CN110183286A - 一种耐低温分段吸收的复混肥料及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐低温分段吸收的复混肥料及制备方法。复混肥料包括极性有机溶剂、脲酶抑制剂、水、无机盐类肥料、尿素。其制备方法是将脲酶抑制剂加入极性有机溶剂，并搅拌均匀，得到混合液；向配好的混合液中加入水、无机盐类肥料、尿素，并搅拌均匀。本发明中先将水加入到有机溶剂中可以起到降低凝固点作用，有效防止添加尿素时吸热引起的温度骤降，导致肥料析出混合不匀等问题。能够方便快捷的配制复混肥料，最大程度的溶解无机盐类肥料和尿素组分。
Description
技术领域
本发明涉及化学品与农业肥料的交叉技术领域，具体涉及一种耐低温分段吸收的复混肥料及制备方法作为喷淋的植物肥料。
背景技术
中国作为一个具有悠久农耕历史的国家，对农作物的高产具有孜孜不倦的追求。人口之众，耕地减少，土地贫瘠与过度使用凸显出农作物高产的重要性。一方面，农作物的高产依赖于品种改良；另一方面，更加依赖于土壤土质的改善、植物对营养吸收效率的提升。从肥料的使用量上来说，中国已经雄踞世界第一三十多年，但从产率上来讲严重落后于美国等发达国家，甚至印度、巴西等发展中国家。究其主要原因，肥料使用不合理并导致的土壤土质恶化甚至污染，是影响农作物的主要因素。由于中国各地土壤土质的差异，具有针对性的实施复混肥料尤为重要。针对植物不同阶段对不同肥料的需求，实施能够分段吸收的复混肥料是一个新的方式。传统的施肥方式要么以单一的肥料为主，植物缺乏那种养分就施加哪类肥料，这样往往会导致一季作物多次施加肥料，不仅增加劳动成本，也会导致肥料利用率低下。而目前的复合肥虽有多种植物所需养分，但植物短时间的吸收能力有限，并且有些养分是植物急需的，而有些是需要长期提供的。如何有针对性的，根据植物生长周期、土壤土质环境进行肥料配制，合理有效利用肥料，减少肥料未被充分吸收带来的土壤板结、盐碱化及污染等问题，是目前农业上亟需解决的难题。此外，我国作物种植地，如华北、东北，大部分时间处于低温状态，一般的肥料在低温下不易被作物吸收，而且容易损伤或冻伤植物根系。东北地区常见的冬小麦种植对低温下有效吸收肥料等养分有着迫切的需求，而且对其产量的有极大的影响。目前采用的手段是额外向肥料中添加防冻剂，这样不仅会增加肥料生产成本，增加肥料生产工序和难度，也可能影响肥料的肥效。因此，如何通过控制肥料自身的组分和制备工艺来改善肥料的凝固点，提高其耐低温能力，也是今后农业肥料发展的趋势。
基于农作物对肥料的高度依赖性，当植物出现芽尖枯萎、花而不实、新叶泛黄等缺乏硼铁锌等元素时，常常施加微肥以改善植株症状。但往往只对植物施加微肥并不能起到非常好的效果，还需要对其施加氮磷钾等肥料。尤其对于氮肥而言，植物需要对其长期吸收，来保证其正常发育以及叶片的生成。而目前市面上常用的尿素等肥效期短，大部分的有机氮在转换成铵态氮时挥发损失掉了。此外，低温寒冷的季节会发生冻土现象，影响植物对肥料的吸收。因此，让植株在短期内快速吸收硼铁锌钼铜锰等无机盐类肥料改善生长症状，同时植株能在正常的生长周期中长期汲取氮素来增加产量，而且能克服低温环境下植物难以吸收肥料养分等难题，是本专利解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明目的之一在于提供了一种耐低温分段吸收的复混肥料。该复混肥料包括以下重量份的组分：
