一种改良土壤的脂肪酸钙及其衍生物的组合物的制作方法

文档序号:12609287阅读:969来源:国知局

本发明涉及脂肪酸、它们的酯、它们的盐或衍生物或它们的混合物及其组合物与无机钙或有机钙化合物在pH值为2.0-3.3下反应生成脂肪酸钙制成的具有改良修复土壤结构,促进植物生长,增强植物抗性的新用途组合物,属于微生物学、化学和农业技术领域,涉及微生物学、化学和生物化学等。



背景技术:

随着化学工业的发展和农药肥料适用范围的扩大,化学肥料的数量和品种都在不断增加,现在世界化肥总产量(以有效成分计)超过3000万吨。由于化学农药和化肥的长期大量施用,已带来了严重的土壤环境污染,并导致了土壤的板结,严重影响着农作物的生长。许多国家都投入了大量资金研究开发能够替代或减少化学农药和化肥的新制剂,以保持农业生产的可持续发展。

化肥造成的土壤环境污染在我国更为严重。我国平均每亩施用化肥21.9公斤,远高于世界的平均水平(每亩8公斤),是美国的2.6倍,欧盟的2.5倍。从上世纪70年代开始,中国的耕地肥力出现了明显下降,全国土壤有机质平均不到1%。与之对应的是,国内的化肥用量及其增长速度惊人,三大粮食作物氮肥、磷肥、钾肥的利用率仅为33%、24%和42%。

化肥的大量投入虽然保障了我国粮食安全的稳定,但与此同时,危害也开始显现,土地开始板结。板结会使土壤保持水分、养分的能力变差,影响作物根系生长,降低作物产量。此外,过量施肥还造成了土壤酸化,一些过量施用氮肥的田地,和旁边正常的田地相比,几乎可以用“颗粒无收”来形容。土壤的变化令农民感到不安,在很多地方,为了保住产量,农民们能做的就是再多施些化肥,可增产却越来越难,而土壤质地却越来越差。

脂肪酸是大量存在于自然界具有生物活性的化合物,脂肪酸、它们的酯、它们的盐或衍生物或它们的混合物已广泛应用在食品、化工等领域。本发明发现的脂肪酸尤其是短链脂肪酸、它们的酯、它们的盐或衍生物或它们的混合物与钙反应生成的具有改良土壤结构,促进植物生长的作用。

本发明的脂肪酸、它们的酯、它们的盐或衍生物或它们的混合物与无机钙或有机钙化合物在pH值为2.0-3.3下反应生成脂肪酸钙,将脂肪酸钙与下述任意一种或多种成分在施用到目标部位前或在施用到目标部位时任意组合,一种阴离子硫酸盐或磺酸盐表面活性剂,一种或多种香料,一种或多种糖,一种或多种无机化合物按0.1-95%混合制成的具有改良修复土壤结构,促进植物生长,增强植物抗性方面呈现出意想不到的多重效果,这在先前是没有报道过的。

更为特别的本发明的组合物不仅在调节植物生长发育、增强植物抗性和防治植物病害和虫害方面呈现出意想不到的多重效果,而且因为组合物含有香料使组合具有令人愉悦的香味。

更为先进的是本发明选用的组合物成分是对环境友好的,应用这种组合物可以在实现促进土壤改良,促进植物生长,增加作物产量的同时,节能减排,减少大量施用化肥和农药对农产品和环境的污染。

更为优秀的是本发明的组合物还能有效抑制土壤中危害植物根系的病虫害等。



技术实现要素:

要解决的技术问题

本发明的目的一是提供一种或多种下式的脂肪酸、它们的酯、它们的盐或衍生物或它们的混合物:

和/或

式中X是H,C1-C31烷基或烯基,2-羟基乙基,2-羟基丙基或这些基团的组合,更为优选的是短链的C1-C4烷基或烯基;Y是H,C1-C4烷基或烯基,金属或非金属元素或基团,或这些基团的组合;Z是H,OH,C1-C4烷基或烯基,烷氧基化的衍生物,金属或非金属元素或基团,或这些基团的组合;将含有上式结构的脂肪酸、它们的酯、它们的盐或衍生物或它们的混合物与无机钙或有机钙化合物在pH值为2.0-3.3下反应生成脂肪酸钙,将脂肪酸钙与下述任意一种或多种成分在施用到目标部位前或在施用到目标部位时任意组合,一种阴离子硫酸盐或磺酸盐表面活性剂,一种或多种香料,一种或多种糖,一种或多种无机化合物,一种或多种按0.1-95%混合制成的组合物。这种制剂制成的适宜组合获得了高效的协同作用,这种协同作用表现在含钙组合物的用量比氧化钙或硫酸钙的用量显著减少,而且改良土壤结构的效果显著增强,组合物还具有促进植物生长和增强植物抗性,防治土传病害等方面获得了意想不到的效果。

