CN113929532A - 褐藻寡糖水溶肥料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了褐藻寡糖水溶肥料及其制备方法，涉及肥料技术领域。该褐藻寡糖水溶肥料包括：氮磷钾肥300‑500份、腐殖酸100‑200份、以含有有机质的量计的水溶性小分子有机碳液45‑120份、褐藻寡糖10‑30份、聚谷氨酸5‑10份、硼酸1‑10份、可溶性铁盐0.1‑1份和可溶性锌盐0.1‑1份。褐藻寡糖水溶肥料的制备方法，用于制备如前述实施方式任一项的褐藻寡糖水溶肥料，包括：将上述各组分混合均匀。本申请提供的褐藻寡糖水溶肥料，具有使农作物对其吸收率高、可促进作物萌发、提高发芽率、可提升作物品质、增加作物产量等优点。

Description

褐藻寡糖水溶肥料及其制备方法

技术领域

本发明涉及肥料技术领域，具体而言，涉及褐藻寡糖水溶肥料和褐藻寡 糖水溶肥料的制备方法。

背景技术

褐藻胶主要存在于藻体的细胞壁及细胞间质中，从海带、马尾藻、巨 藻、泡叶藻等褐藻中均可提取褐藻胶，但由于其分子量大、粘度大，极大 地限制了其作为功能活性成分在食品、医药等领域中的应用。褐藻寡糖作 为褐藻胶的降解产物，是由β-D-聚甘露糖醛酸(M)和α-L-聚古罗糖醛酸(G) 组成的线型低聚合物，其结构如下所示，含有2-25个糖单位，分子量小， 能克服褐藻胶大分子不能穿过机体各种生物屏障的限制，易溶于水，稳定 性好，应用范围更广，并能显示出比褐藻胶多糖更为卓越的生物活性。

而现有的液体肥以无机养分为主，与常规复合肥功能类似，且现阶段对 褐藻寡糖的利用较单一未能达到理想的应用效果。因此，如何高效地利用褐 藻寡糖制备出富含植物生长发育所需的多种营养元素和有机质的复合液体 肥料是本领域中急需解决的技术问题。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供褐藻寡糖水溶肥料和褐藻寡糖水溶肥料的制备 方法。

本发明是这样实现的：

第一方面，本发明提供一种褐藻寡糖水溶肥料，包括：氮磷钾肥300- 500份、腐殖酸100-200份、以含有有机质的量计的水溶性小分子有机碳液 45-120份、褐藻寡糖10-30份、聚谷氨酸5-10份、硼酸1-10份、可溶性铁 盐0.1-1份和可溶性锌盐0.1-1份。

在可选的实施方式中，腐殖酸为全水溶性生化黄腐酸，pH为3-5，细 度为100-200目。

在可选的实施方式中，氮磷钾肥300-500份其中包括：氮肥100-200份、 磷肥100-200份以及钾肥100-200份；氮肥选自尿素、硝酸铵和UAN中至 少一种；磷肥选自工业磷酸一铵、磷酸、聚磷酸铵和磷酸二氢钾中至少一种； 钾肥选自硫酸钾和氯化钾中至少一种。

在可选的实施方式中，可溶性铁盐为螯合铁；优选地，可溶性铁盐为乙 二胺四乙酸铁钠。

在可选的实施方式中，可溶性锌盐为七水硫酸锌。

在可选的实施方式中，水溶性小分子有机碳液中有机质的含量为45％- 60％。

在可选的实施方式中，褐藻寡糖水溶肥料还包括黄原胶0.1-0.5份；

优选地，褐藻寡糖水溶肥料还包括水200-300份；

优选地，褐藻寡糖的纯度为80％-98％，细度为80-150目；

优选地，褐藻寡糖的聚合度小于20，为由β-D-聚甘露糖醛酸和α-L-聚 古罗糖醛酸组成的线型低聚合物。

第二方面，本发明提供一种褐藻寡糖水溶肥料的制备方法，用于制备如 前述实施方式任一项的褐藻寡糖水溶肥料，包括：将磷钾肥、腐殖酸、水溶 性小分子有机碳液、褐藻寡糖、聚谷氨酸、硼酸、可溶性铁盐和可溶性锌盐 混合均匀。