所述的极性有机溶剂为二甲基亚砜和/或三氟乙酸中的一种或几种。所述的脲酶抑制剂为磷酸胺类化合物，包含正丁基硫代磷酰三胺和/或苯基磷酰二胺中的一种或几种。所述的无机盐类肥料包括硫酸锌、钼酸铵、硫酸锰、硫酸亚铁、硫酸铜、硼砂中的一种或几种。
本发明专利中的复混肥料包含极性有机溶剂、脲酶抑制剂、水、无机盐类肥料、尿素，无机类盐类的肥料较易溶于含水和极性有机溶剂的混合液中，并能快速促进植株叶面根系等的吸收；极性有机溶剂能与水较好的互溶，能将脲酶抑制剂均匀的分散在于复混肥料中，有利于尿素中的有机氮缓慢转换成铵态氮被植株长期高效的吸收利用。此外，加有水的极性有机溶剂能显著降低凝固点，起到防冻的效果而不需要额外添加防冻剂，使得植株短期快速吸收无机盐类肥料，长期吸收铵态氮氮素，起到分段吸收的作用。
本发明目的之二在于提供了一种耐低温分段吸收的复混肥料的制备方法。
S1、按上述重量份数分别称取极性有机溶剂、脲酶抑制剂、水、无机盐类肥料、尿素；
S2、先将将脲酶抑制剂加入极性有机溶剂，并搅拌均匀；
S3、向S2配好的混合液中加入水、无机盐类肥料、尿素，并搅拌均匀。
其中，在步骤S3中，必须先向混合液中加入水，然后加入无机盐类肥料和尿素，无机盐类肥料和尿素的添加顺序无先后要求；
在步骤S3中，添加尿素时需要缓慢加入，添加速度为5-10份/分钟，并不断搅拌，避免温度骤降。
本发明的优点和有益效果在于：在本发明中，极性有机溶剂和水能较优异的溶解脲酶抑制剂和无机盐类肥料，并且能够降低复混肥料的凝固点，起到防冻的效果，低温下肥料仍能被植物有效吸收；此外，复混肥料中的无机盐类肥料能够快速被植株吸收，脲酶抑制剂能控制尿素中的有机氮缓慢的转变为铵态氮，能长期高效的为植株提供养分，从而起到分段吸收的效果，增加氮素的利用率，避免土壤板结。复混肥料作为液态肥料也更利于喷淋实施。本发明中的制备方法，先将水加入到有机溶剂中可以起到降低凝固点作用，有效防止添加尿素时吸热引起的温度骤降，导致肥料析出混合不匀等问题。能够方便快捷的配制复混肥料，最大程度的溶解无机盐类肥料和尿素组分。
附图说明
图1为实施例1的复混肥料溶液图。
图2为尿素分解速率模拟实验下，对照例与实施例在不同时间段下的铵根离子含量相对变化值。
具体实施方式
对比例1：
本对比例提供了一种耐低温分段吸收的复混肥料及制备方法，具体为：
所述的复混肥料由水、无机盐类肥料和尿素组成，
其中，所述的无机盐类肥料为硫酸锌、钼酸铵、硫酸锰、硫酸亚铁、硫酸铜、硼砂中，所添加的份数分别为0.2份；
所述的水添加量为100份
所述尿素的添加份数为100份。
制备方法包括以下具体步骤：
(1)步骤一：按上述重量份数，分别称取硫酸锌、钼酸铵、硫酸锰、硫酸亚铁、硫酸铜、硼砂各0.2kg，100kg，100kg；
(2)步骤二：往100kg水中缓慢加入称量好的100kg尿素，加入时长为20分钟，同时不断搅拌，最后使溶液处于常温状态；
(3)步骤三：最后，将称量好的各0.2kg的硫酸锌、钼酸铵、硫酸锰、硫酸亚铁、硫酸铜、硼砂依次加入到上述混合液中，并不断搅拌溶解。
测试上述复混肥料的凝固点，并往上述制备好的复混肥料溶液中加入1kg黄豆粉(黄豆粉中含有脲酶，具有将尿素降解为铵态氮的功能)，每间隔十天取一次样，进行铵根离子含量测试，铵根离子含量测试方法可根据甲醛法进行标定。此方法可以模拟尿素的分解速率，侧面反应尿素转化为铵态氮被植物吸收的周期。将不含脲酶抑制剂的复混肥料样中的铵根离子含量当作标准值1，其余样品中的铵根离子含量标记为与标准值的比值。
