CN112679264A - 一种肥料功能增效剂及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种肥料功能增效剂，包括组分A和组分B；按质量份计，所述组分A包含下述原料：120‑150份糖醇溶液、50‑80份多肽组合物、10‑20份硼肥、10‑20份锌肥、2‑10份其他中微量元素肥料、20‑100份去离子水；所述组分B为固化剂；所述组分A与组分B的质量比为(2‑3)：1。本发明还公开了上述肥料功能增效剂在肥料中的应用，包括用于肥料包膜、种子包衣或者叶面喷施。本发明的肥料功能增效剂能够有效提高植物生长期的抗逆性和叶绿素的合成，并且提高植物的养分利用率，从而有效提高植物的产量和品质。

Description

一种肥料功能增效剂及其应用

技术领域

本发明涉及肥料技术领域，尤其涉及一种肥料功能增效剂及其应用。

背景技术

玉米是我国三大粮食作物之一，作为粮、经、饲兼用的作物，对整个国民经济发展有着巨大的影响。玉米生长期需要从土壤中吸收多种矿质营养元素，据报道，每生产100公斤玉米子粒需从土壤中吸收纯氮2.5公斤、五氧化二磷1.2公斤、氧化钾2.0公斤，除此之外，还需锌，硼，钙，镁，铁，锰，铜，钼等微量元素，玉米对锌，硼缺乏特别敏感，玉米苗期缺锌，会出现“白苗”，3～5叶期开始出现症状，幼叶呈淡黄色至白色，成株后影响玉米籽粒灌浆，造成果穗顶部结实不良；缺硼影响玉米的根、茎正常生长，使果穗发育异常。普通复合肥料(只有氮磷钾等大量元素营养)，无法补充土壤中日益缺少的中微量元素，也无法提高玉米对中微量元素的利用率，不利于玉米产量和品质的提升。

玉米是喜光作物，属C4作物，玉米的高光饱和点和高光合速率有利于有机物质的积累和子粒产量的形成，因此，同等土壤和施肥水平下，可通过提高玉米叶片的叶绿素含量，从而实现玉米的高产。

我国玉米种植有春玉米和夏玉米之分，其中，春玉米首要散布在东北三省和内蒙区域东部，以吉林省为主，一般在4月下旬至5月上旬耕种，9月底至10月上旬收成，其间产区西部春季干旱，往往要抢墒耕种；产区北部生育期较短，早春冰冷，玉米苗期易受冷害冻害。夏玉米首要散布于黄淮海平原、鲁中南丘陵、山东半岛及山西南部和陕西中部，多与冬小麦等越冬作物轮作。一般在6月中上旬耕种，9月下旬至10月初收成，夏玉米拔节后容易遭受涝害，要注意及时排水防涝。因地理气候原因，环境胁迫是影响玉米产量的主要因素之一，玉米生长期受干旱，洪涝，冷冻等灾害严重影响玉米产量，提高玉米的抗逆性有利于玉米产量的提升和种植的推广。

现有技术通过多次施肥，一次性机施掺混肥料或复合肥来解决玉米的养分需求问题，但大部分都存在肥料养分配比不合理，配方简单的缺点，普通肥料不能增强玉米对环境胁迫的抗性。其中，通过复合肥技术来解决上述问题是最常用的手段之一，例如，专利CN103058754B适合于玉米种植施用的缓释复合肥料，通过硬脂酸涂膜及矿粉扑粉制备了玉米缓释肥，虽提高了肥料养分释放期，但营养成分单一，且不能提高玉米的抗逆性；CN102503639B一种熔体造粒腐植酸功能性玉米专用肥及其制备方法，具有绿色环保、延长氮素养分的有效期、营养均衡、肥效快、作物吸收率高、改良土壤的优点，但也不具备提高玉米抗性的效果；专利CN104402610B玉米追肥专用复合微生物肥料，提供了一种复合微生物肥料，由双菌株菌肥加腐植酸钾和尿素组成，用作玉米5叶期或喇叭口期的追肥使用，能够提高玉米产量和抗逆性，但其只作为追肥使用的特性需要配合其它基肥使用，增加了劳动力和用肥成本。

