CN105523832A - 一种大豆专用缓释水溶肥及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种大豆专用缓释水溶肥及其制备方法，原料组分包括：脲甲醛肥料140~150份，磷酸二铵40~50份，磷酸二氢钾60~70份，硝酸钾50~60份，螯合中微量元素预混物10~15份，钼酸钠3~4份，可溶性有机质10~15份，增溶剂4~5份，酰胺类水凝胶材料3~5份。本发明还涉及大豆专用水溶肥的制备方法。本发明所提供的大豆专用缓释水溶肥的部分氮、磷养分具有缓释性，还含有少量可溶性有机质，营养全面，满足大豆需求，复合大豆生成周期的养分吸收规律，对大豆具有增产增质的效果，同时提高了水溶肥肥效利用率。

Description

一种大豆专用缓释水溶肥及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种大豆专用缓释水溶肥及其制备方法，更具体的说，本发明涉及一种具有缓释性的大豆专用水溶肥及其制备方法，属于专用水溶肥领域。

背景技术

大豆营养全面，含量丰富，其中蛋白质的含量比猪肉高2倍，是鸡蛋含量的2.5倍；大豆蛋白质的氨基酸组成和动物蛋白质近似，其中氨基酸比较接近人体需要的比值，所以容易被消化吸收。大豆中含有丰富的钙、磷、镁、钾等无机盐，还含有铜、铁、锌、碘、钼等微量元素。我国是大豆的故乡，然而近年在洋大豆的冲击下，我国大豆产业已是危机重重。改善我国农业结构、施肥技术，提高大豆产量与大豆品质对我国大豆产业具有积极作用。

大豆对主要营养元素的吸收需求较一般粮食作物要高，大豆生长周期中，前中期养分吸收量高、后期较低，钾的吸收高峰及完成吸收进程比氮、磷早一些，氮磷钾吸收比例约为1:0.4~0.5:0.5~0.75。对主要营养元素吸收累积高峰期在花荚期，大约占60%~70%。大豆是喜氮作物，其根系具有与其共生的根瘤菌，为其提供需氮总量的40%~60%。大豆成熟阶段营养器官的养分向籽粒转移率高，氮、磷提高籽粒蛋白质含量，钾与锌提高脂肪含量，磷、钾、锌、钼及少量氮肥可提高结瘤固氮率。

大豆是需水量大，对水份要求比较严格的作物，水肥之间具有耦合效应，各因素对大豆产量影响作用大小顺序是:水分>钾肥>氮肥>磷肥，且钾肥是负效应。氮与磷、氮与水均有一定交互作用，而氮与钾表现为负交互效应。大豆的生长过程中，更多地依赖于水分的作用，因为水分可以补偿养分的不足。水分既是光合速率变化方式的外界控制因素，也是阻碍大豆生长的主要外界因素，水分过多由于无氧呼吸加强，产生过氧化氢，对大豆的根系产生毒害作用，不利于大豆后期的生长。控释肥可以增加大豆土壤中微生物数量、提高供肥能力，从而提高肥料利用率，减少化肥对环境的污染；普通尿素相比，控释尿素提高了大豆的株高、叶绿素含量值以及干物质积累；提高了大豆的蛋白质含量，降低脂肪含量，改善大豆品质。控释肥料可以根据作物不同时期对养分的需要控制其养分的释放速度，使养分释放与作物吸收相同步，为大豆整个生育期提供充足的营养元素，提高大豆产量。

