一种水溶性肥料增效剂及其制备方法与流程

文档序号:16241648发布日期:2018-12-11 23:09阅读:250来源:国知局
本发明涉及肥料增效剂领域,更具体地,涉及一种水溶性肥料增效剂及其制备方法。
背景技术
肥料增效剂,是指一类以增加养分有效性为目的的活性物质。最早研究的有硝化抑制剂、脲酶抑制剂和氨稳定剂来作为氮肥增效剂,来提高氮素的利用率。肥料增效的途径不限于通过增加肥效来实现,通过添加促生防病的活性物质来调节作物健康和生理水平从而增强作物对肥料利用率也是一种不错的途径。长期连作及反季节栽培为病虫周年繁殖提供了适宜条件,温室成为病虫越冬繁殖的重要场所,病虫发生种类不断增加,土传病害问题也日益严重,其中土壤根结线虫是危害大棚蔬菜的所有病原物中危害最严重的一类病害。目前国际报道的根结线虫有80多种,在温带、亚热带、热带地区的植物作物受害尤其严重,可导致作物减产10~20%,严重可到达75%。根结线虫目前的防治方法有许多种,主要分为农业防治、物理防治、化学防治和生物防治。农业防治通过检疫、隔离、滴灌以及轮作等方式,其在理论上十分有效,但是线虫感染途径很多,实际生产过程中无法完全避免,同时为了追求经济效益的最大化,连茬种植很普遍,轮作生产很难真正实现。物理防治的效果好,无污染,但成本较大、费时、周期长且耗能太大,不适宜大面积应用。生物防治更加环保,但是土壤的理化性质和生物因子均能影响根结线虫天敌对线虫的寄生能力。目前化学防治在根结线虫中占很大比例,效果好,实施方便,但当前使用的一些农药对环境的污染和危害巨大,所以开发低毒高效易分解的防线虫剂十分重要。一些从植物源提取的长链脂肪酸对线虫具有很好的防治效果,且该类物质在土壤中易降解。但是由于其碳链较长而导致水溶性较差,不利于在水溶肥中的应用,而目前水溶肥是肥料的发展趋势。因此,急需解决此类抗线虫剂在水溶肥中的应用问题。技术实现要素:针对现有技术存在的问题,本发明提供一种水溶性肥料增效剂及其制备方法,所述水溶性肥料增效剂能在各种水溶肥中应用,有效防治根结线虫病害。本发明提供一种水溶性肥料增效剂,包括以下重量份的组分:抗线虫剂6~10份、吸附填料2~5份、分散剂2~10份、增稠剂0~1份和消泡剂0~1份,所述抗线虫剂为植物源抗线虫活性物质的有机溶液。上述技术方案中,先通过有机溶剂溶解植物源抗线虫活性物质得到抗线虫剂,然后将抗线虫剂与吸附填料和分散剂复配,吸附填料吸附有机溶剂,分散剂增加植物源抗线虫活性物质在肥料增效剂中的分散性能,从而促进抗线虫剂的溶解性,使得本发明的肥料增效剂方便应用于水溶肥。在复配时再添加适量的增稠剂和消泡剂,抗线虫剂的溶解性更好,更有利于其应用。优选地,所述植物源抗线虫活性物质为月桂酸、棕榈酸和亚油酸中的一种或多种。优选地,所述抗线虫剂的制备包括:将月桂酸和二甲基甲酰胺按照质量比1.5~2:1,在45℃~55℃水浴条件下搅拌15~20分钟,得到月桂酸溶于二甲基甲酰胺的溶液。优选地,所述抗线虫剂的制备包括:将棕榈酸和二甲基甲酰胺按照质量比0.5~0.8:1,在55℃~65℃水浴条件下搅拌25~30分钟,得到棕榈酸溶于二甲基甲酰胺的溶液。优选地,所述抗线虫剂的制备包括:将月桂酸、棕榈酸和二甲基甲酰胺按照质量比1.5~2:1~1.2:1,在55℃~65℃水浴条件下搅拌25~30分钟,得到月桂酸和棕榈酸溶于二甲基甲酰胺的溶液。优选地,所述抗线虫剂的制备包括:将月桂酸、亚油酸和二甲基甲酰胺按照质量比1.5~2:0.5~1:1,在45℃~55℃水浴条件下搅拌20~25分钟,得到月桂酸和亚油酸溶于二甲基甲酰胺的溶液。如上所述,给出了四种较优选的抗线虫剂。研究发现,月桂酸可对农业生产过程中常见的根结线虫病害产生较好的防治作用,月桂酸和棕榈酸复配使用时也对根结线虫产生较好的防治作用,月桂酸和亚油酸复配同样对根结线虫具有较好的防治作用。