CN104803793B - 生物活性多肽制备抗硬水的含腐殖酸水溶肥及方法与应用 - Google Patents

Abstract

本发明属于水溶性肥料的制备领域，涉及一种水溶性肥料，具体地说涉及一种生物活性多肽制备抗硬水的含腐殖酸水溶肥及其制备方法与应用。制备方法是将酪蛋白磷酸肽与腐植酸钾混合，并加入去离子水搅拌，最后加入添加剂并调节pH至弱碱性，得到所述肥料。首次提出利用特定氮磷摩尔比酪蛋白磷酸肽解决腐植酸水溶性肥料在硬水中沉降的问题，为水溶性肥料的研究开辟了先河，因此具有良好的经济价值和市场前景。

Description

生物活性多肽制备抗硬水的含腐殖酸水溶肥及方法与应用

技术领域

本发明属于水溶性肥料的制备领域。涉及一种水溶性肥料，具体地说涉及一种利用生物活性多肽制备抗硬水的含腐殖酸的水溶性肥料及其制备方法与应用。

背景技术

含腐殖酸水溶性肥料是一类以腐植酸为主要有效成分的肥料产品，由于腐植酸本身不溶于水，其中所指的腐植酸主要以其钠盐(腐植酸钠)、钾盐(腐植酸钾)等形式存在与肥料配方中。腐植酸是自然界中广泛存在的大分子有机物质，是动植物遗骸，主要是植物的遗骸，经过微生物的分解和转化，以及地球化学的一系列过程造成和积累起来的一类有机物质，广泛地应用于农、林、牧、石油、化工、建材、医药、卫生、环保等各个领域。

农业领域使用的腐植酸以其钠盐、钾盐为主，由于腐植酸钙盐和腐植酸镁盐在水中的溶解度较小，农业施用的腐植酸钠/钾往往会被水中的钙镁离子所沉降导致肥料产品的实际利用率降低，造成资源的浪费。我国华北、西南等部分地区农业生产用水硬度都较大，每升水中可溶性钙镁浓度大多都超过160毫克(以氧化钙计)，含腐殖酸水溶性肥料产品在这些地区使用时，均会不同程度地造成肥料产品中有效养分的浪费。除此之外，腐植酸钙/镁的微溶沉淀还会导致农用喷滴灌设备的堵塞，给农业种植者带来更大的经济损失。针对含腐植酸水溶性肥料抗硬水能力的问题，多年来业内也开展了多方面的研究，包括添加抗硬水剂、改良植酸分子结构等，例如“超强抗硬水腐植酸钠(钾)的制备方法”(200410043694.3)，“一种抗高硬水改性黄腐酸钾粉的制备方法(201310283394.1)”，但这些方法都有着一定的局限性，比如成本高昂、生产工艺较复杂以及技术适应性不强等问题。

酪蛋白磷酸肽(CaseinPhosphopep-tides，CPPs)是以牛乳酪蛋白为原料,经单一酶或复合酶系水解,再经分离纯化而得到的一类含有磷酸丝氨酸簇的天然生理活性短肽，其核心结构为：—Ser(P)Ser(P)-Ser(P)－Glu－Glu－(Ser：丝氨酸，Glu：谷氨酸，P：磷酸基)。由于酪蛋白磷酸肽分子结构中磷酸丝氨酸簇结构对钙镁等金属离子具有较强的动态螯合能力，目前国内外针对酪蛋白磷酸肽在食品、饲料、医药等方面的应用开展了大量的研究，但在肥料领域的应用却依旧没有相应的研究和报道。目前，利用酪蛋白磷酸肽对钙镁离子动态螯合特性来解决腐植酸钠/钾在硬水中沉降问题的专利和报道也还尚未有见。因此开发一种利用生物活性多肽增强含腐殖酸水溶性从而提高肥料抗硬水能力的技术成为水溶性肥料制备领域中刻不容缓的事情。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于，突破传统化学方法解决水溶性肥料抗硬水性能的局限性，填补生物活性多肽在肥料制备领域中应用的空白，从而提出一种沉降量和堵塞率低、水溶性高、经济环保的含腐殖酸的水溶肥及其制备方法与应用。本发明中提到的水溶肥即水溶性肥料，含腐殖酸水溶肥是指含腐殖酸的水溶性肥料。

为解决上述技术问题，本发明的公开了一种水溶性肥料，所述水溶性肥料包含以下成分：酪蛋白磷酸肽0.5～20重量份，腐植酸钾或腐植酸钠3～10重量份，PH调节剂1～10重量份；填料55～97.9重量份。