综上所述，现有玉米肥料主要存在以下问题：

(1)养分供给不合理，符合玉米需求的氮磷钾大量元素之外，提供的中微量元素配比不合理，且无机态或强螯合剂螯合的中微量元素利用率低，难以真正发挥应有效果；

(2)玉米为宽叶片植物，叶片叶绿素含量是决定玉米干物质积累量和产量的重要因素，现有技术中，针对性地提高玉米叶片叶绿素含量的功能化设计较少；

(3)我国玉米种植易出现环境胁迫(干旱，洪涝，冷冻)，现有肥料未有效针对提高玉米对于以上胁迫抗逆性的功能化设计。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种肥料功能增效剂及其应用。

本发明提出的一种肥料功能增效剂，所述肥料功能增效剂包括组分A和组分B；

按质量份计，所述组分A包含下述原料：120-150份糖醇溶液、50-80份多肽组合物、10-20份硼肥、10-20份锌肥、2-10份其他中微量元素肥料、20-100份去离子水；

所述组分B为固化剂。

优选地，所述多肽组合物包含下述有效成分：占多肽组合物总质量6-15％的游离氨基酸、占多肽组合物总质量45-70％的多肽、占多肽组合物总质量0.5-4％的卟啉铁，其余为肥料中常用或者允许使用的成分，包括溶剂、无机盐、分散剂、固体载体等，并无特别限定。

优选地，所述多肽组合物包含下述有效成分：占多肽组合物总质量8-10％的游离氨基酸、占多肽组合物总质量52-60％的多肽、占多肽组合物总质量2.5-2.8％的卟啉铁。

优选地，所述糖醇溶液的质量分数为40-99％。

优选地，所述糖醇溶液为甘露醇水溶液、山梨醇水溶液、赤藓糖醇水溶液、海藻糖醇水溶液、木糖醇水溶液、麦芽糖醇水溶液中的至少一种。

优选地，所述硼肥为硼酸、硼砂或其组合.

优选地，所述锌肥为硫酸锌、氯化锌、氧化锌中的至少一种。

优选地，所述其他中微量元素肥料为钙肥、镁肥、铜肥、锰肥、钼肥、硅肥中的至少一种。

优选地，所述钙肥为碳酸钙、硫酸钙、磷酸钙、过磷酸钙中的至少一种。

优选地，所述镁肥为硫酸镁、氯化镁或其组合。

优选地，所述铜肥为硫酸铜、氧化铜或其组合。

优选地，所述锰肥为硫酸锰、氯化锰或其组合。

优选地，所述钼肥为钼酸铵、钼酸钠或其组合。

优选地，所述硅肥为有机硅。

优选地，所述固化剂为聚合异氰酸酯，优选为聚合MDI。

优选地，所述组分A与组分B的质量比为(2-3)：1。

一种所述的肥料功能增效剂的制备方法，包括下述步骤：

(1)按质量称取原料，将糖醇溶液加入反应釜中，然后加入1/5-1/4质量的去离子水，搅拌均匀后，升温至60-90℃，依次加入硼肥、锌肥和其他中微量元素肥料，加入完毕后保温搅拌反应1-2h，冷却至室温；

