CN111620720A - 一种谷氨酸二乙酸及其衍生物作为土壤、肥料增效剂的应用 - Google Patents

一种谷氨酸二乙酸及其衍生物作为土壤、肥料增效剂的应用 Download PDF

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Abstract

本发明属肥料改良剂技术领域，涉及一种谷氨酸二乙酸及其衍生物作为土壤、肥料增效剂的应用，将谷氨酸二乙酸(式(Ⅰ)所示的化合物)及其所有可能的异构体、或谷氨酸二乙酸及其所有可能的异构体的盐、或谷氨酸二乙酸及其所有可能的异构体的水合物，应用于肥料中作为微量元素补充剂或土壤、肥料活化剂，盐碱抑制剂。本发明的有益效果在于：可以活化土壤、肥料中难溶的钙镁等营养元素，促进植物的吸收；替代微量元素补充剂，防止金属盐的添加导致土壤的板结；单位质量相当于微量元素的当量更大，效率更高；使用方法简单多样，可直接施用于土壤，也可喷淋到叶面上，或与肥料混合使用。

Description

一种谷氨酸二乙酸及其衍生物作为土壤、肥料增效剂的应用
技术领域
本发明属土壤、肥料改良剂技术领域，尤其涉及一种谷氨酸二乙酸及其衍生物作为肥料增效剂的应用。
背景技术
钙、镁、锌、锰、铁、铜等金属元素是植物生长所必须的中微量元素。它们虽然广泛存在于自然界，然而大部分以碳酸盐(如碳酸钙，石头的主要成分)，硅酸盐，或氢氧化物的沉淀形式存在，导致无法被植物吸收利用，不利于农作物的生长。为了解决上述问题，目前常用的方法是通过单独施用，冲施，喷施或与肥料混合使用等，来给植物额外补充适宜的微量元素。其中优选硝酸盐。
硝酸盐虽然价格较低，但其不稳定，(一般只能以酸性形式存在，在中碱性的土壤、肥料或水体中或，会转变成难溶于水的氢氧化物，造成作物吸收困难)，肥效低，难吸收；利用率低，加上农业已经长期添加使用，已在土壤中富集，造成土壤酸碱化等，引起环境危害；分子量小，易随水土流失。
为解决上述问题较好的办法就是施用螯合剂(或螯合微肥)，来活化土壤、肥料，提高作为的吸收利用率。另外随着过度施肥，造成土壤盐碱化加剧，也需通过施用螯合剂降低土壤的盐碱度，提高植物的耐受性。
当前常用的螯合剂为乙二胺四乙酸(EDTA)，但由于不可生物降解，大量使用会造成环境污染，国内外已经开始命令禁止和限制使用，如在《纺织产品HJ 2546-2016》5.1.1中，明确禁止使用：乙二胺四乙酸(EDTA)和二乙基三胺无乙酸(DTPA)；在《文化用纸HJT410-2007》5.1.3中，禁止使用乙二胺四乙酸(EDTA)。
虽然当前市场上已经出现绿色可降解螯合剂(如亚氨基二琥珀酸及其衍生物IDS)且被用作农业中，但是其分子量偏小(如1mol分子量仅249)，易随水土流失。加上随着IDS持续应用，逐渐造成作物耐药性及各厂家同质化竞争加剧，不利于行业的发展。并且IDS的农业应用专利为国外大公司把握，限制了我国绿色农业的发展和壮大。
当前我国农业市场上急需一种新型螯合剂，绿色可降解，符合环保和绿色发展理念来代替替EDTA；分子量比IDS大，不易随水土流失。可代替IDS，避免各厂家同质化竞争；避开国外对IDS知识产权的封锁，利于我国绿色农业的发展和壮大。
而谷氨酸二乙酸四钠及其衍生物是恰是最优选择。它无磷绿色可降解的，比EDTA更环保，符合环保和绿色农业发展理念；分子量为351，显著大于IDS，稳定性更好，可以尽量避免随水土流失；作为IDS的替代品，避开国外对IDS知识产权的封锁，利于我国绿色农业的发展和壮大；代替IDS，避免各厂家同质化竞争。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供谷氨酸二乙酸及其衍生物作为土壤、肥料增效剂或土壤、肥料改良剂及盐碱地抑制剂等的应用，以解决现有技术中的问题。
一种谷氨酸二乙酸及其衍生物作为肥料增效剂的应用，将通式(II)所示的化合物及其所有可能的异构体、或谷氨酸二乙酸及其所有可能的异构体的水合物，应用于肥料中作为微量元素补充剂和氮、硫肥补充剂。
Figure BDA0002353148710000021
其中：M可以是H+、NH4 +、Na+、K+、Ca2+、Zn2+、Mg2+、Cu2+、Mn2+、Fe3+中的一种或几种。
优选的，谷氨酸二乙酸及其衍生物作为肥料增效剂的应用，所述谷氨酸二乙酸的盐，采用钠、钾、氨中至少一种或几种盐的混合物。
