一种大量元素水溶肥料及其制备工艺的制作方法

本发明涉及一种大量元素水溶肥料及其制备工艺，属于农作物水溶肥技术领域。

背景技术：

大量元素，亦称大量养分（macronutrien）、宏量元素，是指植物正常生长发育需要量或含量较大的必需营养元素。一般指碳、氢、氧、氮、磷和钾6种元素。在正常生长条件下，这些元素的含量占植物干物质质量的1%以上。

专利号为201310557162.0的中国专利，公开了一种大量元素水溶肥料及其制备方法，其包括以下质量比例的组分：尿素30-70份、磷酸一铵10-30份、钾源20-57.5份、硫酸锌0.5-1.5份、磷酸0.05-0.25份、硼酸0.5-1.5份、腐殖酸0.25-1份、水0.5-2份。解决了现有技术的大量元素水溶肥料溶解度差的问题，可以适应滴灌设施需要，但不能解决营养素释放不均匀的问题。

综上，现有的大量元素水溶肥料，仍然存在以下不足：

（1）营养素释放迅速，且集中在前期，导致前期肥效过剩，后期肥效缺乏现象，有悖于植物生长的规律，不利于植物生长；

（2）对瓜类作物的种植，产能偏低，增产提质程度有限；

（3）对土壤的有一定的破坏作用。

技术实现要素：

本发明为解决以上技术问题，提供一种大量元素水溶肥料及其制备工艺，以实现以下发明目的：

（1）本发明制备的大量元素水溶肥料，大量元素释放缓慢，有效延长了肥效，长达4-6个月，所述大量元素水溶肥料氮磷钾元素含量稳定，总养分≥55.8%，微量元素≥0.8%，水不溶物≤2.1%，重金属≤32mg/kg；

（2）本发明制备的大量元素水溶肥料，用于甜瓜种植，增产提质作用显著；

（3）本发明制备的大量元素水溶肥料本发明的大量元素水溶肥料，经过一年，土壤及植物的变化情况如下：

（a）提高了土壤含水率；

（b）提高了土壤孔隙率；

（c）在该土壤种植紫甘蓝，提高了紫甘蓝的成活率；

（d）提高了紫甘蓝叶片中vc含量；

（e）降低了软腐病得率。

为解决以上技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种大量元素水溶肥料，其特征在于：包括以下原料：聚磷酸钾、尿素。

以下是对上述技术方案的进一步改进：

所述大量元素水溶肥料的制备工艺，包括：将聚磷酸钾、尿素按配方要求分别计量，均匀送入水溶肥料生产系统，在生产系统中进行混合反应并搅拌均匀，按要求进行自动计量、检验、分装、封口，合格品入库，不合格品返回原料中作为原料使用。

所述的一种大量元素水溶肥料，包括以下原料：复硝酚钠、聚磷酸钾、尿素、复合微量元素、厚朴酚、氨甲环酸和大量元素缓释胶囊、乙二醇和水。

所述大量元素水溶肥料，比重为1.29-1.34g/cm3，肥效长达4-6个月，总养分≥55.8%，微量元素≥0.8%，水不溶物≤2.1%，重金属≤32mg/kg。

本发明还提供一种大量元素水溶肥料的制备工艺，其特征在于：包括：大量元素组合物的制备和大量元素缓释胶囊的制备；

所述大量元素缓释胶囊的制备，包括酸酯共聚物油剂的制备和缓释胶囊的制备。

所述大量元素组合物的制备，包括称取原料，所述原料，按重量份，硝酸钾55份、氯化锌12份、硫酸锰9份、edta二钾10份、醋酸18份、磷酸氢二钾10份、钼酸铵8份、硫酸铁6份、芦荟凝胶冻干粉9份和香椿子提取物3份。

所述芦荟凝胶冻干粉，白色粉末，细度为200目，芦荟素含量为14.6%，400nm吸光度≤0.20，水分含量为3.7%，细菌总数≤99cfu/g，大肠菌群≤5cfu/g；

所述香椿子提取物，目数200目，棕色粉末，香椿子总黄酮含量为35.5%，香椿子多酚含量为12.4%，水分含量为3.5%。

所述酸酯共聚物油剂的制备，乙烯基三乙氧基硅烷、醋酸纤维素、三氯甲烷、乳酸、甘油酸酯、甲壳素的质量比为6:5:1:8:7:2。

所述缓释胶囊的制备，包括采用乳化剂，所述乳化剂为硬脂酰乳酸酯、硫酸化薰衣草精油和黄原胶，质量比10:2:1。

所制备的缓释胶囊，粒径为1.4-2.2μm，球形度和分散性良好，包埋率为94.6%，载药量为97.5%。

采用以上技术方案，本发明的有益效果为：

（1）本发明制备的大量元素水溶肥料，20℃下的比重为1.29-1.34g/cm³，水溶性高，大量元素释放缓慢，有效延长了肥效，长达4-6个月，所述大量元素水溶肥料氮磷钾元素含量稳定，总养分≥55.8%，微量元素≥0.8%，水不溶物≤2.1%，重金属≤32mg/kg；