进一步的，所述的一种水溶性肥料，其中所述酪蛋白磷酸肽的氮磷摩尔比为4～10：1。

优选的，所述水溶性肥料包含以下成分：酪蛋白磷酸肽0.5～5重量份，腐植酸钾或腐植酸钠3～10重量份，PH调节剂1～5重量份，填料65～95.5重量份。更为进一步的，所述的一种水溶性肥料，其中，所述PH调节剂的种类为三甲基甘氨酸、氢氧化钾、氨水、三羟甲基氨基甲烷、氢氧化钠中的一种或多种。

更为进一步的，所述填料包括但不限于去离子水、大量元素养分物质。所述大量元素养分物质包括但不限于硫酸铵、尿素、磷酸氢铵、磷酸氢钾、硫酸钾、氯化钾、硝酸铵中的一种或几种。

本发明还公开了任一所述水溶性肥料的制备方法，所述方法以去离子水为填料制备液体水溶性肥料时包括如下步骤：称取所述重量份的酪蛋白磷酸肽和腐植酸钾或腐植酸钠，一同加入所述重量份的去离子水中，于常温下匀速搅拌至完全溶解；向上述溶液中加入所述重量份的PH调节剂，调节PH至弱碱性；将上述溶液过滤,即得所述水溶性肥料。

优选的，所述的水溶性肥料的制备方法的所述步骤中，调节PH的范围值为7.0～7.5。

进一步的，所述水溶性肥料的制备方法，其中所述方法以大量元素养分物质为填料制备固体水溶性肥料时包括如下步骤：称取所述重量份的酪蛋白磷酸肽和腐植酸钾或腐植酸钠，与一同加入所述重量份的大量元素养分物质于常温下匀速搅拌至完全混合；向上述混合物中加入所述重量份的PH调节剂，调节P H至弱碱性，经超微气流粉碎后，即得所述水溶性肥料。

进一步的，所述大量元素养分物质包括但不限于硫酸铵、尿素、磷酸氢铵、磷酸氢钾、硫酸钾、氯化钾、硝酸铵中的一种或几种。

优选的，所述的水溶性肥料的制备方法，其中所述步骤中，调节PH的范围值为7.0～7.5。

本发明还公开了任一所述水溶性肥料在肥料制备加工领域中的应用。

本发明还公开了任一所述水溶性肥料的制备方法在肥料制备加工领域中的应用。

本发明所述技术方案相比于现有技术有以下优点：

(1)本发明的所述技术方案中的酪蛋白磷酸肽属于天然生理活性短肽，相比于现有技术中的化学合成抗硬水剂，酪蛋白磷酸肽与植物细胞更具有生物亲和性。被吸收以后的酪蛋白磷酸肽在植物体内将以有机氮、有机磷、有机碳的形式被植物降解利用，相比其他化学合成抗硬水剂更能提高资源的综合利用率。

(2)本发明获得的含腐殖酸水溶性肥料在水质较差的硬水地区使用时能显著减少硬水中可溶性钙镁离子对腐植酸的絮凝作用，避免絮凝沉淀对农业喷滴灌设备的阻塞，有利于肥料产品与水肥一体化设施的配合使用。本发明所使用的酪蛋白磷酸肽属于天然无公害生物活性多肽，其本身能以有机氮、有机碳、有机磷的形式被植物吸收代谢，对环境友好。本发明所使用的酪蛋白磷酸肽亦能够将硬水中的可溶性钙镁转变为可供植物吸收的螯合钙镁，显著提高资源的综合利用效率。

(3)本发明首次提出利用特定氮磷摩尔比酪蛋白磷酸肽解决腐植酸水溶性肥料在硬水中沉降的问题，在水溶性肥料研究领域中独辟蹊径，因此具有良好的经济价值和市场前景。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明及其实际应用做进一步地说明。

