CN109776240A - 一种富硒生态水溶肥及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种富硒生态水溶肥及其制备方法，属于肥料技术领域。本发明肥料是由以下重量份的原料制备而得：尿素20‑30份、磷酸二氢钾10‑15份、磷酸脲3‑6份、过磷酸钙3‑8份、硫酸锌3‑8份、硫酸镁5‑10份、硫酸锰1‑3份、亚硒酸钠1‑3份、微生物菌剂0.5‑1份、促进剂0.5‑1份以及改性硅凝胶1‑3份。本发明肥料可为农作物提供丰富的营养元素，特别是硒元素；同时添加的凝胶类物质，可有效的吸附和固定土壤中的重金属元素，减少作物对重金属元素的吸收，提升作物品质和产量。

Description

一种富硒生态水溶肥及其制备方法

技术领域

本发明属于肥料技术领域，具体涉及一种富硒生态水溶肥及其制备方法。

背景技术

我国的土壤正面临着严重污染的威胁。化肥农药的过度使用导致了土壤肥力下降，环境污染突出等问题，不仅危及食粮作物的安全，亦对生态造成严重破坏。数据表明我国化肥使用量全球第一，过量的化肥使用导致农业生产的生态要素品质下降，不少地区农田中有机质的含量已经从解放前的50-70％降低到1％。我国农药使用量达130万吨，是世界平均水平的2.5，但农药和化肥的实际利用率不到30，余下的大部分不仅造成大量浪费，还严重污染了环境，使得土壤中有益菌大量减少，土壤质量下降，自净能力减弱，影响农作物的产量与品质，危害人体健康。

水溶性肥料(Water Soluble Fertilizer，简称WSF)的出现能有效缓解因肥料过度使用造成的污染。水溶性肥料是一种可以完全溶于水的多元复合肥料，它能迅速地溶解于水中，更容易被作物吸收，而且其吸收利用率相对较高。

硒是植物体中谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)的主要成分，是人体和动物必需的有益微量元素。硒具有增强人体免疫力、维持甲状腺功能、保护心肌及防止心血管系统疾病发生等多种作用。镉和砷为人体非必需元素，对人体和动植物有毒害作用，长期食用镉、砷含量超标食物，会面临慢性中毒风险。我国约有72％的国土面积缺硒，其中30％的国土面积严重缺硒，另外耕地土壤镉污染的点位超标为7％。因此开发一种具有富硒能力且能够提升肥料利用率、减少土壤重金属污染的新型水溶肥，具有重要的现实意义。

发明内容

本发明提供一种富硒生态水溶肥及其制备方法，本发明肥料具备良好的富硒功效，且可改善土壤结构、降低土壤中重金属污染。本发明所采用的技术方案是：

一种富硒生态水溶肥，是由以下重量份的原料制备而得：尿素20-30份、磷酸二氢钾10-15份、磷酸脲3-6份、过磷酸钙3-8份、硫酸锌3-8份、硫酸镁5-10份、硫酸锰1-3份、亚硒酸钠1-3份、微生物菌剂0.5-1份、促进剂0.5-1份以及改性硅凝胶1-3份。

所述微生物菌剂是枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌和酵母菌按照1:0.5:0.9重量比制成。

所述促进剂是普鲁兰多糖、D-葡萄糖酸钠和六偏磷酸钠按照1:0.5-0.9:0.1-0.3重量比制成。

所述改性硅凝胶是由以下方法制备而成的：

(1)称取1g壳聚糖，用60ml浓度为0.15mol/l的稀盐酸溶解过滤；将19ml正硅酸四乙酯与15ml无水乙醇均匀混合，缓慢加入上述溶液，密封烧杯，室温下搅拌24h；再逐滴滴加0.8ml5％的HF溶液，搅拌15min，静置24h，得到半透明凝胶；

(2)取5ml环氧氯丙烷、3滴70％的高氯酸和75ml无水乙醇混合液，加入步骤(1)所得凝胶中；再加入5ml乙二胺与100ml无水乙醇的混合溶液，50℃水浴下放置12h，再用无水乙醇洗涤，得到所述改性硅凝胶。