水溶性肥料是一种能够完全溶解于水的多元素复合型肥料，相对于传统的过磷酸钙、造粒复合肥等非全水溶肥料和缓释品种，由于其具有速溶、吸收率高、见效快、无残渣、施用方便等显著优点，得到了迅猛的发展。尤其是在面对温室效应所带来的日趋严重的环境保护及水资源匮乏的情况下，滴灌***、喷施喷灌等具有显著节水、节肥功能的新型施肥方式开始得到推广应用，使农业施肥者对肥料的认识发生了根本的变化。水溶性复合肥作为目前灌溉施肥的主流，尽管可以节水、节肥、节省工时，但由于水溶肥由不同性能的水溶性肥料复配而成，在肥料配伍时因物理、化学性质的不同，土壤环境的固定流失，导致肥效降低或者损失。例如，铵态氮在碱性环境下容易挥发，特别是在地表温度会达到50度以上，更容易造成铵态氮的挥发。可溶性磷酸盐会与土壤中呈溶解形式的钙或铁离子形成磷酸盐沉淀，从而使得磷被固定，失去水溶肥的意义。另外，水溶性复合肥水溶后如果植物不能及时吸收，可溶性钾离子等养分则会渗入地下，不但造成肥效损失，而且会对地下水造成污染。

专利201410305499.7公开了一种滴灌大豆专用含碳素水溶肥料，由以下组分组成：水溶性碳素肥料82～86重量份，水溶性碳素肥料为含二氧化碳和氮并且溶于水的肥料；水溶性磷肥11～13重量份；水溶性钾肥2～3重量份；水溶性微量元素肥料1～2重量份。水溶性微量元素肥料用选自可溶性Zn盐、硼酸或聚合硼、可溶性Mn盐、可溶性Fe盐、可溶性Cu盐、可溶性Mo盐。该发明主要用以解决含碳素肥料在大田施用后所释放的CO2分布不均匀。

专利201010560383.X公开了一种液体型大豆专用复合叶面肥，以水为溶剂，包括大、中、微量营养元素、有益元素和助剂，大量营养元素(N+P2O5+K2O)含量大于70g/L，其质量比N∶P2O5∶K2O＝(2-3)∶1∶(4-6)，中量营养元素(Mg+S)含量大于20g/L，其质量比Mg∶S＝1∶(3-4)，微量营养元素(Zn+Mn+B+Mo+Fe+Cu)含量大于10g/L。该专利中，钾素配比过高，用于大豆叶面肥。

因此，开发一种符合大豆生长周期营养吸收规律的专用水溶肥，且能解决氮素易挥发损失，磷元素易被土壤固定等问题的具有一定缓释效果的专用水溶肥具有重大的意义。

发明内容

本发明针对大豆生长周期营养元素吸收规律，前中期养分吸收量高、后期较低，氮磷钾吸收比例约为1:0.4~0.5:0.5~0.75，是喜氮作物；大豆对微量元素硼和钼的特殊需求；以及氮、磷元素在大豆植株内存在正交互效应、氮、钾的负交互效应等情况；另外普通水溶肥未解决的氮、磷元素易挥发或固定损失的问题，提供一种大豆专用缓释水溶肥及其制备方法。本发明肥料中添加酰胺类水凝胶材料具有螯合吸附作用，对磷肥进行处理，减少土壤对磷肥的固定。本发明专用水溶肥养分含量高，营养元素齐全，水溶性好，提高了养分利用率，符合大豆生长周期营养元素吸收规律，对大豆具有增产增质的效果，具有极大的市场价值。

本发明的技术方案如下：

一种大豆专用缓释水溶肥，其特征在于：该水溶肥中含脲甲醛肥料及酰胺类水凝胶材料，按重量份计，原料组分包括：

脲甲醛肥料140~150份，

磷酸二铵40~50份，

磷酸二氢钾60~70份，

硫酸钾60~70份，

螯合中微量元素预混物10~15份，

钼酸钠3~4份，

可溶性有机质10~15份，

增溶剂4~5份，

酰胺类水凝胶材料3~5份；

以上组分均呈粉末状，其中：

所述的脲甲醛肥料为短链脲甲醛缩合物，N含量为35%~40%，主要含羟甲基脲、亚甲基二脲、二亚甲基三脲；所述的酰胺类水凝胶材料为二异丙基乙二酰胺、二甲苯基乙二酰胺、十二烷基酰胺中的一种，在水中以氢键、π-π、疏水作用等非化学共价键结合形成水凝胶，对养分具有吸附、螯合作用，用以处理磷酸二铵，使其具有缓释性。

