CN112745163A - 一种具有抗旱功能的腐植酸水溶肥料及其制备方法 - Google Patents
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-
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Abstract
本发明公开了一种具有抗旱功能的腐植酸水溶肥料及其制备方法，肥料技术领域。该具有抗旱功能的腐植酸水溶肥料的原料按重量百分数计包括：大量元素45％～50％、矿源腐植酸5％～7％、小分子有机碳5％～10％、抗旱剂1％～2％、增效剂0.5％～1％以及余量的镁盐，抗旱剂包括聚谷氨酸、海藻酸和聚天冬氨酸中的至少两种。本申请提供的具有抗旱功能的腐植酸水溶肥料解决了种植过程中干旱带来农作物减产绝产的问题，并且更好提高肥料的利用率及施肥效果。本发明产品稳定，不产生结块板结，小分子有机碳的活性高，而且来源价格低，而且制备方法工艺简单，生产效率可提高50％以上。
Description
技术领域
本发明涉及肥料技术领域，具体而言，涉及一种具有抗旱功能的腐植酸水溶肥料及其制备方法。
背景技术
农作物在种植过程中，为了保证作物正常生长，获取高产稳产，必须供给作物以充足的水分。在自然条件下，往往因降水量不足或分布的不均匀，不能满足作物对水分要求。因此，必须人为地进行灌溉，以补天然降雨之不足。干旱是我国各类气象灾害中发生频率最高的一种，近些年由于厄尔尼诺、拉尼娜现象的频发，使异常天气状况成为普遍现象，导致雨量分配极度不均，干旱导致农作物产量下降甚至绝收。在农作物生长过程中，需要添加的营养成分，其中抗旱保水肥是众多肥料中的一种，现有的抗旱保水肥具有一定的保水效果，但保水性能短，且添加抗旱保水肥后土壤容易结块板实，不利于农作物生长。
鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有抗旱功能的腐植酸水溶肥料，其稳定性佳，在施肥后不产生结块板结。
本发明的目的在于提供一种具有抗旱功能的腐植酸水溶肥料的制备方法，该制备方法简单，生产效率高。
本发明是这样实现的：
第一方面，本发明提供一种具有抗旱功能的腐植酸水溶肥料，其原料按重量百分数计包括：大量元素45％～50％、矿源腐植酸5％～7％、小分子有机碳5％～10％、抗旱剂1％～2％、增效剂0.5％～1％以及余量的镁盐，所述抗旱剂包括聚谷氨酸、海藻酸和聚天冬氨酸中的至少两种。
在可选的实施方式中，所述抗旱剂包括质量比为0.3-0.6：0.4-0.8：0.4-0.8的聚谷氨酸和聚天冬氨酸。
在可选的实施方式中，所述增效剂为抗旱增效剂；
优选地，所述抗旱增效剂包括萘乙酸钠、光合素和水杨酸中的至少一种；
优选地，所述抗旱增效剂包括质量比为1：0.7-1.2：0.7-1.2萘乙酸钠、光合素和水杨酸。
在可选的实施方式中，所述抗旱剂和所述增效剂的质量比为2-3:1。
在可选的实施方式中，所述大量元素包括氮肥、磷肥和钾肥中的至少一种。
在可选的实施方式中，所述氮肥包括尿素、硝酸铵、硫酸铵和硝酸钾中的至少一种。
在可选的实施方式中，所述磷肥包括工业磷酸一铵、磷酸二氢钾和聚磷酸铵中的至少一种。
在可选的实施方式中，所述钾肥包括硫酸钾、氯化钾、硝酸钾和磷酸二氢钾中的至少一种。
在可选的实施方式中，所述镁盐包括硫酸镁、碳酸镁和氯化镁中的至少一种。
第二方面，本发明提供一种如前述实施方式任一项所述的具有抗旱功能的腐植酸水溶肥料的制备方法，将所述原料混合均匀。
在可选的实施方式中，将所述大量元素、所述小分子有机碳、所述抗旱剂、所述增效剂和所述硫酸镁于70-80转/分钟的转速下混合30-60min，随后再加入所述矿源腐植酸。
本发明具有以下有益效果：
