一种功能型高浓度含腐植酸水溶肥料及其制备方法与流程

本发明属于有机-无机农产品肥料的技术领域，具体涉及一种功能型高浓度含腐植酸水溶肥料及其制备方法。

背景技术：

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

目前，我国由于长期使用无机化肥，造成土壤肥力下降，土壤板结，酸碱平衡失调，地力衰退等现象，严重影响了农产品的产量和品质。而腐植酸肥料作为一种有机-无机混合型水溶肥料，施于土壤能疏松土壤、提高土壤肥力、改善土壤酸碱程度、刺激根系生长、提高作物抗逆能力等；喷施于作物叶面上，能使叶面气孔缩小，减少水分蒸腾，提高农作物抗寒抗旱能力。

功能型肥料增效剂是指提高肥效、减少固定、挥发、淋失、径流，提高肥效作用和养分贡献率，利于吸收转化，延长肥效期、改良或修复土壤，调节土壤供肥保肥能力，提高作物品质的一类肥料辅助产品。

技术实现要素：

针对上述现有技术中存在的问题，本发明的一个目的是提供一种功能型高浓度含腐植酸水溶肥料。本申请提供一种易操作、水溶性好、改善土壤性质、防病抗病、促进根系生长、抵抗逆境、提高产量、改善作物品质的高浓度腐植酸水溶肥料及其生产方法。

为了解决以上技术问题，本发明的技术方案为：

一种功能型高浓度含腐植酸水溶肥料，包括质量百分数为5～20％尿素、5～10％水溶性磷肥、10～30％水溶性钾肥、1～5％水溶性螯合态微量元素、5～10％水溶性矿源黄腐酸钾、0.1～0.5％功能型肥料增效剂，余量为水，所述功能肥料增效剂包括环二肽，所述环二肽的结构式为：

本水溶肥料的功能肥料增效剂中含有一类内生菌源的环二肽，环二肽具有用量少、效果优、成本低、生物环保等特点。能够被植物直接吸收利用，让根系分泌更多的氨基酸、有机酸、碳水化合物等，促进土壤根际微生物富集，促进根系生长，提高肥料利用率；能够增强作物抵抗如低温冻害、干旱、盐碱等逆境的能力，作为信号转导因子使植物能够顺利度过逆境，健康生长。

优选的，所述水溶性肥料中水溶性氮肥、水溶性磷肥、水溶性钾肥总的浓度为500-520g/l。

优选的，所述水溶性肥料中水溶性矿源黄腐酸钾的浓度为≥40g/l。

优选的，所述水溶性肥料中水溶性螯合态微量元素的浓度为2～9g/l。

优选的，所述水溶性钾肥为硝酸钾、焦磷酸钾中的一种或两种。

优选的，水溶性磷肥为磷酸二氢钾、工业级磷酸一铵、磷酸脲的一种或多种。

优选的，所述水溶性螯合态微量元素为硼酸、螯合态锌(edta-zn)中的一种或两种。

优选的，所述环二肽的制备方法，所述制备方法包括：培养宛氏拟青霉菌sj1，收集菌丝体，干燥，粉碎，浸取、蒸发浓缩、萃取、分离得到环二肽；

宛氏拟青霉sj1(paecilomycesvariotii)，该菌株于2014年12月8日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(地址为：北京市朝阳区北辰西路1号院3号)，保藏编号为cgmccno.10114。

进一步优选的，培养宛氏拟青霉sj1菌株的方法为，将菌株接种到pda固体培养基上，于培养箱中培养23-27℃培养5-8天，移种到pda液体培养基，23-27℃，170-190r/min下旋转摇床上培养3-5天，在25-28℃、150-170r/min条件下进行发酵，将发酵液离心过滤，得菌丝体。

