本發(fā)明屬于肥料
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及有機(jī)螯合肥料增效劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
：當(dāng)前，我國(guó)肥料需求量(折純)達(dá)到6610萬噸，比2010年增加5.37％，肥料復(fù)合化率約為40％。大量研究表明，現(xiàn)有復(fù)合肥的養(yǎng)分利用率較低，例如氮的當(dāng)季利用率約為33％，磷當(dāng)季利用率約為25％，鉀當(dāng)季利用率約為43％，其中氮肥有一部分離開農(nóng)田進(jìn)入大氣和水體造成肥料損失，磷肥和鉀肥很容易被土壤膠體吸附，不能被有效利用。因此，如何提高肥料養(yǎng)分利用率一直以來是人們亟待解決的痛點(diǎn)。高塔硝基復(fù)合肥是我國(guó)獨(dú)有的肥料品種，具有產(chǎn)能高、品相好、水溶性好等諸多優(yōu)點(diǎn)，近年來，高塔硝基復(fù)合肥的改性增效是我國(guó)提高肥料利用率，實(shí)現(xiàn)化肥零增長(zhǎng)的重要途徑。如脲醛復(fù)合肥：在生產(chǎn)復(fù)合肥過程中向尿素熔融液中添加甲醛或乙醛，通過高塔工藝生產(chǎn)具有緩釋性能的脲醛復(fù)合肥。還有穩(wěn)定性復(fù)合肥：在生產(chǎn)復(fù)合肥過程中添加脲酶抑制劑和硝化抑制劑，施入土壤后抑制尿素的水解和銨態(tài)氮的硝化。近年來，有機(jī)改性增效高塔復(fù)合肥更多地涌現(xiàn)出來，以提高肥料利用率，延長(zhǎng)肥效。上述生產(chǎn)工藝多數(shù)應(yīng)用在高塔尿基產(chǎn)品上，在高塔硝基復(fù)合肥工藝上因產(chǎn)生大量刺激性氣味、發(fā)泡、冒煙及板結(jié)等各種難題，一直未能實(shí)現(xiàn)，很大程度上限制了高塔硝基復(fù)合肥改性增值的發(fā)展。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供了有機(jī)螯合肥料增效劑，添加于高塔硝基復(fù)合肥內(nèi)，既實(shí)現(xiàn)了高塔硝基復(fù)合肥的改性增效，同時(shí)又可避免混合時(shí)出現(xiàn)的大量刺激性氣味、發(fā)泡、冒煙及板結(jié)等問題。本發(fā)明提供的有機(jī)螯合肥料增效劑，包括下述重量份的原料：腐植酸液50～80份；中微量元素5～20份；糖醇5～15份；溶劑1～5份。可選地，所述糖醇為山梨醇、甘露醇、麥芽糖醇、乳糖醇和木糖醇中的至少一種，進(jìn)一步優(yōu)選山梨醇、甘露醇和麥芽糖醇的組合，其中所述山梨醇、甘露醇和麥芽糖醇的質(zhì)量比分別為4～7:3～5:1～4?？蛇x地，所述中微量元素為硝酸鈣、硫酸鎂、硫酸鋅、硼酸、硫酸錳、硫酸亞鐵和硫酸銅中的中的至少一種，進(jìn)一步優(yōu)選硫酸鎂、硫酸錳、硫酸鋅和硫酸亞鐵的組合，其中所述硫酸鎂、硫酸錳、硫酸鋅和硫酸亞鐵的質(zhì)量比分別為5～8:1～4:4～7:1～3?？蛇x地，所述硫酸錳選用一水硫酸錳，所述硫酸鋅選用七水硫酸鋅，所述硫酸亞鐵選用七水硫酸亞鐵?？蛇x地，所述溶劑為水和甲醇、乙醇、丙三醇中的至少一種，進(jìn)一步優(yōu)選水和丙三醇按照質(zhì)量比0.5～1.5:2～3的組合物。