本申请提供的具有抗旱功能的腐植酸水溶肥料，通过添加矿源腐殖酸和小分子有机碳，可被植物根系和土壤微生物直接吸收利用，因而具有促长根系、改良土壤、增强植物光合作用和提高化肥利用率等作用。通过将抗旱剂和增效剂配合使用，并限定其用量，使其与其他大量元素、矿源腐植酸和小分子有机碳进行配合，可以显著提高作物的抗旱性能。并且，本申请中抗旱剂的选择(聚谷氨酸、海藻酸和聚天冬氨酸中的至少两种)可以起到协同增效的作用，可以显著提高作物的抗旱性能。本申请提供的具有抗旱功能的腐植酸水溶肥料解决了种植过程中干旱带来农作物减产绝产的问题，并且更好提高肥料的利用率及施肥效果。本发明产品稳定，不产生结块板结，小分子有机碳的活性高，而且来源价格低，而且制备方法工艺简单，生产效率可提高50％以上。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
本申请提供了一种具有抗旱功能的腐植酸水溶肥料，其原料按重量百分数计包括：大量元素45％～50％、矿源腐植酸5％～7％、小分子有机碳5％～10％、抗旱剂1％～2％、增效剂0.5％～1％以及余量的硫酸镁。
其中，大量元素包括氮肥、磷肥和钾肥中的至少一种。本申请中，优选大量元素包括但不限于氮肥、磷肥和钾肥。可以理解的是，其中大量元素中的氮肥是以N计算，磷肥是以P2O5计算，钾肥是以K2O计算。氮肥包括但不限于尿素、硝酸铵、硫酸铵和硝酸钾中的至少一种。磷肥包括但不限于工业磷酸一铵、磷酸二氢钾和聚磷酸铵中的至少一种。钾肥包括但不限于硫酸钾、氯化钾、硝酸钾和磷酸二氢钾中的至少一种。
矿源腐植酸主要来源于泥炭、褐煤和风化煤，所提取的腐植酸是天然矿源腐植酸，其主要成分包括脂肪酸、酚酸和苯多羧酸，其主要组分的分子结构中含有较多的苯环，可增加土壤有机质、促进根系生长、促进植株生长、改善作物品质、抗寒抗旱、提高肥料利用率，螯合官能团数量大，稳定性佳。
小分子有机碳是指分子量小于1000的小分子有机碳，包含烷烃类、脂肪类、糖类、酸类、醛类等成分，该水溶性小分子有机碳通过含有机碳的高分子物质经过处理得到，有机碳的高分子混合物包含腐殖酸类、生产酒精废水、生产酵母废水、生产氨基酸废水等有机废水，处理方式可以为酸消解、微波消解、微生物发酵、碱解、光解、酶解等，该水溶性小分子有机碳的形态可以为液体和固体，水溶性小分子有机碳在使用过程中可以稀释或者浓缩以达到肥料产品所需的功能。水溶性小分子有机碳的粒径在500～1000纳米之间。水溶性小分子有机碳具有羧基、羟基或氨基等活性官能团，这些官能团具有良好的配位(络合)功能，这种配位(络合)功能提高大量元素的活性，其与矿源腐殖酸配合作用，能够提高作物从土壤中吸收营养成分的有效性。其分子量小、粒径小，可水溶、能速效，可被植物根系和土壤微生物直接吸收利用，因而具有促长根系、改良土壤、增强植物光合作用和提高化肥利用率等作用。
抗旱剂能使作物缩小气孔开张度、抑制蒸腾、增加叶绿素含量、提高根系活力、减缓土壤水分消耗等功能和作用，从而增强了作物的抗旱能力。本申请中，抗旱剂包括但不限于聚谷氨酸、海藻酸和聚天冬氨酸中的至少两种；优选地，抗旱剂包括质量比为0.3-0.6：0.4-0.8：0.4-0.8的聚谷氨酸、海藻酸和聚天冬氨酸。
聚谷氨酸漫淹于土壤中时，会在植株根毛表层形成一层薄膜，不但具有保护根毛的功能，更是土壤中养份、水分与根毛亲密接触的最佳输送平台，能很有效率的提高肥料的溶解、存储、输送与吸收。阻止硫酸根、磷酸根、草酸根与金属元素产生沉淀作用，使作物能更有效的吸收土壤中磷、钙、镁及微量元素。促进作物根系的发育，加强抗病性。
聚天冬氨酸(PASP)为水溶性聚合物，具有无磷、无毒、无公害和可完全生物降解的特性。对离子有极强的螯合能力，具有缓蚀与阻垢双重功效，对碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡、磷酸钙等成垢盐类具有良好的阻垢效果，对碳酸钙的阻垢率可达100％。PASP在农业上可以作养分吸收增强剂，促进蔬菜、瓜果、花卉等农作物的生产，同时与农药并用可提高药效。
