一种含有聚谷氨酸和聚磷酸盐的复合肥料及其制备方法与流程

本发明属于复合肥料，具体涉及一种含有聚谷氨酸和聚磷酸盐的复合肥料及其制备方法。

背景技术：

1、磷是作物生长所必需的重要营养元素，其对作物的各种生理活动起着非常重要的影响，一方面能促进作物的根系发育，提高作物对土壤养分的吸收能力，另一方面还参与作物中的能量代谢和蛋白质合成，因此，在农业生产中，施加含有磷肥的肥料显得尤为重要。

2、不过，目前市面上的磷肥其利用率普遍较低，这是因为磷肥施入土壤后容易与土壤溶液中的钙、镁、铝等金属离子发生反应，形成磷酸盐沉淀而被固定留在土壤里，只有很少一部分磷肥能被作物有效利用，进而降低了作物的产量，同时，从长远来看还增加了土壤磷淋溶的概率。

3、因此，目前肥料中的磷肥仍有很多缺陷，急需进行改进。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种含有聚谷氨酸和聚磷酸盐的复合肥料及其制备方法，本发明利用了低聚聚磷酸铵作肥料中磷元素的主要来源，一方面其比传统磷肥的养分含量更多，且结构中的磷氧比高，水溶性强，另一方面其在施入土壤后具有缓释性，能缓慢生成正磷酸盐而被作物所吸收利用，与传统磷肥相比，肥效期更长，可以大大提高作物对磷元素的利用率，促进产量。同时，还利用聚谷氨酸进行搭配使用，在施肥时通过聚谷氨酸的螯合作用，实现对土壤溶液中钙、镁、铝等金属离子的吸附，从而使得肥料中的磷不易流失和被固定在土壤里，进一步促进了对磷元素的利用率，减小土壤磷淋溶的概率。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种含有聚谷氨酸和聚磷酸盐的复合肥料，所述复合肥料由80-90重量份的聚磷酸盐、50-60重量份的尿素、60-70重量份的氯化钾、20-30重量份的黄腐酸、0.5-1重量份的硝化抑制剂、20-30重量份的聚谷氨酸、3-5重量份的微量元素混合物和130-140重量份的去离子水制备而成。

4、作为本发明的一种优选技术方案，所述聚磷酸盐为低聚聚磷酸铵。

5、进一步地，所述低聚聚磷酸铵通过以下步骤进行制备：

6、步骤a：将45-50重量份的磷酸溶液加热至50-60℃，保温，备用；

7、步骤b：将50-60重量份的尿素与10-15重量份的固态磷酸混合，然后在功率为450-500w的微波下进行处理15-20min，得到熔融液体；

8、步骤c：继续维持在微波的作用下往熔融液体中加入磷酸溶液，搅拌1-3min混合，停止微波，然后在氨气氛围下边搅拌边开始第一次升温直至反应物料开始发泡，接着保温，得到混合物a；

9、步骤d：待混合物a停止发泡后，停止搅拌，然后开始第二次升温至120-130℃并保温30-40min，得到产物；

10、步骤e：将产物自然冷却至室温，粉碎，即制备完成。

11、优选地，步骤a所述磷酸溶液的浓度为65-70％。

12、优选地，步骤c所述氨气氛围的流量为2-4l/h。

13、优选地，步骤c所述第一次升温的速率控制在2-3℃/min。

14、优选地，步骤d所述第二次升温的速率控制在1-2℃/min。

15、作为本发明的一种优选技术方案，所述硝化抑制剂为双氰胺。

16、作为本发明的一种优选技术方案，所述微量元素混合物由5-6重量份的硫酸锌、4-5重量份的硫酸锰、4-5重量份的硫酸铜、2-3重量份的钼酸铵和2-3重量份的硼酸混合而成。

17、一种含有聚谷氨酸和聚磷酸盐的复合肥料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

18、(1)将去离子水与聚磷酸盐搅拌3-5min混合，然后加入微量元素混合物，在30-35℃下搅拌15-20min，得到组分a；

19、(2)往组分a中加入尿素、氯化钾、黄腐酸和硝化抑制剂，然后在常温下搅拌5-10min混合，最后再加入聚谷氨酸搅拌20-30min，即制备完成。

20、本发明的有益效果：

21、(1)本发明创造性地利用了低聚聚磷酸铵作肥料中磷元素的主要来源，一方面其比传统磷肥的养分含量更多，且结构中的磷氧比高，水溶性强，另一方面其在施入土壤后具有缓释性，能缓慢生成正磷酸盐而被作物所吸收利用，与传统磷肥相比，肥效期更长，可以大大提高作物对磷元素的利用率，促进产量。同时，还利用聚谷氨酸进行搭配使用，在施肥时通过聚谷氨酸的螯合作用，实现对土壤溶液中钙、镁、铝等金属离子的吸附，从而使得肥料中的磷不易流失和被固定在土壤里，进一步促进了对磷元素的利用率，减小土壤磷淋溶的概率。