（2）本发明制备的大量元素水溶肥料，本发明大量元素水溶肥料，用于甜瓜种植，甜瓜产量（kg/亩）为1997-2018kg，增产率29.19-30.53%；还原糖含量为16.98-17.45%，还原糖含量的提高率为38.95-42.80%；

（3）本发明制备的大量元素水溶肥料本发明的大量元素水溶肥料，经过一年，土壤及植物的变化情况如下：

（a）提高了土壤含水率，土壤含水率为27.1-28.0%；

（b）提高了土壤孔隙率，土壤孔隙率为33.1-35.4%；

（c）在该土壤种植紫甘蓝，提高了紫甘蓝的成活率，成活率高达97.2-98.8%；（d）提高了紫甘蓝叶片中vc含量，vc含量提高率为10.2-12.7%；

（e）降低了软腐病得率，软腐病得率为1.1-1.6%。

附图说明

图1：本发明实施例1的工艺流程图。

具体实施方式

以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1一种大量元素水溶肥料及其制备工艺

将聚磷酸钾、尿素等各种原料按配方要求分别计量，均匀送入水溶肥料生产系统，在生产系统中进行混合反应并搅拌均匀，按要求进行自动计量、检验、分装、封口。合格品入库。不合格品返回原料中作为原料使用。

其工艺流程图如附图1所示。

实施例2一种大量元素水溶肥料及其制备工艺

步骤1：大量元素组合物的制备

（1）称取原料：按配方及重量份称取以下原料：

硝酸钾、氯化锌、硫酸锰、edta二钾、醋酸、磷酸氢二钾、钼酸铵、硫酸铁、芦荟凝胶冻干粉和香椿子提取物；

按重量份，硝酸钾55份、氯化锌12份、硫酸锰9份、edta二钾10份、醋酸18份、磷酸氢二钾10份、钼酸铵8份、硫酸铁6份、芦荟凝胶冻干粉9份和香椿子提取物3份；

所述芦荟凝胶冻干粉，白色粉末，细度为200目，芦荟素含量为14.6%，400nm吸光度≤0.20，水分含量为3.7%，细菌总数≤99cfu/g，大肠菌群≤5cfu/g；

所述香椿子提取物，目数200目，棕色粉末，香椿子总黄酮含量为35.5%，香椿子多酚含量为12.4%，水分含量为3.5%。

（2）按照重量份数，将硝酸钾、氯化锌、硫酸锰、、磷酸氢二钾、钼酸铵、硫酸铁混合，加入1.4倍的水，加热至55℃，并缓慢搅拌速率为85rad/min,然后搅拌过程中，将edta二钾加入混合，搅拌8min，制成混合物a。

（3）将步骤（2）制备的混合物a中加入香椿子提取物，搅拌，微波加热，加热的温度为75-80°c，加热的时间为3-15min，至溶液不再呈膏体状，制成混合物b。

（4）在步骤（3）制备的混合物b中，加入醋酸调节ph至5.0-5.5，然后加入芦荟凝胶冻干粉，混合，进行超声，超声功率220w，频率35khz超声温度为60℃；超声提取时间95s，超声提取次数为2次，制成大量元素组合物。

步骤2：大量元素缓释胶囊的制备

（1）酸酯共聚物油剂的制备

将乙烯基三乙氧基硅烷、醋酸纤维素、三氯甲烷、乳酸、甘油酸酯、甲壳素混合后溶于甲酸异丁酯溶液中，所述乙烯基三乙氧基硅烷、醋酸纤维素、三氯甲烷、乳酸、甘油酸酯、甲壳素的质量比为6:5:1:8:7:2；

乙烯基三乙氧基硅烷、醋酸纤维素、三氯甲烷、乳酸、甘油酸酯、甲壳素在甲酸异丁酯溶液中的加入浓度为42g/l；将上述混合物置于在6℃冰水浴中，然后加入大量元素组合物，加入浓度为8g/l，再加入溶有分散剂的水溶液，分散剂加入浓度为0.2g/ml，在1000r/min条件下搅拌22min，得酸酯共聚物油剂。

所述分散剂，由十二烷基苯磺酸钠、润滑剂taf、环氧氯丙烷、单壁碳纳米管、异丙醇胺、消泡剂ci-1850组成，各组分的质量比例为十二烷基苯磺酸钠10份、润滑剂taf8份、环氧氯丙烷4份、单壁碳纳米管6份、异丙醇胺7份、消泡剂ci-18502份。

（2）缓释胶囊的制备

将酸酯共聚物油剂与乳化剂水溶液混合，将混合后的乳液放入粒式砂磨机中乳化分散28min，转入4400r/min的高速旋转搅拌釜中，在3℃、压强为0.06mpa下的冰水浴中搅拌反应18min，抽真空静置3.2h，抽滤，50℃干燥，得缓释胶囊；