对比例2：
本对比例提供了一种耐低温分段吸收的复混肥料及制备方法，具体为：
所述的复混肥料由极性有机溶剂、水、无机盐类肥料和尿素组成，
其中，所述复混肥料中的极性有机溶剂为二甲基亚砜(DMSO)，添加份数为10kg；
所述的无机盐类肥料为硫酸锌、钼酸铵、硫酸锰、硫酸亚铁、硫酸铜、硼砂中，所添加的份数分别为0.2kg；
所述的水添加量为100kg；
所述尿素的添加份数为100kg。
制备方法包括以下具体步骤：
(1)步骤一：按上述重量份数，分别称取10kg的DMSO，硫酸锌、钼酸铵、硫酸锰、硫酸亚铁、硫酸铜、硼砂各0.2kg，100kg水，100kg尿素；
(2)步骤二：将称量好的100kg水加入到称好的DMSO中，搅拌均匀；
(3)步骤三：在步骤三的基础上，缓慢加入称量好的100kg尿素，加入时长为20分钟，同时不断搅拌，最后使溶液处于常温状态；
(4)步骤四：最后，将称量好的各0.2kg的硫酸锌、钼酸铵、硫酸锰、硫酸亚铁、硫酸铜、硼砂依次加入到上述混合液中，并不断搅拌溶解。
测试上述复混肥料的凝固点，并往上述制备好的复混肥料溶液中加入1kg黄豆粉(黄豆粉中含有脲酶，具有将尿素降解为铵态氮的功能)，每间隔十天取一次样，进行铵根离子含量测试，铵根离子含量测试方法可根据甲醛法进行标定。此方法可以模拟尿素的分解速率，侧面反应尿素转化为铵态氮被植物吸收的周期。将不含脲酶抑制剂的复混肥料样中的铵根离子含量当作标准值1，其余样品中的铵根离子含量标记为与标准值的比值。
实施例1：
本实施例提供了一种耐低温分段吸收的复混肥料及制备方法，具体为：
所述的复混肥料由极性有机溶剂、脲酶抑制剂、水、无机盐类肥料和尿素组成，
其中，所述复混肥料中的极性有机溶剂为二甲基亚砜(DMSO)，添加份数为10kg；
所述的脲酶抑制剂为磷酸胺类化合物中的正丁基硫代磷酰三胺(NBPT)，所添加份数为5kg；
所述的无机盐类肥料为硫酸锌、钼酸铵、硫酸锰、硫酸亚铁、硫酸铜、硼砂中，所添加的份数分别为0.2kg；
所述的水添加量为100kg
所述尿素的添加份数为100kg。
制备方法包括以下具体步骤：
(1)步骤一：按上述重量份数，分别称取10kgDMSO，5kgNBPT，硫酸锌、钼酸铵、硫酸锰、硫酸亚铁、硫酸铜、硼砂各0.2kg，100kg水，100kg尿素；
(2)步骤二：将称量好的5kgNBPT加入到称好的DMSO中，进行搅拌溶解；
(3)步骤三：在步骤二的基础上，加入称量好的100kg水，搅拌均匀；
(4)步骤四：在步骤三的基础上，缓慢加入称量好的100kg尿素，加入时长为20分钟，同时不断搅拌，最后使溶液处于常温状态；
(5)步骤五：最后，将称量好的各0.2kg的硫酸锌、钼酸铵、硫酸锰、硫酸亚铁、硫酸铜、硼砂依次加入到上述混合液中，并不断搅拌溶解。
测试上述复混肥料的凝固点，并往上述制备好的复混肥料溶液中加入1kg黄豆粉(黄豆粉中含有脲酶，具有将尿素降解为铵态氮的功能)，每间隔十天取一次样，进行铵根离子含量测试，铵根离子含量测试方法可根据甲醛法进行标定。此方法可以模拟尿素的分解速率，侧面反应尿素转化为铵态氮被植物吸收的周期。将不含脲酶抑制剂的复混肥料样中的铵根离子含量当作标准值1，其余样品中的铵根离子含量标记为与标准值的比值。
实施例2：
