CN115197012A - 一种片状叶面肥及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种片状叶面肥及其制备方法，片状叶面肥包括：大量元素70‑80份，中微量元素5‑10份，润湿剂2‑5份，分散剂1‑3份，片状成形剂10‑15份，片状成形稳定剂0.5‑2份，防腐剂0.3‑0.5份。其制备方法为：将片状成形剂、片状成形稳定剂、润湿剂、分散剂、防腐剂与去离子水混合，加热得到液体A；将大量元素、中微量元素分别球磨粉碎，混合得到固体混合物B；将A与B混合，加热得到混合膏体C；将混合膏体C干燥成型，进行分割得到片状叶面肥。本发明的片状叶面肥呈薄片状，既能采用糯米纸包装以解决包装袋废弃的问题，又能快速溶于水中，还不吸潮、不粘手，且附着力强，提高叶面肥的利用率。
Description
技术领域
本发明涉及肥料技术领域，具体涉及一种片状叶面肥及其制备方法。
背景技术
叶面施肥是将作物所需养分直接施用叶面的肥料，是植物吸收营养成分的一种补充，来弥补根系吸收养分的不足。叶面肥可以提高作物产量、养分浓度、植株繁殖效率。随着工程技术和材料科学的发展，叶面施肥具有吸收快、针对性强、使用方便等特点，已经成为一项不可或缺的农业施肥手段，在农业化学工程领域的应用具有广阔的市场前景。
然而叶面肥被喷施在作物叶面后，由于作物叶面本身固有的荷叶效应，绝大部分叶面肥会损失在喷施过程以及雨水冲刷过后从叶面表面滑落。常规叶面肥喷施后能附着于叶面的量约为60％(喷雾后液滴会通过蒸发、漂移、弹跳、溅射、滑落等形势损失)，附着后能被叶片吸收的仅为70％，因此叶面肥总的利用效率约为40％。这部分损失的叶面肥会水排放到土壤和河流等其他环境介质中，造成严重的环境污染、人力资源和能源的浪费。此外，叶面肥还存在以下问题：用量掌握不好容易造成烧叶、抑制生长等反作用，而农户通常难以掌握用量。当前市场上的叶面肥以液态居多，多采用塑料瓶或铝塑袋包装，这种背景下产生了大量的叶面肥废弃包装袋，污染环境。将叶面肥做成固态，特别是片状，可以有效解决需要大量塑料包装的问题，但固体叶面肥溶液吸潮。因此，需要一种不易吸潮的片状叶面肥，既能采用糯米纸包装以解决包装袋废弃的问题，又能快速溶于水中，且附着力强，提高叶面肥的利用率。
发明内容
针对上述现有技术，本发明的目的是提供一种片状叶面肥及其制备方法。本发明的片状叶面肥呈薄片状，既能采用糯米纸包装以解决包装袋废弃的问题，又能快速溶于水中，还不吸潮、不粘手，且附着力强，提高叶面肥的利用率。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明的第一方面，提供一种片状叶面肥，包括以下重量份数的原料：
大量元素70-80份，中微量元素5-10份，润湿剂2-5份，分散剂1-3份，片状成形剂10-15份，片状成形稳定剂0.5-2份，防腐剂0.3-0.5份。
优选的，所述大量元素为尿素、磷酸二氢钾、氯化钾、硝酸钾、硫酸钾中的至少一种；
优选的，所述中微量为硫酸亚铁、硫酸锌、钼酸铵、硫酸镁、硝酸钙、硼酸、硝酸镁、硫酸铜、硫酸锰、螯合铁、螯合锌、螯合钙、螯合锰中的至少一种。
优选的，所述润湿剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、植物油聚氧乙烯醚、烷基糖苷中的至少一种；
优选的，所述分散剂为聚羧酸盐、木质素磺酸钠或聚氧乙烯聚丙烯醚嵌段共聚物。
优选的，所述片状成形剂由羧甲基纤维素、聚乙烯醇、改性淀粉按2：1：1的质量比复配得到；
优选的，所述片状成形稳定剂由环氧大豆油、聚乙二醇按1：1的质量比复配得到。
优选的，所述防腐剂由苯甲酸钠、山梨酸钠按3：2的质量比复配得到。
本发明的第二方面，提供片状叶面肥的制备方法，包括以下步骤：
(1)将片状成形剂、片状成形稳定剂、润湿剂、分散剂、防腐剂与去离子水混合，加热并搅拌均匀，得到液体A；
(2)将大量元素、中微量元素分别球磨粉碎，然后混合搅拌，得到固体混合物B；