可選地，所述腐植酸液選用風(fēng)化煤或褐煤原料，過80～100目篩后在原料中加入酸性溶液浸泡10～12h，過濾留濾渣；然后向?yàn)V渣中加入其重量10～12倍的堿性溶液，加熱持續(xù)沸騰30～40min，冷卻后離心分離，將上清液加熱濃縮至固形物含量為15％～30％，腐植酸含量為12％～25％，得到腐植酸液。本發(fā)明還提供了上述有機(jī)螯合肥料增效劑制備方法，包括下述步驟：按照重量份依次將腐植酸液、糖醇、中微量元素和溶劑加入到反應(yīng)釜中，溫度控制在60～85℃，螯合反應(yīng)2～3h，至中微量元素溶解完全，調(diào)整溫度為70～90℃，濃縮至含水量為40％～60％，即得到有機(jī)螯合肥料增效劑。本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有下述技術(shù)效果：(1)本發(fā)明增效劑組分中，采用自然界廣泛存在的低值煤源(風(fēng)化煤或褐煤)制備腐植酸，其來源廣，價(jià)格低廉，使用安全，通過酸性和堿溶組合提取的小分子腐植酸活性高，富含羥基、羰基等官能團(tuán)，能有效增加腐植酸與中微量元素的接觸頻率，使螯合性能大大提高，既補(bǔ)充了高塔硝基復(fù)合肥養(yǎng)分種類，又進(jìn)一步提高了各養(yǎng)分在土壤中的轉(zhuǎn)化率和有效性。(2)本發(fā)明增效劑組分中選用的糖醇本身是一種良好的螯合劑，是目前唯一能攜帶礦質(zhì)養(yǎng)分在韌皮部中進(jìn)行快速運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)，以液態(tài)穩(wěn)定的形式存在，在堿性溶液中溶解度更高，由于韌皮部?jī)?nèi)部的堿性環(huán)境，大部分金屬類礦質(zhì)養(yǎng)分在堿性環(huán)境下溶解性和移動(dòng)性較差，而糖醇更能體現(xiàn)其攜帶礦質(zhì)養(yǎng)分在韌皮部移動(dòng)的優(yōu)勢(shì)。另外糖醇也是參與細(xì)胞內(nèi)滲透調(diào)節(jié)的重要物質(zhì)，可提高植物的抗逆能力。(3)本發(fā)明增效劑采用高活性腐植酸、糖醇與中微量元素雙螯合，最大程度地提高螯合性能，顯著提高了肥料利用率。(4)本發(fā)明增效劑充分考慮到高塔硝基復(fù)合肥在制作料漿時(shí)高達(dá)160℃的特殊工藝，所選用的糖醇熱穩(wěn)定性均大于160℃，提高了有機(jī)增效劑的耐高溫性，解決了現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)生大量刺激性氣味、冒煙及發(fā)泡等技術(shù)難題。(5)本發(fā)明增效劑在大量實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，制備時(shí)將有機(jī)螯合肥料增效劑的含水量濃縮至40％～60％，這樣既不觸碰到影響高塔硝基工藝的水分底線，安全可靠，后期產(chǎn)品不板結(jié)，又能保證有機(jī)螯合增效劑的流動(dòng)性能，同時(shí)可避免添加時(shí)出現(xiàn)堵管、不均勻等現(xiàn)象。具體實(shí)施方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明提供的有機(jī)螯合肥料增效劑，包括下述重量份的原料：上述組分中，所述腐殖酸含有多種活性成分，可刺激植物生理代謝和各種養(yǎng)分的吸收，改善土壤結(jié)構(gòu)，蓄水保肥，減少N、P養(yǎng)分的揮發(fā)流失，由于其富含羥基、羰基等官能團(tuán)，有很強(qiáng)的交換和吸附作用，抑制土壤對(duì)磷肥的固定，提高肥料養(yǎng)分利用率。