上述四种抗线虫剂分别与吸附填料、分散剂、增稠剂和消泡剂复配后,可有效提高抗线虫活性物质的分散性能,增强对根结线虫的防治作用。优选地,所述吸附填料为硅藻土、白炭黑和蒙脱石中的一种或多种。优选地,所述分散剂为六偏磷酸钠、三聚磷酸钠、烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯、聚氧乙烯三硅氧烷和羟基聚环氧乙烷嵌段共聚物中的一种或多种。优选地,所述增稠剂为聚乙烯醇、羧甲基纤维素钠、黄原胶、阿拉伯胶、白炭黑和硅酸镁铝中的一种或多种。优选地,所述消泡剂为硅油、辛醇、吐温80和磷酸三丁酯中的一种或多种。优选地,所述水溶性肥料增效剂包括以下重量份的组分:抗线虫剂6~10份、白炭黑2~5份、六偏磷酸钠6~10份、羧甲基纤维素钠0.1~1份和硅油0.1~1份,所述抗线虫剂为月桂酸和二甲基甲酰胺按质量比1.5~2:1组成的混合物。经过大量实验发现,当抗线虫剂为月桂酸和二甲基甲酰胺按质量比1.5~2:1组成的混合物,吸附填料为白炭黑,分散剂为六偏磷酸钠,增稠剂为羧甲基纤维素钠,消泡剂为硅油,且各组分用量在上述范围内时,得到的水溶性肥料增效剂抗线虫效果最好。本发明还提供一种上述水溶性肥料增效剂的制备方法,包括以下步骤:将所述水溶性肥料增效剂的各组分混合,研磨至粒子粒径小于或等于5微米即可。上述制备方法简单,成本低,且不影响各组分的活性,产品质量稳定。优选地,上述水溶性肥料增效剂还包括氨基酸浓缩液60~70份和甜菜碱10~20份。上述技术方案中,甜菜碱和氨基酸浓缩液含多种促生活性物质,而且与抗线虫剂复配后,能发挥协同作用,促生作用更显著,能够促进作物生长,提高作物抗逆抗病能力。优选地,所述氨基酸浓缩液由味精发酵尾液浓缩而成,味精发酵尾液的游离氨基酸含量在9%~11%,其氨基酸含量不高无法满足其在液体肥料中的应用,需在75~85℃温度下浓缩至原重量的30~40%制得氨基酸浓缩液,所述氨基酸浓缩液的总含氮量为9~12%,游离氨基酸总含量控制在30~35%。味精发酵尾液中含有丰富的植物源氨基酸、无机盐、残余糖分、菌体等物质,该类物质对植物的促生抗逆效果明显,作为液体肥料的载体进行资源化利用能够带来巨大的环境效益和经济效益。优选地,所述氨基酸浓缩液中包括如下质量分数的氨基酸:亮氨酸2.9~3.4%、异亮氨酸0.8~1.0%、甘氨酸2.5~3.0%、赖氨酸0.7~1.0%、精氨酸1.5~1.8%、组氨酸1.4~1.6%、酪氨酸1.3~1.7%、天冬氨酸3.1~3.6%、苏氨酸1.1~1.4%、丙氨酸3.0~3.5%、蛋氨酸1.7~2.0%、丝氨酸2.0~2.4%、缬氨酸1.2~1.4%、谷氨酸6.0~6.6%和其他氨基酸0.6~0.8%。优选地,所述水溶性肥料增效剂包括以下重量份的组分:氨基酸浓缩液60~70份、甜菜碱10~20份、抗线虫剂6~10份、白炭黑2~5份、六偏磷酸钠6~10份、羧甲基纤维素钠0.1~1份和硅油0.1~1份,所述抗线虫剂为月桂酸和二甲基甲酰胺按质量比1.5~2:1组成的混合物。上述技术方案中,当抗线虫剂为月桂酸和二甲基甲酰胺按质量比1.5~2:1组成的混合物,吸附填料为白炭黑,分散剂为六偏磷酸钠,增稠剂为羧甲基纤维素钠,消泡剂为硅油时,与氨基酸浓缩液和甜菜碱复配,且各组分用量在上述范围内,得到的水溶性肥料增效剂具有良好的抗线虫作用和促进作物生长作用,且相辅相成,互相促进,而且得到的产品性状好,可以任意比例添加到不同种类的水溶肥中。本发明还提供一种上述水溶性肥料增效剂的制备方法,包括以下步骤:向篮式研磨机中加入氨基酸浓缩液、抗线虫剂、吸附填料、分散剂、增稠剂和消泡剂,以1000~2000转/分钟研磨10~15分钟,通入冷凝水降温至25~35℃,加入甜菜碱,防止甜菜碱在高温下分解,继续研磨5~10分钟,即得。