CN110498720A - 一种含大量元素水溶肥及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种含大量元素水溶肥，以重量份计，包括以下组分：硝酸钾180‑280份、磷酸二氢钾260‑360份、尿素280‑380份、磷酸一铵50‑150份、染料副产品10‑40份、EDTA螯合硼2‑8份、EDTA螯合锌5‑15份、N‑丁基硫代磷酰三胺2‑8份、菊粉多糖2‑8份和羟甲基苷氨酸钠0.5‑2份。本发明的大量元素水溶肥中，N‑丁基硫代磷酰三胺、羟甲基苷氨酸钠和染料副产品三者之间产生的协同作用能有效增强肥料稳定性，提高氮肥的利用率，减少淋洗、挥发、硝化造成的氮肥损失，在作物生长季可持续供给氮养分，并可减少土壤中硝态氮的淋失和氮氧化物排放损失累积造成的各种问题。

Description

一种含大量元素水溶肥及其制备方法

技术领域

本发明属于肥料领域，尤其涉及一种大量元素水溶肥及其制备方法。

背景技术

随着我国农业产业化和高效节水灌溉面积的不断提高，我国对全水溶型肥料的需求量逐渐增大，对其质量要求也越来越高。用于蔬菜、果树等农作物的传统大量元素水溶肥仅含氮磷钾元素，缺少植物所需的其他中微量元素和对作物生长及土壤均有益的营养物质等。传统大量元素水溶肥的长期施用使我国土壤面临着巨大的考验，土壤氮氧化物排放、硝酸盐径流、土壤微生物活性降低及土壤碳源大量消耗等严重影响了土壤生态功能。同时，肥料利用率低，氮素和磷钾元素的流失易污染地下水，或与土壤中Fe³⁺、Al³⁺离子结合形成难溶无机盐，从而破坏土壤结构，致使土壤板结等。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种大量元素水溶肥及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种含大量元素水溶肥，以重量份计，所述水溶肥包括以下组分：

硝酸钾180-280份、磷酸二氢钾260-360份、尿素280-380份、磷酸一铵50-150份、染料副产品10-40份、EDTA螯合硼2-8份、EDTA螯合锌5-15份、N-丁基硫代磷酰三胺2-8份、菊粉多糖2-8份和羟甲基苷氨酸钠0.5-2份。

上述的水溶肥，优选的，所述水溶肥包括以下组分：

硝酸钾200-260份、磷酸二氢钾280-340份、尿素300-360份、磷酸一铵70-120份、染料副产品10-30份、EDTA螯合硼3-7份、EDTA螯合锌8-13份、N-丁基硫代磷酰三胺3-7份、菊粉多糖3-7份和羟甲基苷氨酸钠0.5-1.5份。

上述的水溶肥，优选的，所述水溶肥包括以下组分：

硝酸钾200-220份、磷酸二氢钾280-304份、尿素300-340份、磷酸一铵70-90份、染料副产品10-20份、EDTA螯合硼3-5份、EDTA螯合锌8-10份、N-丁基硫代磷酰三胺3-5份、菊粉多糖3-5份和羟甲基苷氨酸钠0.5-1份。

上述的水溶肥，优选的，所述硝酸钾为白色结晶粉末，其质量分数≥99％，养分≥58％；

所述磷酸二氢钾为白色结晶粉末，其质量分数≥98％，养分≥85％；

所述尿素为白色晶体，尿素中N含量≥46％；

所述磷酸一铵为白色晶体，养分≥60％。

上述的水溶肥，优选的，所述硝酸钾的N-P₂O₅-K₂O配比为14-0-44；所述磷酸二氢钾的N-P₂O₅-K₂O配比为0-51-34；所述磷酸一铵的N-P₂O₅-K₂O配比为10-50-0。

