一种氢材料添加剂及其制备方法和在植物上的施用方法与流程

本发明涉及氢材料，具体涉及一种氢材料添加剂及其制备方法和在植物上的施用方法。

背景技术：

1、氢作为能源材料被广泛研究，并取得了一定的成果。近年来，部分高校及医院研究所医生学者对氢气在医学上的作用也做了大量研究，并证实了氢分子对人体的有益作用。近年来，沈文飚、苏久厂、孙学军提出了氢农学的概念，开展了大量的关于氢分子对农业种植领域的研究。

2、氢是植物必需营养元素之一，研究发现氢分子能够提高植物抗逆性、调控植物生长发育、持久保鲜蔬果及花卉等功能。由于氢分子能够实现类似于肥料的作用，研究者提出了“氢肥”的概念。

3、中国发明专利cn201210154005.0公开了一种富氢液态植物生长调节剂及其制备方法与应用，其公开了把氢气通入水或营养液中以获得富含氢的植物生长调节剂来促进植物生长发育和形态建成，增强植物代谢能力。但是，首先现阶段对于直接利用具有易燃易爆风险的气态氢气的运输、使用及储存要求极高；其次氢气在水中的溶解度极低，其在水中的逃逸速度较快，难以保存，且制备氢水过程中氢气大量浪费；再次，该方式可用于水田及需要大量灌溉的农作物，但并不是所有农作物都需要大量水灌溉，因此该方法具有一定的局限性，无法大面积推广。

4、为了推进氢农学的相关研究，目前研究者较多的是使用电解式富氢水机和spe电解融氢式氢水机制作不同浓度的富氢水进行灌溉。但是同样存在一样的问题，电解式富氢水机和spe电解融氢式氢水机价格昂贵，使用和维护要求较高，同时对电力的需求依赖较高，这就导致大部分农户根本买不起或用不起。因此这种方式也是不现实的。

5、中国发明专利cn202211736746.x公开了一种含氢肥料及其制备方法和应用，其解决了气态氢气及电解水制备富氢水的应用难点，能够得以大规模应用。但是其中含有大量的乳化剂、油脂等，而油脂对土壤和植物有副作用。由于该氢肥包含的成分较多，比如乳化剂、抗氧化剂、干燥剂以及植物营养原料，会显著增加肥料使用成本。此外，该专利没有考虑到氢化物水解生成氢气的过程中会生成氢氧化物副产物，氢氧化物碱性较高，会对农作物造成伤害。

6、中国发明专利cn201610747544.3公开了一种缓控释氢肥或复合氢肥的制备方法与应用，但是其在作为氢肥使用时，需先将制氢材料造粒，然后喷涂植物蜡或硬化油或松香或石蜡或树脂等有机高分子防水包膜材料，再撒一层粘土粉末或滑石粉以防结块，这不仅会增加成本，同时会影响氢气的释放。同时该专利也没有考虑到制氢材料与水发生水解反应制备氢气时会生成氢氧化物，氢氧化物碱性较强，会对农作物造成伤害。

7、因此，如何获得成本低、施用方式多样且简单、便于储存和使用的植物用氢添加剂及使用方法，以及避免氢肥中的有害成分（如油脂等）和产氢过程中的有害物质（如氢氧化物等）对土壤和植物的副作用是亟待解决的问题。

技术实现思路

1、为了解决背景技术中存在的问题中的一者或更多者，本发明提供了一种氢材料添加剂及其制备方法和在植物上的施用方法。

2、在一个方面中，本发明提供一种氢材料添加剂，该氢材料添加剂，按质量百分比计，包括：其他溶解于水后可中和氢氧化物的肥料50%～98%、盐类化合物1%～25%和水解制氢材料1%～25%；

3、优选的，本发明所述的水解制氢材料选自镁、钙、氢化镁、氢化钙、硼氢化钾和硼氢化钠中的一种或多种；

4、所述的盐类化合物选自cacl2、kcl、mgcl2、cabr2、kbr和mgbr2中的一种或几种；

5、所述的其他溶解于水后可中和氢氧化物的肥料选自磷酸氢二钾、磷酸氢二铵、磷酸二氢铵、磷酸二氢钾和草酸中的一种或几种；

6、优选的，本发明所述的水解制氢材料与盐类化合物的质量比为1：0.1～10，特别是1：0.4～4；

7、所述的水解制氢材料与其他溶解于水后可中和氢氧化物的肥料的质量比为1：2～98，特别是1：3～30；

8、优选的，本发明将该氢材料添加剂与水按质量体积比1g：2000ml混合后，溶液的ph值在6.0～8.0之间。

9、不同于中国发明专利cn202211736746.x公开的其中氢供体必须与诸如油脂等的液体物质一起混合的含氢肥料，根据本发明的氢材料添加剂由全固体材料组成，因而无需任何油脂和乳化剂，就能够稳定、方便的储藏和运输，且不会对土壤和植物产生副作用，另外作为用氢添加剂可以方便地与其他各种形式的肥料配合施用。

