例2

水溶肥料，由尿素、硫酸铵、磷酸二氢钾和氢氧化钠的pH为7.4的缓冲溶液、硫酸钾、黄腐酸钾和硝化细菌组成，BOD含量为3.5%。

将肥料原料、有机物和硝化细菌混匀，即得水溶肥料。

所述混匀条件为温度25℃，相对湿度55%。

水溶肥料使用方法，将水溶肥料用水稀释至肥料原料浓度低于3g/L；BOD稀释至20mg/L，静置时间为18h，施用。

实施例3

水溶肥料，由肥料原料、有机物和硝化细菌组成，其特征在于，BOD含量为3%。

所述肥料原料为尿素、聚磷酸钾和硝酸钾按照质量比3:2:1的组合物；所述有机物是腐殖酸钾、黄腐酸钾和海藻提取物按照质量比3:1:1的组合物；硝化细菌加入量为总质量的0.05%，所述BOD是BOD5。

水溶肥料使用方法，将产品A和产品B加入到水中稀释，混匀后施用。

实施例4

水溶肥料，由肥料原料、有机物和硝化细菌组成，其特征在于，BOD含量为2%。

所述肥料原料为硫酸铵、磷酸二氢铵和硝酸钾按照质量比5:3:1的组合物；所述有机物是糖蜜粉、腐殖酸钠和海藻提取物按照质量比1:1:1的组合物；硝化细菌加入量为总质量的0.02%，所述BOD是BOD5。

将肥料原料、有机物和硝化细菌混匀，即得水溶肥料。

水溶肥料使用方法，将水溶肥料用水稀释后，施用。

实施例5

水溶肥料，由肥料原料、有机物和硝化细菌组成， BOD含量为1%。

所述肥料原料为尿素；所述有机物是氨基酸；硝化细菌加入量为总质量的0.1%，所述BOD是BOD5。

将肥料原料、有机物和硝化细菌混匀，即得水溶肥料。

所述混匀条件为温度为22℃，相对湿度是45%。

水溶肥料使用方法，将水溶肥料用水稀释，稀释后，静置一段时间后，施用。

实施例6

所述肥料原料为硫酸铵、亚磷酸钾、聚磷酸钾和硝酸钾按照质量比4:2:1:3的组合物；所述有机物是腐殖酸钾、氨基酸原粉和海藻提取物按照质量比4:1:1的组合物；硝化细菌加入量为总质量的0.2%，所述BOD是BOD5。

使用时，将产品A和产品B加入到水中稀释，混匀后施用。

还包括稀释后，静置一段时间施用。

静置时间为20h。

实施例7

水溶肥料，由尿素、硫酸铵、磷酸二氢钾、黄腐酸钾和硝化细菌组成，BOD含量为1%。

实施例8

将肥料原料、有机物和硝化细菌混匀，即得水溶肥料。

所述混匀条件为温度25℃，相对湿度55%。

下面结合实验数据进一步说明本发明的有益效果：

实验一

供试材料

1材料与方法：

1.1试验地点：烟台沃斯生物技术有限公司。

1.2实验检测：菌落。

1.3供试材料：实施例2和对比1（除BOD含量为5外，其它制备方法与实施例2均一致）；对比1稀释后BOD含量为28.5mg/L。

1.4检测方法：

1.41制备培养基：

牛肉膏5g，蛋白胨10g，氯化钠10g，无水磷酸氢二钠2g，琼脂20g，蒸馏水1000ml，加热溶解，调pH至7.2，过滤，103℃灭菌15min。

1.42分离检测：

1）将硝化细菌进行分离，对分离的硝化细菌进行试验，用生理盐水对1ml样品进行10倍梯度稀释，依次为10^-1、、10^-2、10^-3连续稀释度样品；

2）将1ml稀释梯度为10^-2，接种至培养基中，采用平板菌落计数的方法，进行检测。

本实验除检测物不同外，其它操作均一致。

2结果与分析

本申请形成的菌落较多，而对比1形成的菌落较少。

本申请的水溶肥料，可以促进硝化细菌的生长，并形成种群优势，在使用时硝化反应可以顺利进行；而对比1由于BOD含量较高，引起异养菌的大量繁殖，异养菌抑制了硝化细菌的生长，硝化细菌不能形成种群优势，在使用时，硝化反应不能顺利进行。