(2)将多肽加入余量去离子水中，分散均匀，然后加入反应釜中搅拌均匀，得到组分A；

(3)将组分A与组分B混合均匀，即得。

优选地，所述步骤(1)中，每加入一种硼肥、锌肥或者其他中微量元素肥料，均搅拌3min及以上再加入下一种。

一种所述的肥料功能增效剂或者所述制备方法制备的肥料功能增效剂的应用，将所述肥料功能增效剂用于肥料包膜、种子包衣或者叶面喷施。

一种包膜肥料，包括肥料芯和由所述的肥料功能增效剂或者所述制备方法制得的肥料功能增效剂形成的包膜，所述包膜包裹在所述肥料芯的外表面。

优选地，所述肥料芯与所述肥料功能增效剂的质量比为(97-98)：(2-3)。

优选地，所述肥料芯按质量份计包括下述原料：尿素45-65份、氯化铵0-5份、磷酸一铵10-25份、氯化钾10-20份、填料5-20份；

优选地，所述肥料芯按质量份计包括下述原料：尿素50份、氯化铵2份、磷酸一铵22.7份、氯化钾20份、填料5.3份；

优选地，所述肥料芯按质量份计包括下述原料：尿素48份、氯化铵5份、磷酸一铵25份、氯化钾18.3份、填料4.7份；

优选地，所述肥料芯按质量份计包括下述原料：尿素60份、氯化铵4份、磷酸一铵13.6份、氯化钾11.7份、填料10.7份；

优选地，所述肥料芯按质量份计包括下述原料：尿素62.5份、磷酸一铵11.4份、氯化钾10份、填料16.1份；

优选地，所述填料为白云石，钙粉，贝壳粉，凹凸棒粉、海泡石、滑石粉、磷石膏中的至少一种；

优选地，所述氯化铵、磷酸一铵、氯化钾、填料的粒径均小于1mm，所述尿素的粒径为0.85-2.8mm；

优选地，所述肥料芯的粒径为2.00-4.75mm；

一种所述的包膜肥料的制备方法，将肥料芯与所述肥料功能增效剂在混合装置中混合包裹均匀，干燥后即得；或者将所述肥料功能增效剂均匀喷涂在肥料芯表面，干燥后即得。

一种所述的肥料功能增效剂、所述制备方法制备的肥料功能增效剂或者所述的包膜肥料在玉米种植中的应用。

本发明的有益效果如下：

(1)本发明的肥料功能增效剂中的糖醇、多肽组合物可以参与植物根系有机渗透调节，且部分糖醇作为植物适应环境的信号物质，可以提高植物逆境植株中可溶性糖含量，增强抗逆性；糖醇可与多种营养物质结合形成稳定的复合体，将无机态中微量元素转换为有利于植物快速吸收利用的复合态元素，并一定程度上活化土壤矿物养分，提高养分利用率；多肽组合物以游离氨基酸、多肽和卟啉铁作为有效成分，其中卟啉铁被植物吸收后，可以转化为卟啉镁，促进叶绿素的合成，为植物的干物质积累及增产提供保障，游离氨基酸与多肽可以改良植物根际土壤环境、调节植物生长发育、提高植物果穗品质，上述有效成分以合适比例复配，可以更好地满足植物营养以及增强抗逆性的需求；上述配方尤其符合玉米对于养分合理供给、提高叶绿素含量以及提高抗逆性的功能化需求，能够很好地解决现有玉米肥料配方存在的问题，有利于提高玉米的产量和品质；

(2)本发明的功能增效剂可以通过常温下涂膜到复合肥芯表面，最大程度的保证了增效剂中有效成分的活性，且涂膜具有一定的缓释作用，延长了肥料的释放期；

(3)本发明的功能增效剂还根据玉米生长需求添加了玉米生长必须的硼，锌等中微量元素，有利于促进玉米健康的生长发育。

综上所述，本发明的肥料功能增效剂能够有效提高植物生长期的抗逆性和叶绿素的合成，并且提高植物的养分利用率，从而有效提高植物的产量和品质，尤其满足玉米的功能化需求，可以显著改善玉米的种植效果。

进一步地，本发明通过肥芯和肥料功能增效剂成分的合理配比，以肥料功能增效剂为包膜剂在肥芯表面形成包膜，从而制得满足玉米生长需求的包膜肥料，具有营养均衡，吸收率高，种肥同播一次性施肥、无需追肥的特点，同时能够提高玉米植株生长期的抗逆性，且促进玉米叶片叶绿素的合成，提高玉米产量和品质，是一种能实现集养分合理供给、高利用率、促生长及提高抗逆一体的肥料。

附图说明

图1为低温胁迫下玉米盆栽试验各实验组的生长外观形态。

图2是低温胁迫下玉米盆栽试验各实验组的细胞膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)含量指标。