上述的水溶肥，优选的，所述EDTA螯合硼为白色粉末，其中，螯合硼含量≥10％；

所述EDTA螯合锌为白色结晶粉末，其中，螯合锌含量≥15％。

上述的水溶肥，优选的，所述染料副产品为染料废液通过高温蒸发结晶形成的深棕色结晶体物质，N含量≥21.5％，有机质≥2.86％，Na≥1.67％，氯≥3.47％，硫≥36.24％。

上述的水溶肥，优选的，所述菊粉多糖为多聚糖，是一种功能性植物多糖，与植物细胞壁形成密切相关，能有效增强植物抗性，提高植物生命活力。

上述的水溶肥，优选的，所述N-丁基硫代磷酰三胺为白色结晶粉末，是一种脲酶抑制剂，能抑制土壤中脲酶活性；

所述羟甲基苷氨酸钠为白色粉末，是一种表面活性剂。

作为一个总的发明构思，本发明还提供一种上述的水溶肥的制备方法，包括以下步骤：

(1)将染料副产品、EDTA螯合硼、EDTA螯合锌、N-丁基硫代磷酰三胺、菊粉多糖和羟甲基苷氨酸钠混合后投入失重秤料仓；

(2)将硝酸钾、磷酸二氢钾、尿素、磷酸一铵分别经大块破碎机破碎后，经皮带秤计量，再经立式粉碎机进一步粉碎，计量后与步骤(1)中混合的物料混合；

(3)将步骤(2)后获得的混料经立式链破机后送入立式搅拌和转鼓混合工段，混合后物料经筛分，筛分后计量包装，即得到水溶肥。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)本发明的大量元素水溶肥采用染料副产品作为氮源进行利用，染料废液中包含一些对作物生长必需或有益的营养成分，其中含有一定量的有机质，能有效培肥土壤，改善土壤结构，同时，从农业利用的角度对染料废液进行再次利用，降低肥料生产成本，且能有效解决染料废液对水资源的污染。

(2)本发明的大量元素水溶肥溶解快、肥料利用率高，该产品选用的原料全水溶、无残渣，且由于硝态氮含量高，钾源全部来自硝酸钾和磷酸二氢钾，因此溶解速度快，特别适合水肥一体化的喷、滴灌施肥方式；N-丁基硫代磷酰三胺、羟甲基苷氨酸钠和染料副产品三者之间产生的协同作用能有效增强肥料稳定性，提高氮肥的利用率，减少淋洗、挥发、硝化造成的氮肥损失，在作物生长季可持续供给氮养分，并可减少土壤中硝态氮的淋失和氮氧化物排放损失累积造成的各种问题。

(3)本发明的大量元素水溶肥功能全面、绿色环保，该产品中含有的菊粉多糖为天然植物多聚糖，与植物细胞壁的形成相关，能激活作物生理机能，提高植物生命活力，促进新陈代谢，增加作物的免疫抗逆性能，有效对抗恶劣气候带来的寒、旱、涝等不良影响，病菌和害虫不易侵入，减少农药的使用。

(4)本发明的大量元素水溶肥配方科学、营养全面，适用于果、蔬等经济作物，肥料生产成本可控，肥料利用率高，能达到减肥增效，降本增产的效果，同时，还能改善果、蔬等经济作物的品质。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合较佳的实施例对本文发明做更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体实施例。

除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。

除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

实施例1和对比例1-5中各原料的选择及用量(单位：kg)如表1所示(实施例和各对比例均按照N-P₂O₅-K₂O＝20-20-20的配比进行设置)。

表1各实施例和对比例原料用量

原料	实施例1	对比例1	对比例2	对比例3	对比例4	对比例5
							硝酸钾	220	220	240	230	220	230
磷酸二氢钾	304	304	278	291	304	291
							磷酸一铵	90	90	117	104	90	104
尿素	340	330	337	334	340	334
							染料副产品	20	36	/	20	20	20
N-丁基硫代磷酰三胺	5	/	5	/	5	5
							羟甲基苷氨酸	1	/	1	1	/	1
菊粉多糖	5	5	5	5	5	/
							EDTA螯合硼	5	5	7	5	6	5
EDTA螯合锌	10	10	10	10	10	10

