CN114853529A - 一种松土节水液体肥料及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种松土节水液体肥料及其制备方法和应用，属于农业肥料技术领域。所提供的松土节水液体肥料，包括以下质量份的组分：以氮、氧化钾、五氧化二磷计的大量元素氮磷钾总和200‑300份、腐植酸30‑100份、以纯元素含量计的微量元素5‑25份、松土节水剂20‑80份、悬浮剂1‑3份、助剂2‑4份和水100‑500份，并且松土节水剂为丙烯酸、丙烯酰胺、咪唑、十八烷基二甲基烯丙基氯化铵的共聚物。此外，采用适合的生产工艺配套，使所生产的产品具有无团聚、不堵管、高均质、高稳定性、全水溶且溶解快等特点，提高产品品质稳定的同时，兼顾改善土壤环境，节约水资源，减少肥料流失，增产增收等优点。

Description

一种松土节水液体肥料及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及农业肥料技术领域，具体而言，涉及一种松土节水液体肥料及其制备方法和应用。
背景技术
当前，在农业生产中，各种化肥的当季利用率约为氮肥20％-35％、磷肥10％-25％、钾肥35％-50％，土壤中肥料养分淋溶损失是养分利用率低的一个重要原因，肥料养分的流失不仅使农业投入的成本增加，而且会对环境特别是水资源造成严重污染。
土壤面临着巨大的挑战，一般毛病包括土壤结实，排水性差，通风性差，保水能力低，水渗透性弱等，高聚物可以通过调节土壤结构，创建和稳定团粒结构，改善肥料元素在土壤的物化环境，抑制肥料元素随雨水或灌溉水流失和直接蒸发。
利用高聚物改良土壤结构，提高肥料利用率，成为关注的焦点之一，近年来，丙烯酰胺聚合物及其衍生物被广泛应用于土壤改良和水土流失方面，但是目前丙烯酰胺聚合物及其衍生物在肥料中的应用多为固体肥料中作为增效物料或包膜剂、粘合剂使用，在水溶肥方面几乎不见应用，特别是在喷淋和滴灌等施肥方式，这主要是由于绝大多数丙烯酰胺聚合物在滴灌或者喷灌管道中极其容易堵塞管道导致，丙烯酰胺聚合物无论在水中或者土壤中都不易被降解消失，尽管丙烯酰胺衍生品在市面上产品高达几百种，但绝大多数应用在水溶肥时都避免不了上述问题，市面上灌溉用丙烯酰胺聚合物仅支持提前稀释后进行管道或者喷枪喷撒，无法应用于喷淋和滴灌系统。
此前已有相似专利提出了相关应用，如：中国专利CN 106045767 A公开了一种农用松土液体肥及其制备方法与应用，使用丙烯酰胺单体聚合后制作腐植酸液体肥料，此法生产的腐植酸液体肥料中丙烯酰胺聚合物在溶液中易集聚成团，依然无法真正应用于滴灌和喷淋系统。
鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提一种松土节水液体肥料及其制备方法和应用。
本发明是这样实现的：
第一方面，本发明提供一种松土节水液体肥料，包括以下质量份的组分：以氮、氧化钾、五氧化二磷计的大量元素氮磷钾总和200-300份、腐植酸30-100份、以纯元素含量计的微量元素5-25份、松土节水剂20-80份、悬浮剂1-3份、助剂2-4份和水100-500份，其中，松土节水剂通过丙烯酸、丙烯酰胺和疏水单体共聚得到，并且丙烯酸、丙烯酰胺和疏水单体的质量比为5-7：22-30：0.03-0.15，疏水单体为咪唑和十八烷基二甲基烯丙基氯化铵。
第二方面，本发明还提供一种上述松土节水液体肥料的制备方法，包括以下步骤：按比例将大量元素氮磷钾、腐植酸、微量元素、松土节水剂、悬浮剂、助剂和水混合，即可得到的松土节水液体肥料。
