一种中量元素水溶肥料及其制备工艺的制作方法

本发明涉及一种中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：

中量元素，是指作物生长过程中需要量次于氮、磷、钾而高于微量元素的营养元素。中量元素一般占作物体干物重的0.1-1%，通常指钙、镁、硫三种元素。在传统的营养元素分类中，钙、镁、硫也经常被划为大量元素，主要因为植物对这三种元素的吸收量也很高，有时会超过大量元素，特别是会超过磷的吸收。由于土壤和一些肥料的陪伴离子中经常含有大量的钙、镁、硫，所以人们经常忽视这三种元素对植物生长的重要性。事实上，钙、镁、硫在植物体内具有非常重要而不可代替的生理功能。钙能稳定生物膜结构，保持细胞的完整性；钙是构成细胞壁的重要元素，植物体中绝大部分钙存在于细胞壁中。

专利公开号为cn107417427a的中国专利，公开了一种镁基中量元素水溶肥料的制备方法，其解决了现有技术的中量元素水溶肥料不能同时补充碳能和镁元素，并且水溶性固体肥料滴灌于土壤中容易板结，产物的抗逆性差的问题。

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，解决了现有技术的水溶肥料溶解度差的问题。

综上，现有的中量元素水溶肥料，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，不能满足植物生长的需要；

（2）对土壤的有一定的破坏作用，并且使得土壤对肥料产生依赖。

技术实现要素：

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

（1）本发明制备的中量元素水溶肥料，中量元素释放缓慢，有效延长了肥效，所述中量元素水溶肥料各元素含量稳定，氨基酸≥120g/l，微量元素≥0.8%，水不溶物≤2.1%，重金属≤32mg/kg；

（2）本发明制备的中量元素水溶肥料，应用于番茄种植，可提高土壤孔隙率；

（3）本发明制备的中量元素水溶肥料，应用于番茄种植，可降低土壤中重金属含量和土壤中有害病菌、细菌含量；

（4）本发明制备的中量元素水溶肥料，应用于番茄种植，在该土壤种植番茄，可促进根系生长；

（5）本发明制备的中量元素水溶肥料，应用于番茄种植，可提高番茄果实中vc含量，并且能够降低了根腐病得率，达到提质增产的效果。

为解决以上技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种中量元素水溶肥料，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：、

所述的一种中量元素水溶肥料，其制备工艺，包括：将硝酸钙、螯合镁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，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。

所述的一种中量元素水溶肥料，包括以下重量份的原料：聚磷酸钾12份、尿素35份、复合氨基酸15份、氨甲环酸1.5份、缓释胶囊35份、乙二醇15份和水130份。

所述中量元素水溶肥料，比重为1.21-1.26g/cm³，肥效长达4-6个月，氨基酸≥120g/l，微量元素≥0.8%，水不溶物≤2.1%，重金属≤32mg/kg。

本发明还提供了一种中量元素水溶肥料的制备工艺，其特征在于：包括：中量元素组合物的制备和中量元素缓释胶囊的制备。

所述中量元素组合物的制备，包括称取原料，所述原料，包括：硝酸钙、螯合镁、乙二胺四乙酸二钠钙、硫酸锰、硫酸镁、草酸、醋羟胺酸、硼砂、硫酸铜、蒙旦醇、芦荟凝胶冻干粉和丝瓜提取液。

所述丝瓜提取液，三萜皂甙含量为10.3%，3-o-β-d-吡喃葡萄糖基齐墩果酸含量为1.5%，瓜氨酸含量为0.66%。

所述中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、乳酸、甘油酸酯、甲壳素混合后溶于甲酸异丁酯溶液中，将上述混合物置于在5℃冰水浴中，然后加入中量元素组合物，加入浓度为7g/l，再加入溶有分散剂的水溶液，分散剂加入浓度为0.25g/ml，在1100r/min条件下搅拌20min。