图3是低温胁迫下玉米盆栽试验各实验组的可溶性糖含量指标。

图4为玉米大田栽培试验各实验组在45天大喇叭口期的生长指标。

具体实施方式

下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。

实施例1

一种肥料功能增效剂，包括组分A和组分B；

按质量份计，组分A包含下述原料：100份质量分数为60％的甘露醇水溶液、50份质量分数为50％的赤藓糖醇水溶液、50份多肽组合物、10份硼酸、20份硫酸锌、2份硫酸钙、1.5份硫酸镁、0.2份硫酸铜、0.1份硫酸锰、0.1份钼酸铵、0.2份有机硅、80份去离子水；

其中，多肽组合物按质量百分比计包含下述有效成分：8％的游离氨基酸、52％的多肽、2.5％的卟啉铁，其余为去离子水；

组分B为聚合MDI；

组分A与组分B的质量比为3：1。

制备肥料功能增效剂：

(1)按质量称取原料，将甘露醇水溶液、赤藓糖醇水溶液加入反应釜中，然后加入1/4质量的去离子水，搅拌均匀后，升温至75℃，依次加入硼酸、硫酸锌、硫酸钙、硫酸镁、硫酸铜、硫酸锰、钼酸铵、有机硅，每加入一种中微量元素，均搅拌3min再加入下一种，加入完毕后保温搅拌反应2h，冷却至室温；

(2)将多肽组合物加入余量去离子水中，分散均匀，然后加入反应釜中搅拌均匀，得到组分A；

(3)将组分A与组分B混合均匀，过200目筛，即得。

制备肥料芯：按质量份计，称取下述原料：尿素50份、氯化铵2份、磷酸一铵22.7份、氯化钾20份、钙粉5.3份，其中氯化铵、磷酸一铵、氯化钾、钙粉的粒径均小于1mm，尿素的粒径为0.85-2.8mm，将上述原料混合均匀后进行造粒，所得颗粒过筛，得到粒径为2.00-4.75mm的肥料芯，上述肥料芯的原料配比与26-10-12复合肥相同。

制备包膜肥料：将上述制得的肥料芯与肥料功能增效剂按质量比98:2在转鼓中混合包裹均匀，常温干燥后即得。

实施例2

一种肥料功能增效剂，包括组分A和组分B；

按质量份计，组分A包含下述原料：80份质量分数为40％的海藻糖醇水溶液、40份质量分数为60％的山梨醇水溶液、50份多肽组合物、15份硼酸、15份硫酸锌、2份过磷酸钙、1份硫酸镁、0.2份硫酸铜、0.1份硫酸锰、0.1份钼酸铵、0.2份有机硅、60份去离子水；

其中，多肽组合物按质量百分比计包含下述有效成分：10％的游离氨基酸、60％的多肽、2.8％的卟啉铁，其余为去离子水；

组分B为聚合MDI；

组分A与组分B的质量比为2：1。

制备肥料功能增效剂：

(1)按质量称取原料，将甘露醇水溶液、赤藓糖醇水溶液加入反应釜中，然后加入1/4质量的去离子水，搅拌均匀后，升温至70℃，依次加入硼酸、硫酸锌、硫酸钙、硫酸镁、硫酸铜、硫酸锰、钼酸铵、有机硅，每加入一种中微量元素，均搅拌3min再加入下一种，加入完毕后保温搅拌反应1.5h，冷却至室温；

(2)将多肽组合物加入余量去离子水中，分散均匀，然后加入反应釜中搅拌均匀，得到组分A；

(3)将组分A与组分B混合均匀，过200目筛，即得。

制备肥料芯：按质量份计，称取下述原料：尿素60份、氯化铵4份、磷酸一铵13.6份、氯化钾11.7份、白云石10.7份，其中氯化铵、磷酸一铵、氯化钾、白云石的粒径均小于1mm，尿素的粒径为0.85-2.8mm，将上述原料混合均匀后进行造粒，所得颗粒过筛，得到粒径为2.00-4.75mm的肥料芯，上述肥料芯的原料配比与30-6-7复合肥相同。