第三方面，本发明还提供一种上述松土节水液体肥料通过滴灌和喷淋施肥系统在蔬菜、果树和大田作物上的应用。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供一种松土节水液体肥料及其制备方法和应用。所提供的松土节水液体肥料，包括以下质量份的组分：以氮、氧化钾、五氧化二磷计的大量元素氮磷钾总和200-300份、腐植酸30-100份、以纯元素含量计的微量元素5-25份、松土节水剂20-80份、悬浮剂1-3份、助剂2-4份和水100-500份，并且松土节水剂为丙烯酸、丙烯酰胺、咪唑、十八烷基二甲基烯丙基氯化铵的共聚物。本发明提供的松土节水液体肥料，采用丙烯酸、丙烯酰胺、咪唑、十八烷基二甲基烯丙基氯化铵共聚作为松土节水剂，丙烯酸和疏水单体作为丙烯酰胺的协调物，可形成水稳定团聚体并使其稳定存在，克服丙烯酰胺的易团聚堵管、不易降解的缺陷，同时添加助剂，增加优化液体肥的渗透性及除泡功能，使得到的松土节水液体肥料不团聚、不堵管，适合于喷滴灌系统上使用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为松土节水剂的效用原理；
图2为土柱淋溶实验；
图3为施用本发明实施例提供的松土节水液体肥后，土粒凝聚胶结情况；
图4为施用本发明实施例提供的松土节水液体肥后，盆栽菜心抗旱情况观察；
图5为施用本发明实施例提供的松土节水液体肥后，上海青抗旱情况观察。
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。
目前，绝大多数丙烯酰胺聚合物或者其所配制液体肥在滴灌或者喷灌管道中极其容易堵塞管道，主要是由于其在水溶液中容易集聚膨胀或凝胶，因此还未见可以采用这类物质作为液体肥料松土节水增效剂的应用报道，同时市场上目前没有采用这类物质配置而成的具有明显松土节水的液体肥产品。
即使胶液或者乳液型的丙烯酰胺聚合物制作液体肥是也容易出现集聚成团，虽溶于水又因为分子链之间相互作用难以剪切而无法均匀分散于水中，从而无法应用在滴灌或者喷灌系统中。
针对现有技术的不足，本发明实施例了提供了一种松土节水液体肥料及其制备方法和应用，所生产的液体肥料能够改善团粒结构，降低土壤板结程度，满足液体肥料灌溉需求，提高水分和养分利用率，实现农作物增产。
第一方面，本发明实施例提供一种松土节水液体肥料，包括以下质量份的组分：以氮、氧化钾、五氧化二磷计的大量元素氮磷钾总和200-300份、腐植酸30-100份、以纯元素含量计的微量元素5-25份、松土节水剂20-80份、悬浮剂1-3份、助剂2-4份和水100-500份，其中，松土节水剂通过丙烯酸、丙烯酰胺和疏水单体共聚得到，并且丙烯酸、丙烯酰胺和疏水单体的质量比为5-7：22-30：0.03-0.15，疏水单体为咪唑和十八烷基二甲基烯丙基氯化铵。
本发明实施例中提供的松土节水液体肥料包括大量元素氮磷钾、腐植酸、微量元素、松土节水剂、悬浮剂、助剂和水，其中大量元素氮磷钾以氮、氧化钾、五氧化二磷计，如磷是以五氧化二磷含量计，而微量元素的含量是以单一元素的总和计，此外，以丙烯酸、丙烯酰胺和疏水单体的共聚物作为松土节水剂进行添加，可使松土节水剂在液体肥料中既有一定的水溶性又具有一定的聚合度，这样就避免了使用完全溶于水的松土类物料时，极易被水冲走且聚合度过低而起不到相应的作用，或者聚合度过高又会易集聚成团堵塞管道的问题。
在可选的实施方式中，松土节水剂通过以下方法制备得到：按照以下质量份将22-30份丙烯酰胺、5-7份丙烯酸、0.03-0.15份疏水单体、0.005-0.015份分子量调节剂溶于65-70份水中，升温至40-50℃，然后加入0.1-1.0份引发剂反应4-8h，再调节pH至6.0-7.0，制得松土节水剂；
