CN112624852A - 一种高磷高钾中微量元素液体肥料 - Google Patents

一种高磷高钾中微量元素液体肥料 Download PDF

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Abstract

本发明涉及有机肥料螯合领域，具体的更涉及一种高磷高钾中微量元素液体肥料。一种高磷高钾中微量元素液体肥料，以液体肥料的总质量百分比计，包括50～95％的磷钾钠盐混合物、3～10％中量元素混合料、0.5～3％微量元素混合料、余量水；所述磷钾钠盐混合物包括EDTA二钠以及含磷、钾元素的无机盐。本发明的液体肥料成本低廉，制作方便，施用对环境安全无危害，营养全面、全水溶，易吸收，不仅有传统肥料的速效性，同时又可以健康活化、全面改良土壤，促进土壤养分的形态转化，提高土壤肥质，彻底改良土壤性质。

Description

一种高磷高钾中微量元素液体肥料
技术领域
本发明涉及有机肥料领域，具体的更涉及一种高磷高钾中微量元素液体肥料。
背景技术
我国是一个农业大国，肥料在我国粮食生产中占有非常重要的地位，是农民生产性投资中最大的物资性投资。常规的微量元素水溶肥料由几种单质微量元素简单溶解混合而成。钙、镁是植物体的重要组成营养元素。绝大部分钙以构成细胞壁果胶质的结构成分存在于细胞壁中。钙具有稳定细胞膜、稳固细胞壁、促进细胞伸长和根系生长和渗透调节等功能，同时钙在植物体中移动性较差，导致作物缺钙时有发生；缺钙时植物生长受阻，组柔软；顶芽、侧芽、根尖易腐烂死亡，幼叶卷曲畸形。甘蓝、白菜和莴苣缺钙出现叶焦病，苹果出现苦痘病，番茄、辣椒等出现脐腐病。镁在叶片中叶绿体的合成和光合作用中起重要作用，一般来说，当叶片含镁量大于0.4％时，镁是充足的。据有关资料介绍，目前全国约有54％的土壤需要不同程度的补镁；植物缺镁时，其突出表现是叶绿体含量下降，并出现失绿症。
锌、硼是植物体中非常重要的微量元素。缺锌时，植物生长受抑制，尤其是节间生长严重受阻，并表现出叶片的脉间失绿或白化症状；硼在植物体中以酸根的形式存在，并参与许多重要的生理活动过程，具有不可代替的专一的生理功能。硼能促进碳水化合物的运输和代谢、促进细胞伸长和细胞分裂、促进生殖器官的建成和发育。硼具有多方面的营养功能，缺硼主要表现为茎尖生长点受抑制，根系发育受影响，生殖器官发育受阻。缺硼作物通常会有许多典型症状，如甜菜的腐心病、油菜的花而不实，苹果的缩果病等。
植物中的钙硼具有明显的相互促进的作用。钙硼在植物中大部分是结合于细胞壁的果胶中胶层，从而增加细胞壁的稳定性；同时钙和硼在亚细胞水平上的分布也十分相似，它们具有明显的互作性，均能增强对方所在的大分子聚合物的稳定性(Njorogc C K，998)。研究发现钙硼相互作用影响膜的结构和功能，推测为细胞膜是钙硼互相作用的位点，共同制约着生长素的运输。
现有技术中公开一些微量元素液体肥，虽然含有中、微量元素，但是养分含量低，铁元素容易氧化而失效，存在作物应用吸收少、吸收慢的问题。
发明内容
除非另有说明、从上下文暗示或属于现有技术的惯例，否则本申请中所有的份数和百分比都基于重量，且所用的测试和表征方法都是与本申请的提交日期同步的。如果现有技术中披露的具体术语的定义与本申请中提供的任何定义不一致，则以本申请中提供的术语定义为准。