上述制备方法通过湿法研磨工艺可有效地提高抗线虫剂在肥料增效剂中的分散性能和在水溶肥中的稳定性,进一步提高抗线虫剂的效果。本发明还提供上述水溶性肥料增效剂在防治作物根结线虫病害中的应用。上述水溶性肥料增效剂既可以单独使用,又可以加入到不同营养配比的水溶肥中,作用于果树及蔬菜等经济作物,防治根结线虫病害。本发明提供的水溶性肥料增效剂由植物源抗线虫活性物质溶于有机溶剂后,再与吸附填料和分散剂等助剂复配得到,解决了植物源抗线虫活性物质水溶性差的问题,使得本发明的肥料增效剂具有良好的抗线虫作用,从而促进作物生长。本发明的产品性状稳定,分散性和流动性好,可单独使用或以任意比例添加到不同种类的水溶肥中。本发明的产品防治效果好且环保易降解,能够减少农药的使用,产品通过水肥一体化技术应用于各类作物,能够促进作物根系发育,保证作物根系健康,提高养分吸收效率,有利于实现减药减肥的农业发展目标。具体实施方式下面结合具体实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。以下实施例中,若无特殊说明,所用试剂均为市售购得。实施例1本实施例提供一种水溶性肥料增效剂,包括以下重量份的组分:抗线虫剂8份、硅油1份、白炭黑2份、六偏磷酸钠8份、羧甲基纤维素钠1份和水80份,其中,抗线虫剂由月桂酸和二甲基甲酰胺按质量比1.5:1混合,在50℃水浴条件下搅拌15分钟充分溶解制得。本实施例还提供上述水溶性肥料增效剂的制备方法,包括以下步骤:向篮式研磨机中依次加入白炭黑、六偏磷酸钠、抗线虫剂、水、羧甲基纤维素钠和硅油,以1200转/分钟研磨20分钟,即得。实施例2本实施例提供一种水溶性肥料增效剂,包括以下重量份的组分:氨基酸浓缩液65份、甜菜碱15份、抗线虫剂8份、硅油1份、白炭黑2份、六偏磷酸钠8份和羧甲基纤维素钠1份,其中,抗线虫剂由月桂酸和二甲基甲酰胺按质量比1.5:1混合,在50℃水浴条件下搅拌15分钟充分溶解制得;氨基酸浓缩液由味精发酵尾液浓缩而成,具体在75~85℃温度下浓缩至原重量的30~40%制得,所述氨基酸浓缩液的总含氮量为9~12%,游离氨基酸总含量控制在30~35%。本实施例还提供上述水溶性肥料增效剂的制备方法,包括以下步骤:向篮式研磨机中依次加入白炭黑、六偏磷酸钠、抗线虫剂、氨基酸浓缩液、羧甲基纤维素钠和硅油,以1200转/分钟研磨12分钟;通入冷凝水降温到35℃,再加入甜菜碱,继续研磨8分钟,即得。实施例3本实施例提供一种水溶性肥料增效剂,包括以下重量份的组分:氨基酸浓缩液65.9份、甜菜碱18份、抗线虫剂7份、辛醇0.1份、硅藻土3份、烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯5份和黄原胶0.1份,其中,抗线虫剂由月桂酸、棕榈酸和二甲基甲酰胺按质量比1.5:1:1混合,在55℃水浴条件下搅拌20分钟充分溶解制得;氨基酸浓缩液由味精发酵尾液浓缩而成,具体在75~85℃温度下浓缩至原重量的30~40%制得,所述氨基酸浓缩液的总含氮量为9~12%,游离氨基酸总含量控制在30~35%。本实施例还提供上述水溶性肥料增效剂的制备方法,包括以下步骤:向篮式研磨机中依次加入硅藻土、烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯、抗线虫剂、氨基酸浓缩液、黄原胶和辛醇,以1400转/分钟研磨12分钟;通入冷凝水降温到25℃,再加入甜菜碱,继续研磨10分钟,即得。