上述的大豆专用缓释水溶肥，所述的螯合中微量元素预混物，按重量份计，包括EDTA螯合镁70~80份，EDTA螯合锰20~30份，EDTA螯合锌30~40份，EDTA螯合铜20~25份；将上述螯合物送入分散混合机中分散混合20~30分钟得到螯合中微量元素预混物。

上述的大豆专用缓释水溶肥，所述的增溶剂为聚甘油脂肪酸酯、十二烷基硫酸钠、单月桂基磷酸酯、单十二烷基磷酸酯钾中的一种或多种，用以处理脲甲醛肥料。

上述的大豆专用缓释水溶肥，所述的可溶性有机质包括水溶性腐殖酸、黄腐酸、氨基酸、柠檬酸、苹果酸、水杨酸。

上述的大豆专用缓释水溶肥的制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

1）将3~5份酰胺类水凝胶材料和30~40份水配成凝胶溶液待用；先将40~50份磷酸二铵加入分散混合机中，接着加入配制好的凝胶溶液，搅拌混合分散处理30~40分钟，烘干研细，得到凝胶化磷酸二铵粉末；

2）将140~150份脲甲醛肥料和4~5份增溶剂加入球磨机中细化分散处理20~30分钟，均匀混合制得高水溶脲甲醛肥料。

3）将60~70份磷酸二氢钾、60~70份硫酸钾、10~15份螯合中微量元素预混物、3~4份钼酸钠、10~15份可溶性有机质及步骤1）得到的凝胶化磷酸二铵和步骤2）得到的高水溶脲甲醛肥料加入高速混合机中高速搅拌，混合分散30~40分钟，制得大豆专用缓释水溶肥。

本发明提供了一种水溶性的大豆专用的营养元素配比，大量元素氮、磷比例约为1：0.4~0.5，其中添加的脲甲醛肥料为缓释性氮肥，并用增溶剂进行了处理，其具有较好的水溶性；对其中的磷肥用酰胺类水凝胶进行了吸附，减少土壤对磷肥的固定，提高磷肥的利用率。然后与其他肥及螯合中微量元素预混物和钼酸钠混合，营养全面，不会出现营养缺乏症。本发明提高了氮、磷元素的利用率，同时符合大豆生长周期营养吸收规律。

本发明所用一种酰胺类水凝胶材料为二异丙基乙二酰胺、二甲苯基乙二酰胺、十二烷基酰胺中的一种，这类材料同时具有疏水端和亲水端，在水中通过溶胶—凝胶转化形成水凝胶，水凝胶对肥料养分具有吸附作用，尤其是对磷肥，同时亲水端的胺基对金属具有螯合作用。酰胺类水凝胶相比高分子水凝胶具有良好的流动性，不会对水溶肥产生不良效果。

本发明具有以下的突出特点和有益效果：

1、本发明针对大豆生长周期营养吸收规律特点，添加了具有缓释性的脲甲醛肥料，并用增溶剂处理增加其溶解性；用酰胺类水凝胶对磷肥进行了处理，其通过螯合、吸附的作用固定磷元素，使磷肥均匀分布在大豆根系周围，减少土壤对磷元素的固定。

2、本发明用小分子水凝胶材料对磷肥处理，施用后，磷元素被酰胺类水凝胶螯合固定，大豆按需对其吸收，大大提高了氮磷在植株内的正交互效应，而降低氮钾的负交互效应，促进了大豆生长发育，提高大豆根系根瘤菌的固氮效率，提高大豆养分的累积。

3、本发明水溶肥施用后，酰胺类水凝胶迅速吸附分布于大豆根系周围，具有保肥保水的作用，为大豆提供优异的水肥环境。同时，水凝胶可为根系提供稳定的养分传输通道，增强大豆对养分的吸收。