(3)将液体A与固体混合物B混合后加热并搅拌，得到混合膏体C；
(4)将混合膏体C的厚度控制在1.0～3.0mm，干燥成型，制得片状叶面肥母胚；
(5)将片状叶面肥母胚进行分割，采用糯米纸包装得到片状叶面肥。
优选的，步骤(1)中，所述加热的温度为70～90℃；所述搅拌速度为500-2000r/min，搅拌时间为5～30min。
优选的，步骤(2)中，所述球磨的速度为15～40r/min，球磨的时间为30-60min，球磨的温度为0～50℃。
优选的，步骤(3)中，所述液体A与固体混合物B的质量比为(6～10)：1；所述搅拌的时间为5-20min；所述加热的温度为50～90℃。
优选的，步骤(4)中，所述片状叶面肥母胚干燥后水分控制在0.7～3.0wt％。
优选的，步骤(5)中，单片片状叶面肥为宽1～5cm，长2～10cm的矩形，重量为10～100g。
本发明的第三方面，提供片状叶面肥的使用方法：将片状叶面肥用水稀释300～500倍后，采用农用喷雾器、植保机、植保无人机、农用弥雾机等设备喷施与农作物叶面。
本发明的有益效果：
(1)本发明的片状叶面肥可以根据农作物的单位面积指导用量、确定切片重量或数量，便于农户使用。
(2)本发明的片状叶面肥呈薄片状，可采用糯米纸包装以解决包装袋废弃的问题，减少塑料、铝塑袋包装使用，减少环境污染。
(3)本发明的片状叶面肥能快速溶于水中，还不易吸潮、不粘手，可以提高肥料稀释液的润湿、附着能力，提高肥料利用效率。
附图说明
图1：空白对照(a)、对比例1(b)和实施例1(c)的片状叶面肥喷施番茄叶面后附着情况对比；
图2：实施例1制备的片状叶面肥的照片。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
正如背景技术部分介绍的，当前市场上的叶面肥以液态居多，多采用塑料瓶或铝塑袋包装，这种背景下产生了大量的叶面肥废弃包装袋，污染环境。
基于此，本发明的目的是提供一种片状叶面肥及其制备方法。片状叶面肥为固体肥料，长时间存放容易吸潮。本发明通过研究发现成形剂以羧甲基纤维素、聚乙烯醇、改性淀粉按2：1：1的质量比复配；使得叶面肥的溶解速度和成膜性均能达到最佳效果。羧甲基纤维素成型不好，但有助于溶解；聚乙烯醇有助于成型，但溶解性不好。只添加羧甲基纤维素和聚乙烯醇仍然不能解决既不吸潮又快速溶解的问题，发明人通过试验发，添加改性淀粉后，羧甲基纤维素、聚乙烯醇、改性淀粉之间协同作用。既能使片状叶面肥易溶于水，又能使其在日常存放中不易吸潮，使用时不易粘手；还可以提高浸润剂和分散剂的作用，进一步提高叶面肥的附着力，提高肥料的利用效率。
为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本申请的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本申请的技术方案。
本发明实施例中所用的试验材料均为本领域常规的试验材料，均可通过商业渠道购买得到。
其中，改性淀粉购自山东骄阳生物科技有限公司，为改性玉米淀粉。
实施例1
(1)将6kg羧甲基纤维素、3kg聚乙烯醇、3kg改性淀粉、0.6kg环氧大豆油、0.6kg聚乙二醇、1.7kg脂肪醇聚氧乙烯醚、1.7kg烷基酚聚氧乙烯醚、2kg聚羧酸盐、0.24kg苯甲酸钠、0.16kg山梨酸钠溶于去离子水中，加热至80℃，1200r/min下搅拌17min，得到液体A；
(2)将55kg尿素、5kg磷酸二氢钾、12.5kg氯化钾、1kg硫酸亚铁、0.9kg硫酸锌、0.9kg钼酸铵、0.9kg硫酸镁、0.9kg硝酸钙、0.9kg硼酸、0.9kg硫酸铜、0.9kg硫酸锰分别在25～30r/min、25℃下球磨粉碎45min，然后混合均匀，得到固体混合物B；
(3)将液体A与固体混合物B按8：1的质量比混合，加热至70℃，搅拌12min，得到混合膏体C；
(4)将混合膏体C的厚度控制在2.0mm，干燥至水分含量为2.0wt％，制得片状叶面肥母胚；