实验二

供试材料

1材料与方法：

1.1试验地点：烟台蓬莱大赵家，实验作物为葡萄。

1.2实验检测：叶绿素a、叶绿素b，以及它们的比值。

1.3供试材料：对比1（除BOD含量为5外，其它制备方法和使用方法均与实施例2一致）、对比2（除生产时外界环境温度为30℃，相对湿度为78%外，其它制备方法和使用方法均与实施例2一致）、实施例1和实施例2各5kg；对比1稀释后BOD含量为28.5mg/L。

1.5试验设计：将对比1（除BOD含量为5外，其它制备方法和使用方法与实施例2均一致）、对比2（除生产时外界环境温度为30℃，相对湿度为78%外，其它制备方法和使用方法均与实施例2一致）、实施例1和实施例2进行同比例的稀释，按照其对应的使用方法将实验肥料进行滴灌。试验田为一亩葡萄田，分为4个小区，两小区为一平行样，每小区150平方米，小区之间设空白隔离带，将实验所用肥料采用滴灌的方式施入葡萄的根部，72h后，随机从各小区中分别摘取30片叶片，采用分光光度法进行检测。实验时间为4月25日。

1.4检测方法：

采用分光光度计分别测定叶绿素提取液在645nm和663nm下的吸光度，计算方法

Ca=12.21A663-2.81A645

Cb=20.13A645-5.03A663。

Ca---叶绿素a的浓度（mg/L）

Cb---叶绿素b的浓度（mg/L）

本实验除检测物不同外，其它操作均一致。

叶绿素提取：

将称取葡萄叶2g，将叶片剪成2mm宽的碎条，放于试管中，试管中加入20ml浸取液，浸取液为体积分数为80%的丙酮在黑暗的室温下直接浸取14h，定容至25ml，测吸光度，浸取时不时摇动试管。

2结果与分析

叶绿素a、叶绿素b，以及它们的比值，见表1

表1

	Ca（mg/g）	Cb（mg/g）	Ca/Cb
				对比1	1.246	0.559	2.23
对比2	1.248	0.558	2.24
				实施例1	1.403	0.626	2.24
实施例2	1.580	0.705	2.24

由表1可以看出，本申请通过控制BOD的含量，并按照本申请的制备方法和使用方法实施，可明显加快植物对氮的吸收，加快肥效。

Claims

1.水溶肥料，由肥料原料、有机物和硝化细菌组成，其特征在于，BOD含量低于4%。

2. 如权利要求1所述水溶肥料，其特征在于，所述肥料原料为尿素、磷酸二氢钾、磷酸二氢铵、亚磷酸钾、聚磷酸钾、硝酸钾、硫酸钾、硫酸铵、氯化铵、硝铵钙、硝酸镁、硫酸镁、七水硫酸锌、硫酸亚铁、EDTA-Zn和氯化钾中的一种或任意比例的两种及其以上；所述有机物是腐殖酸钾、腐殖酸、氨基酸、糖蜜、黄腐酸钾和海藻提取物中的一种或任意比例的两种及其以上；所述BOD是BOD5。

3.水溶肥料的制备方法，其特征在于，将肥料原料、有机物和硝化细菌混匀，即得水溶肥料；或

4. 如权利要求3所述水溶肥料的制备方法，其特征在于，所述混匀条件为温度低于30℃，相对湿度低于60%。

5.水溶肥料使用方法，其特征在于，将水溶肥料用水稀释后，施用；或

使用时，将产品A和产品B加入到水中稀释，混匀后施用。

6.如权利要求5所述水溶肥料使用方法，其特征在于，所述稀释为将肥料原料浓度稀释至低于3g/L；BOD稀释至低于20mg/L。

7.如权利要求5或6所述水溶肥料使用方法，其特征在于，还包括稀释后，静置一段时间施用。

8.如权利要求7所述水溶肥料使用方法，其特征在于，静置时间为6～48h。