一种双螯合多微添加剂的制备工艺的制作方法

文档序号:12028827阅读:335来源:国知局

本发明涉及一种添加剂的制备工艺,特别是一种用于农业生产的双螯合多微添加剂的制备工艺。



背景技术:

氮、磷、钾三种元素做为肥料已广泛应用于农业生产中。随着科学技术的不断发展,又证实了植物生长还需要若干微量元素如碳、氢、氧、氮、磷、硫、钾、镁、钙、铁、锰、锌、铜、硼、钼、氯、镍等17种,最重要的是硼、锰、锌、铁、铜和钼。对于一些高等植物还需要钴、镍等,一些低等植物还需要铝、钒、钪、镓、钨等,缺少其中任何一种就不能正常生长;按不同作物所需的比例,供应必不可少的营养元素是作物健壮生长的必要条件,任何偏废都将造成作物营养失调或导致减产、品质下降,或易受病虫害侵袭,或降低对自然灾害的抗逆性等。在农业生产中,增施肥料是提高农作物产量的一项主要措施,而各种元素比例是否合理与产出效果有着密切的关系,因此,微量元素在肥料中的作用越来越显得重要。

近些年来,我国有些地方氮、磷、钾等常量化肥施用量增加速度惊人,但微量元素肥料却没有使用,经济效益和增产效应受到严重影响。许多地方实践证明,严重地缺乏微量元素可以使许多植物发生病害症状而减产甚至颗粒无收。过去有些植物病害发生后,人们并不十分了解原因,一般会错误地认为是真菌病害或细菌病害,现已证实这些病害是由于土壤中缺少某种微量元素引起的。如缺硼引起甜菜心腐病、油菜只开花不结实和小麦小花败育等。在石灰性水稻土上,水稻“僵苗”、“缩苗”等现象就是因为土壤缺微肥引起的,通过施用微量元素肥料植株恢复正常生长,产量大幅度提高。比如,禾谷类作物缺钼后常患缺绿症;小麦缺锰就会生长不良、减产甚至死亡;苹果树缺铜会引起树枝枯萎,缺锌会引起叶簇病;柑橘缺锌叶子会发生斑点病并停止生长等。

据试验研究证实,微量元素与农产品品质有很大影响。例如:硼、锌等微量元素能提高柑橘、西瓜、葡萄含糖量和维生素c含量,降低酸度,试验表明硼肥可以使甜菜含糖量从15%增加到16.4%;可提高油菜籽油脂含量,花生蛋白质含量;改善棉花、红麻纤维品质。随着我国进入国际市场的农产品的日益增多,对粮、棉、油、果、特产品品质要求会更高,从这一点来看我国含微量元素肥料的使用前景非常广阔,也是应对国际农产品市场的要求。

目前,多数螯合态元素多以单体物质存在,如edta铁、edta锌、edta铜、edta锰等,或以腐殖酸锌、锰、钙、钾、钠等形态存在,农民施用极不方便,一是在用量上难以准确掌握,二是费工费时,增加成本,三是土壤缺素的多样性往往叠加存在,农民使用需分别购买。



技术实现要素:

为克服目前植物所需多种微量元素使用中用量难以掌握,费工、费时,增加成本,且精准难度大,无法消除各营养元素间拮抗作用而影响应用效果的缺陷,提供一种双螯合多微添加剂的制备工艺。

本发明从规避植物所需各个营养元素的拮抗作用入手,利用每个单体反应釜在设定温度、溶解度的前提下,分别采用强螯合剂edta和氨基酸按1∶1的比例进行同步螯合植物所需及土壤缺乏的铜、铁、锰、锌、钼、锰、硼等元素,形成不同形态的双螯合微量元素个体,使各营养元素间拮抗作用的消除,然后分别添加到载体腐殖酸(褐煤)中,进行稀释,最终实现各自功能的同化。

edta螯合过程充分考虑了所螯合元素投入量对温度、溶解度、螯合时间、螯合率等指标的最佳要求。

氨基酸螯合过程中充分考虑了含水量、ph值(5.5-6.5)对微量元素活性的要求。

各种大中微量元素的投入量依据了植物所需各种养分的“最小养分律”进行合理添加。

本发明的工艺步骤是:

确定双螯合多微添加剂含有以下主要成分:

硫酸锌(纯量)8%--12%、硫酸锰(纯量)2.5%--3%、硫酸镁(纯量)1.5%--2%、硼酸(纯量)0.8%--1%、硫酸铁(纯量)3.5%-4%、硫酸铜(纯量)0.05%--0.1%、钼酸铵(纯量)3.5%--4.5%、稀土(纯量)0.04%--0.05%、edta(纯量)10%--13.5%、氨基酸(纯量)10%--13.5%、腐殖酸(纯量)30%----35%;

测定各需螯合营养元素的原料含量,根据测定值,确定每一个元素原料的添加投放量;