在可选的实施方式中，包括：

将聚谷氨酸、可溶性铁盐、可溶性锌盐、硼酸和褐藻寡糖与200-300重 量份的水进行第一次混合，混合均匀后得到第一混合液；

将水溶性小分子有机碳液和腐殖酸与第一混合液进行第二次混合，混 合均匀后得到第二混合液；

将第二混合液与氮磷钾肥进行第三次混合，混合均匀后得到产品；

优选地，在进行第三次混合时，还包括将0.1-0.5重量份的黄原胶与第 二混合液以及氮磷钾肥进行混合。

在可选的实施方式中，每次混合均在搅拌下进行，第一次混合时，搅拌 时间为20-30分钟，转速为150-200r/min；第二次混合时，搅拌时间为20- 30分钟，转速为150-200r/min；第三次混合时，搅拌时间为20-30分钟，转 速为150-200r/min。

本发明具有以下有益效果：

本申请提供的褐藻寡糖水溶肥料，其中含有合适含量的褐藻寡糖以及 可溶性的其他营养成分，合适含量的褐藻寡糖可促进植物对本申请提供的 肥料中的这几种营养成分的吸收、提高肥料利用率，可促进作物萌发、提高 发芽率，可提升作物品质、增加作物产量；合适量的褐藻寡糖与组分中其他 营养组分相配合可明显提高作物的抗病能力，可对作物进行诱导产生抗病 性，进而减少农药施用量，降低农业成本。此外，本申请提供的褐藻寡糖水 溶肥料不同于现有的以无机组分为主的肥料，其以有机组分和无机组分相 结合为植物提供营养更利于推广；本申请提供的褐藻寡糖水溶肥料由于由 特定的可溶性组分组成，其具有易水解，无残留，吸收利用率高，缓解农业 面源污染。

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。

下面对本发明提供的褐藻寡糖水溶肥料及其制备方法进行具体说明。

本发明实施例提供的褐藻寡糖水溶肥料，包括：氮磷钾肥300-500份、 腐殖酸100-200份、以含有有机质的量计的水溶性小分子有机碳液45-120 份、褐藻寡糖10-30份、聚谷氨酸5-10份、硼酸1-10份、可溶性铁盐0.1- 1份和可溶性锌盐0.1-1份。

本申请实施例提供的褐藻寡糖水溶肥料，其中含有合适含量的褐藻寡 糖以及可溶性的其他营养成分，合适含量的褐藻寡糖可促进植物对本申请 提供的肥料中的这几种营养成分的吸收、提高肥料利用率，可促进作物萌发、 提高发芽率，可提升作物品质、增加作物产量；合适量的褐藻寡糖与组分中 其他营养组分相配合可明显提高作物的抗病能力，可对作物进行诱导产生 抗病性，进而减少农药施用量，降低农业成本。此外，本申请提供的褐藻寡 糖水溶肥料不同于现有的以无机组分为主的肥料，其以有机组分和无机组 分相结合为植物提供营养更利于推广；本申请提供的褐藻寡糖水溶肥料由 于由特定的可溶性组分组成，其具有易水解，无残留，吸收利用率高，缓解 农业面源污染。

进一步地，为保证肥料的营养均衡，氮磷钾肥300-500份(例如：300 份、350份、400份、450份或500份)其中包括：氮肥100-200份(例如： 100份、120份、150份、150份或200份)、磷肥100-200份(例如：100 份、120份、150份、150份或200份)以及钾肥100-200份(例如：100份、 120份、150份、150份或200份)。具体地，氮肥选自尿素、硝酸铵和UAN (尿素硝酸铵溶液)中至少一种；磷肥选自工业磷酸一铵、磷酸、聚磷酸铵 和磷酸二氢钾中至少一种；钾肥选自硫酸钾和氯化钾中至少一种。