优选地，疏水单体为咪唑和十八烷基二甲基烯丙基氯化铵；
优选地，分子量调节剂为正十二烷醇或者异丙醇；
优选地，引发剂为过硫酸铵或亚硫酸氢钠；
更优选地，松土节水剂通过以下方法制备得到：反应釜中加入26份丙烯酰胺、6份丙烯酸、0.05份咪唑、0.05份十八烷基二甲基烯丙基氯化铵、0.01份正十二烷醇、67份去离子水，搅拌5-30min，溶解后反应釜加热至40℃，溶液升温至40℃加入0.5份过硫酸铵和0.2份亚硫酸氢钠，反应6h，加入氢氧化钠调节pH至6.5，即得松土节水剂。
在可选的实施方式中，丙烯酸、丙烯酰胺和疏水单体共聚物，其分子量范围在30000-300000之间，优选为80000-150000之间，呈透明流体状，类型为部分阴离子型，黏度为600-1200mPa·s，有效成分含量为28-32％，游离单体浓度小于0.05％，酸碱度为6-7。
本发明实施例提供的松土节水液体肥料，所优选的松土节水剂拥有优良的水溶性，易于分散，在液体肥料中无集聚成团现象，分子量小易于分散，该松土节水剂在土壤和水中并无毒性，不表现生物富集，对环境十分友好。松土节水剂中所形成的共聚体主要由丙烯酰胺提供良好的改良土壤特性及其水溶性，共聚部分丙烯酸克服丙烯酰胺分子量低易生物降解和随水淋溶的缺点，再通过共聚少量优选疏水单体(咪唑、十八烷基二甲基烯丙基氯化铵)，减少其在肥料应用时黏连产生团聚，保障其可以用于滴灌和喷淋系统，同时，以正十二烷醇作为分子量调节剂，用于窄化分子量分布范围和控制分子量合成大小，此类还有异丙醇。过硫酸铵和亚硫酸氢钠作为引发剂，主要用于控制单体引发共聚，此类还有过硫酸钾等过硫酸盐。松土节水剂改善土壤团粒结构的原理(可参见图1)为：共聚体在水中溶解后，其分子和分子链节在土壤表面吸附一部分粘土微粒，其一部分分子间形成微团粒作用，使微团粒聚集成价值更大的团粒结构，形成了水稳定团聚体，同时也间接增大了土壤毛管孔隙度，因此能有效改善土壤结构。本发明所用松土节水剂通过形成并稳定水稳定团聚体以及对养分元素吸附双作用来增强土壤对肥料的吸持，减少养分的快速流失，达到提高肥料利用率的目的。
在可选的实施方式中，大量元素氮磷钾包括尿素、尿素硝酸铵溶液、硝酸钾、硝酸铵、硝酸胺磷、磷酸一铵、磷酸二铵、氯化铵、硫酸铵、氯化钾和硫酸钾中的至少两种。
在可选的实施方式中，微量元素肥料包括EDTA-2NaFe、EDTA-Zn、EDTA-Mn、EDTA-Cu、硫酸锰、硫酸镁、硫酸锌、硫酸亚铁、硼砂、硼酸和钼酸铵中的至少一种。
以上的大量元素氮磷钾和微量元素等基础肥料提供了基本的肥料养分。
在可选的实施方式中，腐植酸为矿源腐植酸。
本发明实施例中提供的松土节水液体肥料中添加腐植酸为矿源腐植酸，选用高度抗硬水，高水溶品级。
在可选的实施方式中，悬浮剂为黄原胶。
在可选的实施方式中，助剂为江苏擎宇化工科技有限公司生产的助剂SP-4470。
本发明实施例中提供的松土节水液体肥料中添加助剂SP-4470，采购自江苏擎宇化工科技有限公司，其在本发明实施例的松土节水液体肥料中主要有两个作用：消泡和助渗。SP-4470属于阴离子表面活性剂，其水溶液可以改善肥液对土壤团粒的润湿能力，提升肥液在土壤团粒结构中的扩散和渗透作用，进而促进松土节水剂在土壤中的扩散分布。
第二方面，本发明实施例提供一种上述松土节水液体肥料的制备方法，包括以下步骤：将3/5水量与松土节水剂、腐植酸和助剂混合搅拌，再将磷肥、钾肥投入继续搅拌，并进行循环乳化，得到A溶液；将余量水与微量元素、氮肥搅拌混合，得到B溶液；再将A溶液泵入B溶液中，泵入悬浮剂搅拌加入腐植酸得到混合液，制得松土节水液体肥料。
在可选的实施方式中，包括以下步骤：