4、本发明中氮肥和磷肥均具有较好的水溶性和缓释性，有效的克服了氮素易挥发损失，磷素易被土壤固定的缺点，提高了氮、磷元素的利用率，同时可减少水溶肥施用次数，降低成本。

5、本发明提供的大豆专用水溶肥营养元素全面，包括大量元素、中微量元素及少量有机质，氮、磷比例约为1：0.4~0.5，比例合理，符合大豆生长营养吸收规律，可使大豆植株长势强健、抗病力强，大豆品质好、高产量，提高大豆种植效益。

6、本发明水溶肥生产工艺简单，投资小，成本低，具有市场应用价值。

表一，本发明的产品各性能指标。

总养分（总N+水溶性P2O5+ K2O）	可溶性有机质	水不溶物	pH值	水份	性状
						50.1%~50.3%	1.74%~2.27%	≤0.4%	5~9	≤2%	固体粉末

表一中，本发明水溶肥总养分含量≥50%，水不溶物≤0.4%，各项性能符合HG/T4365—2012水溶性肥料的要求指标。

具体实施方案

以下通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下,根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更,均应包含在本发明的范围内。

实施例1

1）将3份二异丙基乙二酰胺水凝胶材料和30份水配成凝胶溶液待用；先将40份磷酸二铵加入分散混合机中，接着加入配制好的凝胶溶液，搅拌混合分散处理20分钟，烘干研细，得到凝胶化磷酸二铵粉末；

2）将140份脲甲醛肥料和5份增溶剂聚甘油脂肪酸酯加入球磨机中细化分散处理20分钟，均匀混合制得高水溶脲甲醛肥料。

3）将70份EDTA螯合镁，30份EDTA螯合锰，30份EDTA螯合锌，20份EDTA螯合铜，送入分散混合机中分散混合20分钟得到螯合中微量元素预混物。

4）将60份磷酸二氢钾、60份硫酸钾、3份钼酸钠、10份可溶性有机质、步骤1）得到的凝胶化磷酸二铵粉末、步骤2）得到的高水溶脲醛肥料及10份步骤3）得到的螯合中微量元素预混物，加入高速混合机中高速搅拌，混合分散30~40分钟，制得大豆专用缓释水溶肥。

实施例2

1）将4份二异丙基乙二酰胺水凝胶材料和30份水配成凝胶溶液待用；先将40份磷酸二铵加入分散混合机中，接着加入配制好的凝胶溶液，搅拌混合分散处理20分钟，烘干研细，得到凝胶化磷酸二粉末；

2）将140份脲甲醛肥料和5份增溶剂十二烷基硫酸钠加入球磨机中细化分散处理30分钟，均匀混合制得高水溶脲甲醛肥料。

3）将70份EDTA螯合镁，25份EDTA螯合锰，35份EDTA螯合锌，20份EDTA螯合铜，送入分散混合机中分散混合20分钟得到螯合中微量元素预混物。

4）将60份磷酸二氢钾、60份硫酸钾、3份钼酸钠、12份可溶性有机质、步骤1）得到的凝胶化磷酸二铵粉末、步骤2）得到的高水溶脲醛肥料及12份步骤3）得到的螯合中微量元素预混物，加入高速混合机中高速搅拌，混合分散30分钟，制得大豆专用缓释水溶肥。

实施例3

1）将4份十二烷基酰胺水凝胶材料和30份水配成凝胶溶液待用；先将45份磷酸二铵加入分散混合机中，接着加入配制好的凝胶溶液，搅拌混合分散处理30分钟，烘干研细，得到凝胶化磷酸二铵粉末；