进一步地，所述谷氨酸二乙酸及其衍生物作为肥料增效剂的应用，将通式(II)所示的化合物及其所有可能的异构体、或谷氨酸二乙酸及其所有可能的异构体的水合物中任意几种的混合物应用于肥料中作为微量元素补充剂。
进一步地，所述谷氨酸二乙酸及其衍生物作为肥料增效剂的应用，使用加载了通式(II)所示的化合物及其所有可能的异构体、或谷氨酸二乙酸及其所有可能的异构体的水合物中一种或几种的高分子树脂应用于肥料中作为微量元素补充剂。
进一步地，所述谷氨酸二乙酸及其衍生物作为肥料增效剂的应用，以质量分数计，通式(II)所示的化合物及其所有可能的异构体、或谷氨酸二乙酸及其所有可能的异构体的水合物在尿素中的添加量为1‰-10‰。
进一步地，所述谷氨酸二乙酸及其衍生物作为肥料增效剂的应用，以质量分数计，通式(II)所示的化合物及其所有可能的异构体、或谷氨酸二乙酸及其所有可能的异构体的水合物在在复合肥、菌肥和有机肥中的添加量为1‰-20‰。
进一步地，所述谷氨酸二乙酸及其衍生物作为肥料增效剂的应用，以质量分数计，通式(II)所示的化合物及其所有可能的异构体、或谷氨酸二乙酸及其所有可能的异构体的水合物在水溶肥、叶面肥，滴灌肥中的添加量为5-200g/亩。
进一步地，所述谷氨酸二乙酸及其衍生物作为肥料增效剂的应用，用于华北平原的黄潮土和褐土、云贵地区的黄壤、东北地区的黑钙土以及西北地区的栗钙土土壤中。
进一步地，所述谷氨酸二乙酸及其衍生物作为肥料增效剂的应用，用于长期使用传统肥料已经板结化的土壤中。
特别需要指出的是：本发明使用谷氨酸二乙酸衍生物作为增肥剂应用过程中可以完全替代金属微量元素补充剂；同时作为氮元素补充剂，可以替代部分尿素的，并且由于谷氨酸二乙酸衍生物本身分子分解需要时间，起到了缓释的作用，能够长期维持土壤中可吸收营养元素水平相对稳定，这是普通增肥剂无法比拟的。相对于IDS(亚氨基二琥珀酸四钠盐)作为增肥剂，谷氨酸二乙酸单位质量相当于微量元素的当量更大，效率更高。
本发明的有益效果为：
1、可以活化土壤中难溶的钙镁等营养元素，促进植物的吸收；
2、替代微量元素补充剂，防止金属盐的添加导致土壤的板结；
3、单位质量相当于微量元素的当量更大，效率更高；
4、使用方法简单多样，直接施用于土壤，也可喷淋到叶面上，或与肥料混合使用。
具体实施方式
下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
实施例1
一种谷氨酸二乙酸及其衍生物作为肥料增效剂的应用，将化合物(A1)应用于肥料中作为微量元素补充剂和氮肥补充剂：
Figure BDA0002353148710000041
将化合物(A1)按照螯合剂添加量为100g/亩，用于已经板结化的土壤中。
实施例2-6
与实施例1用法相同，仅仅是螯合剂选取不同以及用量不同。肥料增效剂选取及用量见表1：
表1肥料增效剂选取结构式列表
Figure BDA0002353148710000051
实施例7：
本实施例为添加有谷氨酸二乙酸二钠钙(A-2)的增效尿素的制备实施例；其中肥料增效剂：谷氨酸二乙酸二钠钙(A-2)的加入量为每吨尿素加入6kg(40％水溶液)。
制备方法为：
使用计量泵将含量为40％的A-2的溶液按6Kg增效剂/吨尿素的比例均匀，送入尿素生产线熔融泵管线中，然后进入造粒塔造粒，最终获得增效尿素，其中含谷氨酸二乙酸二钠钙为2400ppm。
将制得的螯合尿素与普通尿素分别进行性能测试，测试数据见表2。
表2螯合尿素与普通尿素的性能测试对比：
测试项目类别 常规尿素 螯合尿素
总氮(N)％ 46.4％ 46.4％
水分％ ≤0.2 ≤0.2
缩二脲 ≤0.4 ≤0.3
粒度φ(1.18mm-3.35mm) ≥92 ≥95
颜色 白色 白色
实施例8：
本实施例为添加谷氨酸二乙酸四钾(A3)螯合剂，生产大量元素增效水溶肥制备方法。将300kg尿素，300kg硝酸钾，300磷酸二氢钾，80kg硝酸镁与20kg粉体A3混合均匀，2kg/袋分装，按1袋/亩施用。
表3将制得大量元素增效水溶肥按NY 1107-2010进行检测
项目 指标 检测结果
大量元素含量，％ ≥50.0 57.2
中量元素含量，％ ≥1.0 1.5
水不溶物含量，％ ≤5.0 1.0
pH(1:250倍稀释) 3.0-9.0 6.2
水分(H<sub>2</sub>O)，％ ≤3.0 2.0
经检验，产品符合《大量元素水溶肥料NY 1107-2010》标准，为合格产品。