一种富硒生态水溶肥的制备方法，包括以下步骤：

(1)将普鲁兰多糖、D-葡萄糖酸钠和六偏磷酸钠按照1:0.5-0.9:0.1-0.3的重量比组成促进剂，加入到10倍重量的水中，制成促进剂溶液；

(2)制备改性凝胶：a、称取1g壳聚糖，用60ml浓度为0.15mol/l的稀盐酸溶解过滤；将19ml正硅酸四乙酯与15ml无水乙醇均匀混合，缓慢加入上述溶液，密封烧杯，室温下搅拌24h；再逐滴滴加0.8ml5％的HF溶液，搅拌15min，静置24h，得到半透明凝胶；b、取5ml环氧氯丙烷、3滴70％的高氯酸和75ml无水乙醇混合液，加入步骤a所得凝胶中；再加入5ml乙二胺与100ml无水乙醇的混合溶液，50℃水浴下放置12h，再用无水乙醇洗涤，得到所述改性硅凝胶；

(3)按配比取尿素、磷酸二氢钾、磷酸脲、过磷酸钙、硫酸锌、硫酸镁、硫酸锰、亚硒酸钠混合均匀，将步骤(1)所得促进剂按照配比重量份加入其中，在50℃下搅拌2h后，加入配比量的微生物菌剂和改性硅凝胶，混合均匀后得到本发明所述配料。

肥料在使用时，按照肥料：水为1:100的比例进行兑水使用。

本发明的枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌和酵母菌均为市售产品，有效活菌数为5-100亿/克。

有益效果：本发明肥料配方合理，营养均衡，为作物提供丰富的NPK、微量元素以及硒元素的同时，调节土壤结构，改善土壤环境。本发明肥料添加了少量改性的硅凝胶，该凝胶具备气凝胶的轻质结构和介孔特性，同时含有壳聚糖所具有的烷基、羟基、氨基等活泼的有机基团，活性大幅提高，可对土壤中的重金属元素进行吸附，减少重金属污染；同时本发明添加促进剂-普鲁兰多糖、D-葡萄糖酸钠和六偏磷酸钠，可以促进无机硒络合形成有机硒被作物高效的吸收和利用；同时凝胶的存在起到一定程度的缓释功能，使得促进剂和硒释放速度减慢，使得肥效持久而稳定。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明，但不限于此。

实施例1

一种富硒生态水溶肥，是由以下重量份的原料制备而得：尿素20份、磷酸二氢钾10份、磷酸脲3份、过磷酸钙3份、硫酸锌3份、硫酸镁5份、硫酸锰1份、亚硒酸钠1份、微生物菌剂0.5份、促进剂0.5份以及改性硅凝胶1份。

所述微生物菌剂是枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌和酵母菌按照1:0.5:0.9重量比制成。

所述促进剂是普鲁兰多糖、D-葡萄糖酸钠和六偏磷酸钠按照1:0.5:0.1重量比制成。

所述改性硅凝胶是由以下方法制备而成的：

(1)称取1g壳聚糖，用60ml浓度为0.15mol/l的稀盐酸溶解过滤；将19ml正硅酸四乙酯与15ml无水乙醇均匀混合，缓慢加入上述溶液，密封烧杯，室温下搅拌24h；再逐滴滴加0.8ml5％的HF溶液，搅拌15min，静置24h，得到半透明凝胶；

(2)取5ml环氧氯丙烷、3滴70％的高氯酸和75ml无水乙醇混合液，加入步骤(1)所得凝胶中；再加入5ml乙二胺与100ml无水乙醇的混合溶液，50℃水浴下放置12h，再用无水乙醇洗涤，得到所述改性硅凝胶。