取配方所用水的3/5，投入松土节水剂、腐植酸和助剂进行搅拌10-20min，再将磷肥、钾肥投入并继续搅拌，同时开启乳化泵，进行循环乳化，乳化时间60-100min，得到A溶液；
在余量水中，加入微量元素搅拌40-60min，边搅拌边投入氮肥，控制温度≥35℃，投料完成后，再搅拌90-120min，得到B溶液；
将A溶液乳化完成后泵入B溶液中，边泵入边投入悬浮剂，泵入完成后得到混合液，再将混合液搅拌5-8min后泵入胶体磨进行研磨均质45-60min，冷却，分装；
优选地，搅拌的速度为100-140r/min；
优选地，制备B溶液所用的水为85℃以上的热水；
优选地，胶体磨研磨细度设定为5-40um，研磨效率为1-4T/h。
第三方面，本发明实施例提供一种上述松土节水液体肥料通过滴灌和喷淋施肥系统在蔬菜、果树和大田作物上的应用。
为更清晰的描述本发明的技术方案，下面结合具体的实施例进一步说明：
本发明实施例提供一种松土节水液体肥料，包括以下质量份的组分：以氮、氧化钾、五氧化二磷计的大量元素氮磷钾总和200-300份、腐植酸30-100份、以纯元素含量计的微量元素5-25份、松土节水剂20-80份、悬浮剂1-3份、助剂2-4份和水100-500份，其中，松土节水剂通过丙烯酸、丙烯酰胺和疏水单体共聚得到，并且丙烯酸、丙烯酰胺和疏水单体的质量比为5-7：22-30：0.03-0.15，疏水单体为咪唑和十八烷基二甲基烯丙基氯化铵，其中：
松土节水剂为丙烯酸、丙烯酰胺和疏水单体共聚物，分子量在80000-150000之间，呈透明流体状，类型为部分阴离子型，黏度为600-1200mPa·s，有效成分含量为28-32％，游离单体浓度小于0.05％，酸碱度为6-7。大量元素氮磷钾包括尿素、尿素硝酸铵溶液、硝酸钾、硝酸铵、硝酸胺磷、磷酸一铵、磷酸二铵、氯化铵、硫酸铵、氯化钾和硫酸钾中的至少两种；微量元素肥料包括EDTA-2NaFe、EDTA-Zn、EDTA-Mn、EDTA-Cu、硫酸锰、硫酸镁、硫酸锌、硫酸亚铁、硼砂、硼酸和钼酸铵中的至少一种；腐植酸为矿源腐植酸；悬浮剂为黄原胶；助剂为助剂SP-4470。
同时，本发明实施例还提供了一种上述松土节水液体肥料的制备方法，步骤如下：
步骤1.在反应釜A中加入配方所用水量的3/5，投入松土节水剂和助剂进行搅拌10min，将磷肥、钾肥投入反应釜A进行搅拌，同时开启乳化泵，进行循环乳化，乳化时间60min，乳化完成得到A溶液；
步骤2.在反应釜B中加入余量水，加入微量元素搅拌5min，搅拌5min后边搅拌边投入氮肥，控制温度≥35℃，搅拌时间60min。
步骤3.A溶液乳化完成后泵入B溶液中，边泵入边投入悬浮剂，泵入完成后得到混合液，混合液搅拌5min后，再泵入胶体磨同时加入腐植酸进行研磨均质60min，冷却，分装。
优选地，步骤1中反应釜A搅拌速度100r/min。
优选地，步骤1中乳化泵采用3级管道卧式乳化泵。
优选地，步骤2中反应釜B搅拌速度140r/min。
优选地，步骤2中加入的余量水为85℃以上热水。
优选地，步骤3中反应釜B搅拌速度140r/min。
优选地，步骤3中胶体磨研磨细度设定为5um，研磨效率为1-4T/h。
实施例1
一种松土节水液体肥料，各物质按照如下重量百分比添加：
Figure BDA0003605319240000091
Figure BDA0003605319240000101
松土节水剂的制备包括以下步骤：
反应釜中加入1040g丙烯酰胺、240g丙烯酸、2g咪唑、2g十八烷基二甲基烯丙基氯化铵、0.4g正十二烷醇、2680g去离子水，搅拌30min，溶解后反应釜加热至40℃，溶液升温至40℃加入20g过硫酸铵和8g亚硫酸氢钠，反应6h，加入氢氧化钠调节pH至6.5，即得松土节水剂，其分子量在100000-120000之间。