還能有效增加與中微量元素的接觸頻率，螯合性能大大提高，進(jìn)而提高了中微量元素在土壤中的轉(zhuǎn)化率。所述腐植酸液具體的制備方法是：將風(fēng)化煤或褐煤原料過80～100目篩，加入酸性溶液浸泡10～12h，其中酸性溶液采用15％～20％稀硫酸，浸泡后過濾，留濾渣；然后向?yàn)V渣中加入其重量10～12倍的堿性溶液，該堿性溶液采用濃度0.1～1.0％的氫氧化鈉溶液，然后加熱持續(xù)沸騰30～40min，冷卻后離心分離。將上述過濾及加熱沸騰后的上清液再加熱，濃縮至固形物含量為15％～30％，腐植酸含量為12％～25％，得到腐植酸液。上述組分中，中微量元素可滿足農(nóng)作物對(duì)各營(yíng)養(yǎng)元素的需求，提高作物產(chǎn)量，改善作物的無機(jī)營(yíng)養(yǎng)平衡，不僅使農(nóng)作物產(chǎn)量大幅度提高，而且使農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)大為改善，還可有效預(yù)防和治療缺素造成的疾病，從而增強(qiáng)了作物的抗病、抗寒、抗高溫、抗干旱能力，還可有效提高肥料利用率，減少了因肥料流失產(chǎn)生的環(huán)境污染。所述中微量元素可選用硝酸鈣、硫酸鎂、硫酸鋅、硼酸、硫酸錳、硫酸亞鐵和硫酸銅中的至少一種，以補(bǔ)充肥料中的鈣、鎂、鋅、硼、錳、鐵和銅等元素。其中鈣能穩(wěn)定細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)，促進(jìn)細(xì)胞的伸長(zhǎng)和根系生長(zhǎng)，增強(qiáng)作物抗病能力；鎂是葉綠素的重要成分，促進(jìn)光合作用，參與合成蛋白質(zhì)，活化和調(diào)節(jié)酶促反應(yīng)；鋅是葉綠素合成的必需元素，參與生長(zhǎng)素代謝，是某些酶的組分或活化劑，促進(jìn)蛋白質(zhì)代謝等，可優(yōu)選七水硫酸鋅；硼可促進(jìn)作物體內(nèi)碳水化合物的運(yùn)輸；錳可促進(jìn)種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)，對(duì)根系生長(zhǎng)也有影響，可優(yōu)選一水硫酸錳；鐵可促使葉綠素形成，在作物光合作用、呼吸作用和氮代謝等過程中起重要作用，可優(yōu)選七水硫酸亞鐵；銅參與作物體內(nèi)氧化還原反應(yīng)，促進(jìn)花器官的發(fā)育等。本發(fā)明增效劑中微量元素可優(yōu)選硫酸鎂、硫酸錳、硫酸鋅和硫酸亞鐵組合，其中硫酸鎂、硫酸錳、硫酸鋅和硫酸亞鐵在增效劑總重量中所占的質(zhì)量比分別為5～8:1～4:4～7:1～3，使之能夠與腐植酸液中羥基、羰基等官能團(tuán)較好的螯合，提高肥料的增效效果。上述組分中，所述糖醇是中微量元素的良好配位體，可提升礦質(zhì)元素在作物韌皮部的運(yùn)輸效率；進(jìn)一步地，糖醇是參與細(xì)胞內(nèi)滲透調(diào)節(jié)的重要物質(zhì)，在鹽害、干旱、淹水等逆境下，可通過調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透性使植物適應(yīng)逆境生長(zhǎng)。