进一步地，腐殖酸为全水溶性生化黄腐酸，pH为3-5，细度为100-200 目。

生化黄腐酸分子量较小，因而容易被生物吸收利用。生化黄腐酸的官能 团含量较小，比一般黄腐酸的生理活性高；生化黄腐酸可直接溶于水，相较 于腐殖酸不需要转变为钾、钠盐，因此，本申请腐殖酸选择全水溶性生化黄 腐酸更利于作物吸收。

进一步地，可溶性铁盐为螯合铁；优选地，可溶性铁盐为乙二胺四乙酸 铁钠。

螯合铁在土壤中不易被固定，易溶于水，又不离解，能很好地被植物吸 收利用，而乙二胺四乙酸铁钠属于螯合铁中的一种，其还具有对人无害，不 会造成环境污染的效果。

进一步地，可溶性锌盐为七水硫酸锌。

锌肥对植物生长素的合成有重要作用，合适含量的锌肥可保证植物健 康生长，七水硫酸锌为溶解性很好的锌盐，在肥料中含有合适褐藻寡糖的前 提下，0.1-1重量份的七水硫酸锌中锌元素能够被很快吸收，可避免七水硫 酸锌对环境造成污染。

进一步地，水溶性小分子有机碳液的用量为100-200份，其中有机质的 含量为45％-60％。

合适浓度的水溶性小分子有机碳液，可保证有机小分子被更好吸收。

进一步地，褐藻寡糖水溶肥料还包括黄原胶0.1-0.5份。

适量的黄原胶可起到增稠的作用，最重要的是还起到增加肥料粘度的 作用，在褐藻寡糖水溶肥料被稀释后作为叶面肥时，可起到增加肥料雾滴与 叶面间的附着力，间接起到提高肥料利用率的效果。

进一步地，褐藻寡糖水溶肥料还包括水200-300份。

适量的水，可保证肥料中各种营养成分充分溶解混合均匀。

进一步地，为了保证作物的吸收效果，褐藻寡糖的纯度为80％-98％， 细度为80-150目。

具体地，褐藻寡糖的聚合度小于20，为由β-D-聚甘露糖醛酸和α-L-聚 古罗糖醛酸组成的线型低聚合物。

本申请实施例提供的上述褐藻寡糖水溶肥料的制备方法，包括：按照前 述的配比，将磷钾肥、腐殖酸、水溶性小分子有机碳液、褐藻寡糖、聚谷氨 酸、硼酸、可溶性铁盐、可溶性锌盐、黄原胶以及水混合均匀。

为了保证各成分混合均匀具体为：

S1、将聚谷氨酸、可溶性铁盐、可溶性锌盐、硼酸和褐藻寡糖与水进行 第一次混合，混合均匀后得到第一混合液。

S2、将水溶性小分子有机碳液和腐殖酸与第一混合液进行第二次混合， 混合均匀后得到第二混合液；

S3、将第二混合液与氮磷钾肥以及黄原胶进行第三次混合，混合均匀后 得到产品。

进一步地，为了能够更好保证混合均匀，生产出的肥料稳定性好，不产 生胀气分层，第一次混合时，搅拌时间为20-30分钟，转速为150-200r/min； 第二次混合时，搅拌时间为20-30分钟，转速为150-200r/min；第三次混合 时，搅拌时间为20-30分钟，转速为150-200r/min。

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。

本申请各实施例和对比例用到的褐藻寡糖的纯度均为98％。

实施例1

一种褐藻寡糖有机水溶肥料，包括以下重量份的组分：氮磷钾肥400份、 腐殖酸150份、水溶性小分子有机碳液150份、褐藻寡糖20份、聚谷氨酸 8份、硼酸5份、可溶性铁盐0.5份、可溶性锌盐0.5份和黄原胶0.5份、 水265.5份。其中氮磷钾肥包括尿素100份、聚磷酸铵100份、硫酸钾200 份。