实施例1和对比例1-5中，硝酸钾为白色结晶粉末，其质量分数≥99％，养分≥58％；磷酸二氢钾为白色结晶粉末，其质量分数≥98％，养分≥85％；尿素为白色晶体，尿素中N含量≥46％；磷酸一铵为白色晶体，养分≥60％；硝酸钾的N-P₂O₅-K₂O配比为14-0-44；磷酸二氢钾的N-P₂O₅-K₂O配比为0-51-34；磷酸一铵的N-P₂O₅-K₂O配比为10-50-0；料副产品为染料废液通过高温蒸发结晶形成的深棕色结晶体物质，N含量≥21.5％，有机质≥2.86％，Na≥1.67％，氯≥3.47％，硫≥36.24％；EDTA螯合硼为白色粉末，螯合硼含量≥10％；EDTA螯合锌为白色结晶粉末，螯合锌含量≥15％；N-丁基硫代磷酰三胺为白色结晶粉末；羟甲基苷氨酸钠为白色粉末。

实施例1的大量元素水溶肥的制备方法，包括以下步骤：

(1)先将20份染料副产品、5份EDTA螯合硼、10份EDTA螯合锌、5份N-丁基硫代磷酰三胺、5份菊粉多糖和1份羟甲基苷氨酸钠混合后投入失重秤料仓；

(2)将220份硝酸钾、304份磷酸二氢钾、340份尿素、90份磷酸一铵分别经大块破碎机破碎后，经皮带秤计量，再经立式粉碎机进一步粉碎，计量后与步骤(1)中混合的物料一起汇总到综合皮带秤；

(3)将步骤(2)中的混料经立式链破机后送入立式搅拌以及转鼓混合工段，混合后物料经筛分，筛分后计量包装即可。

对比例1和实施例1的方法基本相同，仅在于所采用的原料有所区别。

田间试验验证

本发明的产品适用于蔬菜、瓜果的基肥和叶面喷施，能有效提高肥料利用率，增强作物自身抗病能力，改善作物生育性状，提高产品质量，增产增收。

为验证本研发产品大量元素水溶肥的增产提质作用，采用实施例1和对比例1-5中制得的产品于2018年4-7月在岳阳市临湘市进行了6种大量元素水溶肥的对比试验。

1、试验材料

供试作物为西瓜，品种为农友新一号；供试肥料为大量元素水溶肥(本发明产品)

2、试验设计

试验设计7个处理(T1～T7)，3次重复，随机排列，小区面积为20m²。选择1m²水稻作不施氮肥处理。

T1：常规施肥；

T2：常规施肥+喷施实施例1大量元素水溶肥；

T3：常规施肥+喷施对比例1大量元素水溶肥；

T4：常规施肥+喷施对比例2大量元素水溶肥；

T5：常规施肥+喷施对比例3大量元素水溶肥；

T6：常规施肥+喷施对比例4大量元素水溶肥；

T7：常规施肥+喷施对比例5大量元素水溶肥；

常规施肥：基肥每667m²施用农家肥3000kg，45％硫酸钾复合肥50kg，磷酸二铵15kg；追肥每667m²施用尿素20kg，硫酸钾10kg。

大量元素水溶肥的施肥方法，包括：1)灌根，用稀释200倍液灌根；2)叶面喷施，在作物生长中期，每隔7-15天用500倍液进行喷雾，喷施时间为晴天傍晚或阴天。

不施用氮肥处理：基肥每667m²施用农家肥3000kg，45％硫酸钾复合肥40kg，磷酸二氢钾14kg；追肥每667m²施用硫酸钾10kg。

2018年4月25日施腐熟农家肥3000kg/667m²，整地，起垄，底肥条施，先浇透底水，4月30日选齐苗、壮苗移栽，保苗450株/667m²，追肥于6月12日施尿素20kg/667m²、硫酸钾20kg/667m²。T2～T7的大量元素水溶肥还于5月20日、6月5日、6月20日按方案要求灌根与叶面喷施，7月18日采收结束，小区单收、单计产。