实施例4本实施例提供一种水溶性肥料增效剂,包括以下重量份的组分:氨基酸浓缩液65.9份、甜菜碱18份、抗线虫剂6份、吐温801份、蒙脱石5份、聚氧乙烯三硅氧烷3份和阿拉伯胶0.5份,其中,抗线虫剂由月桂酸、亚油酸和二甲基甲酰胺按质量比2:0.8:1混合,在50℃水浴条件下搅拌25分钟充分溶解制得;氨基酸浓缩液由味精发酵尾液浓缩而成,具体在75~85℃温度下浓缩至原重量的30~40%制得,所述氨基酸浓缩液的总含氮量为9~12%,游离氨基酸总含量控制在30~35%。本实施例还提供上述水溶性肥料增效剂的制备方法,包括以下步骤:向篮式研磨机中依次加入蒙脱石、聚氧乙烯三硅氧烷、抗线虫剂、氨基酸浓缩液、阿拉伯胶和吐温80,以1100转/分钟研磨15分钟;通入冷凝水降温到28℃,再加入甜菜碱,继续研磨10分钟,即得。对比例1即空白对照,为100份的水。对比例2本对比例提供一种肥料增效剂,包括以下重量份的组分:氨基酸浓缩液65.9份、水25份、辛醇0.1份、硅藻土3份、烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯5份和黄原胶0.1份。制备方法同实施例3。对比例3本对比例提供一种肥料增效剂,包括以下重量份的组分:水71.9份、甜菜碱18份、吐温801份、蒙脱石5份、聚氧乙烯三硅氧烷3份和阿拉伯胶0.5份。制备方法同实施例4。对比例4本对比例提供一种肥料增效剂,包括以下重量份的组分:氨基酸浓缩液65.9份、甜菜碱18份、水6份、吐温801份、蒙脱石5份、聚氧乙烯三硅氧烷3份和阿拉伯胶0.5份。制备方法同实施例4。对比例5本对比例提供一种肥料增效剂,包括以下重量份的组分:氨基酸浓缩液65份、甜菜碱15份、月桂酸4.8份和水15.2份。其制备方法为向容器中加入各组分,利用电动搅拌机以1200转/分钟搅拌20分钟,即得。实验例1:室内线虫致死试验配制根结线虫二龄幼虫悬浮液,浓度约1000条/ml,将实施例1~4和对比例1~5提供的产品分别取1ml稀释250倍,然后取与二龄幼虫悬浮液等体积(150μl)加入灭菌的24孔细胞培养板中,置于26℃下保湿(盖上盖子)培养,24h后镜检二龄幼虫成活数。判别线虫死亡方法为线虫呈僵直不动为死虫,线虫呈弯曲蠕动状态为活虫。计算每个处理的线虫死亡率和矫正死亡率,结果见表1。线虫死亡率(%)=死亡线虫数/供试线虫数×100%线虫矫正死亡率(%)=(各组死亡率-对比例1死亡率)/(1-对比例1死亡率)*100%表1不同处理下线虫存活情况由表1可知,添加了抗线虫活性物质的实施例1~4以及对比例5,培养皿中接种线虫的死亡率较高,远高于未添加抗线虫活性物质的对比例1~4。但是,对比例5虽然添加了抗线虫活性物质,却由于月桂酸没有事先溶于有机溶剂且没有添加助剂而导致其分散性较差,从而影响了抗线虫活性物质的作用效果。实验例2:番茄水培试验选择长势相近幼苗,测定初始根长与根干重。试验周期设置共18天,分别在第1,4,7,10,13,16天更换营养液。第1天以改良hoagland营养液培养,且24小时无光照,用以缓苗,第4,7,10,13,16天以改良hoagland营养液为基础,分别加入实施例1~4和对比例1~5提供的产品配制成0.2g/l处理溶液,每天14小时光照,10小时黑暗处理。以改良hoagland营养液为对照。每个处理包含2盆重复,每盆3.3l营养液,5株番茄苗。第18天取样,取根系测定根长及根干重,茎长和茎干重。根长和茎长在取样时即测定,根茎干重则需先105℃杀青30min后60℃烘干3天测定。计算不同处理下根长、茎长、根干重以及茎干重的提升率,结果见表2。