制备包膜肥料：将上述制得的肥料芯与肥料功能增效剂按质量比97:3在转鼓中混合包裹均匀，常温干燥后即得。

实施例3低温胁迫下玉米盆栽试验

鲁单981玉米种子统一育苗，选三叶一心一致的幼苗，随机平分为三组，每组7株，并用基质栽种。基质由下述质量份的原料组成：细沙30份、园土100份、泥炭土80份、珍珠岩20份、肥料1份。三个实验组分别为普通肥25℃常温培养(CK)，实施例1包膜肥料4℃低温培养(T1)，普通肥4℃低温培养(T2)。除肥料和温度外，所有实验组管理相同。

各实验组低温胁迫试验结果如图1-3所示。

图1为低温胁迫下玉米盆栽试验各实验组的生长外观形态。图1中，从左到右依次为CK，T1，T2培养7天后玉米苗(T2冷害导致一植株死亡)，可以看出，T2组冷害导致玉米幼苗瘦弱，根系受损严重，使用本发明肥料的T1组在同样的温度环境下培养的玉米幼苗冷害轻微，根系情况基本和CK组未受冷害的玉米幼苗相当。

图2是低温胁迫下玉米盆栽试验各实验组的细胞膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)含量指标，图3是低温胁迫下玉米盆栽试验各实验组的可溶性糖含量指标。一般植物在逆境条件下，会产生膜质过氧化，MDA含量是植物细胞膜质过氧化程度的体现，其含量高，说明植物受到的伤害严重；玉米组织的可溶性糖生产能力越强，其抗冷害能力就越强。从图2、图3中可以看出，7天内，低温胁迫下玉米苗MDA含量变化，T1上升幅度远小于T2，而可溶性糖含量明显T1＞T2，这说明同样较低温度胁迫时，使用本发明肥料可提高玉米苗的抗低温冷害能力。

实施例4旱涝胁迫下玉米盆栽试验

通过配制不同墒情(含水量)的耕层土壤(20cm)模拟旱涝程度，水分含量为干旱5％，轻度干旱10％，正常20％，轻度水涝30％，重度水涝45％。分三个实验组，肥料条件为A组不施肥、B组施普通肥、C组施实施例1包膜肥料，其它管理条件相同，培养时间为10天。通过生物量比较各组抗逆差别。试验结果如表1所示：

表1各实验组玉米苗平均生物量(干物质总量)(单位：g)

处理	A	B	C
				干旱	0.24(-64％)	0.30(-68％)	0.74(-32％)
轻度干旱	0.47(-29％)	0.70(-25％)	0.98(-10％)
				正常	0.66	0.93	1.09
轻度水涝	0.41(-38％)	0.78(-16％)	0.96(-12％)
				重度水涝	0.27(-59％)	0.44(-53％)	0.80(-27％)

各组玉米苗生物量表明，使用本发明肥料玉米苗在不同旱涝胁迫下干物质含量均表现优于普通肥和对照处理，且同样逆境下的干物质减少量均低于普通肥和对照，说明使用本发明肥料能够有效提高玉米苗旱涝胁迫下的抗逆性。

实施例5玉米大田栽培试验

以郑单958玉米作为供试品种，于6月14-10月5日进行大田栽培试验，实验组T1为施实施例2包膜肥料50kg/亩，T2为施实施例2包膜肥料45kg/亩，T3为施市售养分30-6-7复合肥50kg/亩，T4为市售养分15-15-15复合肥40kg/亩基施+18kg/亩尿素追施；CK为不施肥对照。除肥料外各组田间管理方式相同。

其中，在45天玉米大喇叭口期，测量玉米的生长指标，其中微量元素含量采用原子发射光谱法测定，叶绿素含量采用HED-YA型号的叶绿素测定仪测定，结果如图4所示。图4(a)为各实验组根茎叶微量元素含量；图4(b)为各实验组上四叶叶绿素含量；图4(c)为各实验组株高；图4(d)为各实验组茎粗。从图4可以看出，施用本发明复合肥的玉米植株微量元素和叶片叶绿素含量提高，植株更加壮硕，为后期营养生长提供了保障。

