CN113121287A - 一种肥料液体增效剂的制备方法及其检测方法 - Google Patents
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Abstract
一种肥料液体增效剂的制备方法及其检测方法,涉及农业用肥料的技术领域。步骤一:向烟草废液中加入黄腐酸钾,在20‑40℃下搅拌10‑30 min,随后加入聚谷氨酸,接着在20‑40℃下搅拌10‑30 min,得到液体混合物A;步骤二:将谷氨酸、壳聚糖、乙二胺四乙酸混合均匀,得到固体粉末混合物B,随后向液体混合物A中加入固体粉末混合物B,在20‑40℃下搅拌10‑30 min,得到肥料液体增效剂。利用烟草废液、黄腐酸钾、聚谷氨酸、谷氨酸、壳聚糖等天然高分子制备互穿网络结构的液体增效剂。该增效剂可有效延缓肥料释放,提高肥料利用率,从而降低肥料对于环境的污染,促进农业可持续发展,具有重大的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及农业用肥料的技术领域,尤其涉及制备肥料液体增效剂的技术领域。
背景技术
中国是化肥生产和使用大国,化肥对于促进作物增产、保障国家粮食安全发挥了举足轻重的作用。然而,传统化肥容易通过渗漏、挥发和淋溶三种途径流失,导致利用率仅为30%左右,需要反复大量施用,不仅拉高了生产成本,而且造成土壤微生态失衡,引发水体农业面源污染,加剧雾霾,成为制约农业和环境协调发展的关键瓶颈问题。因此,迫切需要发展肥料增效技术,降低化肥用量,提高肥料利用率,降低化肥投入成本,缓解化肥引发的农业面源污染。
现有肥料增效剂主要包括纳米黏土型、脲酶抑制剂型、有机高分子型三类,它们可不同程度发挥化肥减施增效作用,然而它们多为固态,对于某些肥料不适合,需要开发肥料液体增效剂。
发明内容
本发明针对肥料利用率低的问题,提供一种互穿网络结构的肥料液体增效剂的准备方法。制备得到的增效剂可通过氢键结合化肥养分,并通过网捕效应固定养分,延缓肥料释放,减少养分流失,大幅提高肥料利用率,对于土壤、作物类型具有普适性,尤其适用于二铵、复合肥、有机肥、液体肥和水溶肥。
一种肥料液体增效剂的制备方法,包括如下步骤:
步骤一:向10-20 mL烟草废液中加入0.1-0.3 g黄腐酸钾,在20-40℃下搅拌10-30min,随后加入0.1-0.3 g聚谷氨酸,接着在20-40℃下搅拌10-30 min,得到液体混合物A;
步骤二:将0.05-0.1 g谷氨酸、1-2 g壳聚糖、1-2 g乙二胺四乙酸混合均匀,得到固体粉末混合物B,随后向10-20 mL液体混合物A中加入0.5-1 g固体粉末混合物B,在20-40℃下搅拌10-30 min,得到肥料液体增效剂。
优选的是,本发明选择的烟草废液的密度1-2g/mL。
优选的是,本发明选择的聚谷氨酸的分子量1万-2万。
基于制备的肥料液体增效剂的检测方法,包括如下步骤:
步骤a、将0.2-0.8 g肥料液体增效剂通过包膜的方式加入6-10 g尿素中,得到缓释尿素D,随后将D加入50-70 g沙土混合物中,并将该混合物装入PV管中,接着在PV管上部加入40-60 mL的超纯水,测量淋溶液中尿素的浓度与未包膜尿素相比降低20-40%;
步骤b、将4株鸡毛菜幼苗种植于含有400-600 g土壤的花盆中,随后分别施用0.1-0.3 g尿素和D,并将花盆放入20℃的人工气候箱中,每隔2天浇40-60 mL的自来水,49天后,鸡毛菜的湿重增加20-40%、干重增加20-40%、根长增加10-30%、株高增加10-30%、叶绿素含量增加8-15%、黄叶率降低40-60%。
优选的是,本发明的沙土混合物中沙子:土壤质量比=7:3。
优选的是,本发明将混合物装入PV管的容量为50-70 mL。
优选的是,本发明选择的鸡毛菜幼苗的株高2-3 m。