本实施例提供了一种耐低温分段吸收的复混肥料及制备方法，具体为：
所述的复混肥料由极性有机溶剂、脲酶抑制剂、水、无机盐类肥料和尿素组成，
其中，所述复混肥料中的极性有机溶剂为二甲基亚砜(DMSO)，添加份数为10kg；
所述的脲酶抑制剂为磷酸胺类化合物中的苯基磷酰二胺(PPD)，所添加份数为5kg；
所述的无机盐类肥料为硫酸锌、钼酸铵、硫酸锰、硫酸亚铁、硫酸铜、硼砂中，所添加的份数分别为0.2kg；
所述的水添加量为100kg
所述尿素的添加份数为100kg。
制备方法包括以下具体步骤：
(1)步骤一：按上述重量份数，分别称取10kgDMSO，5kgPPD，硫酸锌、钼酸铵、硫酸锰、硫酸亚铁、硫酸铜、硼砂各0.2kg，100kg水，100kg尿素；
(2)步骤二：将称量好的5kgPPD加入到称好的DMSO中，进行搅拌溶解；
(3)步骤三：在步骤二的基础上，加入称量好的100kg水，搅拌均匀；
(4)步骤四：在步骤三的基础上，缓慢加入称量好的100kg尿素，加入时长为20分钟，同时不断搅拌，最后使溶液处于常温状态；
(5)步骤五：最后，将称量好的各0.2kg的硫酸锌、钼酸铵、硫酸锰、硫酸亚铁、硫酸铜、硼砂依次加入到上述混合液中，并不断搅拌溶解。
测试上述复混肥料的凝固点，并往上述制备好的复混肥料溶液中加入1kg黄豆粉(黄豆粉中含有脲酶，具有将尿素降解为铵态氮的功能)，每间隔十天取一次样，进行铵根离子含量测试，铵根离子含量测试方法可根据甲醛法进行标定。此方法可以模拟尿素的分解速率，侧面反应尿素转化为铵态氮被植物吸收的周期。将不含脲酶抑制剂的复混肥料样中的铵根离子含量当作标准值1，其余样品中的铵根离子含量标记为与标准值的比值。
实施例3：
本实施例提供了一种耐低温分段吸收的复混肥料及制备方法，具体为：
所述的复混肥料由极性有机溶剂、脲酶抑制剂、水、无机盐类肥料和尿素组成，
其中，所述复混肥料中的极性有机溶剂为三氟乙酸，添加份数为10kg；
所述的脲酶抑制剂为磷酸胺类化合物中的正丁基硫代磷酰三胺(NBPT)，所添加份数为5kg；
所述的无机盐类肥料为硫酸锌、钼酸铵、硫酸锰、硫酸亚铁、硫酸铜、硼砂中，所添加的份数分别为0.2kg；
所述的水添加量为100kg
所述尿素的添加份数为100kg。
制备方法包括以下具体步骤：
(1)步骤一：按上述重量份数，分别称取10kgDMSO，5kgPPD，硫酸锌、钼酸铵、硫酸锰、硫酸亚铁、硫酸铜、硼砂各0.2kg，100kg水，100kg尿素；
(2)步骤二：将称量好的5kgNBPT加入到称好的DMSO中，进行搅拌溶解；
(3)步骤三：在步骤二的基础上，加入称量好的100kg水，搅拌均匀；
(4)步骤四：在步骤三的基础上，缓慢加入称量好的100kg尿素，加入时长为20分钟，同时不断搅拌，最后使溶液处于常温状态；
(5)步骤五：最后，将称量好的各0.2kg的硫酸锌、钼酸铵、硫酸锰、硫酸亚铁、硫酸铜、硼砂依次加入到上述混合液中，并不断搅拌溶解。
测试上述复混肥料的凝固点，并往上述制备好的复混肥料溶液中加入1kg黄豆粉(黄豆粉中含有脲酶，具有将尿素降解为铵态氮的功能)，每间隔十天取一次样，进行铵根离子含量测试，铵根离子含量测试方法可根据甲醛法进行标定。此方法可以模拟尿素的分解速率，侧面反应尿素转化为铵态氮被植物吸收的周期。将不含脲酶抑制剂的复混肥料样中的铵根离子含量当作标准值1，其余样品中的铵根离子含量标记为与标准值的比值。