发明人研究发现，将聚谷氨酸、海藻酸和聚天冬氨酸按照质量比为1：0.7-1.2：0.7-1.2进行复配使用，具有显著的协同增效的作用，可以显著提高作物的抗旱性能。
增效剂，一般指本身不具备某种特定活性或活性较低，但在与具备此种活性的物质混用时，能大幅度提高活性物质的性能的一类物质。本申请中的增效剂为抗旱增效剂；其与抗旱剂配合使用，可以显著增强抗旱效果。优选地，抗旱增效剂包括但不限于萘乙酸钠、光合素和水杨酸中的至少一种；优选地，抗旱增效剂包括质量比为1：0.7-1.2：0.7-1.2萘乙酸钠、光合素和水杨酸。经发明人研究发现，采用上述质量比的萘乙酸钠、光合素和水杨酸复配作用抗旱增强剂，具有协同增效的作用，可以显著提高对抗旱剂的抗旱增强效果。
更进一步地，本申请中，抗旱剂和增效剂的质量比为2-3:1。在该质量比范围内，抗旱效果更佳。
镁盐可以为土壤提供镁元素，镁能活化磷酸果糖激酶、磷酸甘油激酶等，促进碳水化合物的代谢和植物的呼吸作用，镁能促进腺二磷合成腺三磷。镁也参与脂肪、氮的代谢作用。同时镁元素也能促进植物体对氮、磷、钾等其他元素的吸收。优选地，本申请中的镁盐包括但不限于硫酸镁、碳酸镁和氯化镁中的至少一种。
本申请中，通过选择特定的组分作为抗旱剂和增效剂，并限定其用量，使其与其他大量元素、矿源腐植酸和小分子有机碳进行配合，可以显著提高作物的抗旱性能。
此外，本申请还提供了一种具有抗旱功能的腐植酸水溶肥料的制备方法，其包括将上述原料混合均匀。
具体来说，将大量元素、小分子有机碳、抗旱剂、增效剂和硫酸镁于70-80转/分钟的转速下混合30-60min，随后再加入矿源腐植酸。本申请中通过分布添加，可以使上述原料混合更加均匀。
本申请提供的具有抗旱功能的腐植酸水溶肥料，通过添加矿源腐殖酸和小分子有机碳，可被植物根系和土壤微生物直接吸收利用，因而具有促长根系、改良土壤、增强植物光合作用和提高化肥利用率等作用。通过将抗旱剂和增效剂配合使用，并限定其用量，使其与其他大量元素、矿源腐植酸和小分子有机碳进行配合，可以显著提高作物的抗旱性能。并且，本申请中抗旱剂的选择(聚谷氨酸、海藻酸和聚天冬氨酸中的至少两种)可以起到协同增效的作用，可以显著提高作物的抗旱性能。本申请提供的制备方法简单，易于操作，可广泛推广。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
本实施例提供了一种具有抗旱功能的腐植酸水溶肥料，其原料按重量百分数计包括：
大量元素：尿素15％、工业磷酸一铵15％和硫酸钾15％；
矿源腐植酸5％；
小分子有机碳5％；
抗旱剂：聚谷氨酸0.6％、海藻酸0.6％和聚天冬氨酸0.6％；
增效剂：萘乙酸钠0.3％、光合素0.3％和水杨酸0.3％；
硫酸镁：余量。
其制备方法包括：按照上述重量百分数进行配料，并将大量元素、小分子有机碳、抗旱剂、增效剂和硫酸镁投入反应釜内于70转/分钟的转速下混合30min，随后再加入矿源腐植酸，再次混合30min，经检测各项指标合格后进行计量包装即可。
实施例2
本实施例提供了一种具有抗旱功能的腐植酸水溶肥料，其原料按重量百分数计包括：
大量元素：尿素5％、硝酸铵5％、磷酸二氢钾6％、聚磷酸铵14％、氯化钾10％、硝酸钾10％；
矿源腐植酸6％；
小分子有机碳8％；
抗旱剂：聚谷氨酸0.4％、海藻酸0.6％和聚天冬氨酸0.6％；
增效剂：萘乙酸钠0.3％、光合素0.3％和水杨酸0.3％；
硫酸镁：余量。
其制备方法包括：按照上述重量百分数进行配料，并将大量元素、小分子有机碳、抗旱剂、增效剂和硫酸镁投入反应釜内于80转/分钟的转速下混合40min，随后再加入矿源腐植酸，再次混合40min，经检测各项指标合格后进行计量包装即可。
实施例3
本实施例提供了一种具有抗旱功能的腐植酸水溶肥料，其原料按重量百分数计包括：
大量元素：尿素20％、聚磷酸铵25％；
矿源腐植酸7％；
小分子有机碳10％；
抗旱剂：聚谷氨酸0.3％、海藻酸0.8％和聚天冬氨酸0.8％；