本发明针对肥料利用率低的问题,制备一种新型互穿网络结构的肥料液体增效剂。该增效剂可通过氢键结合化肥养分,并通过网捕效应固定养分,延缓肥料释放,减少养分流失,大幅提高肥料利用率。该增效剂对于土壤、作物类型具有普适性,尤其适用于二铵、复合肥、有机肥、液体肥和水溶肥。
本发明利用烟草废液、黄腐酸钾、聚谷氨酸、谷氨酸、壳聚糖等天然高分子制备互穿网络结构的液体增效剂。该增效剂可有效延缓肥料释放,提高肥料利用率,从而降低肥料对于环境的污染,促进农业可持续发展,具有重大的应用前景。
附图说明
图1是本发明采用沙柱淋溶示意图;
图2是本发明实施例2得到的肥料液体增效剂的添加量与淋溶液中尿素浓度的关系示意图;
图3是不同时间鸡毛菜盆栽实验图片,其中a对应的是尿素,b对应的是实施例2中得到的缓释尿素D;
图4是记录不同时间鸡毛菜湿重的对比图;
图5是记录不同时间鸡毛菜干重的对比图;
图6是记录不同时间鸡毛菜根长的对比图;
图7是记录不同时间鸡毛菜株高的对比图;
图8是记录不同时间鸡毛菜叶绿素含量的对比图;
图9是记录不同时间鸡毛菜黄叶率的对比图。
具体实施方式
一种肥料液体增效剂的制备方法,包括如下步骤:
步骤一:向10-20 mL烟草废液中加入0.1-0.3 g黄腐酸钾,在20-40℃下搅拌10-30min,随后加入0.1-0.3 g聚谷氨酸,接着在20-40℃下搅拌10-30 min,得到液体混合物A;
步骤二:将0.05-0.1 g谷氨酸、1-2 g壳聚糖、1-2 g乙二胺四乙酸混合均匀,得到固体粉末混合物B,随后向10-20 mL液体混合物A中加入0.5-1 g固体粉末混合物B,在20-40℃下搅拌10-30 min,得到肥料液体增效剂。
基于制备的肥料液体增效剂的检测方法,包括如下步骤:
步骤a、将0.2-0.8 g肥料液体增效剂通过包膜的方式加入6-10 g尿素中,得到缓释尿素D,随后将D加入50-70 g沙土混合物中,并将该混合物装入PV管中,接着在PV管上部加入40-60 mL的超纯水,如图1所示,测量淋溶液中尿素的浓度与未包膜尿素相比降低20-40%;
步骤b、将4株鸡毛菜幼苗种植于含有400-600 g土壤的花盆中,随后分别施用0.1-0.3 g尿素和D,并将花盆放入20℃的人工气候箱中,每隔2天浇40-60 mL的自来水,49天后,鸡毛菜的湿重增加20-40%、干重增加20-40%、根长增加10-30%、株高增加10-30%、叶绿素含量增加8-15%、黄叶率降低40-60%。
实施例1:
(1)向10 mL烟草废液(密度1.2 g/mL)中加入0.1 g黄腐酸钾,在20℃下搅拌10min,随后加入0.1 g聚谷氨酸(分子量1万),接着在20℃下搅拌10 min,得到液体混合物A;
(2)将0.05 g谷氨酸、1 g壳聚糖、1 g乙二胺四乙酸混合均匀,得到固体粉末混合物B,随后向10 mL液体混合物A中加入0.5 g固体粉末混合物B,在20℃下搅拌10 min,得到肥料液体增效剂;
(3)将0.2 g肥料液体增效剂通过包膜的方式加入6 g尿素中,得到缓释尿素D,随后将D加入50 g沙土混合物(沙子:土壤质量比=7:3)中,并将该混合物装入PV管(50 mL)中,接着在PV管上部加入40 mL的超纯水,测量淋溶液中尿素的浓度与未包膜尿素相比降低20%;
(4)将4株鸡毛菜幼苗(株高2 m)种植于含有400 g土壤的花盆中,随后分别施用0.1 g尿素和D,并将花盆放入20℃的人工气候箱中,每隔2天浇40 mL的自来水,49天后,鸡毛菜的湿重增加20%、干重增加20%、根长增加10%、株高增加10%、叶绿素含量增加8%和黄叶率降低40%。
实施例2:
(1)向15 mL烟草废液(密度1.2 g/mL)中加入0.2 g黄腐酸钾,在30℃下搅拌20min,随后加入0.2 g聚谷氨酸(分子量1.5万),接着在30℃下搅拌20 min,得到液体混合物A;
(2)将0.075 g谷氨酸、1.5 g壳聚糖、1.5 g乙二胺四乙酸混合均匀,得到固体粉末混合物B,随后向15 mL液体混合物A中加入0.75 g固体粉末混合物B,在30℃下搅拌20 min,得到肥料液体增效剂;