(5)将片状叶面肥母胚分割为宽3cm，长3cm的正方形(见图2)。采用糯米纸包装得到片状叶面肥。
实施例2
(1)5kg羧甲基纤维素、2.5kg聚乙烯醇、2.5kg改性淀粉、1.0kg环氧大豆油、1.0kg聚乙二醇、1.0kg植物油聚氧乙烯醚、1.0kg烷基糖苷、3.0kg木质素磺酸、0.18kg苯甲酸钠、0.12kg山梨酸钠溶于去离子水中，加热至90℃，500r/min下搅拌10min，得到液体A；
(2)将60kg尿素、10kg磷酸二氢钾、10kg硝酸钾、2.0kg螯合铁、1.0kg螯合锌、1.0kg螯合钙、1.0kg螯合锰分别在40r/min、30℃下球磨粉碎30min，然后混合均匀，得到固体混合物B；
(3)将液体A与固体混合物B按6：1的质量比混合，加热至90℃，搅拌5min，得到混合膏体C；
(4)将混合膏体C的厚度控制在1.0mm，干燥至水分含量为0.7wt％，制得片状叶面肥母胚；
(5)将片状叶面肥母胚分割为宽2cm，长3cm的矩形。采用糯米纸包装得到片状叶面肥。
实施例3
(1)将7.5kg羧甲基纤维素、3.75kg聚乙烯醇、3.75kg改性淀粉、0.25kg环氧大豆油、0.25kg聚乙二醇、2.5kg脂肪醇聚氧乙烯醚、2.5kg植物油聚氧乙烯醚、1.0kg聚氧乙烯聚丙烯醚嵌段共聚物、0.3kg苯甲酸钠、0.2kg山梨酸钠溶于去离子水中，加热至70℃，2000r/min下搅拌30min，得到液体A；
(2)将55kg尿素、10kg磷酸二氢钾、5kg硫酸钾、2.0kg硫酸镁、2.0kg硼酸、2.0kg螯合铁、2.0kg螯合锌、2.0kg螯合锰分别在15r/min、28℃下球磨粉碎60min，然后混合均匀，得到固体混合物B；
(3)将液体A与固体混合物B按10：1的质量比混合，加热至50℃，搅拌20min，得到混合膏体C；
(4)将混合膏体C的厚度控制在3.0mm，干燥至水分含量为3.0wt％，制得片状叶面肥母胚；
(5)将片状叶面肥母胚分割为宽3cm，长5cm的矩形。采用糯米纸包装得到片状叶面肥。
对比例1
与实施例1的区别在于：不添加聚乙烯醇、改性淀粉，叶面肥难成型，无法制作片状叶面肥。
对比例2
与实施例1的区别在于：不添加羧甲基纤维素、改性淀粉。
对比例3
与实施例1的区别在于：不添加羧甲基纤维素、聚乙烯醇。
试验例1
1.吸潮测试
采用分析天平分别准确称量一片实施例1～3和对比例1～3制备的片状叶面肥，然后置于恒温恒湿环境中(温度：20±2℃，湿度：65±2％rh)，分别在30天、60天、90天称量改片叶面肥的重量，上述试验重复5次，取平均值。计算片状叶面肥的重量变化率，结果见表1。
重量变化率＝第30(60或90)天片状叶面肥的重量-试验前片状叶面肥的重量/试验前片状叶面肥的重量
表1
由表1可知，采用实施例1～3的方法制备片状叶面肥，可显著降低叶面肥在存放过程中的增重，说明本发明制备的片状叶面肥在存放过程中不易吸潮。由于对比例1制备的叶面肥难成型，所以不考察其吸潮情况。
2.溶解度测试
在28℃下，分别将实施例1～3和对比例2～3制备的片状叶面肥、对比例1制备的叶面肥溶于100g去离子水中，检测其溶解度，每个试验重复三次，取平均值，所得结果见表2。
溶解度＝片状叶面肥的质量/去离子水的质量
表2
| 项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例1 | 对比例2 | 对比例3 |
| 溶解度 | 0.17 | 0.16 | 0.18 | 0.17 | 0.14 | 0.15 |
由表2可以看出，实施例1～3制备的片状叶面肥其溶解度与对比例1～3的溶解度相近，且略高于对比例2～3。说明本发明制备的片状叶面肥易溶于水，并没有因为不易吸潮而降低其溶解度。
试验例2：肥料利用率试验
试验于2020年3月-2020年5月在山东省泰安市山东农大肥业科技有限公司试验基地进行。试验材料为番茄，供试叶面肥为本发明叶面肥的附着力和肥效利用率。试验设置7个处理，每个处理3个重复，每个重复由6株长势基本一致的番茄组成。7个处理分别为：空白对照(喷施清水)、实施例1～3、对比例1～3。试验于番茄幼果期开始喷施，稀释300-500倍后施用，喷施时间在下午4点后进行，以叶片布满水滴但不下流为宜，每隔6天喷施一次，直到果实收获前一周为止。番茄产量见表3。