水稻收获时在各处理小区内随机选取1m²水稻，割取地上部分，用凯氏定氮法测定地上部分总氮含量，计算各处理水稻的氮肥利用率，计算公式如下：

REN₀＝(U-U₀)/F×100％

其中，U＝施肥后作物收获时地上部的吸氮总量；

U₀＝不施氮肥作物收获期地上部的吸氮总量；

F＝代表化肥氮的投入量。

感官鉴定法评定不同处理西瓜品质，采用5分制评分法，品尝小组由10人组成，对西瓜甜度、风味、多汁度、质地和剖面颜色5项感官品质进行鉴定打分，将各项得分累加得到每个处理的综合评价。

3、结果与分析

不同处理西瓜生育性状情况如表2。由表2可知，施用大量元素水溶肥的西瓜的茎长、茎粗和单果重都有不同程度的提高。T2、T3、T5和T6处理下的西瓜病虫害情况较T1、T4和T7均有所改善，说明含有菊粉多糖和染料副产品的大量元素水溶肥能有效提高植物自身抗病能力，降低植物病虫害发生频率；T2处理下西瓜叶色浓绿，而T7处理下西瓜叶色浅绿，这是因为菊粉多糖与植物细胞壁组成相关；T3～T6茎、茎粗和单果重长差异不明显，T2和T7处理茎长、茎粗和单果重明显大于T3～T6，且T2处理茎长、茎粗和单果重为346cm、0.69cm、10.7kg，较T1处理增加115cm、0.37cm和2.9kg，从田间调查看，施用实例1的大量元素水溶肥(T2)西瓜叶片深绿肥厚、瓜型正、瓜大、均匀。说明施用本发明产品的大量元素水溶肥能极大的预防西瓜病虫害、提高西瓜生命活力、促进西瓜生长发育。

表2不同处理对西瓜生育性状的影响

不同处理西瓜产量和肥料利用率见表3。T2～T7与T1处理相比，每公顷分别增产35.7％、1.3％、10.9％、7.0％、6.35％和2.3％，氮肥利用率分别提高14.3％、0.7％、6.8％、3.3％、1.6％和11.1％；说明施用大量元素水溶肥能有效提高西瓜产量。T2～T7处理中，T3和T6处理下氮肥利用率明显低于其他处理，说明染料副产品、N-丁基硫代磷酰三胺和羟甲基苷氨酸钠三者之间的协同作用能有效减少氮素流失，提高肥料利用率。T7处理氮肥利用率较高，但产量较低，这是T7病虫害严重导致的。T2处理下西瓜产量明显高于其他处理，说明施用本发明产品的大量元素水溶肥能有效提高氮肥利用率，且具有明显的增产作用。

表3不同处理对西瓜产量及肥料利用率的影响

不同处理西瓜品质如表4所示，由表4可知，施用大量元素水溶肥对西瓜的品质(甜度、风味、多汁度、质地、剖面颜色)有不同程度的提高。T2～T7比T1处理相比，西瓜甜度分别提高1.9、0.9、0.5、0.7、1.2、0.3，风味分别提高1.7、0.9、0.7、1.2、0.4、0.1，多汁度分别提高1.6、0.8、0.6、1.1、0.1、0.3。T2～T7处理中，T3、T4和T5处理下西瓜品质基本一致，T6和T7处理下西瓜品质明显低于其他处理，说明染料副产品、N-丁基硫代磷酰三胺和羟甲基苷氨酸钠、菊粉多糖均能够在一定程度上提高西瓜的品质，根据综合评价得分情况，其对西瓜品质提升作用由高到低分别为：菊粉多糖＞羟甲基苷氨酸钠＞染料副产品≈N-丁基硫代磷酰三胺。T2处理下西瓜的品质明显优于其他处理，说明施用本发明产品的大量元素水溶肥能显著提高西瓜品质。