各实验组玉米的成熟期指标如表2所示：

表2各实验组玉米成熟期指标

由表2可见，本发明的包膜肥料，一次性基施50kg/亩，较等量常规肥增产11.3％，比普通肥基追增产8.4％；比普通肥减施10％情况下，相比常规一次性施肥和基追均略有增产，说明本发明包膜肥料对玉米的增产效果均较普通肥好。使用本发明包膜肥料玉米籽粒粗蛋白含量较普通肥明显提升，提高了玉米营养品质。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种肥料功能增效剂，其特征在于，所述肥料功能增效剂包括组分A和组分B；

按质量份计，所述组分A包含下述原料：120-150份糖醇溶液、50-80份多肽组合物、10-20份硼肥、10-20份锌肥、2-10份其他中微量元素肥料、20-100份去离子水；

所述组分B为固化剂。

2.根据权利要求1所述的肥料功能增效剂，其特征在于，所述多肽组合物包含下述有效成分：占多肽组合物总质量6-15％的游离氨基酸、占多肽组合物总质量45-70％的多肽、占多肽组合物总质量0.5-4％的卟啉铁；优选地，所述多肽组合物包含下述有效成分：占多肽组合物总质量8-10％的游离氨基酸、占多肽组合物总质量52-60％的多肽、占多肽组合物总质量2.5-2.8％的卟啉铁。

3.根据权利要求1或2所述的肥料功能增效剂，其特征在于，所述糖醇溶液的质量分数为40-99％；

所述硼肥为硼酸、硼砂或其组合，所述锌肥为硫酸锌、氯化锌、氧化锌中的至少一种；

所述其他中微量元素肥料为钙肥、镁肥、铜肥、锰肥、钼肥、硅肥中的至少一种；优选地，所述钙肥为碳酸钙、硫酸钙、磷酸钙中的至少一种，所述镁肥为硫酸镁、氯化镁或其组合，所述铜肥为硫酸铜、氧化铜或其组合，所述锰肥为硫酸锰、氯化锰或其组合，所述钼肥为钼酸铵、钼酸钠或其组合，所述硅肥为有机硅；

所述固化剂为聚合异氰酸酯，优选为聚合MDI。

4.根据权利要求1-3任一项所述的肥料功能增效剂，其特征在于，所述组分A与组分B的质量比为(2-3)：1。

5.一种如权利要求1-4任一项所述的肥料功能增效剂的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：

(1)按质量称取原料，将糖醇溶液加入反应釜中，然后加入1/5-1/4质量的去离子水，搅拌均匀后，升温至60-90℃，依次加入硼肥、锌肥和其他中微量元素肥料，加入完毕后保温搅拌反应1-2h，冷却至室温；

(2)将多肽组合物加入余量去离子水中，分散均匀，然后加入反应釜中搅拌均匀，得到组分A；

(3)将组分A与组分B混合均匀，即得。

6.一种权利要求1-4任一项所述的肥料功能增效剂或者权利要求5制备的肥料功能增效剂的应用，其特征在于，将所述肥料功能增效剂用于肥料包膜、种子包衣或者叶面喷施。

7.一种包膜肥料，其特征在于，包括肥料芯和由权利要求1-4任一项所述的肥料功能增效剂或者权利要求5制备的肥料功能增效剂形成的包膜，所述包膜包裹在所述肥料芯的外表面。

8.根据权利要求7所述的包膜肥料，其特征在于，所述肥料芯与所述肥料功能增效剂的质量比为(97-98)：(2-3)；

优选地，所述肥料芯按质量份计包括下述原料：尿素45-65份、氯化铵0-5份、磷酸一铵10-25份、氯化钾10-20份、填料5-20份。

9.一种如权利要求7或8所述的包膜肥料的制备方法，其特征在于，包括：将肥料芯与所述肥料功能增效剂在混合装置中混合包裹均匀，干燥后即得；或者将所述肥料功能增效剂均匀喷涂在肥料芯表面，干燥后即得。

10.一种权利要求1-4所述的肥料功能增效剂、权利要求5制备的肥料功能增效剂或者权利要求8或9所述的包膜肥料在玉米种植中的应用。

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