進(jìn)一步地，所述糖醇可為山梨醇、甘露醇、麥芽糖醇、乳糖醇和木糖醇中的至少一種，優(yōu)選山梨醇、甘露醇和麥芽糖醇組合，其中山梨醇、甘露醇和麥芽糖醇在有機(jī)螯合肥料增效劑總重量中所占的質(zhì)量比分別為4～7:3～5:1～4。所述溶劑為水和甲醇、乙醇、丙三醇中的至少一種,用于各組分化合物之間的溶解，優(yōu)選水和丙三醇的組合，既可保證化合物之間的溶解，同時(shí)丙三醇還有利于增效劑與肥料顆粒之間的相互粘合。水和丙三醇之間的質(zhì)量比可為0.5～1.5:2～3。本發(fā)明提供的有機(jī)螯合肥料增效劑，采用高活性腐植酸、糖醇與中微量元素雙螯合，最大程度地提高螯合性能，顯著提高肥料利用率，且解決了高塔硝基肥添加有機(jī)物時(shí)容易引起的大量刺激性氣味、發(fā)泡、冒煙及板結(jié)等難題，在現(xiàn)代高塔硝基復(fù)合肥生產(chǎn)中應(yīng)用前景廣闊。添加本發(fā)明有機(jī)螯合增效劑的高塔硝基增效肥，可通過有機(jī)螯合增效劑中的活性成分促進(jìn)根系生長(zhǎng)，對(duì)土壤脲酶起到抑制作用，具有緩釋性能，活化土壤中的磷、鉀和中微量元素，增強(qiáng)作物的吸收，同時(shí)提高作物抗寒、抗旱和抗病害等抗逆能力，實(shí)現(xiàn)肥料利用率的提高和作物的增產(chǎn)，且有效改善了作物的品質(zhì)。上述有機(jī)螯合肥料增效劑制備方法，包括下述步驟：按照重量份依次將腐植酸液、糖醇、中微量元素和溶劑加入到反應(yīng)釜中，溫度控制在60～85℃，螯合反應(yīng)2～3h，至中微量元素溶解完全，然后調(diào)整溫度為70～90℃，濃縮至含水量為40％～60％，即得到本發(fā)明有機(jī)螯合肥料增效劑。上述制備方法制備的有機(jī)螯合肥料增效劑，含水量達(dá)到臨界值40％～60％，熱穩(wěn)定性>160℃，可保證中微量元素與腐植酸液和糖醇充分螯合，增加肥料施用后各有效成分的轉(zhuǎn)化率，進(jìn)而提高肥料的利用率。下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳述。實(shí)施例1：1)制備腐植酸液：將100kg風(fēng)化煤過80目篩，投入反應(yīng)釜內(nèi)，加入20％稀硫酸溶液，溶液蓋過風(fēng)化煤即可，浸泡10h后，過濾留濾渣，再向?yàn)V渣中加入其重量10倍、濃度0.2％氫氧化鈉溶液，加熱持續(xù)沸騰30min，冷卻至20℃后進(jìn)行離心分離，將上述過程形成的上清液加熱濃縮至固形物含量為20％左右，腐植酸含量為17％，得到腐植酸液。2)產(chǎn)品組成：組分比例(％)腐植酸液70山梨醇5甘露醇3麥芽糖醇2硫酸鎂6一水硫酸錳2七水硫酸鋅5七水硫酸亞鐵2丙三醇3水23)制備方法，包括如下步驟：按照上述配比依次將腐植酸液、糖醇(山梨醇、甘露醇、麥芽糖醇)、中微量元素(硫酸鎂、一水硫酸錳、七水硫酸鋅、七水硫酸亞鐵)和溶劑(丙三醇、水)加入到反應(yīng)釜中，溫度控制在80℃左右，螯合反應(yīng)2h，至中微量元素完全溶解后，調(diào)整溫度為85℃，濃縮至含水量為45％，得到有機(jī)螯合增效劑。實(shí)施例2：1)制備腐植酸液：將100kg褐煤過100目篩，投入反應(yīng)釜內(nèi)，加入25％稀硫酸溶液，溶液蓋過褐煤即可，浸泡11h后，過濾留濾渣，再向?yàn)V渣中加入其重量11倍、濃度0.5％氫氧化鈉溶液，加熱持續(xù)沸騰35min，冷卻至25℃后進(jìn)行離心分離，將上述過程形成的上清液加熱濃縮至固形物含量為25％左右，腐植酸含量為21％，得到腐植酸液。