一种富硒生态水溶肥的制备方法，包括以下步骤：

(1)将普鲁兰多糖、D-葡萄糖酸钠和六偏磷酸钠按照1:0.5:0.1的重量比组成促进剂，加入到10倍重量的水中，制成促进剂溶液；

(2)制备改性凝胶：a、称取1g壳聚糖，用60ml浓度为0.15mol/l的稀盐酸溶解过滤；将19ml正硅酸四乙酯与15ml无水乙醇均匀混合，缓慢加入上述溶液，密封烧杯，室温下搅拌24h；再逐滴滴加0.8ml5％的HF溶液，搅拌15min，静置24h，得到半透明凝胶；b、取5ml环氧氯丙烷、3滴70％的高氯酸和75ml无水乙醇混合液，加入步骤a所得凝胶中；再加入5ml乙二胺与100ml无水乙醇的混合溶液，50℃水浴下放置12h，再用无水乙醇洗涤，得到所述改性硅凝胶；

(3)按配比取尿素、磷酸二氢钾、磷酸脲、过磷酸钙、硫酸锌、硫酸镁、硫酸锰、亚硒酸钠混合均匀，将步骤(1)所得促进剂按照配比重量份加入其中，在50℃下搅拌2h后，加入配比量的微生物菌剂和改性硅凝胶，混合均匀后得到本发明所述配料。

肥料在使用时，按照肥料：水为1:100的比例进行兑水使用。

实施例2

一种富硒生态水溶肥，是由以下重量份的原料制备而得：尿素25份、磷酸二氢钾13份、磷酸脲5份、过磷酸钙5份、硫酸锌5份、硫酸镁8份、硫酸锰2份、亚硒酸钠2份、微生物菌剂0.8份、促进剂0.8份以及改性硅凝胶2份。

所述微生物菌剂是枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌和酵母菌按照1:0.5:0.9重量比制成。

所述促进剂是普鲁兰多糖、D-葡萄糖酸钠和六偏磷酸钠按照1:0.7:0.2重量比制成。

所述改性硅凝胶是由以下方法制备而成的：

(1)称取1g壳聚糖，用60ml浓度为0.15mol/l的稀盐酸溶解过滤；将19ml正硅酸四乙酯与15ml无水乙醇均匀混合，缓慢加入上述溶液，密封烧杯，室温下搅拌24h；再逐滴滴加0.8ml5％的HF溶液，搅拌15min，静置24h，得到半透明凝胶；

(2)取5ml环氧氯丙烷、3滴70％的高氯酸和75ml无水乙醇混合液，加入步骤(1)所得凝胶中；再加入5ml乙二胺与100ml无水乙醇的混合溶液，50℃水浴下放置12h，再用无水乙醇洗涤，得到所述改性硅凝胶。

一种富硒生态水溶肥的制备方法，包括以下步骤：

(1)将普鲁兰多糖、D-葡萄糖酸钠和六偏磷酸钠按照1:0.7:0.2的重量比组成促进剂，加入到10倍重量的水中，制成促进剂溶液；

(2)制备改性凝胶：a、称取1g壳聚糖，用60ml浓度为0.15mol/l的稀盐酸溶解过滤；将19ml正硅酸四乙酯与15ml无水乙醇均匀混合，缓慢加入上述溶液，密封烧杯，室温下搅拌24h；再逐滴滴加0.8ml5％的HF溶液，搅拌15min，静置24h，得到半透明凝胶；b、取5ml环氧氯丙烷、3滴70％的高氯酸和75ml无水乙醇混合液，加入步骤a所得凝胶中；再加入5ml乙二胺与100ml无水乙醇的混合溶液，50℃水浴下放置12h，再用无水乙醇洗涤，得到所述改性硅凝胶；

(3)按配比取尿素、磷酸二氢钾、磷酸脲、过磷酸钙、硫酸锌、硫酸镁、硫酸锰、亚硒酸钠混合均匀，将步骤(1)所得促进剂按照配比重量份加入其中，在50℃下搅拌2h后，加入配比量的微生物菌剂和改性硅凝胶，混合均匀后得到本发明所述配料。