本发明中的词语“优选的”、“优选地”、“更优选的”等是指，在某些情况下可提供某些有益效果的本发明实施方案。然而，在相同的情况下或其他情况下，其他实施方案也可能是优选的。此外，对一个或多个优选实施方案的表述并不暗示其他实施方案不可用，也并非旨在将其他实施方案排除在本发明的范围之外。本发明中未提及的组分的来源均为市售。
本发明人为了解决上述问题经过认真研究后发现，在液体肥料中选择合适的磷钾钠盐混合物，进一步与有机EDTA中微量元素盐复配，通过加入甘油的衍生物，从而稳定了体系的PH，避免氢离子的螯合竞争以及减少络合沉淀的概率。
本发明第一个方面提供了高磷高钾中微量元素液体肥料，以液体肥料的总质量百分比计，包括50～95％的磷钾钠盐混合物、3～10％中量元素混合料、0.5～3％微量元素混合料、余量水；所述磷钾钠盐混合物包括EDTA二钠以及含磷、钾元素的无机盐。
<磷钾钠盐混合物>
作为本发明的磷钾钠盐混合物，优选包括EDTA二钠以及含磷、钾元素的无机盐。其中的EDTA二钠具有很好的效果，能很好地与中微量元素鳌合。进一步考虑到磷、钾元素对植物生长的促进作用，优选EDTA二钠与含磷、钾元素的盐复配使用，其中优选所述磷钾钠盐混合物中EDTA二钠占混合物总质量的0.1～1％，更优选EDTA二钠的相对于液体肥料的0.1～0.8wt％。
作为含磷、钾元素的盐，其中包括有酸性盐与碱性盐、部分中性盐，但在本发明中并不是任一种均可适用。经过研究多数磷钾盐在混合时形成的水溶液的PH对本发明中微量元素的鳌合稳定性有较大的影响。
在进一步对含磷、钾元素的盐的筛选中，优选出含磷、钾元素的无机盐包括酸性盐和碱性盐。选择酸性盐与碱性盐时尤其需要注意的是避免两者之间可能发生的化学反应，导致磷钾的功效减弱，或者出现沉淀、变色、发热等现象。
在对上述酸性盐和碱性盐的研究中，优选出的酸性盐选自磷酸二氢钠、磷酸二氢钾中的至少一种；优选出的碱性盐选自磷酸三钠、磷酸钾、碳酸钾、碳酸氢钾、氢氧化钾中的至少一种。在这些酸性盐和碱性盐中可以任意两者混合使用，只要混合后的混合物中包含磷和钾两种元素即可。
其中，作为酸性盐，优选含有高磷钾含量的磷酸二氢钾，磷酸二氢钾中含磷52％、含钾约34％，具有较高的肥效且价格低廉。
由于磷酸二氢钾在水溶液中为酸性，因此在考虑到与碳酸根的盐反应产生气泡的情况下，更优选的碱性盐包括磷酸三钠、磷酸钾、氢氧化钾。
在进一步的研究中，意外发现当碱性盐中包括磷酸二氢钾和氢氧化钾时，对植物生长的影响呈现两种极端，当氢氧化钾的浓度逐渐增加时，肥效增大，当继续增加时则肥效在较短的浓度范围内维持，之后进一步增大肥效会持续下降，这可能与水解得到的亚磷酸钾有关；而肥效最好的氢氧化钾的量，优选为磷酸二氢钾质量的0.25～0.55倍，最优选氢氧化钾的添加量为磷酸二氢钾质量的0.34倍。
<中量元素混合料>
中量元素，是指作物生长过程中需要量次于氮、磷、钾而高于微量元素的营养元素，通常指钙、镁、硫三种元素。在本发明中，所述中量元素混合料表示含上述中量元素的复合物。优选中量元素混合料在液体肥料中的质量百分比为3～10％，更优选5～9％。
这些复合物优选是含上述中量元素的有机盐，由于无机盐为游离态，而且多数无机盐中的金属容易和磷钾钠盐混合物发生絮凝或沉淀，所以均不适合。