进一步优选的，所述浸取利用与粉碎后的菌丝体相同体积的乙醇进行提取，超声震荡，真空抽滤，收集滤液即为提取液。

进一步优选的，萃取的过程为将浓缩的粗提物顺序经过硅胶柱层析、ods加压色谱、甲醇/水12:88～100梯度洗脱进行分离；

硅胶柱层析进行7次洗脱，洗脱剂依次为二氯甲烷、二氯甲烷：甲醇＝70:1、二氯甲烷：甲醇＝30:1、二氯甲烷：甲醇＝8:1、二氯甲烷：甲醇＝2:1、丙酮、甲醇。

进一步优选的，分离的过程为：将萃取后得到洗脱液进行tlc合并后进行hplc纯化得到环二肽。

上述功能型高浓度含腐植酸水溶性肥料的制备方法，具体步骤为：

将水溶性钾肥、水溶性磷肥依次加入盛有水的反应釜中，原料溶解后，再依次加入水溶性螯合态微量元素、水溶性矿源黄腐酸钾、水溶性氮肥、功能肥料增效剂。

优选的，反应釜内的温度为80～90℃，反应1～2h，前一种原料充分溶解后再加入下一种原料。

本发明的有益效果：

1)工艺简单、易操作、可实施性高；

2)浓度高、肥效快、水溶性好，易被作物吸收和利用，增强植物养分吸收和运转能力，增加干物质的积累；

3)高抗重茬，改善土壤结构和酸碱度，疏松板结土壤，增加土壤的透气性和保水性；

4)功能型肥料增效剂属于内生菌源的环二肽，生物环保，用量较少，干物质含量纳克级有效，即能促使植物根系发达，增强作物的抗寒、抗旱、抗病等抗逆能力；

5)促进作物生长，提高光合作用和酶的活性，有效改善作物品质，增加产量，提高经济效益；

6)本发明可实现“水肥一体化”灌溉，使用灵活，省时省工，是一种低碳节能、高效环保的有机-无机水溶肥；

7)菌株容易培养，用较简单的方法就可以从发酵液中分离提纯得到环二肽类化合物，对环境没有污染，生产周期短，活性超高、生产及使用成本极低，且易于形成大规模批量生产。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为利用hplc对具体实施方式中的供试品进行检测的指纹图谱和环二肽标准图谱的对比图，1a为合并后的功能肥料增效剂的hplc色谱图，1b为内生菌源环二肽的标准图谱；

图2为环二肽核磁氢谱分析色谱图。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是示例性的，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。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

宛氏拟青霉菌(paecilomycesvariotii)的发酵和环二肽化合物的制备

1)将宛氏拟青霉菌接种于pda固体培养基中，25℃恒温培养5天；将活化好的菌种用打孔器琼脂挖块接种于装有200ml种子培养基(pda液体培养基)的三角瓶，于25℃，180r/min摇床上振荡培养5-7天，作为一级种液；将一级种液接入5l种子罐中，进行二级种子罐发酵培养；将确定的最适发酵液装于发酵罐中121℃灭菌20min，冷却后接种一级种子，接种量为6％，温度25.8℃，初始ph7.2，搅拌转速160r/min，培养5d，每天取样检测，最终得目标产物。发酵液配方为：马铃薯提取液1.0l，酵母膏1.0g，蛋白胨3.0g，葡萄糖15.0g。

2)发酵液进行离心过滤，得到菌丝体和过滤发酵液；将菌丝体洗涤后60℃下烘干，称重，然后经高速粉碎机粉碎，用同体积的乙醇浸提24h，浸提3次，用磁力搅拌器将其混匀，超声波震荡1h，真空抽滤，收集滤液，即为提取液；将提取液用旋蒸仪浓缩后用等体积的含有5％丙酮的乙酸乙酯进行萃取，萃取3次；然后将上清液用旋转蒸发仪蒸馏得到粗提物，氮吹仪下吹干待用；取粗提物经200-300目减压硅胶柱层析分离，以二氯甲烷、二氯甲烷：甲醇(70:1)、二氯甲烷：甲醇(30:1)、二氯甲烷：甲醇(8:1)、二氯甲烷：甲醇(2:1)、丙酮、甲醇7个极性系统快速洗脱，收集各流分，而后反复经ods加压色谱、甲醇/水12:88～100梯度洗脱，tlc合并后经hplc检测及nmr分析，最后得到环(异亮-异亮)二肽化合物cyclo(ile-ile)---供试品如图1中1a所示。

下面结合实施例对本发明进一步说明

实施例1

一种功能型高浓度含腐植酸水溶性肥料，包括尿素5％，磷酸二氢钾5％，硝酸钾10％，硼酸1％，水溶性矿源黄腐酸钾5％，环二肽0.1％，余量为水。

实施例2

一种功能型高浓度含腐植酸水溶性肥料，包括尿素20％，工业级磷酸一铵10％，焦磷酸钾30％，螯合态锌1％，水溶性矿源黄腐酸钾10％，环二肽0.5％，余量为水。

实施例3

一种功能型高浓度含腐植酸水溶性肥料，包括尿素15％，磷酸二氢钾和磷酸脲的混合物8％，硝酸钾和焦磷酸钾的混合物25％，硼酸和螯合态锌的混合物3％，水溶性矿源黄腐酸钾8％，环二肽0.3％，余量为水。

实施例4

实施例1的水溶性肥料的制备

将水加入反应釜，控制反应温度为80℃，加入10％水溶性钾肥(硝酸钾)，边加入边搅拌，待原料溶解后依次加入5％水溶性磷肥(磷酸二氢钾)；1％水溶性螯合态微量元素(硼酸)，待原料溶解后加入5％水溶性矿源黄腐酸钾，充分搅拌均匀，再加入5％尿素，最后加入0.1％环二肽，再反应30min，冷却静置，经计量、包装后既得功能型高浓度含腐植酸水溶肥料。

实施例5

实施例2的水溶性肥料的制备

将水加入反应釜，控制反应温度为90℃，加入30％水溶性钾肥(焦磷酸钾)，边加入边搅拌，待原料溶解后依次加入10％水溶性磷肥(工业级磷酸一铵)；5％水溶性螯合态微量元素(螯合态锌)，待原料溶解后加入10％水溶性矿源黄腐酸钾，充分搅拌均匀，再加入20％尿素，最后加入0.5％环二肽，再反应30min，冷却静置，经计量、包装后既得功能型高浓度含腐植酸水溶肥料。