褐藻寡糖有机水溶肥料制备方法，包括如下步骤：(1)按照上述各组分 要求称取相应原料；(2)将聚谷氨酸、可溶性铁盐、可溶性锌盐、硼酸和褐 藻寡糖投入反应釜中，加入水进行搅拌20分钟，转速200转/min；(3)将 水溶性小分子有机碳液和腐殖酸加入到反应釜中继续搅拌20-30分钟，转速 200转/min；(4)将氮磷钾肥和黄原胶加入到反应釜中继续搅拌20分钟， 转速200转/min，即得到褐藻寡糖有机水溶肥料。

实施例2

一种褐藻寡糖有机水溶肥料，包括以下重量份的组分：氮磷钾肥350份、 腐殖酸200份、水溶性小分子有机碳液200份、褐藻寡糖25份、聚谷氨酸 5份、硼酸7份、可溶性铁盐0.1份、可溶性锌盐0.1份和黄原胶0.3份、 水212.5份。其中氮磷钾肥包括硝酸铵150份、磷酸二氢钾100份、氯化钾 100份。

褐藻寡糖有机水溶肥料制备方法，包括如下步骤：(1)按照上述各组分 要求称取相应原料；(2)将聚谷氨酸、可溶性铁盐、可溶性锌盐、硼酸和褐 藻寡糖投入反应釜中，加入水进行搅拌25分钟，转速150转/min；(3)将 水溶性小分子有机碳液和腐殖酸加入到反应釜中继续搅拌25分钟，转速 150转/min；(4)将氮磷钾肥和黄原胶加入到反应釜中继续搅拌25分钟， 转速150转/min，即得到褐藻寡糖有机水溶肥料。

实施例3

一种褐藻寡糖有机水溶肥料，包括以下重量份的组分：氮磷钾肥450份、 腐殖酸100份、水溶性小分子有机碳液100份、褐藻寡糖30份、聚谷氨酸 10份、硼酸10份、可溶性铁盐1份、可溶性锌盐1份和黄原胶0.2份、水 297.5份。其中氮磷钾肥包括UAN 200份、工业磷酸一胺150份、氯化钾 100份。

叶面润湿铺展能力强的液体肥料制备方法，包括如下步骤：(1)按照上 述各组分要求称取相应原料；(2)将聚谷氨酸、可溶性铁盐、可溶性锌盐、 硼酸和褐藻寡糖投入反应釜中，加入水进行搅拌30分钟，转速150转/min； (3)将水溶性小分子有机碳液和腐殖酸加入到反应釜中继续搅拌30分钟， 转速150转/min；(4)将氮磷钾肥和黄原胶加入到反应釜中继续搅拌30分 钟，转速150转/min，即得到褐藻寡糖有机水溶肥料。

对比例1

本对比例与实施例1基本相同，不同之处仅在于：褐藻寡糖用等量等 纯度的海藻酸替代。

对比例2

本对比例与实施例1基本相同，不同之处仅在于：褐藻寡糖的用量为5 份，水用量为280.5。

对比例3

本对比例与实施例1基本相同，不同之处仅在于：褐藻寡糖的用量为 40份，水用量为245.5。

实验例1

提升作物抗病性

以丝瓜幼苗为试验材料，将对比例和各实施例有机水溶肥按0.75g/株的 量配比，稀释500倍进行喷施，空白处理喷施等量清水；每7天喷施一次， 喷施整个苗期。每隔5天对整个小区丝瓜幼苗病害发生情况进行调查。

表1不同处理丝瓜土传病害的发生情况

枯萎病、蔓枯病是丝瓜作物的主要土传病害。由表1可知，空白处理的 丝瓜土传病害发病率总体较高，调查期间平均发病率为22.25％，而对比例 和实施例处理的丝瓜在移栽前5天没有发病现象，之后开始发病，调查期 间平均发病率分别7.5％和2.06％，可以看出实施例发病率明显低于对比例 发病率。结果表明该试验地丝瓜连作障碍已比较严重，土传病害发生率较高； 而施用本发明有机水溶肥能够利用拮抗菌对土传疾病发生起到抑制作用， 提高作物抗土传病害能力，促进丝瓜植株健康生长。将对比例2和3与实 施例1对比，施用对比例2和3的肥料的作物发病率明显更高，说明肥料 中褐藻寡糖的添加应当在合适范围内，不宜多也不宜少，只有在合适含量范 围内时，才具有更好的防病效果。