以上松土节水液体肥料的制备方法，步骤如下：
步骤1.在反应釜A中加入23.6kg水，投入松土节水剂2kg、助剂0.4kg进行搅拌15min，将工业一铵8.3kg、硝酸钾16kg投入反应釜A进行搅拌，同时开启乳化泵，进行循环乳化，乳化时间80min；
步骤2.在反应釜B中加入85℃以上热水15.7kg，加入复合微量元素2.36kg搅拌45min，加入磨粉尿素22.5kg进行边搅拌边投料，控制温度≥35℃，搅拌时间100min。
步骤3.反应釜A溶液乳化完成后泵入反应釜B中，边泵入边投入黄原胶0.15kg，泵入完成后得到混合液，混合液搅拌6min后，泵入胶体磨同时加入腐植酸6kg进行研磨均质50min，冷却，包装。
实施例2
一种松土节水液体肥料，各物质按照如下重量百分比添加：
Figure BDA0003605319240000111
松土节水剂的制备方法同实施例1。
以上松土节水液体肥料的制备方法，步骤如下：
步骤1.在反应釜A中加入19.2kg水，投入松土节水剂4kg、助剂0.25kg进行搅拌15min，将工业一铵8.3kg、硫酸钾15kg、硝酸钾14kg投入反应釜A进行搅拌，同时开启乳化泵，进行循环乳化，乳化时间90min；
步骤2.在反应釜B中加入85℃以上热水12.8kg，加入复合微量元素2.36kg搅拌60min，加入磨粉尿素18kg进行边搅拌边投料，控制温度≥35℃，搅拌时间90min。
步骤3.反应釜A溶液乳化完成后泵入反应釜B中，边泵入边投入黄原胶0.13kg，泵入完成后得到混合液，混合液搅拌8min后，泵入胶体磨同时加入腐植酸6kg进行研磨均质55min，冷却，包装。
对比例1
与实施例1的步骤相似，不同之处仅在于：未添加松土节水剂。
对比例2
与实施例1的步骤相似，不同之处仅在于：松土节水剂中未添加十八烷基二甲基烯丙基氯化铵和咪唑这类优选疏水单体。
对比例3
与实施例1的步骤相似，不同之处仅在于：松土节水剂中丙烯酰胺单体用量为6份，丙烯酸单体用量为26份。
对比例4
与实施例1的步骤相似，不同之处仅在于：松土节水剂中未添加正十二烷醇或异丙醇这类优选分子量调节剂。
对比例5
与实施例1的步骤相似，不同之处仅在于：松土节水剂制备温度为室温。
对比例6
与实施例1的步骤相似，不同之处仅在于：未添加松土节水剂，添加等量丙烯酰胺、丙烯酸、咪唑和十八烷基二甲基烯丙基氯化铵单体。
对比例7
与实施例1的步骤相似，不同之处仅在于：未添加松土节水剂，添加等量水溶性低聚聚丙烯酰胺。
对比例8
与实施例1的步骤相似，不同之处仅在于：未添加松土节水剂，添加等量水溶性低聚聚丙烯酸钠。
胶体残渣量模拟测定：田间水肥一体化系统通常采用50倍水溶解肥料，通过200目筛网(滴灌孔径也接近该目数所对应的细度)过滤残渣，因此通过模拟溶解倍数，搅拌充分溶解120min，通过200筛网过滤大颗粒胶体，烘干后占肥料添加量的百分率，获得肥料中松土节水剂对肥料应用稳定性的影响。肥料粒径分布为液体肥料悬浮颗粒95％分布区间，通常长时间存储情况下悬浮颗粒粒径越小表明其在存储时越稳定。土壤容重通过土柱淋溶实验测定，具体方法见上方。对于实施例1和对比例1-8中肥料稳定性和实施应用的影响的测试结果见表1。
表1不同处理对于肥料稳定性和实施应用的影响
粒径分布um 胶体残渣量％ 土壤容重(g/cm<sup>3</sup>)
实施例1 10.5-21.8 0.009 1.221
对比例1 9.5-21.0 0.000 1.274
对比例2 16.1-34.15 0.189 1.270