肥料在使用时，按照肥料：水为1:100的比例进行兑水使用。

实施例3

一种富硒生态水溶肥，是由以下重量份的原料制备而得：尿素30份、磷酸二氢钾15份、磷酸脲6份、过磷酸钙8份、硫酸锌8份、硫酸镁10份、硫酸锰3份、亚硒酸钠3份、微生物菌剂1份、促进剂1份以及改性硅凝胶3份。

所述微生物菌剂是枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌和酵母菌按照1:0.5:0.9重量比制成。

所述促进剂是普鲁兰多糖、D-葡萄糖酸钠和六偏磷酸钠按照1:0.9:0.3重量比制成。

所述改性硅凝胶是由以下方法制备而成的：

(1)称取1g壳聚糖，用60ml浓度为0.15mol/l的稀盐酸溶解过滤；将19ml正硅酸四乙酯与15ml无水乙醇均匀混合，缓慢加入上述溶液，密封烧杯，室温下搅拌24h；再逐滴滴加0.8ml5％的HF溶液，搅拌15min，静置24h，得到半透明凝胶；

(2)取5ml环氧氯丙烷、3滴70％的高氯酸和75ml无水乙醇混合液，加入步骤(1)所得凝胶中；再加入5ml乙二胺与100ml无水乙醇的混合溶液，50℃水浴下放置12h，再用无水乙醇洗涤，得到所述改性硅凝胶。

一种富硒生态水溶肥的制备方法，包括以下步骤：

(1)将普鲁兰多糖、D-葡萄糖酸钠和六偏磷酸钠按照1:0.9:0.3的重量比组成促进剂，加入到10倍重量的水中，制成促进剂溶液；

(2)制备改性凝胶：a、称取1g壳聚糖，用60ml浓度为0.15mol/l的稀盐酸溶解过滤；将19ml正硅酸四乙酯与15ml无水乙醇均匀混合，缓慢加入上述溶液，密封烧杯，室温下搅拌24h；再逐滴滴加0.8ml5％的HF溶液，搅拌15min，静置24h，得到半透明凝胶；b、取5ml环氧氯丙烷、3滴70％的高氯酸和75ml无水乙醇混合液，加入步骤a所得凝胶中；再加入5ml乙二胺与100ml无水乙醇的混合溶液，50℃水浴下放置12h，再用无水乙醇洗涤，得到所述改性硅凝胶；

(3)按配比取尿素、磷酸二氢钾、磷酸脲、过磷酸钙、硫酸锌、硫酸镁、硫酸锰、亚硒酸钠混合均匀，将步骤(1)所得促进剂按照配比重量份加入其中，在50℃下搅拌2h后，加入配比量的微生物菌剂和改性硅凝胶，混合均匀后得到本发明所述配料。

肥料在使用时，按照肥料：水为1:100的比例进行兑水使用。

对比例1

本对比例富硒生态水溶肥，配方和制备方法除不含改性硅凝胶的添加和制备外，其余同实施例3。

对比例2

本对比例富硒生态水溶肥，配方除不含促进剂外，其余均同实施例3。

对比例3

本对比例富硒生态水溶肥，配方除不含改性硅凝胶和促进剂、制备方法除不含改性硅凝胶的制备外，其余同实施例3。

大田肥效实验

实验一

选择7块土壤性状一致、肥力均匀中等的小麦种植田，随机分成7个试验田，试验田1-3(分别施用实施例1-3制备的富硒生态水溶肥)、试验田4-6(分别施用对比例1-3制备的富硒肥)和空白对照例(不施用任何肥料)。

喷施方法：在小麦的苗期至灌浆期喷施，分3次，每次200克，稀释100倍喷施；空白对照例喷施等量的清水；

收获期收获小麦统计产量、硒含量、蛋白质含量和出粉率。具体结果如表1所示。

表1富硒生态水溶肥大田肥效试验结果

从上述表1可以看出，施用本发明实施例的小麦，其硒含量、蛋白质含量等指标均上升，小麦产量和品质得到大幅度的提升，肥效明显优于对比例。这源于本发明肥料各原料组分协同作用，促进了小麦对于硒的吸收和利用，提升了作物产量和品质。