10、在一个实施方案中，其他溶解于水后可中和氢氧化物的肥料为磷酸二氢铵或磷酸二氢钾与磷酸氢二铵或磷酸氢二钾的混合物。通过采用这样的混合物，根据本发明的氢材料添加剂能够避免水解产氢的过程中生成的氢氧化物对植物造成的伤害，同时不影响土壤的ph值。另外，在根据本发明的氢材料添加剂中，盐类化合物附在水解制氢材料的表面，在储存过程中将大大降低水解制氢材料与水或氧的反应程度，增加储藏稳定性；同时在使用过程中，盐类化合物可以调节水解制氢材料的水解放氢速度。

11、优选的，本发明氢材料添加剂，按质量百分比计，包括：其他溶解于水后可中和氢氧化物的肥料50%～98%（特别是70%～94%）、盐类化合物1%～25%（特别是3%～15%）和水解制氢材料1%～25%（特别是3%～15%）。

12、在另一个方面中，本发明提供了一种氢材料添加剂的制备方法，所述方法包括：按比例称取水解制氢材料与盐类化合物，将两类材料充分混合，混合后盐类化合物附在水解制氢材料的表面，在储存过程中将大大降低水解制氢材料与水或氧的反应程度，增加储藏稳定性；同时在使用过程中，盐类化合物可以调节水解制氢材料的水解放氢速度；将混合均匀后的粉末与其他溶解于水后可中和氢氧化物的肥料按比例称重后装入混料机混合得到氢材料添加剂。

13、在一个实施方案中，进一步粉碎氢材料添加剂，使得氢材料添加剂的平均粒径可以为1毫米以下，例如800微米以下，700微米以下，600微米以下，500微米以下，400微米以下，300微米以下，200微米以下，100微米以下，80微米以下，或50微米以下。另外，氢材料添加剂的平均粒径可以在50nm以上，500nm以上，1微米以上，5微米以上，或10微米以上。如果氢材料添加剂的平均粒径过大，水解产氢速度太慢，影响氢气供应效果；而如果氢材料添加剂的平均粒径太小，则在储运过程中容易与氧气和水反应，降低储藏稳定性。

14、在又一个方面中，本发明提供一种氢材料添加剂的应用方法，其中将配制好的氢材料添加剂与常规种植过程中使用的其他肥料混合使用。

15、优选的，本发明所述其他肥料选自复合肥、固态有机肥、液态有机肥或其他常用形式的农业用肥料中的一种。

16、优选的，本发明固态复合肥与氢材料添加剂的质量比为100～1000：1，特别是200～300：1；固态有机肥与氢材料添加剂的质量比为500～6000：1，特别是3000～4000：1；液态有机肥与氢材料添加剂的质量比为100～1000：1，特别是200～300：1。

17、优选的，本发明将氢材料添加剂与其他肥料施用时，选择冲施、滴灌或喷施中的一种，或者直接与其他肥料进行混合撒施或者穴施。

18、和现有技术相比，本发明具有如下优点：

19、（1）本发明通过将水解制氢材料包括但不限于镁、钙、氢化镁、氢化钙、硼氢化钾或硼氢化钠先与可用作肥料的盐类化合物充分混合，然后与其他肥料（溶解于水后带弱酸性，可中和水解制氢材料在制氢过程中产生的氢氧化物）进行搅拌混合得到氢材料添加剂。该氢材料添加剂无需任何油脂（对植物和土壤有副作用）、乳化剂、分散剂等，通过盐类化合物即可增加产品的储藏稳定性，同时保障产品使用过程中氢气的平稳产生，此外水解产氢后溶液的ph值维持于6.0～8.0之间，保证了酸碱平衡性。

20、（2）该氢材料添加剂可以与其他的肥料（复合肥、有机肥、水溶肥等）配合使用，少量添加便可达到明显的作物增产提收作用，降低用户的使用成本。材料复合工艺简单，易于操作和放大，很容易应用。

21、（3）本发明所制得的氢材料添加剂，携带方便，制氢操作简单可控，可溶于水中和水肥一起添加，亦可与其他固态肥料混合后直接进行使用。使用时无高压氢气，无多余气态氢气放出，安全便捷。

22、（4）较低的添加量即可达到增产效果，对常规用肥有明显增效作用。同时，发现了适量的氢材料添加剂施加量才能产生正面效果，过量使用有可能会起反作用。