本发明的目的二是本发明的组合物含有香味,这在目前的肥料和农药中是不曾有的。

本发明的目的三是组合物的使用方法是可以在植物生长期间将组合物通过喷洒,灌根,浇灌等方式施入土壤而不伤害植物。

本发明的目的是这样实现的。

技术方案

本技术领域的技术人员知道脂肪酸是大量存在于自然界具有生物活性的化合物。在美国专利3,983,214中,Misato等人强调了蔗糖脂肪酸脂的预防真菌病害的活性,美国专利4,771,571中,Obrero等人描述了脂肪酸表面活性剂防治菠萝病害的效果,而Kabera等人在美国专利4,002,775中对1-2单月桂酸多元酯组成的杀菌食品添加剂提出了权利要求。在其他发表的期刊和专业学会的书中也刊登了多篇脂肪酸及其衍生物的抗微生物作用。尽管如此,脂肪酸及其衍生物的有效浓度范围很窄,在低浓度时没有效果,浓度高时则伤害植物(美国专利5,366,995,6,103,768),同时,有的脂肪酸盐在防治一种病害的同时又会促进其它病害的发生(Chase,A.R.,L.S.Osborne(1983)Plase Disease67:1021-1-1023)。Savage等人在美国专利6,136,856中提出不产生植物毒性又能有效防治植物病害的C7-C20的长链脂肪酸及其衍生物的有效浓度为0.1-2% w/v。无机钙如氧化钙或硫酸钙虽然已经在土壤改良中显示出好的效果,但是因为用量大,使用不方便而不能大面积应用。

本发明的新颖性在于通过脂肪酸,它们的酯,它们的盐及其衍生物与无机钙或有机钙化合物在pH值为2.0-3.3下反应生成脂肪酸钙,将脂肪酸钙与下述任意一种或多种成分在施用到目标部位前或在施用到目标部位时任意组合,一种阴离子硫酸盐或磺酸盐表面活性剂,一种或多种香料,一种或多种糖,一种或多种无机化合物按0.1-95%混合制成的适宜组合获得了高效的协同作用,这种协同作用表现在含钙组合物的用量比氧化钙或硫酸钙的用量显著减少,而且改良土壤结构的效果显著增强,组合物还具有促进植物生长和增强植物抗性,防治土传病害的效果。本发明的另一个创新点还在于本发明的组合物含有香味,这在目前的肥料和农药中是不曾有的。而组合物的最适宜pH为2.0-3.3,这在先前是没有报道过的。Savage等人在美国专利6,130,768中提出的防治植物病害的脂肪酸盐的pH为7.4-7.8。

本发明的主要方法是将脂肪酸、它们的盐或衍生物或它们的混合物与无机钙或有机钙化合物在pH值为2.0-3.3下反应生成脂肪酸钙,将脂肪酸钙与下述任意一种或多种成分在施用到目标部位前或在施用到目标部位时任意组合,一种阴离子硫酸盐或磺酸盐表面活性剂,一种或多种香料,一种或多种糖,一种或多种无机化合物按0.1-95%混合制成的具有改良土壤结构,促进植物生长,增强植物抗性,防治植物土传病害多重效果的组合物,通过成分间的协同作用,使组合物以低浓度的脂肪酸、它们的酯、它们的盐或衍生物或它们的混合物以及低用量的钙就获得了改良土壤,促进植物生长,提高植物产量,防治植物土传病虫害的显著效果。

所述脂肪酸、它们的酯、它们的盐或衍生物或它们的混合物包括但不局限于从C1到C31的饱和或不饱和的脂肪酸、它们的酯、它们的盐或衍生物,更为优选的是C1-C4的短链脂肪酸、它们的酯、它们的盐或衍生物,例如乙酸,丁酸,乙酸乙烯酯等。

所述的无机钙或有机钙包含但不局限于葡萄糖酸钙、乳酸钙,柠檬酸钙,碳酸钙,硫酸钙,氯化钙,氢氧化钙,氧化钙等。所述的糖包含但不局限于单糖,双糖和低聚糖例如葡萄糖,蔗糖,壳聚糖,海藻糖等,更为优选的是低聚糖。

所述的糖包含但不局限于单糖,双糖和低聚糖例如葡萄糖,蔗糖,壳聚糖,海藻糖等。所述的无机或有机化合物包括但不局限于含有钙,镁,硅,钾,硼,铝,锰,锌,铁,铜和/或钠的无机或有机盐,例如硫酸盐,盐酸盐,硝酸盐,碳酸盐,硅酸盐,水杨酸盐等。所述的天然产生的或人工合成的高分子聚合物包括但不局限于纤维素,甲基纤维素,淀粉等。

所述的香料包括但不局限于萜烯类、芳香类、脂肪族类、含氮、含硫、杂环和稠环类以及合成麝香类等,例如异罗勒烯,庚酸烯丙酯,莰烯,香芹酚,β-石竹烯,香茅醇乙酸酯,香茅醇异丁酸酯,香茅基腈,香茅醇丙酸酯,乙酸环己基乙酯,癸醛,γ-甲基紫罗兰酮,乙酸香叶酯,甲酸香叶酯,异丁酸香叶酯,香叶酯基腈,d-柠檬烯,乙酸里钠酯,乙酸薄荷酯,甲基胡椒粉,甲基壬基乙醛,橙花醇乙酸酯,乙酸壬酯,壬醛,辛醛,萜品油烯,乙酸萜品酯等。

这些成分可以容易地通过商业途径买到。选用的脂肪酸、它们的酯、它们的盐或衍生物以及多糖也可以采用已知的方法从植物,动物,海洋生物或微生物中获取。

本发明的实施步骤为:

实例1. 组合物的制备

取硫酸钙10g加入到500ml 2%乙酸水溶液中在60℃下反应24小时制成脂肪酸钙,加入壳聚糖0.5克,乙酸香叶脂0.1克,脂肪醇硫酸钠盐3克,椰油酸单乙醇酰胺0.5克,甲基纤维素0.3克,充分搅拌均匀,制成本发明的改良土壤的脂肪酸钙的组合物。

实例2. 组合物改良土壤的效果

取组合物加水稀释100倍,均匀浇灌种植大蒜的土壤,间隔7天1次,浇灌2次后测定土壤结构变化。对照地块在大蒜种植前每亩撒施氧化钙15公斤,组合物比对照显著改善了土壤结构。

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