对比例3 30.7-50.9 0.749 1.263
对比例4 14.6-27.9 0.157 1.258
对比例5 11.4-22.7 0.013 1.227
对比例6 9.8-21.5 0.000 1.273
对比例7 89.1-197.2* 1.137* 1.230
对比例8 103.7-204.8* 1.237* 1.241
注：*表示所制作肥料应用难度大，测量误差较大。
从表1中可以看出采用不同组分和用量制作所制备的松土节水液体肥料在肥料粒径分布、水肥一体化应用和土壤中实现效果均有较大差异，本发明实施例提供的松土节水液体肥料在保持改良土壤性质的同时，确保了肥料流动和稳定性，并且在水肥一体化应用中对过滤装置几乎不产生影响，更能证明其可以实现滴灌设备中应用松土节水肥。
以上本发明实施例所制备的松土节水液体肥料具有以下的优点：
(1)改善土壤团粒结构、减少板结、防止水分和养分流失
实验例一中的松土节水液体肥料采用实施例1的液体肥配方，其中松土节水剂的用量为2％，实验例二中的松土节水液体肥料中松土节水剂的用量为4％，其余组分与实施例1液体肥配方相同。对照组中的松土节水液体肥料中松土节水剂的用量为0，其余组分与实施例1液体肥配方相同。通过模拟田间土壤灌溉和土柱淋溶实验(见图2)，田间土壤灌溉即将过筛后的试验用土分层装入直径350mm、高100mm的灌溉模拟器中进行模拟灌溉试验，各处理3次重复，填装完成后，按照田间持水量的20％灌肥水，每隔7d灌溉1次，共灌溉4次；土柱淋溶即用高30cm、直径5.3cm的PVC中依次装入风干过筛土样和砂石，底部安装过滤采集装置用以收集滤液待测，各处理3次重复，按照田间持水量的20％淋溶肥水150ml，再加肥水100ml，然后每隔4d淋溶1次，共淋溶3次。取样测定土壤相关指标和养分淋溶情况如表2所示。
表2土壤实验相关指标及其养分淋溶情况
Figure BDA0003605319240000141
如表2所示，施用本发明实施例提供的液体肥料后土壤容重有所下降，较对照平均减少了3.184％；土壤孔隙度增加，较对照平均增加了15.4％；土壤饱和含水量和田间持水量增加，较对照分别平均增加了24.4％、23.2％；养分淋溶液养分含量减少，氮磷钾营养元素分别平均减少了47.58％、48.10％、69.27％；表明采用本发明实施例提供的液体肥料对改善土壤团粒结构、防止水分和养分流失有明显促进作用。
同时为了观察本发明实施例提供的液体肥料对土壤团粒的凝聚作用，进行了土壤脱水表征观察实验，在培养皿中装入一定量的风干土样，控制相同水量，对照为清水，实验组为本发明实施例提供的松土节水液体肥料，在60℃下进行6h烘干后取出，观察土壤在高温脱水环境下土面碎裂情况，结果如图3所示。
如图3所示，用本发明实施例提供的液体肥料后(见左图)发生明显土粒凝聚胶结，抑制了土壤碎裂。由于土壤干燥时，因土体脱水不均而产生不等的变形，从而导致脆弱面碎裂成块，而本发明实施例提供的肥料中所含有的松土节水剂和腐植酸可以促进土壤单粒凝聚胶结形成微团聚体，然后通过无机和有机胶体进一步胶结，最终在环境和外力作用下形成土壤结构体，以增强土壤透气疏松性能，减少土壤板结开裂。
(2)不聚团、不堵管
以不添加松土节水剂的液体肥配方作为实验对照，实验例为添加不同用量松土节水剂的相同液体肥配方，通过水不溶物(参考NY/T 1973-2010)测定和抗硬水能力(以2h内在某水硬度下是否产生絮凝为判定依据，最大承受水硬度采用德国度表示)测定，测定结果如表3所示。
表3产品应用稳定性测定
Figure BDA0003605319240000151
从水不溶物和抗硬水测定结果可以看出经过两道研磨分散工艺产品表现稳定，符合行业标准，可以应用于农业滴灌灌溉。