所述分散剂，各组分的质量比例为十二烷基苯磺酸钠12份、润滑剂taf6份、环氧氯丙烷5份、单壁碳纳米管4份、异丙醇胺8份、三氯甲烷2份、消泡剂ci-18502份。

所述缓释胶囊的制备，冰水浴条件为：3.5℃、压强为0.05mpa，时间17min。

采用以上技术方案，本发明的有益效果为：

（1）本发明制备的中量元素水溶肥料，20℃下的比重为1.21-1.26g/cm³，可溶性高，中量元素释放缓慢，肥效长，肥效长达4-6个月，所述中量元素水溶肥料各个元素含量稳定，氨基酸≥120g/l，微量元素≥0.8%，水不溶物≤2.1%，重金属≤32mg/kg；

（2）本发明制备的中量元素水溶肥料，应用于番茄种植，提高了土壤孔隙率，土壤孔隙率为34.4-35.8%；

（3）本发明制备的中量元素水溶肥料，应用于番茄种植，降低了土壤中重金属含量，土壤中重金属含量为11.7-15.2mg/kg；

（4）本发明制备的中量元素水溶肥料，应用于番茄种植，降低了土壤中有害病菌、细菌含量，土壤中有害病菌、细菌含量12-31cfu/g；

（5）本发明制备的中量元素水溶肥料，应用于番茄种植，在该土壤种植番茄，可促进根系生长，番茄主根长度达6.7-8.5cm；

（6）本发明制备的中量元素水溶肥料，应用于番茄种植，提高了番茄果实中vc含量，vc含量提高率为12.4-16.8%；

（7）本发明制备的中量元素水溶肥料，应用于番茄种植，降低了根腐病得率，根腐病得率为0.4-1.0%。

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1一种中量元素水溶肥料及其制备工艺

将硝酸钙、螯合镁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2一种中量元素水溶肥料及其制备工艺

步骤1：中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：

硝酸钙、螯合镁、乙二胺四乙酸二钠钙、硫酸锰、硫酸镁、草酸、醋羟胺酸、硼砂、硫酸铜、蒙旦醇、芦荟凝胶冻干粉和丝瓜提取液；

按重量份，硝酸钙35份、螯合镁22份、乙二胺四乙酸二钠钙16份、硫酸锰6份、硫酸镁8份、草酸18份、醋羟胺酸5份、硼砂6份、硫酸铜6份、蒙旦醇22份、芦荟凝胶冻干粉5份和丝瓜提取液2份；

所述丝瓜提取液，三萜皂甙含量为10.3%，3-o-β-d-吡喃葡萄糖基齐墩果酸含量为1.5%，瓜氨酸含量为0.66%；

所述芦荟凝胶冻干粉，白色粉末，细度为200目，芦荟素含量为14.5%，400nm吸光度≤0.20，水分含量为3.5%，细菌总数≤99cfu/g，大肠菌群≤5cfu/g。

（2）按照重量份数，将硝酸钙、螯合镁、硫酸锰、硫酸镁、硼砂、硫酸铜、蒙旦醇混合，加入1.0倍的水，加热至62℃，并缓慢搅拌速率为54rad/min,然后搅拌过程中，将醋羟胺酸、乙二胺四乙酸二钠钙加入混合，搅拌6min，制成混合物a。

（3）将步骤（2）制备的混合物a中加入芦荟凝胶冻干粉，搅拌，微波加热，加热的温度为57℃，加热的时间为10min，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，加入草酸调节ph至5.3，然后加入丝瓜提取液，混合，进行超声，超声功率220w，频率35khz超声温度为65℃；超声提取时间3min，超声提取次数为2次，制成中量元素组合物。

步骤2：中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、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2:4:2:5:9；

乙烯基三乙氧基硅烷、醋酸纤维素、乳酸、甘油酸酯、甲壳素在甲酸异丁酯溶液中的加入浓度为38g/l；将上述混合物置于在5℃冰水浴中，然后加入中量元素组合物，加入浓度为7g/l，再加入溶有分散剂的水溶液，分散剂加入浓度为0.25g/ml，在1100r/min条件下搅拌20min，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、三氯甲烷、消泡剂ci-1850组成，各组分的质量比例为十二烷基苯磺酸钠12份、润滑剂taf6份、环氧氯丙烷5份、单壁碳纳米管4份、异丙醇胺8份、三氯甲烷2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32min，转入4450r/min的高速旋转搅拌釜中，在3.5℃、压强为0.05mpa下的冰水浴中搅拌反应17min，抽真空静置3.4h，抽滤，52℃干燥，得缓释胶囊；