22、(2)本发明创造性地改进了现有技术中制备低聚聚磷酸铵的方法，本发明通过尿素与固态磷酸先进行混合，使得混合后体系的熔点要比尿素单独存在时的熔点低，然后再利用微波处理得到熔融液体作后续的反应物。这样处理不仅解决了尿素固相反应时所存在的反应不均匀、易成团问题，而且也避免了熔融过程中尿素自身可能发生的缩合反应，同时，在后续所加入的磷酸溶液又能将熔融磷酸溶解混合，经升温后进行液-液聚合反应制备出低聚聚磷酸铵。相较于现有技术中固相尿素直接溶解到磷酸溶液后再进行反应，本发明的反应能更彻底，可以缩短聚合时间和降低聚合温度，有效地减少副反应的发生，制备出来的聚磷酸铵其聚合度较低，更适用于复合肥料中作磷肥的主要来源。

23、(3)本发明在复合肥料的制备方法上，先将低聚聚磷酸铵溶于去离子水，然后再加入微量元素混合物进行溶解混合，使得部分低聚聚磷酸铵能与其中的金属离子产生络合作用，形成聚磷酸铵络合物。相较于现有技术中的无机盐，聚磷酸铵络合物能提高所络合的zn、mn等微量元素的活性，进一步促进作物吸收利用。同时，经过络合再与聚谷氨酸进行混合，能够有效避免聚谷氨酸本身对金属离子产生的吸附作用，在复合肥料中实现共存，降低相互之间的影响。

技术特征：

1.一种含有聚谷氨酸和聚磷酸盐的复合肥料，其特征在于：所述复合肥料由80-90重量份的聚磷酸盐、50-60重量份的尿素、60-70重量份的氯化钾、20-30重量份的黄腐酸、0.5-1重量份的硝化抑制剂、20-30重量份的聚谷氨酸、3-5重量份的微量元素混合物和130-140重量份的去离子水制备而成。

2.根据权利要求1所述的一种含有聚谷氨酸和聚磷酸盐的复合肥料，其特征在于：所述聚磷酸盐为低聚聚磷酸铵。

3.根据权利要求2所述的一种含有聚谷氨酸和聚磷酸盐的复合肥料，其特征在于：所述低聚聚磷酸铵通过以下步骤进行制备：

4.根据权利要求3所述的一种含有聚谷氨酸和聚磷酸盐的复合肥料，其特征在于：步骤a所述磷酸溶液的浓度为65-70％。

5.根据权利要求3所述的一种含有聚谷氨酸和聚磷酸盐的复合肥料，其特征在于：步骤c所述氨气氛围的流量为2-4l/h。

6.根据权利要求3所述的一种含有聚谷氨酸和聚磷酸盐的复合肥料，其特征在于：步骤c所述第一次升温的速率控制在2-3℃/min。

7.根据权利要求3所述的一种含有聚谷氨酸和聚磷酸盐的复合肥料，其特征在于：步骤d所述第二次升温的速率控制在1-2℃/min。

8.根据权利要求1所述的一种含有聚谷氨酸和聚磷酸盐的复合肥料，其特征在于：所述硝化抑制剂为双氰胺。

9.根据权利要求1所述的一种含有聚谷氨酸和聚磷酸盐的复合肥料，其特征在于：所述微量元素混合物由5-6重量份的硫酸锌、4-5重量份的硫酸锰、4-5重量份的硫酸铜、2-3重量份的钼酸铵和2-3重量份的硼酸混合而成。

10.一种如权利要求1-9任一项所述的含有聚谷氨酸和聚磷酸盐的复合肥料的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：

技术总结
本发明涉及一种含有聚谷氨酸和聚磷酸盐的复合肥料及其制备方法，属于复合肥料技术领域。本发明利用了低聚聚磷酸铵作肥料中磷元素的主要来源，一方面其比传统磷肥的养分含量更多，且结构中的磷氧比高，水溶性强，另一方面其在施入土壤后具有缓释性，能缓慢生成正磷酸盐而被作物所吸收利用，与传统磷肥相比，肥效期更长，可以大大提高作物对磷元素的利用率，促进产量。同时，还利用聚谷氨酸进行搭配使用，在施肥时通过聚谷氨酸的螯合作用，实现对土壤溶液中钙、镁、铝等金属离子的吸附，从而使得肥料中的磷不易流失和被固定在土壤里，进一步促进了对磷元素的利用率，减小土壤磷淋溶的概率。

技术研发人员：杨希,杨旭,甘家军,魏素君,吴柱刚
受保护的技术使用者：安徽司尔特化肥科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11