Claims (10)

1.一种谷氨酸二乙酸及其衍生物作为肥料增效剂的应用，其特征在于，将通式(Ⅰ)所示的化合物及其所有可能的异构体、或谷氨酸二乙酸及其所有可能的异构体的水合物，应用于肥料中作为微量元素补充剂；
Figure FDA0002353148700000011
其中：M可以是H+、NH4 +、Na+、K+、Ca2+、Zn2+、Mg2+、Cu2+、Mn2+、Fe3+中的一种或几种。
2.根据权利要求1述的谷氨酸二乙酸及其衍生物作为肥料增效剂的应用，其特征在于，所述谷氨酸二乙酸的盐，采用钠、钾、氨中至少一种或几种盐的混合物。
3.根据权利要求1所述的谷氨酸二乙酸及其衍生物作为肥料增效剂的应用，其特征在于，将通式(Ⅰ)所示的化合物及其所有可能的异构体、或谷氨酸二乙酸及其所有可能的异构体的水合物中任意一种或几种的混合物应用于肥料中作为微量元素补充剂。
4.根据权利要求1所述的谷氨酸二乙酸及其衍生物作为肥料增效剂的应用，其特征在于，使用加载了将通式(Ⅰ)所示的化合物及其所有可能的异构体、或谷氨酸二乙酸及其所有可能的异构体的水合物，中一种或几种的高分子树脂应用于肥料中作为微量元素补充剂。
5.根据权利要求1所述的谷氨酸二乙酸及其衍生物作为肥料增效剂的应用，其特征在于，以质量分数计，通式(Ⅰ)所示的化合物及其所有可能的异构体、或谷氨酸二乙酸及其所有可能的异构体的水合物在尿素中的添加量为1‰-10‰。
6.根据权利要求1所述的谷氨酸二乙酸及其衍生物作为肥料增效剂的应用，其特征在于，以质量分数计，通式(Ⅰ)所示的化合物及其所有可能的异构体、或谷氨酸二乙酸及其所有可能的异构体的水合物在复合肥、菌肥和有机肥中的添加量为1‰-20‰。
7.根据权利要求1所述的谷氨酸二乙酸及其衍生物作为肥料增效剂的应用，其特征在于，以质量分数计，通式(Ⅰ)所示的化合物及其所有可能的异构体、或谷氨酸二乙酸及其所有可能的异构体的水合物在水溶肥、叶面肥，滴灌肥用量为5-200g/亩。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的谷氨酸二乙酸及其衍生物作为肥料增效剂的应用，其特征在于，用于华北平原的黄潮土和褐土、云贵地区的黄壤、东北地区的黑钙土以及西北地区的栗钙土土壤中。
9.根据权利要求1-7任意一项所述的谷氨酸二乙酸及其衍生物作为肥料增效剂的应用，其特征在于，所述谷氨酸二乙酸及其衍生物作为肥料增效剂的应用，用于长期使用传统肥料已经板结化的土壤中。
10.一种肥料，其特征在于，包括尿素、权利要求1-4任意一项所述的微量元素补充剂。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113277907A (zh) * 2021-06-04 2021-08-20 湖北都兴隆农业技术有限公司 一种含硝态氮的果蔬专用肥料的制作方法

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