表4不同处理对西瓜品质的影响

处理	甜度	风味	多汁度	质地	剖面颜色	综合评价
							T1	2.8	2.9	3.2	3.4	3.5	15.8
T2	4.7	4.6	4.8	4.7	4.8	23.6
							T3	3.7	3.8	4.0	4.3	4.0	19.8
T4	3.3	3.6	3.8	4.4	4.3	19.4
							T5	3.5	4.1	4.3	4.1	4.0	20.0
T6	4.0	3.3	3.3	4.0	3.9	18.5
							T7	3.1	3.0	3.5	3.9	3.8	17.3

Claims (8)

1.一种含大量元素水溶肥，其特征在于，以重量份计，所述水溶肥包括以下组分：

硝酸钾180-280份、磷酸二氢钾260-360份、尿素280-380份、磷酸一铵50-150份、染料副产品10-40份、EDTA螯合硼2-8份、EDTA螯合锌5-15份、N-丁基硫代磷酰三胺2-8份、菊粉多糖2-8份和羟甲基苷氨酸钠0.5-2份。

2.如权利要求1所述的水溶肥，其特征在于，所述水溶肥包括以下组分：

硝酸钾200-260份、磷酸二氢钾280-340份、尿素300-360份、磷酸一铵70-120份、染料副产品10-30份、EDTA螯合硼3-7份、EDTA螯合锌8-13份、N-丁基硫代磷酰三胺3-7份、菊粉多糖3-7份和羟甲基苷氨酸钠0.5-1.5份。

3.如权利要求1所述的水溶肥，其特征在于，所述水溶肥包括以下组分：

硝酸钾200-220份、磷酸二氢钾280-304份、尿素300-340份、磷酸一铵70-90份、染料副产品10-20份、EDTA螯合硼3-5份、EDTA螯合锌8-10份、N-丁基硫代磷酰三胺3-5份、菊粉多糖3-5份和羟甲基苷氨酸钠0.5-1份。

4.如权利要求1-3任一项所述的水溶肥，其特征在于，所述硝酸钾为白色结晶粉末，其质量分数≥99％，养分≥58％；

所述磷酸二氢钾为白色结晶粉末，其质量分数≥98％，养分≥85％；

所述尿素为白色晶体，尿素中N含量≥46％；

所述磷酸一铵为白色晶体，养分≥60％。

5.如权利要求4所述的水溶肥，其特征在于，所述硝酸钾的N-P₂O₅-K₂O配比为14-0-44；所述磷酸二氢钾的N-P₂O₅-K₂O配比为0-51-34；所述磷酸一铵的N-P₂O₅-K₂O配比为10-50-0。

6.如权利要求1-3任一项所述的水溶肥，其特征在于，所述EDTA螯合硼为白色粉末，其中，螯合硼含量≥10％；所述EDTA螯合锌为白色结晶粉末，其中，螯合锌含量≥15％。

7.如权利要求1-3任一项所述的水溶肥，其特征在于，所述染料副产品为染料废液通过高温蒸发结晶形成的深棕色结晶体物质，N含量≥21.5％，有机质≥2.86％，Na≥1.67％，氯≥3.47％，硫≥36.24％。

8.一种如权利要求1-7任一项所述的水溶肥的制备方法，包括以下步骤：

(1)将染料副产品、EDTA螯合硼、EDTA螯合锌、N-丁基硫代磷酰三胺、菊粉多糖和羟甲基苷氨酸钠混合后投入失重秤料仓；

(2)将硝酸钾、磷酸二氢钾、尿素、磷酸一铵分别经大块破碎机破碎后，经皮带秤计量，再经立式粉碎机进一步粉碎，计量后与步骤(1)中混合的物料混合；

(3)将步骤(2)后获得的混料经立式链破机后送入立式搅拌和转鼓混合工段，混合后物料经筛分，筛分后计量包装，即得到水溶肥。