实施例6

实施例3的水溶性肥料的制备

将水加入反应釜，控制反应温度为85℃，加入25％水溶性钾肥(硝酸钾、焦磷酸钾两种的混合物)，边加入边搅拌，待原料溶解后依次加入8％水溶性磷肥(磷酸二氢钾、工业级磷酸一铵、磷酸脲或三种的混合物)；3％水溶性螯合态微量元素(硼酸、螯合态锌或两种的混合物)，待原料溶解后加入8％水溶性矿源黄腐酸钾，充分搅拌均匀，再加入15％尿素，最后加入0.3％环二肽，再反应30min，冷却静置，经计量、包装后既得功能型高浓度含腐植酸水溶肥料。

对比例1

与实施例5不同的是加入的环二肽的含量为0.8％。

实验例1环二肽对大姜产量的影响

用环二肽水溶液对种姜进行拌种后播种，并于茎叶与根茎生长盛期进行灌根冲施，同时设常规对照。结果发现，经环二肽处理后的大姜亩产量为40.64斤，对照亩产量为30.24斤。由此可见，环二肽可有效提高大姜的产量。

实验例2环二肽对尿素氮利用率的影响

以小麦为试验材料，在其生育期进行不同施肥处理：尿素、尿素+环二肽、控释尿素、控释尿素+环二肽。结果发现，控释尿素的氮肥利用率比尿素显著增加9.6个百分点；“尿素+环二肽”处理的氮肥利用率比尿素处理显著增加10.1个百分点；“控释尿素+环二肽”

处理的氮肥利用率比控释尿素处理显著增加12.4个百分点，比“尿素+环二肽”处理显著增加11.9个百分点。由此可推断，控释尿素配施环二肽可以有效提高氮肥利用率。

实验例4

功能型高浓度含腐植酸水溶性肥料在马铃薯促生和增产中的应用：

1.试验时间：2018年3月7日至6月20日。

2.试验地点：山东省泰安市高新区天宝镇天宝四村。

3.试验处理：本实验共6个处理，各3次重复，共18个小区，小区总面积42m²，小区随机排列。

处理1为常规施肥所述常规施肥的肥料的成分为复合肥16-8-30；

处理2为常规施肥+苗期、开花初期冲施高浓度含腐植酸水溶肥料(未添加环二肽)(5kg/亩)；

处理3为常规施肥+苗期、开花初期冲施功能型高浓度含腐植酸水溶肥料(添加环二肽)(5kg/亩)；

处理3对应的是实施例4制备得到的含有环二肽的水溶肥料，处理2对应的是实施例4的制备过程中未添加环二肽得到的水溶肥料。

处理4为常规施肥+苗期、开花初期冲施环二肽(5kg/亩)；

处理5为常规施肥+苗期、开花初期冲施功能型高浓度含腐植酸水溶肥料(实施例5)(5kg/亩)；

处理6为常规施肥+苗期、开花初期冲施功能型高浓度含腐植酸水溶肥料(对比例1)(5kg/亩)；

4.试验结果与分析

表1：植物诱抗剂对马铃薯的增产结果(单位：公斤)

注：lsd法检验，不同字母表示差异显著(p＜0.05)。

株高方面，处理1与处理2、3差异明显；茎粗方面，处理1与处理3之间，处理2和处理3之间均差异性显著；叶绿素方面，处理3和处理1、2之间差异性显著，产量方面，各处理每小区产量分别为191.9公斤、216.0公斤、226.8公斤，处理1与处理3之间，处理2和处理3之间均差异性显著，说明高浓度含腐植酸水溶肥料对马铃薯具有增产效果，添加环二肽的高浓度含腐植酸水溶肥料对马铃薯的增产更明显。与常规施肥对比，分别增产12.5％和18.1％，同时添加环二肽处理的马铃薯薯形好，块茎大小适中、均匀，表皮光滑，芽眼浅，品质明显得到改善，商品率达90％以上。而且抗马铃薯病毒和晚疫病的抗性增强，抗逆境能力增加，耐贮运。

通过处理1和处理4的对比可知，冲施环二肽可以起到强苗、壮苗、提高作物叶绿素含量但较对照差异不显著，冲施环二肽后马铃薯产量较对照明显增高；处理3与处理4的对比发现，功能型高浓度含腐植酸水溶肥料(含环二肽)较单独冲施环二肽后，增产效果更明显，提高了马铃薯对肥料的吸收率，使株高、茎粗或叶绿素显著增高。

通过处理2、处理3、处理4可以得到未添加环二肽的水溶性肥料、单独的环二肽的质量相同作用于相同的作物时，未添加环二肽的水溶性肥料的效果好于单独的环二肽，但是处理3中未添加环二肽的水溶性肥料和环二肽两者的含量都降低之后混合为一种水溶性肥料效果比两者含量较高时好，说明未添加环二肽的水溶性肥料和环二肽两者混合之后具有协同作用。

通过处理5和处理6的对比可知，环二肽的含量过高反而会抑制作物生长。推测当环二肽含量过高可能对马铃薯生长产生抑制，使得作为根系吸水、吸肥困难。

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。