实验二

在四川成都某地选择一重金属复合污染的农田种植玉米，其土壤中含全镉10.21mg/kg，全铬20.50mg/kg，全铅25.22mg/kg，全砷23.92mg/kg，处理组喷施本发明实施例3所得水溶肥200g/次，稀释100倍后使用，共喷施三次；对照组喷施等量的市售普通水溶肥。成熟收获后测定土壤以及籽粒中重金属含量，结果如下表所示：

表2玉米种植肥效实验结果

从表中数据可以看出，本发明肥料可一定程度降低土壤中各重金属元素的含量，同时抑制农作物对重金属元素的吸收，有效降低果实中重金属元素含量。

需要说明的是，上述实施例仅仅是实现本发明的优选方式的部分实施例，而非全部实施例。显然，基于本发明的上述实施例，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其他所有实施例，都应当属于本发明保护的范围。

Claims (6)

1.一种富硒生态水溶肥，其特征在于，是由以下重量份的原料制备而得：尿素20-30份、磷酸二氢钾10-15份、磷酸脲3-6份、过磷酸钙3-8份、硫酸锌3-8份、硫酸镁5-10份、硫酸锰1-3份、亚硒酸钠1-3份、微生物菌剂0.5-1份、促进剂0.5-1份以及改性硅凝胶1-3份。

2.根据权利要求1所述富硒生态水溶肥，其特征在于，所述微生物菌剂是枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌和酵母菌按照1:0.5:0.9重量比制成。

3.根据权利要求1所述富硒生态水溶肥，其特征在于，所述促进剂是普鲁兰多糖、D-葡萄糖酸钠和六偏磷酸钠按照1:0.5-0.9:0.1-0.3重量比制成。

4.根据权利要求1所述富硒生态水溶肥，其特征在于，所述改性硅凝胶是由以下方法制备而成的：

(1)称取1g壳聚糖，用60ml浓度为0.15mol/l的稀盐酸溶解过滤；将19ml正硅酸四乙酯与15ml无水乙醇均匀混合，缓慢加入上述溶液，密封烧杯，室温下搅拌24h；再逐滴滴加0.8ml5％的HF溶液，搅拌15min，静置24h，得到半透明凝胶；

(2)取5ml环氧氯丙烷、3滴70％的高氯酸和75ml无水乙醇混合液，加入步骤(1)所得凝胶中；再加入5ml乙二胺与100ml无水乙醇的混合溶液，50℃水浴下放置12h，再用无水乙醇洗涤，得到所述改性硅凝胶。

5.一种权利要求1-4任意一项所述富硒生态水溶肥的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将普鲁兰多糖、D-葡萄糖酸钠和六偏磷酸钠按照1:0.5-0.9:0.1-0.3的重量比组成促进剂，加入到10倍重量的水中，制成促进剂溶液；

(2)制备改性凝胶：a、称取1g壳聚糖，用60ml浓度为0.15mol/l的稀盐酸溶解过滤；将19ml正硅酸四乙酯与15ml无水乙醇均匀混合，缓慢加入上述溶液，密封烧杯，室温下搅拌24h；再逐滴滴加0.8ml5％的HF溶液，搅拌15min，静置24h，得到半透明凝胶；b、取5ml环氧氯丙烷、3滴70％的高氯酸和75ml无水乙醇混合液，加入步骤a所得凝胶中；再加入5ml乙二胺与100ml无水乙醇的混合溶液，50℃水浴下放置12h，再用无水乙醇洗涤，得到所述改性硅凝胶；

(3)按配比取尿素、磷酸二氢钾、磷酸脲、过磷酸钙、硫酸锌、硫酸镁、硫酸锰、亚硒酸钠混合均匀，将步骤(1)所得促进剂按照配比重量份加入其中，在50℃下搅拌2h后，加入配比量的微生物菌剂和改性硅凝胶，混合均匀后得到本发明所述配料。

6.根据权利要求1所述富硒生态水溶肥，其特征在于，肥料在使用时，按照肥料：水为1:100的比例进行兑水使用。