作为有机盐例如EDTA盐，醋酸盐、硬脂酸盐、油酸盐等等。作为本发明优选的中量元素混合料包括钙盐和镁盐，且这里的钙盐和镁盐均为有机EDTA盐；其中作为钙盐优选EDTA钙；作为镁盐优选EDTA镁。更优选EDTA钙和EDTA镁的质量比为(40～55)：(20～35)。
<微量元素混合料>
微量元素约有70种，指的是在人体中含量低于人体质0.01％～0.005％的元素包括铁、碘、锌、硒、氟、铜、钴、镉、汞、铅、铝、钨、钡、钛、铌、锆、铷、锗和稀土元素等。在本发明中，所述微量元素混合料表示含上述微量元素的复合物，这些复合物可以是含上述微量元素的无机盐、有机盐，在这些无机盐或有机盐的单一分子中，可以是含一种微量元素的单一无机盐或有机盐，也可以是含2种以上微量元素的单一无机盐或有机盐，此外，作为这些无机盐或有机盐，可以单独使用或多种以上混合使用。
作为本发明优选的微量元素混合料为包含锌、铁、铜、锰、硼中的至少一种微量元素的无机盐。优选微量元素混合料在液体肥料中的质量百分比为0.5～3％，更优选1～2％。
作为锌盐例如包括乙酸锌、乳酸锌、蓖麻油酸锌、松香酸锌、EDTA锌；作为铁盐例如包括醋酸亚铁、柠檬酸亚铁、乙酰丙酮铁、EDTA铁；作为铜盐例如包括甲酸铜、乙酸铜、草酸铜、癸酸铜、月桂酸铜、EDTA铜；作为锰盐例如包括醋酸锰、草酸锰、柠檬酸锰、EDTA锰。
作为这些优选包含锌、铁、铜、锰或硼的有机盐，可以单独使用，也可以多种以上混合使用，通常为获得更好的产量，建议是多种以上微量元素的有机盐混合使用，一般不采用同一微量元素的不同有机盐作为单一微量元素混合料使用，优选是采用不同微量元素的有机盐混配后作为微量元素混合料使用，混配比例可以任意，只要是总的微量元素混合料在本发明的范围内即可。研究后发现在磷钾钠盐混合物、中量元素混合料、微量元素混合料的质量比为(20～50)：(3～6)：1时能明显促进植物生长；更优选493：75：15。
<甘油的衍生物>
在本发明的液体肥料中，考虑到螯合剂的稳定性和对植物生长的影响，还添加有甘油的衍生物，这种甘油的衍生物至少含有一个磷酸基团。研究中发现在添加碳酰胺后因容易和磷钾钠盐混合物反应，反而影响磷钾的功效，所以在本发明的体系中，经过研究优选使用含有磷酸基团的甘油衍生物，最优选甘油磷酸盐类，例如包括甘油磷酸钠、甘油磷酸铁、甘油磷酸钙等。优选所述甘油磷酸盐类在螯合液中的质量百分比浓度为0.5～15％，更优选5～10％，最优选7.5％。
甘油磷酸盐具有丰富的营养价值，同时可用作磷补充剂，对植物的生长过程中的光合作用、呼吸作用及生物合成过程都有效果，此外添加磷能够显著增加土壤微生物对碳源的利用。
在本发明中的液体肥料中，甘油磷酸盐在水相中是以部分P-O和部分P-OH共同存在的，甘油磷酸盐中的羟基与乙二胺四乙酸盐氢键作用能更有效的鳌合微量元素，在植物体内，因为甘油磷酸盐和鳌合离子溶解度大，有机磷的主动吸收使体系具有明显的移动优势，克服了一些元素只能在木质部进行长距离运输的弊端。
本发明第二个方面提供了上述液体肥料的制备方法，包括将氢氧化钾溶解在水中，缓慢加入磷酸二氢钾随后加入中量元素混合料以及微量元素混合料，再加入EDTA二钠和甘油磷酸盐冷却后即可。