根据各元素最佳溶解温度和溶解度及其添加投放量,计算确定相应溶解度的加水量;

在向每个反应釜中注入相应溶解度加水量的50-60%时,搅拌装置启动-加热装置启动-自动投料装置启动,按照需螯合元素-edta-氨基酸顺序进行投料,再通过定时、定温、搅拌30-45分钟完成螯合反应;

将完成螯合反应的每一个元素,按设定比例喷入腐殖酸(褐煤)中,最终形成含水量15%-22%的且含有铜、铁、锰、锌、钼、锰、硼等元素的螯合添加剂。

本发明的制备工艺流程图如图1所示。

本发明由于采用了edta和氨基酸特殊的双螯合制备工艺,产生的有益效果是:

1、所述双螯合多微添加剂稳定性明显增强,不会在元素间产生拮抗作用。

2、所述双螯合多微添加剂可与多种组方、比例的氮、磷、钾元素配伍,一次性完成中微量元素的补充。

3、所述双螯合多微添加剂的主要载体为腐殖酸(褐煤),其构成比例达80%左右,其丰富的有机质、有机酸对改善土壤团粒结构,提高农产品品质具有明显的效果。

4、所述双螯合多微添加剂中的微量元素经过edta和氨基酸双重螯合以后,即转变为螯合态的微量元素,其水溶性明显提高,作物吸收与利用率成倍提高,改变了过去单一使用edta螯合成本高的弊端,可节约成本35-40%。

一般情况下,本双螯合多微添加剂10%与氮、磷、钾总含量大于等于30%(15-5-10)所形成的复混肥与氮、磷、钾总含量大于等于45%(15-15-15)相比,肥料利用率可提高30%以上,粮食作物增产10%以上,经济作物增产20%以上。

附图说明

图1为本发明的制备工艺流程图。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明做详细描述。

本发明从规避植物所需各个营养元素的拮抗作用入手,利用每个单体反应釜在设定温度、溶解度的前提下,分别采用强螯合剂edta和氨基酸按1∶1的比例进行同步螯合植物所需及土壤缺乏的铜、铁、锰、锌、钼、锰、硼等元素,形成不同形态的双螯合微量元素个体,达到各营养元素间拮抗作用的消除,然后分别添加到载体腐殖酸(褐煤)中,进行稀释,最终实现各自功能的同化,调整50%用氨基酸螯合可便于调整ph值,使各元素发挥作用更完全。

edta螯合过程充分考虑了所螯合元素投入量对温度、溶解度、螯合时间、螯合率等指标的最佳要求,以及各需螯合元素的溶解度与温度的关系,保证了螯合率的精准完成与提高。

氨基酸螯合过程中充分考虑了含水量、ph值(5.5-6.5)对微量元素活性的要求。

各种大中微量元素的投入量依据了植物所需各种养分的“最小养分律”,进行合理添加。

工艺及组方中充分考虑了螯合剂中水与所形成的双螯合态微量元素在一定含水量(15-22%)中的活性。

实施例1

一种双螯合多微添加剂的制备工艺,包括以下步骤:

a、确定双螯合多微添加剂组方:

b、测定各需螯合营养元素的原料含量,根据测定值,计算确定每一个元素原料的添加投放量:

c、根据各元素最佳溶解温度和溶解度及其添加投放量,计算确定相应溶解度的加水量:

d、向每个反应釜中依据投料数量注入相应溶解度加水量,当注水量达到设定溶解水量的50-60%时,自动加温装置启动,开始加温,搅拌装置启动,当温度达到设定温度的50%时,自动计量投料秤启动开始投料,依次为:需螯合元素-edta-氨基酸,全部注水、投料完成且温度达到设定值后,停止注水、投料,保持设定温度继续搅拌30-45分钟,螯合反应完成,此步工艺中采用电加热棒直接加热,热效率高,温控器控制,温度易于调整;

e、将完成螯合反应的每一个元素,按设定比例,均匀地利用计量投料泵喷入腐殖酸(褐煤)中。具体方法是:皮带计量秤计量投入腐殖酸(褐煤),利用对辊螺旋推进器推进搅拌,搅拌的同时将每一个完成螯合的元素液体按设定的投料比例均匀地喷洒在腐殖酸(褐煤)上,最终形成含水量15%-22%的且含有铜、铁、锰、锌、钼、锰、硼等元素的双螯合多微添加剂,此双螯合多微添加剂与氮、磷、钾等大量元素肥料及辅料按设定量加工而成为双螯合多微复混肥,利用对辊螺旋推进搅拌,较传统的滚筒搅拌,一是工序简单便捷,节约能源,二是保证了均匀度。

实施例2:施用双螯合多微复混肥对土壤理化性状的影响。通过对内蒙古自治区赤峰市,山东省烟台市、青岛市,河北省唐山市等六个不同地区土壤连续施用5年试验材料的地块,田间取样与化验室检测表明,施用双螯合多微复混肥不但表现出增产、抗逆性强的效果,更重要的是改善土壤容重,缓解土壤板结。