所述乳化剂水溶液的加入量为6.3%，乳化剂水溶液的浓度为3.7%；

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10:3:2。

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4.5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1.5-2.3μm，球形度和分散性良好，包埋率为95.2%，载药量为97.8%。

步骤3：混合

分别称取固体原料（聚磷酸钾、尿素、复合氨基酸、氨甲环酸和缓释胶囊）和液体原料（乙二醇和水）；按照配料计量后，将聚磷酸钾、尿素、复合氨基酸、氨甲环酸和缓释胶囊、乙二醇和水按照配方比例混合，加热至45-52℃，以660-800rad/min的速率搅拌充分溶解，经检测合格后，进行计量、包装，入库，得本发明中量元素水溶肥料。

上述质量比例为：聚磷酸钾12份、尿素35份、复合氨基酸15份、氨甲环酸1.5份、缓释胶囊35份、乙二醇15份和水130份；

所述聚磷酸钾，总有效成分含量99.4%，为磷酸五钾和四偏磷酸钾的混合物，四偏磷酸钾含量≤2.66%，水分含量≤0.1%；

所述复合氨基酸，其制备方法：（1）将羽毛除杂洗净，在142℃，0.6mpa条件下蒸煮25min，蒸煮的同时进行超声处理，超声频率55khz，自然风干或烘干，然后切碎；（2）将解淀粉芽孢杆菌、放线菌和芽孢杆菌接种到种子培养基中进行发酵，发酵条件：37℃，湿度为66.2%，氧浓度为18%，200rpm、半封闭条件下发酵8天；种子培养基每升含有蛋白胨12.0g、牛肉胨8.0g、葡萄糖1.5g、蔗糖1.0g和nacl3.0g，余量为水；（3）将预处理的羽毛按照25%的添加量加入到发酵培养基中，然后将种子液按照体积比6%的接种量接种到添加有羽毛的发酵培养基中进行发酵，经喷雾干燥，制备得到复合氨基酸。

解淀粉芽孢杆菌、放线菌和芽孢杆菌均来自市售。

结果：

1、本发明实施例1-2制备的中量元素水溶肥料指标：

本发明实施例1-2制备的中量元素水溶肥料，20℃下的比重为1.21-1.26g/cm³，可溶性高，中量元素释放缓慢，肥效长，肥效长达4-6个月，所述中量元素水溶肥料各个元素含量稳定，氨基酸≥120g/l，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：

本发明的中量元素水溶性肥料，配方科学合理，各类养分齐全、比例适当，能充分满足各种农作物对中量元素及微量元素的需求，并且施用后根系利用率高，农作物不会产生依赖性，不会造成土壤污染。

、本发明中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中量元素水溶肥料对番茄的种植进行了试验，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2：

表3：移栽番茄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所述的中量元素水溶肥料，对照组为施用购自江西沃邦农业科技有限公司，品名“花果宝”的中量元素水溶性肥料。

由上表所述，本发明的中量元素水溶肥料，移栽番茄后，土壤及植物的变化情况如下：

（1）提高了土壤孔隙率，土壤孔隙率为34.4-35.8%；

（2）降低了土壤中重金属含量，土壤中重金属含量为11.7-15.2mg/kg；

（3）降低了土壤中有害病菌、细菌含量，土壤中有害病菌、细菌含量12-31cfu/g；

（4）在该土壤种植番茄，可促进根系生长，番茄主根长度达6.7-8.5cm；

（5）提高了番茄果实中vc含量，vc含量提高率为12.4-16.8%；

（6）降低了根腐病得率，根腐病得率为0.4-1.0%。

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。