根长提升率%=(根长提升值/对比例1处理根长值)*100%茎长提升率%=(茎长提升值/对比例1处理茎长值)*100%根干重提升率%=(根干重提升值/对比例1处理根干重)*100%茎干重提升率%=(茎干重提升值/对比例1处理茎干重)*100%表2不同处理下番茄根茎生长的提升效果编号根长提升率%茎长提升率%根干重提升率%茎干重提升率%实施例13.9%4.6%5.2%4.8%实施例225.9%18.4%30.1%25.5%实施例321.9%17.6%26.6%21.9%实施例423.6%20.1%25.5%22.8%对比例1————对比例215.0%14.5%17.3%15.6%对比例315.3%8.9%19.5%10.8%对比例423.0%18.9%16.8%21.6%对比例518.8%15.9%20.3%19.6%由表2可知,对比例2和对比例3中分别加了氨基酸浓缩液和甜菜碱,其对根系的生长和茎叶生长有促进作用,氨基酸浓缩液对茎叶的促进效果好,而甜菜碱对根部的促进效果更好。相比于对比例2和3,对比例4同时添加了甜菜碱和氨基酸浓缩液,两者的协同作用对根茎长及根茎干重有着明显的促进作用。实施例1可以看出,抗线虫活性物质对根和茎叶的促进效果不明显。实施例2-4可显著提升根茎长及根茎干重,尤其对根茎干重提升显著。对比例5由于未添加助剂及制备工艺的差异,从而影响了其促进根茎生长的效果。实验例3:番茄盆栽试验采用容积为3l的塑料盆(直径20cm,高16cm)作为移栽后的培养容器,土壤选择北京市房山区西场村星期六农场设施大棚土壤,土壤理化性状为:总氮413mg/kg;速效磷:223mg/kg;速效钾194mg/kg;ph:7.56;有机质11.4g/kg。土壤灭菌后分装3kg/盆,选择长势相近幼苗定植,在定植一周后,在番茄茎基部约1cm处均匀打4个孔洞,约2~3cm。将收集的二龄幼虫配制悬浮液250条/ml,用移液器将线虫悬浮液均匀的打入土中,然后用土覆盖,每盆接种1000条二龄幼虫。每隔10天施用一次对比例1~5和实施例1~4中的产品,施用时先将产品和15-15-5的液体水溶肥1:10混合后,稀释200倍,每次施用3ml。番茄幼苗在定植后40天收获时,沿根部剪去地上部分,测定茎长。根系清洗干净晾干后,计数整个根系上的根结数量,然后测定根结线虫卵数。将植物根系放入0.015%次氯酸钠-酸性品红溶液中浸泡15min,然后将根系取出用清水冲洗干净,去除根系表面残留的染色剂,卵块被染成亮红色,然后计数。计算不同处理下茎长提升率、根结抑制率和虫卵抑制率,结果见表3。茎长提升率%=(茎长提升值/对比例1处理茎长值)*100%根结抑制率%=1-(根结数/对比例1处理根结值)*100%虫卵抑制率%=1-(卵块数/对比例1处理卵块值)*100%表3不同处理下对番茄生长的影响编号茎长提升率%根结抑制率%卵块抑制率%实施例115.8%41.8%35.3%实施例238.7%54.3%41.2%实施例334.9%49.4%31.6%实施例435.6%46.5%39.6%对比例1———对比例29.0%3.9%5.6%对比例313.9%9.5%7.7%对比例418.0%11.7%8.1%对比例521.5%29.6%21.9%由表3可知,实施例2-4的三个指标均很高,表现出良好的抗线虫效果和促生效果。实施例1中对根结和线虫卵的抑制效果好,保证了根系的健康,增强作物抗性,但由于未添加促生物质,对茎长提升率不高。对比例2-4中增加了促生物质,提高了作物的抗性,对防御线虫病害有一定效果。对比例5由于未添加助剂及制备工艺的差异,影响了对线虫的抑制效果和促生效果。最后,本发明的方法仅为较佳的实施方案,并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12
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