实施例1：

1、制备方法与含量限定：

(1)称取氮磷摩尔比为4.52:1的酪蛋白磷酸肽2克，称取腐植酸钾3克，加入到93.5克去离子水中，于常温下匀速搅拌至完全溶解。

(2)向上述溶液中加入1.5克三甲基甘氨酸，调节PH至7.0–7.5。将上述溶液过滤制得腐植酸含量为3％的液体水溶性肥料。

2、沉降率测试：

(1)实验例：取10克上述含腐殖酸液体水溶性肥料以标准硬水稀释300倍，制得稀释液A。

(2)对比例：取现有技术中不含有酪蛋白磷酸肽的同含量腐植酸液体水溶性肥料10克以标准硬水稀释300倍，制得稀释液B。

(3)对比实验：将A、B两种稀释液于室温下静置1小时后以滤纸过滤、分离滤液，将沉降物烘干至恒重，测定沉淀物中腐植酸含量。

(4)实验数据如表1所示：

表1沉降率测试实验结果

*沉降率＝沉降物中腐植酸质量/稀释液中腐植酸总质量X100％

3、堵塞率测试：

(1)实验例：取10克上述含腐殖酸液体水溶性肥料以标准硬水稀释300倍，制得稀释液C。

(2)对比例：取现有技术中不含有酪蛋白磷酸肽的同含量腐植酸液体水溶性肥料10克以标准硬水稀释300倍，制得稀释液D。

(3)对比实验：将C、D两种稀释液以一定压力通过2米长度的滴灌带，一定时间后，测定被堵塞的滴灌带滴孔数。

(4)实验数据如表2所示：

表2堵塞率测试结果

*堵塞率＝堵塞滴孔数/滴孔总数X100％，滴孔堵塞标准为每分钟滴液速率小于其理论滴液速率的50％。

实施例2：

1、制备方法与含量限定：

(1)称取氮磷摩尔比为6.55:1的酪蛋白磷酸肽1.5克，称取腐植酸钾4克，加入到92克硫酸铵中，于常温下匀速搅拌混合。

(2)向上述混合物中加入2.5克氢氧化钾，经超微气流粉碎后调节PH至7.0-7.5(以200倍稀释液计)，制得腐植酸含量为4％的固体水溶性肥料。

2、沉降率测试：

(1)实验例：取10克上述含腐殖酸固体水溶性肥料以标准硬水稀释300倍，制得稀释液A。

(2)对比例：取现有技术中不含有酪蛋白磷酸肽的同含量腐植酸固体水溶性肥料10克以标准硬水稀释300倍，制得稀释液B。

(3)对比实验：将A、B两种稀释液于室温下静置2小时后以滤纸过滤，将沉降物烘干至恒重烘干，测定沉降物中腐植酸含量。

(4)实验数据如表3所示：

表3沉降率测试结果

*沉降率＝沉降物质量/初始质量X100％

3、堵塞率测试：

(1)实验例：取10克上述含腐殖酸固体水溶性肥料以标准硬水稀释300倍，制得稀释液C。

(2)对比例：取现有技术中不含有酪蛋白磷酸肽的同含量腐植酸液体水溶性肥料10克以标准硬水稀释300倍，制得稀释液D。

(3)对比实验：将C、D两种稀释液以一定压力通过2米长度的滴灌带，一定时间后，测定被堵塞的滴灌带滴孔数。

(4)实验数据如表4所示：

表4堵塞率测试结果

*堵塞率＝堵塞滴孔数/滴孔总数X100％，滴孔堵塞标准为每分钟滴液速率小于其理论滴液速率的50％。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (7)

1.一种生物活性多肽制备抗硬水的含腐殖酸水溶肥，其特征在于，所述水溶肥包含以下成分：

酪蛋白磷酸肽0.5～5重量份，腐植酸钠3～10重量份，pH调节剂1～5重量份；填料65～95.5重量份，

所述酪蛋白磷酸肽的氮磷摩尔比为4～10：1，

所述pH调节剂的种类为三甲基甘氨酸、氨水、三羟甲基氨基甲烷、氢氧化钠中的一种或多种。

2.一种制备如权利要求1所述水溶肥的方法，其特征在于，所述方法以去离子水为填料制备液体水溶肥时包括如下步骤：

称取所述重量份的酪蛋白磷酸肽和腐植酸钠，一同加入所述重量份的去离子水中，于常温下匀速搅拌至完全溶解；

向上述溶液中加入所述重量份的pH调节剂，调节pH至弱碱性；将上述溶液过滤,即得所述水溶肥。

3.如权利要求2所述的水溶肥的制备方法，其特征在于，所述步骤中，调节pH的范围值为7.0～7.5。

4.一种制备如权利要求1所述水溶肥的方法，其特征在于，所述方法以大量元素养分物质为填料制备固体水溶肥时包括如下步骤：

称取所述重量份的酪蛋白磷酸肽和腐植酸钠，一同加入所述重量份的大量元素养分物质中，于常温下匀速搅拌至完全混合；向上述混合物中加入所述重量份的pH调节剂，经超微气流粉碎后，即得所述水溶肥。

5.如权利要求4所述的水溶肥的制备方法，其特征在于，所述步骤中，调节pH的范围值为7.0～7.5。

6.如权利要求4所述的水溶肥制备方法，其特征在于，所述大量元素养分物质包括但不限于硫酸铵、尿素、硫酸钾、氯化钾、硝酸铵中的一种或几种。

7.如权利要求1所述水溶肥或如权利要求2-6任一所述水溶肥的制备方法在肥料制备加工领域中的应用。