作为本发明的肥料在不影响其预期效果的前提下，也可复配通常可使用的任一种添加剂后得到液体肥料使用，例如这些添加剂包括但不限于氨基酸、尿素、微生物菌、纯天然养分比如鸡蛋壳，玉米秸秆等。
有益效果：本发明的高磷高钾中微量元素液体肥料通过添加特定的磷钾钠盐混合物作为螯合剂，进一步加入金属有机鳌盐和甘油的衍生物，稳定体系PH的同时避免氢离子的螯合竞争以及减少络合沉淀的概率，极大的提高营养元素的含量。该液体肥料成本低廉，制作方便，营养全面、全水溶，易吸收，不仅有传统肥料的速效性，同时又可以健康活化、全面改良土壤，促进土壤养分的形态转化，提高土壤肥质，彻底改良土壤性质。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行具体的描述，以下实施例只能用于本发明做进一步说明，并不能理解为本发明保护的限制，该领域的专业技术人员根据上述发明的内容作出的非本质的改正和调整，仍属于本发明的保护的范围。
实施例1
高磷高钾中微量元素液体肥料A1，配料如下：
磷钾钠盐混合物：EDTA二钠4g、磷酸二氢钾365g、氢氧化钾124g；
中量元素混合料：EDTA钙50g、EDTA镁25g；
微量元素混合料：EDTA锌10g、EDTA铁5g；
甘油磷酸盐：甘油磷酸钙75g；
氢氧化钾124g溶解在500ml去离子水中，加热使溶解完全，缓慢加入磷酸二氢钾365g，随后加入EDTA钙50g、EDTA镁25g、EDTA锌10g、EDTA铁5g，最后加入EDTA二钠426g和甘油磷酸钙75g搅拌溶解加热100℃，搅拌1h，冷却后加去离子水定容至1升即可。
实施例2
高磷高钾中微量元素液体肥料A2，配料如下：
磷钾钠盐混合物：EDTA二钠4g、磷酸二氢钾322g、氢氧化钾167g；
中量元素混合料：EDTA钙40g、EDTA镁35g；
微量元素混合料：EDTA锌10g、EDTA铁5g；
甘油磷酸盐：甘油磷酸铁75g。
实施例3
高磷高钾中微量元素液体肥料A3，配料如下：
磷钾钠盐混合物：EDTA二钠4g、磷酸二氢钾387g、氢氧化钾102g；
中量元素混合料：EDTA钙55g、EDTA镁20g；
微量元素混合料：EDTA锌10g、EDTA铁5g；
甘油磷酸盐：甘油磷酸钙75g。
实施例4
高磷高钾中微量元素液体肥料A4，配料如下：
磷钾钠盐混合物：EDTA二钠4g、磷酸二氢钾124g、氢氧化钾365g；
中量元素混合料：EDTA钙50g、EDTA镁25g；
微量元素混合料：EDTA锌10g、EDTA铁5g；
甘油磷酸盐：甘油磷酸钙75g。
实施例5
高磷高钾中微量元素液体肥料A5，配料如下：
磷钾钠盐混合物：EDTA二钠4g、磷酸二氢钾465g、氢氧化钾24g；
中量元素混合料：EDTA钙50g、EDTA镁25g；
微量元素混合料：EDTA锌10g、EDTA铁5g；
甘油磷酸盐：甘油磷酸钙75g。
实施例6
高磷高钾中微量元素液体肥料A6，配料如下：
磷钾钠盐混合物：EDTA二钠4g、磷酸二氢钾365g、氢氧化钾124g；
中量元素混合料：硝酸钙50g、硝酸镁25g；
微量元素混合料：EDTA锌10g、EDTA铁5g；
甘油磷酸盐：甘油磷酸钙75g。
实施例7
高磷高钾中微量元素液体肥料A7，配料如下：