实验例2

提高作物发芽率

以生菜为试验材料，将对比例和各实施例有机水溶肥按0.1g/100株的 量配比，稀释500倍进行喷施，空白处理喷施等量清水；每3-5天喷施一 次，喷施整个发芽期。最后统计发芽率如表2。

表2生菜发芽率(％)

如表2所示，空白处理和对比例处理的生菜发芽率明显低于实施例发 芽率，其中实施例发芽率高达95％。说明本发明有机水溶肥可以明显促进 作物萌发，提高发芽率。将对比例2和3与实施例1对比，施用对比例2和 3的肥料的作物发芽率明显更低，说明肥料中褐藻寡糖的添加应当在合适范 围内，不宜多也不宜少，只有在合适含量范围内时，才具有更好提高发芽率 的效果。

实验例3

提高肥料利用率

以上海青为试验材料，将对比例和各实施例有机水溶肥按0.75g/株的量 配比，稀释500倍进行喷施，空白处理喷施等量清水；每7天喷施一次，喷 施整个生长期。最终收获时B、Fe、Mn积累量如表3。

表3B、Fe、Mn积累量(mg/100g)

如表3所示，采用本发明有机水溶肥(实施例)处理上海青B、Fe、Zn 的积累量较喷施清水处理分别增加了61％、66.7％和50.6％，较对比例有机 水溶肥处理分别增加了27.2％、13.6％和9.2％。表明喷施本发明提供的有机 水溶肥可以显著增加B、Fe、Zn元素在上海青中的积累量，提高肥料利用 率。将对比例2和3与实施例1对比，施用对比例2和3的肥料作物中各 元素积累量明显更低，说明肥料中褐藻寡糖的添加应当在合适范围内，不宜多也不宜少，只有在合适含量范围内时，才具有更好的提高肥料利用率效果。

实验例4

提高作物品质

以小白菜为试验材料，将对比例和各实施例有机水溶肥按0.75g/株的量 配比，稀释500倍进行喷施，空白处理喷施等量清水；每7天喷施一次，喷 施整个生长期。最终收获时的品质指标如表4。

表4小白菜品质指标

如表4所示，收获时发现本发明有机水溶肥(实施例)处理小白菜维生 素C含量较喷施清水处理平均增加了25.7％，较对比例处理平均增加了17.9％；可溶性糖含量较喷施清水处理平均增加了15.8％，较对比例处理平 均增加了7.5％。说明喷施本发明提供的有机水溶肥作物品质可以得到明显 提升。将对比例2和3与实施例1对比，施用对比例2和3的肥料的小白 菜中维生素C含量明显更低，说明肥料中褐藻寡糖的添加应当在合适范围 内，不宜多也不宜少，只有在合适含量范围内时，才具有更好的提品效果。

实施例5

增加作物产量

以小白菜为试验材料，将对比例和各实施例有机水溶肥按0.75g/株的量 配比，稀释500倍进行喷施，空白处理喷施等量清水；每7天喷施一次，喷 施整个生长期。最终收获时的产量指标如表5。

表5小白菜产量指标

如表5所示，收获时发现本发明有机水溶肥(实施例)处理小白菜地上 鲜重较喷施清水处理平均增加了20.2％，较对比例处理平均增加了12.5％； 产量较喷施清水处理平均增加了20.5％，较对比例处理平均增加了16.3％。 说明喷施本发明提供的有机水溶肥可以显著增加作物产量。将对比例2和3 与实施例1对比，施用对比例2和3的肥料的小白菜的产量明显更低，说 明肥料中褐藻寡糖的添加应当在合适范围内，不宜多也不宜少，只有在合适 含量范围内时，才具有更好的增产效果。