1、赤峰市松山区太平地镇傲包土村霍宝忠16.7公顷试验区是平坦的褐土性壤土,粮食、蔬菜单作种植,连续5年施用双螯合复混肥,试验区较对照区容重减少0.1275g/cm3,5年间土壤容重减轻8.79%,年均1.758%。

2、山东省莱西市南墅镇东芝下村丁瑞民1.53公顷试验区是砂姜黑土地,玉米或杂粮单作,连续5年施用双螯合复混肥,试验区较对照区土壤容重减少0.3265g/cm3,5年间土壤容重减轻18.55%,年均3.71%。其他试验区(点)20cm土壤的容重也均表现出了容重降低的趋势。

土壤容重变轻代表着土壤团粒结构发生了变化,即同一体积土变少了,土壤变松了,有利于土壤的保水和有机质的分解转化,提高作物产量和品质。

实施例3:施用双螯合多微复混肥对土壤田间持水量的影响。由于土壤容重变轻,土壤的保水能力增强,通过对内蒙古自治区赤峰市,山东省烟台市、青岛市,河北省唐山市等六个不同地区土壤连续施用5年试验材料的地块,田间取样与化验室检测表明,施用双螯合多微复混肥的试验区比施用其它复合肥的对照区,田间持水量增加4.78%-5.88%。

实施例4:施用双螯合多微复混肥对作物的影响。由于土壤容重变轻,土壤的空气补充量增多,土壤的空气通换量增强,相应的有益微生物繁殖、化肥的溶化移动吸收和有机质的分解转化迅速,增强了土壤活力,有利于作物尤其是根系的生长发育。

1、通过2013-2015三年的定位观测调查,小麦在施用双螯合多微复混肥后,在同等价格肥料投入的条件下,其667m2穗数增加0.395万,穗粒数增加1.88个,千粒重增加1.29g,667m2增产59.3kg,增产率11%。

2、通过在山东、河南、河北、黑龙江等8省区61个点(户)100.2公顷示范区试验,玉米空杆率减少0.71个百分点,千粒重增加30.83g,667m2产量增加54.4kg,增产11.83%,

3、为验证双螯合多微复混肥在马铃薯上的应用效果,2015年在河北省张家口市沽源县小厂子乡石柱子村设置了66.67公顷等投入示范区,示范区与对照区各33.33公顷,2015年9月18日调查,试验区成品率(150克以上)占80.77%;对照区成品率(150克以上)占78.41%,平均增产为13%。

另外,双螯合多微复混肥对大葱、甘蓝、白菜的单株发育有明显的促进作用。试验区较对照区大葱单株增重0.101kg,甘蓝单株增重0.100kg,白菜单株增重0.136kg,其增产率均在10%以上

实施例5:施用双螯合多微复混肥对瓜果产量及糖分的影响

1、甜瓜示范区,施用双螯合多微复混肥60kg/亩,(该肥料养分组成为:n15%+p2o55%+k2o10%,npk总养分≥30%,螯合态中微量元素≥10.0%,有机质、有机酸≥10.0%)较对照区农户习惯施肥复合肥60kg(含n15%,p2o515,k2o15%,)亩增产19.82%,糖分增加1.71度,增幅14.6%。同时在生长期考察,表现出极强的抗病性,感病株率下降80%以上。多采收1茬甜瓜。

2、葡萄示范区,施用双螯合多微复混肥200kg/667m2,(该肥料养分组成为:n18%+p2o512%+k2o6%,npk总养分≥36%,双螯合态中微量元素≥10.0%,有机质、有机酸≥10.0%,100kg;n18%+p2o58%+k2o12%,npk总养分≥38%,双螯合态中微量元素≥10.0%,有机质、有机酸≥10.0%,100kg);对照区为农户习惯施肥。施肥量为667m2施复合肥200kg(含n、p2o5、k2o各15%),示范区与对照区肥料分三次施入,每次50-60kg/667m2,其他管理相同。施用双螯合复混肥的试验区较施用常规复合肥的对照区,667m2平均增产478.5kg,增产率27.24%。按常年市场价格测算,667m2可增收千余元。其糖分含量增加1.2%,增幅8.33%。

3、桃示范区,施用双螯合多微复混肥150kg/667m2,(该肥料养分组成为:n18%+p2o58%+k2o12%,npk总养分≥38%,螯合态中微量元素≥10.0%,有机质、有机酸≥10.0%,);对照区为农户习惯施肥。施肥量为667m2施复合肥200kg(含n、p2o5、k2o各15%),示范区与对照区肥料分四次施入,每次50kg/667m2,其他管理相同。从检测结果可以看出,施用双螯合复混肥的试验区较施用常规复合肥的对照区,667m2平均增产391.4kg,增产率13.2%。按常年市场价格测算,667m2可增收近千元。其糖分含量增加1.3%,增幅13%。

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