2)產(chǎn)品組成：組分比例(％)腐植酸液65山梨醇7甘露醇5麥芽糖醇3硫酸鎂6一水硫酸錳2七水硫酸鋅5七水硫酸亞鐵2丙三醇3.5水1.53)制備方法，包括如下步驟：按照上述配比依次將腐植酸液、糖醇(山梨醇、甘露醇、麥芽糖醇)、中微量元素(硫酸鎂、一水硫酸錳、七水硫酸鋅、七水硫酸亞鐵)和溶劑(丙三醇、水)加入到反應(yīng)釜中，溫度控制在82℃，螯合反應(yīng)2.5h，至中微量元素溶解完全，調(diào)整溫度為85℃，濃縮至含水量為50％，得到有機(jī)螯合增效劑。實(shí)施例3：1)制備腐植酸液：將100kg風(fēng)化煤過100目篩，投入反應(yīng)釜內(nèi)，加入20％稀硫酸溶液，溶液蓋過風(fēng)化煤即可，浸泡10h后，過濾留濾渣，再向?yàn)V渣中加入其重量10倍、濃度0.2％氫氧化鈉溶液，加熱持續(xù)沸騰40min，冷卻至30℃后進(jìn)行離心分離，將上述過程形成的上清液加熱濃縮至固形物含量為30％左右，腐植酸含量為25％，得到腐植酸液。2)產(chǎn)品組成：組分比例(％)腐植酸液67山梨醇5.5甘露醇4麥芽糖醇3.5硫酸鎂6一水硫酸錳2七水硫酸鋅5七水硫酸亞鐵2丙三醇3.2水1.83)制備方法，包括如下步驟：按照上述配比依次將腐植酸液、糖醇(山梨醇、甘露醇、麥芽糖醇)、中微量元素(硫酸鎂、一水硫酸錳、七水硫酸鋅、七水硫酸亞鐵)和溶劑(丙三醇、水)加入到反應(yīng)釜中，溫度控制在75℃，螯合反應(yīng)2h，至中微量元素溶解完全，調(diào)整溫度為85℃，濃縮至含水量為53％，得到有機(jī)螯合增效劑。下面結(jié)合田間試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)一步說明本發(fā)明的有益效果：田間試驗(yàn)明細(xì)如下：供試作物：馬鈴薯試驗(yàn)地點(diǎn)：山東滕州，砂壤土試驗(yàn)時(shí)間：2016.2-2016.6供試肥料：采用常規(guī)高塔硝硫基15-8-22(未添加有機(jī)增效劑，空白)、高塔硝硫基15-8-22(+實(shí)施例1)、高塔硝硫基15-8-22(+實(shí)施例2)、高塔硝硫基15-8-22(+實(shí)施例3)。采用小區(qū)試驗(yàn)種植馬鈴薯，共設(shè)4個(gè)處理，每個(gè)處理3次重復(fù)，共12個(gè)小區(qū)，小區(qū)面積20m2，株距25cm，行距65cm，播種深10cm，各處理施肥量如下表，各小區(qū)其他田間管理一致。試驗(yàn)效果如下：從上述產(chǎn)量結(jié)果中可以看出，各處理產(chǎn)量從高到低依次為實(shí)施例1、實(shí)施例3、實(shí)施例2和空白，添加有機(jī)螯合肥料增效劑處理較空白增產(chǎn)率分別達(dá)到21.68％、13.33％和17.76％，增產(chǎn)效果差異顯著。綜上所述，本發(fā)明上述實(shí)施例所示僅為本發(fā)明較佳實(shí)施例之部分，并不能以此局限本發(fā)明，在不脫離本發(fā)明精髓的條件下，本領(lǐng)域技術(shù)人員所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，都屬本發(fā)明的保護(hù)范圍。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3