表3
表3显示，与清水对照相比，喷施实施例1～3制备的片状叶面肥能够显著增加番茄产量，增幅为20％左右。相较于对比例1～3，实施例1～3喷施的番茄产量平均高出16.3％。说明本发明制备的片状叶面肥能够有效增加番茄产量，提高肥料利用率。
空白对照、实施例1的片状叶面肥和对比例1的叶面肥喷施番茄叶面后的照片见图1，可以看出，实施例1制备的叶面肥喷施后在番茄叶面上的附着力明显好于空白对照和对比例1。说明本发明制备的片状叶面肥附着力好，不易从叶面流下，造成肥料的浪费。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种片状叶面肥，其特征在于，包括以下重量份数的原料：
大量元素70-80份，中微量元素5-10份，润湿剂2-5份，分散剂1-3份，片状成形剂10-15份，片状成形稳定剂0.5-2份，防腐剂0.3-0.5份。
2.根据权利要求1所述的片状叶面肥，其特征在于，所述大量元素为尿素、磷酸二氢钾、氯化钾、硝酸钾、硫酸钾中的至少一种；
优选的，所述中微量为硫酸亚铁、硫酸锌、钼酸铵、硫酸镁、硝酸钙、硼酸、硝酸镁、硫酸铜、硫酸锰、螯合铁、螯合锌、螯合钙、螯合锰中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的片状叶面肥，其特征在于，所述润湿剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、植物油聚氧乙烯醚、烷基糖苷中的至少一种；
优选的，所述分散剂为聚羧酸盐、木质素磺酸钠或聚氧乙烯聚丙烯醚嵌段共聚物。
4.根据权利要求1所述的片状叶面肥，其特征在于，所述片状成形剂由羧甲基纤维素、聚乙烯醇、改性淀粉按2：1：1的质量比复配得到；
优选的，所述片状成形稳定剂由环氧大豆油、聚乙二醇按1：1的质量比复配得到。
5.权利要求1～4任一项所述的片状叶面肥的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将片状成形剂、片状成形稳定剂、润湿剂、分散剂、防腐剂与去离子水混合，加热并搅拌均匀，得到液体A；
(2)将大量元素、中微量元素分别球磨粉碎，然后混合搅拌，得到固体混合物B；
(3)将液体A与固体混合物B混合后加热并搅拌，得到混合膏体C；
(4)将混合膏体C的厚度控制在1.0～3.0mm，干燥成型，制得片状叶面肥母胚；
(5)将片状叶面肥母胚进行分割，采用糯米纸包装得到片状叶面肥。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述加热的温度为70～90℃；所述搅拌速度为500-2000r/min，搅拌时间为5～30min。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述球磨的速度为15～40r/min，球磨的时间为30-60min，球磨的温度为0～50℃。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述液体A与固体混合物B的质量比为(6～10)：1；所述搅拌的时间为5-20min；所述加热的温度为50～90℃。
9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述片状叶面肥母胚干燥后水分控制在0.7～3.0wt％。
10.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(5)中，单片片状叶面肥为宽1～5cm，长2～10cm的矩形，重量为10～100g。
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