磷钾钠盐混合物：EDTA二钠4g、磷酸二氢钾365g、氢氧化钾124g；
中量元素混合料：EDTA钙50g、EDTA镁25g；
微量元素混合料：EDTA锌10g、EDTA铁5g。
实施例8
高磷高钾中微量元素液体肥料A8，配料如下：
磷钾钠盐混合物：EDTA二钠4g、磷酸二氢钾365g、氢氧化钾124g；
中量元素混合料：EDTA钙50g、EDTA镁25g；
微量元素混合料：EDTA锌10g、EDTA铁5g；
甘油磷酸钙75g替换为尿素75g。
1.1肥效测试
将实施例1～8制备的高磷高钾中微量元素液体肥料A1～A8在同一天对柑橘树苗进行肥效试验。
实验设置对照组、以及A1～A8实验组；对照组和实验组每盆各栽种1株茉莉树苗，在实验组开花前2周喷施稀释1000倍后高磷高钾中微量元素液体肥料2次，每周一次，对照组对应喷施去离子水；喷施2次后，同时记录实验组和对照组的株高、SPAD值以及展开叶片数。
实验结果如下表所示，其中，实验组株高比对照组株高大于8cm记为◎，大于5并小于等于8cm记为○，小于等于5cm记为△；实验组SPAD值比对照组SPAD值大于9记为◎，大于6并小于等于9记为○，小于等于6记为△；实验组展开叶片数比对照组大于5记为◎，大于2并小于等于5记为○，小于等于2记为△。
通过实验结果对比，如下表所示，实验组的处理结果均优于空白对照组，其中尤其是实验组1～3，相比对照组，株高均大于8cm，SPAD值大于9，叶片数比对照增加5片以上，且花期比对照组提前。
表1
试验组 株高/cm SPAD值 展开叶片数
A1实验组 ◎ ◎ ◎
A2实验组 ◎ ◎ ◎
A3实验组 ◎ ◎ ◎
A4实验组 △ ○ △
A5实验组 ◎ ◎ ○
A6实验组 ○ △ △
A7实验组 △ △ △
A8实验组 △ △ ○
空白对照组 / / /

Claims (10)

1.一种高磷高钾中微量元素液体肥料，其特征在于，以液体肥料的总质量百分比计，包括50～95％的磷钾钠盐混合物、3～10％中量元素混合料、0.5～3％微量元素混合料、余量水；所述磷钾钠盐混合物包括EDTA二钠以及含磷、钾元素的无机盐。
2.如权利要求1所述的液体肥料，其特征在于，所述含磷、钾元素的无机盐包括酸性盐和碱性盐。
3.如权利要求2所述的液体肥料，其特征在于，所述磷钾钠盐混合物中EDTA二钠占混合物总质量的0.1～1％。
4.如权利要求3所述的液体肥料，其特征在于，所述酸性盐选自磷酸二氢钠、磷酸二氢钾中的至少一种。
5.如权利要求3所述的液体肥料，其特征在于，所述碱性盐选自磷酸三钠、磷酸钾、碳酸钾、碳酸氢钾、氢氧化钾中的至少一种。
6.如权利要求1～5中任一项所述的液体肥料，其特征在于，所述中量元素混合料包括钙盐和镁盐。
7.如权利要求6所述的液体肥料，其特征在于，所述微量元素混合料为包含锌、铁、铜、锰、硼中的至少一种微量元素的有机盐。
8.如权利要求7所述的液体肥料，其特征在于，还包括甘油的衍生物。
9.如权利要求8所述的液体肥料，其特征在于，所述甘油的衍生物至少含有一个磷酸基团。
10.如权利要求9所述的液体肥料，其特征在于，所述甘油的衍生物在液体肥料中的质量百分比浓度为0.5～15％。
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