由以上几个实验例可看出，本申请提供的褐藻寡糖水溶肥料，具有使农 作物对其吸收率高、可促进作物萌发、提高发芽率、可提升作物品质、增加 作物产量等优点；而黄原胶的加入，对于以上各项优点均有提升的效果，说 明黄原胶对于雾滴粘度的提高可进一步提高肥料的使用效果。

以上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)

1.一种褐藻寡糖水溶肥料，其特征在于，按重量份数计，包括：氮磷钾肥300-500份、腐殖酸100-200份、以含有有机质的量计的水溶性小分子有机碳液45-120份、褐藻寡糖10-30份、聚谷氨酸5-10份、硼酸1-10份、可溶性铁盐0.1-1份和可溶性锌盐0.1-1份。

2.根据权利要求1所述的褐藻寡糖水溶肥料，其特征在于，所述腐殖酸为全水溶性生化黄腐酸，pH为3-5，细度为100-200目。

3.根据权利要求1所述的褐藻寡糖水溶肥料，其特征在于，所述氮磷钾肥300-500份中包括：氮肥100-200份、磷肥100-200份以及钾肥100-200份；所述氮肥选自尿素、硝酸铵和UAN中至少一种；所述磷肥选自工业磷酸一铵、磷酸、聚磷酸铵和磷酸二氢钾中至少一种；所述钾肥选自硫酸钾和氯化钾中至少一种。

4.根据权利要求1所述的褐藻寡糖水溶肥料，其特征在于，所述可溶性铁盐为螯合铁；优选地，所述可溶性铁盐为乙二胺四乙酸铁钠。

5.根据权利要求1所述的褐藻寡糖水溶肥料，其特征在于，所述可溶性锌盐为七水硫酸锌。

6.根据权利要求1所述的褐藻寡糖水溶肥料，其特征在于，所述水溶性小分子有机碳液中有机质的含量为45％-60％。

7.根据权利要求1～6任一项所述的褐藻寡糖水溶肥料，其特征在于，所述褐藻寡糖水溶肥料还包括黄原胶0.1-0.5份；

优选地，所述褐藻寡糖水溶肥料还包括水200-300份；

优选地，所述褐藻寡糖的纯度为80％-98％，细度为80-150目；

优选地，所述褐藻寡糖的聚合度小于20，为由β-D-聚甘露糖醛酸和α-L-聚古罗糖醛酸组成的线型低聚合物。

8.一种褐藻寡糖水溶肥料的制备方法，其特征在于，用于制备如权利要求1～6任一项所述的褐藻寡糖水溶肥料，包括：将所述磷钾肥、所述腐殖酸、所述水溶性小分子有机碳液、所述褐藻寡糖、所述聚谷氨酸、所述硼酸、所述可溶性铁盐和所述可溶性锌盐混合均匀。

9.根据权利要求8所述的褐藻寡糖水溶肥料的制备方法，其特征在于，包括：

将所述聚谷氨酸、所述可溶性铁盐、所述可溶性锌盐、所述硼酸和所述褐藻寡糖与200-300重量份的水进行第一次混合，混合均匀后得到第一混合液；

将所述水溶性小分子有机碳液和所述腐殖酸与所述第一混合液进行第二次混合，混合均匀后得到第二混合液；

将所述第二混合液与氮磷钾肥进行第三次混合，混合均匀后得到产品；

优选地，在进行第三次混合时，还包括将0.1-0.5重量份的黄原胶与所述第二混合液以及所述氮磷钾肥进行混合。

10.根据权利要求9所述的褐藻寡糖水溶肥料的制备方法，其特征在于，每次混合均在搅拌下进行，第一次混合时，搅拌时间为20-30分钟，转速为150-200r/min；第二次混合时，搅拌时间为20-30分钟，转速为150-200r/min；第三次混合时，搅拌时间为20-30分钟，转速为150-200r/min。