实施例4：
本实施例提供了一种耐低温分段吸收的复混肥料及制备方法，具体为：
所述的复混肥料由极性有机溶剂、脲酶抑制剂、水、无机盐类肥料和尿素组成，
其中，所述复混肥料中的极性有机溶剂为二甲基亚砜(DMSO)和三氟乙酸，添加份数都分别为5kg；
所述的脲酶抑制剂为磷酸胺类化合物中的正丁基硫代磷酰三胺(NBPT)，所添加份数为1kg；
所述的无机盐类肥料为硫酸锌、钼酸铵、硫酸锰、硫酸亚铁、硫酸铜、硼砂中，所添加的份数分别为0.2kg；
所述的水添加量为100kg
所述尿素的添加份数为100kg。
制备方法包括以下具体步骤：
(1)步骤一：按上述重量份数，分别称取5kgDMSO，5kg三氟乙酸，
5kgNBPT，硫酸锌、钼酸铵、硫酸锰、硫酸亚铁、硫酸铜、硼砂各0.2kg，100kg水，100kg尿素；
(2)步骤二：将称量好的5kgNBPT加入到称好的DMSO中，进行搅拌溶解；
(3)步骤三：在步骤二的基础上，加入称量好的100kg水，搅拌均匀；
(4)步骤四：在步骤三的基础上，缓慢加入称量好的100kg尿素，加入时长为20分钟，同时不断搅拌，最后使溶液处于常温状态；
(5)步骤五：最后，将称量好的各0.2kg的硫酸锌、钼酸铵、硫酸锰、硫酸亚铁、硫酸铜、硼砂依次加入到上述混合液中，并不断搅拌溶解。
测试上述复混肥料的凝固点，并往上述制备好的复混肥料溶液中加入1kg黄豆粉(黄豆粉中含有脲酶，具有将尿素降解为铵态氮的功能)，每间隔十天取一次样，进行铵根离子含量测试，铵根离子含量测试方法可根据甲醛法进行标定。此方法可以模拟尿素的分解速率，侧面反应尿素转化为铵态氮被植物吸收的周期。将不含脲酶抑制剂的复混肥料样中的铵根离子含量当作标准值1，其余样品中的铵根离子含量标记为与标准值的比值。
表1为对比例及各实施例的组分与10天时溶液中铵根离子相对值。溶液中铵根离子的含量可以反应出模拟状态下肥料中尿素分解为铵态氮被吸收的速率。
Claims (7)
1.一种耐低温分段吸收的复混肥料，其特征在于，包括以下重量份的组分：
2.根据权利要求1所述耐低温分段吸收的复混肥料，其特征在于：所述的极性有机溶剂为二甲基亚砜和/或三氟乙酸中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述耐低温分段吸收的复混肥料，其特征在于：所述的脲酶抑制剂为磷酸胺类化合物，包含正丁基硫代磷酰三胺和/或苯基磷酰二胺中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述耐低温分段吸收的复混肥料，其特征在于：所述的无机盐类肥料包括硫酸锌、钼酸铵、硫酸锰、硫酸亚铁、硫酸铜、硼砂中的一种或几种。
5.一种耐低温分段吸收的复混肥料的制备方法，其特征在于，制备方法包括以下步骤：
将脲酶抑制剂加入极性有机溶剂，并搅拌均匀，得到混合液；
向配好的混合液中加入水、无机盐类肥料、尿素，并搅拌均匀。
6.根据权利要求5所述的耐低温分段吸收的复混肥料的制备方法，其特征在于：必须先向混合液中加入水，然后加入无机盐类肥料和尿素，无机盐类肥料和尿素的添加顺序无先后要求。
7.根据权利要求6所述的耐低温分段吸收的复混肥料的制备方法，其特征在于：添加尿素时需要缓慢加入，添加速度为5-10份/分钟，并不断搅拌。
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