(3)增产增收、节水抗旱
选取市售同配比腐植酸大量元素水溶肥料作为对照，实验例为本发明液体肥(实验例1和2分别添加不同用量松土节水剂)，分别安排盆栽抗旱实验和田间小区实验，施肥管理：底肥统一施用15-15-15平衡肥，采收前30天，分别采用盆栽节水浇灌/小区抗旱滴灌的方式，按照每亩5L用量，每10天追肥一次，共三次施用，采收测定产量，测定结果如表4所示。
表4不同处理对盆栽菜心地上部鲜重的影响
Figure BDA0003605319240000161
如表4所示，在正常浇水及节水量为10％的情况，施用本发明实施例提供的液体肥菜心地上部单株鲜重相比施用对照菜心虽无显著差异，但单株重仍有小幅增加；当浇水为70ml(节水20％)的条件下，施用本发明实施例提供的液体肥菜心地上部单株鲜重显著高于对照(p<0.05)，较对照菜心单株鲜重增加了58.93％和60.75％。表明施用本发明实施例提供的松土节水液体肥料处理菜心在节水抗旱条件下依然可以获得较理想产量。
施用液体肥后，盆栽菜心抗旱情况观察见图4。
表5不同处理对上海青长势的影响
处理 单株重g 单株根重g 备注
空白(CK1) 30.98±0.55c 7.83±0.80c 不追肥
对照(1-1) 67.00±2.11ab 11.27±0.52b 市售同比肥
试验例(2-1) 77.84±8.11a 13.43±0.73a 实施例1
空白(抗旱CK) 33.98±3.83c 7.20±0.23c 不追肥
对照(抗旱1) 54.39±3.05b 9.2±0.32b 市售同比肥
试验例(抗旱2) 65.19±2.21b 11.90±0.06a 实施例1
注：抗旱处理表示在正常滴灌时间下减少50％滴灌时间以控制节水抗旱。
如表5所示，在正常滴灌和抗旱滴灌情况下，施用本发明实施例提供的液体肥上海青单株重较对照虽无显著差异，但增产已分别达到16.18％和19.86％；施用本发明液体肥上海青单株根重限制高于对照(p<0.05)，较对照上海青单株根中增加了19.17％和29.35％。表明施用本发明实施例提供的松土节水液体肥料处理不仅可以促进上海青增产增收，更有助于节水抗旱。
施用液体肥后，盆栽菜心抗旱情况观察见图5。说明使用本发明实施例提供的松土节水液体肥处理显著增强了菜心的抗旱能力。使菜心的长势更好。
综上，本发明实施例提供了一种松土节水液体肥料及其制备方法和应用。所提供的松土节水液体肥料，包括以下质量份的组分：以氮、氧化钾、五氧化二磷计的大量元素氮磷钾总和200-300份、腐植酸30-100份、以纯元素含量计的微量元素5-25份、松土节水剂20-80份、悬浮剂1-3份、助剂2-4份和水100-500份，并且松土节水剂为丙烯酸、丙烯酰胺、咪唑、十八烷基二甲基烯丙基氯化铵的共聚物。为松土节水剂应用采用适合的生产工艺配套，所生产的产品具有无团聚、不堵管、高均质、高稳定性、全水溶且溶解快等特点，提高产品品质稳定的同时，兼顾改善土壤环境，节约水资源，减少肥料流失，增产增收等优点。
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)

1.一种松土节水液体肥料，其特征在于，包括以下质量份的组分：以氮、氧化钾、五氧化二磷计的大量元素氮磷钾总和200-300份、腐植酸30-100份、以纯元素含量计的微量元素5-25份、松土节水剂20-80份、悬浮剂1-3份、助剂2-4份和水100-500份，其中，所述松土节水剂通过丙烯酸、丙烯酰胺和疏水单体共聚得到，并且丙烯酸、丙烯酰胺和疏水单体的质量比为5-7：22-30：0.03-0.15，所述疏水单体为咪唑和十八烷基二甲基烯丙基氯化铵。