增效剂：萘乙酸钠0.4％、光合素0.3％和水杨酸0.3％；
氯化镁：余量。
其制备方法与实施例2相同。
对比例1
本对比例与实施例1基本相同，区别在于，本对比例中抗旱剂为2-(乙酰氧基)苯甲酸。
对比例2
本对比例与实施例1基本相同，区别在于，本对比例中聚谷氨酸的用量为0％，海藻酸的用量为0％，聚天冬氨酸的用量为1.8％。
对比例3
本对比例与实施例1基本相同，区别在于，本对比例中聚谷氨酸的用量为1.8％，海藻酸的用量为0％，聚天冬氨酸的用量为0％。
对比例4
本对比例与实施例4基本相同，区别在于，本对比例中萘乙酸钠的用量为0.6％，光合素的用量为0.6％，水杨酸的用量为0.6％。
将上述实施例1-3以及对比例1-4制备的具有抗旱功能的腐植酸水溶肥料的抗旱性能进行检测，检测方法为：在干旱条件下测定植物的根重、根长、产量。
检测结果请参阅下表：
从上表可以看出，实施例中的根重提高率、根长提高率和增产率比对比例中的明显提高，说明本发明的一种具有抗旱功能的腐植酸水溶肥料可以显著提高植物的抗寒性能。
综上所述，本申请提供的具有抗旱功能的腐植酸水溶肥料，通过添加矿源腐殖酸和小分子有机碳，可被植物根系和土壤微生物直接吸收利用，因而具有促长根系、改良土壤、增强植物光合作用和提高化肥利用率等作用。通过将抗旱剂和增效剂配合使用，并限定其用量，使其与其他大量元素、矿源腐植酸和小分子有机碳进行配合，可以显著提高作物的抗旱性能。并且，本申请中抗旱剂的选择(聚谷氨酸、海藻酸和聚天冬氨酸中的至少两种)可以起到协同增效的作用，可以显著提高作物的抗旱性能。本申请提供的制备方法简单，易于操作，可广泛推广。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种具有抗旱功能的腐植酸水溶肥料，其特征在于，其原料按重量百分数计包括：大量元素45％～50％、矿源腐植酸5％～7％、小分子有机碳5％～10％、抗旱剂1％～2％、增效剂0.5％～1％以及余量的镁盐，所述抗旱剂包括聚谷氨酸、海藻酸和聚天冬氨酸中的至少两种。
2.根据权利要求1所述的具有抗旱功能的腐植酸水溶肥料，其特征在于，所述抗旱剂包括质量比为0.3-0.6：0.4-0.8：0.4-0.8的聚谷氨酸、海藻酸和聚天冬氨酸。
3.根据权利要求1所述的具有抗旱功能的腐植酸水溶肥料，其特征在于，所述增效剂为抗旱增效剂；
优选地，所述抗旱增效剂包括萘乙酸钠、光合素和水杨酸中的至少一种；
优选地，所述抗旱增效剂包括质量比为1：0.7-1.2：0.7-1.2萘乙酸钠、光合素和水杨酸。
4.根据权利要求1所述的具有抗旱功能的腐植酸水溶肥料，其特征在于，所述抗旱剂和所述增效剂的质量比为2-3:1。
5.根据权利要求1-4任一项所述的具有抗旱功能的腐植酸水溶肥料，其特征在于，所述大量元素包括氮肥、磷肥和钾肥中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的具有抗旱功能的腐植酸水溶肥料，其特征在于，所述氮肥包括尿素、硝酸铵、硫酸铵和硝酸钾中的至少一种。
7.根据权利要求5所述的具有抗旱功能的腐植酸水溶肥料，其特征在于，所述磷肥包括工业磷酸一铵、磷酸二氢钾和聚磷酸铵中的至少一种。
8.根据权利要求5所述的具有抗旱功能的腐植酸水溶肥料，其特征在于，所述钾肥包括硫酸钾、氯化钾、硝酸钾和磷酸二氢钾中的至少一种。
9.根据权利要求5所述的具有抗旱功能的腐植酸水溶肥料，其特征在于，所述镁盐包括硫酸镁、碳酸镁和氯化镁中的至少一种。
10.一种如权利要求1-9任一项所述的具有抗旱功能的腐植酸水溶肥料的制备方法，其特征在于，其包括将所述原料混合均匀；
优选地，将所述大量元素、所述小分子有机碳、所述抗旱剂、所述增效剂和所述镁盐于70-80转/分钟的转速下混合30-60min，随后再加入所述矿源腐植酸。
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