(3)如图1所示,将0.5 g肥料液体增效剂通过包膜的方式加入8 g尿素中,得到缓释尿素D,随后将D加入60 g沙土混合物(沙子:土壤质量比=7:3)中,并将该混合物装入PV管(60 mL)中,接着在PV管上部加入50 mL的超纯水,测量淋溶液中尿素的浓度与未包膜尿素相比降低30%,如图2所示;
(4)如图3-与9所示,将4株鸡毛菜幼苗(株高2.5 m)种植于含有500 g土壤的花盆中,随后分别施用0.2 g尿素和D,并将花盆放入20℃的人工气候箱中,每隔2天浇50 mL的自来水,49天后,鸡毛菜的湿重增加30%、干重增加30%、根长增加20%、株高增加20%、叶绿素含量增加12%和黄叶率降低50%。
实施例3:
(1)向20 mL烟草废液(密度1.2 g/mL)中加入0.3 g黄腐酸钾,在40℃下搅拌30min,随后加入0.3 g聚谷氨酸(分子量2万),接着在40℃下搅拌30 min,得到液体混合物A;
(2)将0.1 g谷氨酸、2 g壳聚糖、2 g乙二胺四乙酸混合均匀,得到固体粉末混合物B,随后向20 mL液体混合物A中加入1 g固体粉末混合物B,在40℃下搅拌30 min,得到肥料液体增效剂;
(3)将0.8 g肥料液体增效剂通过包膜的方式加入10 g尿素中,得到缓释尿素D,随后将D加入70 g沙土混合物(沙子:土壤质量比=7:3)中,并将该混合物装入PV管(70 mL)中,接着在PV管上部加入60 mL的超纯水,测量淋溶液中尿素的浓度与未包膜尿素相比降低40%;
将4株鸡毛菜幼苗(株高3 m)种植于含有600 g土壤的花盆中,随后分别施用0.3 g尿素和D分别加入鸡毛菜中,并将花盆放入20℃的人工气候箱中,每隔2天浇60 mL的自来水,49天后,鸡毛菜的湿重增加40%、干重增加40%、根长增加30%、株高增加30%、叶绿素含量增加15%和黄叶率降低60%。
Claims (7)
1.一种肥料液体增效剂的制备方法,其特征在于包括如下步骤:
步骤一:向10-20 mL烟草废液中加入0.1-0.3 g黄腐酸钾,在20-40℃下搅拌10-30min,随后加入0.1-0.3 g聚谷氨酸,接着在20-40℃下搅拌10-30 min,得到液体混合物A;
步骤二:将0.05-0.1 g谷氨酸、1-2 g壳聚糖、1-2 g乙二胺四乙酸混合均匀,得到固体粉末混合物B,随后向10-20 mL液体混合物A中加入0.5-1 g固体粉末混合物B,在20-40℃下搅拌10-30 min,得到肥料液体增效剂。
2.根据权利要求1所述的互穿网络结构的肥料液体增效剂的制备方法,其特征在于上述步骤一中的烟草废液的密度1-2g/mL。
3.根据权利要求1所述的互穿网络结构的肥料液体增效剂的制备方法,其特征在于上述步骤二中的聚谷氨酸的分子量1万-2万。
4.基于权利要求1制备的肥料液体增效剂的检测方法,其特征在于包括如下步骤:
步骤a、将0.2-0.8 g肥料液体增效剂通过包膜的方式加入6-10 g尿素中,得到缓释尿素D,随后将D加入50-70 g沙土混合物中,并将该混合物装入PV管中,接着在PV管上部加入40-60 mL的超纯水,测量淋溶液中尿素的浓度与未包膜尿素相比降低20-40%;
步骤b、将4株鸡毛菜幼苗种植于含有400-600 g土壤的花盆中,随后分别施用0.1-0.3g尿素和D,并将花盆放入20℃的人工气候箱中,每隔2天浇40-60 mL的自来水,49天后,鸡毛菜的湿重增加20-40%、干重增加20-40%、根长增加10-30%、株高增加10-30%、叶绿素含量增加8-15%、黄叶率降低40-60%。
5.根据权利要求4所述的检测方法,其特征在于上述步骤a中的沙土混合物中沙子:土壤质量比=7:3。
6.根据权利要求4所述的检测方法,其特征在于上述步骤a中的装入PV管的容量为50-70 mL。
7.根据权利要求4所述的检测方法,其特征在于上述步骤b中的鸡毛菜幼苗的株高2-3m。
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