2.根据权利要求1所述的松土节水液体肥料，其特征在于，所述松土节水剂通过以下方法制备得到：按照以下质量份将22-30份丙烯酰胺、5-7份丙烯酸、0.03-0.15份疏水单体、0.005-0.015份分子量调节剂溶于65-70份去离子水中，升温至40-50℃，然后加入0.1-1.0份引发剂反应4-8h，再调节pH至6.0-7.0，制得所述松土节水剂；
优选地，所述疏水单体为咪唑和十八烷基二甲基烯丙基氯化铵；
优选地，所述分子量调节剂为正十二烷醇或者异丙醇；
优选地，所述引发剂为过硫酸铵或亚硫酸氢钠；
更优选地，所述松土节水剂通过以下方法制备得到：反应釜中加入26份丙烯酰胺、6份丙烯酸、0.05份咪唑、0.05份十八烷基二甲基烯丙基氯化铵、0.01份正十二烷醇、67份去离子水，搅拌25min，溶解后反应釜加热至40℃，溶液升温至40℃加入0.5份过硫酸铵和0.2份亚硫酸氢钠，反应6h，加入氢氧化钠调节pH至6.5，即得所述松土节水剂。
3.根据权利要求2所述的松土节水液体肥料，其特征在于，丙烯酸、丙烯酰胺和疏水单体共聚物的分子量在30000-300000之间，优选为80000-150000之间，呈透明流体状，类型为部分阴离子型，黏度为600-1200mPa·s，有效成分含量为28-32％，游离单体浓度小于0.05％，酸碱度为6.0-7.0。
4.根据权利要求1所述的松土节水液体肥料，其特征在于，所述大量元素氮磷钾包括尿素、尿素硝酸铵溶液、硝酸钾、硝酸铵、硝酸铵磷、磷酸一铵、磷酸二铵、氯化铵、硫酸铵、氯化钾和硫酸钾中的至少两种。
5.根据权利要求1所述的松土节水液体肥料，其特征在于，所述微量元素包括EDTA-2NaFe、EDTA-Zn、EDTA-Mn、EDTA-Cu、硫酸锰、硫酸镁、硫酸锌、硫酸亚铁、硼砂、硼酸和钼酸铵中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的松土节水液体肥料，其特征在于，所述助剂为助剂SP-4470。
7.根据权利要求1所述的松土节水液体肥料，其特征在于，所述腐植酸为矿源腐植酸，所述悬浮剂为黄原胶。
8.一种根据权利要求1-7中任一项所述的松土节水液体肥料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按比例将大量元素氮磷钾、腐植酸、微量元素、松土节水剂、悬浮剂、助剂和水混合，即可得到所述的松土节水液体肥料。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
取配方所用水的3/5，投入松土节水剂、腐植酸和助剂进行搅拌10-20min，再将磷肥、钾肥投入并继续搅拌，同时开启乳化泵，进行循环乳化，乳化时间60-100min，得到A溶液；
在余量水中，加入微量元素搅拌40-60min，边搅拌边投入氮肥，控制温度≥35℃，投料完成后，再搅拌90-120min，得到B溶液；
将A溶液乳化完成后泵入B溶液中，边泵入边投入悬浮剂，泵入完成后得到混合液，再将混合液搅拌5-8min后泵入胶体磨进行研磨均质15-25min，冷却，包装；
优选地，搅拌的速度为100-140r/min；
优选地，制备B溶液所用的水为85℃以上的热水；
优选地，胶体磨研磨细度设定为5-40um，研磨效率为1-4T/h。
10.根据权利要求1-7中任一项所述的松土节水液体肥料或权利要求8-9中任一项所述制备方法制备得到的松土节水液体肥料通过滴灌和喷淋施肥系统在蔬菜、果树和大田作物上的应用。
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