所述乳化剂水溶液的加入量为4.5%，乳化剂水溶液的浓度为3.5%；

所述乳化剂为硬脂酰乳酸酯、硫酸化薰衣草精油和黄原胶，质量比10:2:1。

所述硫酸化薰衣草精油，其制备工艺为：将薰衣草精油水浴加热至28.5℃，保持温度，加入发烟硫酸，搅拌升温至39℃，反应4.6小时，经盐洗2次后取油层，缓慢滴加氨水调节ph值至中性，得到硫酸化薰衣草精油。

所制备的缓释胶囊，粒径为1.4-2.2μm，球形度和分散性良好，包埋率为94.6%，载药量为97.5%。

步骤3：混合

分别称取固体原料（复硝酚钠、聚磷酸钾、尿素、复合微量元素、厚朴酚、氨甲环酸和大量元素缓释胶囊）和液体原料（乙二醇和水）；按照配料计量后，将复硝酚钠、聚磷酸钾、尿素、复合微量元素、乙二醇、厚朴酚、氨甲环酸、大量元素缓释胶囊和水按照配方比例混合，加热至42-45℃，以500-600rad/min的速率搅拌充分溶解，经检测合格后，进行计量、包装，入库，得本发明大量元素水溶肥料。

上述质量比例为：复硝酚钠15份、聚磷酸钾40份、乙二醇28份、尿素42份、复合微量元素3份、厚朴酚5份、氨甲环酸8份、大量元素缓释胶囊45份和水150份。

所述聚磷酸钾，为磷酸五钾和四偏磷酸钾的混合物，四偏磷酸钾含量≤2.66%，总有效成分含量≥99.5%，水分含量≤0.1%；

所述复合微量元素，由以下重量份组成：硼酸3份，亚硒酸钠2份，硫酸亚铁18份，硫酸锌4份，硫酸铜7份，甘氨酸铁12份、碱式氯化锌10份、硫酸钴2份、抗氧化剂10份、凹凸棒填充粉90份。

结果：

1、本发明实施例1-2制备的大量元素水溶肥料指标：

本发明实施例1-2制备的大量元素水溶肥料，20℃下的比重为1.29-1.34g/cm³，水溶性高，大量元素释放缓慢，有效延长了肥效，长达4-6个月，所述大量元素水溶肥料氮磷钾元素含量稳定，总养分≥55.8%，微量元素≥0.8%，水不溶物≤2.1%，重金属≤32mg/kg，具体指标如表1。

表1：

本发明的大量元素水溶性肥料，配方科学合理，各类养分齐全、比例适当，特别适合一年生瓜类农作物和经济作物，能充分满足各种农作物对大量元素及微量元素的需求，并且农作物不会产生依赖性。施用后根系利用率高，不会造成土壤污染。

、本发明制备的大量元素水溶肥料在甜瓜上的应用效果

表2：

试验说明：试验在同一块地，各1亩，水肥管理等其余条件均相同，区别仅在于使用的肥料不同：实施例1-实施例2为施用本发明实施例1-2所述的大量元素水溶肥料，ck为对照组，不施加任何肥料。

由表2的试验结果可以看出：本发明大量元素水溶肥料，用于甜瓜种植，甜瓜产量（kg/亩）为1997-2018kg，增产率29.19-30.53%；还原糖含量为16.98-17.45%，还原糖含量的提高率为38.95-42.80%。

可见，本发明大量元素水溶肥料在甜瓜种植上的增产提质效果显著，本发明制备的大量元素水溶肥料能够显著促进产能提高，改善作物营养品质。

、本发明大量元素水溶肥料对土壤的改良效果和对所种植的植物的影响试验

本发明的发明人采用本发明大量元素水溶肥料对紫甘蓝的种植进行了试验，通过常规方法对选用的种植土壤和所种植的植物的各项指标进行了检测并做了数据分析处理。具体试验数据处理结果如下：

表3：

表4：种植1年后植株的各指标变化

试验说明：试验在同一块地，各1亩，水肥管理等其余条件均相同，区别仅在于使用的肥料不同：实施例1-2为施用本发明实施例1-2所述的大量元素水溶肥料，对照组为施用购自济南天邦肥液有限公司，品名“灌丰高钾”的大量元素水溶性肥料。

由上表所述，本发明的大量元素水溶肥料，经过一年，土壤及植物的变化情况如下：

（1）提高了土壤含水率，土壤含水率为27.1-28.0%；

（2）提高了土壤孔隙率，土壤孔隙率为33.1-35.4%；

（3）在该土壤种植紫甘蓝，提高了紫甘蓝的成活率，成活率高达97.2-98.8%；（4）提高了紫甘蓝叶片中vc含量，vc含量提高率为10.2-12.7%；

（5）降低了软腐病得率，软腐病得率为1.1-1.6%。

除非另有说明，本发明中所采用的百分数均为重量百分数，本发明所述的比例，均为质量比例。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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。