2）将145份脲甲醛肥料和5份增溶剂单月桂基磷酸酯加入球磨机中细化分散处理30分钟，均匀混合制得高水溶脲甲醛肥料。

3）将75份EDTA螯合镁，25份EDTA螯合锰，35份EDTA螯合锌，23份EDTA螯合铜，送入分散混合机中分散混合30分钟得到螯合中微量元素预混物。

4）将155份尿素，65份磷酸二氢钾、65份硫酸钾、4份钼酸钠、13份可溶性有机质、步骤1）得到的凝胶化磷酸二铵粉末、步骤2）得到的高水溶脲醛肥料及13份步骤3）得到的螯合中微量元素预混物，加入高速混合机中高速搅拌，混合分散40分钟，制得大豆专用缓释水溶肥。

实施例4

1）将5份二甲苯基乙二酰胺水凝胶材料和40份水配成凝胶溶液待用；先将50份磷酸二铵加入分散混合机中，接着加入配制好的凝胶溶液，搅拌混合分散处理30分钟，烘干研细，得到凝胶化磷酸二铵粉末；

2）将140~150份脲甲醛肥料和4~5份增溶剂单十二烷基磷酸酯钾加入球磨机中细化分散处理20~30分钟，均匀混合制得高水溶脲甲醛肥料。

3）将80份EDTA螯合镁，30份EDTA螯合锰，40份EDTA螯合锌，25份EDTA螯合铜，送入分散混合机中分散混合30分钟得到螯合中微量元素预混物。

4）将70份磷酸二氢钾、70份硫酸钾、4份钼酸钠、14份可溶性有机质、步骤1）得到的凝胶化磷酸二铵粉末、步骤2）得到的高水溶脲醛肥料及14份步骤3）得到的螯合中微量元素预混物，加入高速混合机中高速搅拌，混合分散40分钟，制得大豆专用缓释水溶肥。

实施例5

1）将5份十二烷基酰胺水凝胶材料和40份水配成凝胶溶液待用；先将50份磷酸二铵加入分散混合机中，接着加入配制好的凝胶溶液，搅拌混合分散处理30分钟，烘干研细，得到凝胶化磷酸二铵粉末；

2）将150份脲甲醛肥料和5份增溶剂单月桂基磷酸酯加入球磨机中细化分散处理30分钟，均匀混合制得高水溶脲甲醛肥料。

3）将80份EDTA螯合镁，30份EDTA螯合锰，40份EDTA螯合锌，25份EDTA螯合铜，送入分散混合机中分散混合30分钟得到螯合中微量元素预混物。

4）将70份磷酸二氢钾、70份硫酸钾、4份钼酸钠、15份可溶性有机质、步骤1）得到的凝胶化磷酸二铵粉末、步骤2）得到的高水溶脲醛肥料及15份步骤3）得到的螯合中微量元素预混物，加入高速混合机中高速搅拌，混合分散40分钟，制得大豆专用缓释水溶肥。

Claims (5)

1.一种大豆专用缓释水溶肥，其特征在于：该水溶肥中含脲甲醛肥料及酰胺类水凝胶材料，按重量份计，原料组分包括：

脲甲醛肥料140~150份，

磷酸二铵40~50份，

磷酸二氢钾60~70份，

硫酸钾60~70份，

螯合中微量元素预混物10~15份，

钼酸钠3~4份，

可溶性有机质10~15份，

增溶剂4~5份，

酰胺类水凝胶材料3~5份；

以上组分均呈粉末状，其中：

所述的脲甲醛肥料为短链脲甲醛缩合物，N含量为35%~40%，主要含羟甲基脲、亚甲基二脲、二亚甲基三脲；所述的酰胺类水凝胶材料为二异丙基乙二酰胺、二甲苯基乙二酰胺、十二烷基酰胺中的一种。

2.根据权利要求1所述的大豆专用缓释水溶肥，其特征在于：所述的螯合中微量元素预混物，按重量份计，包括EDTA螯合镁70~80份，EDTA螯合锰20~30份，EDTA螯合锌30~40份，EDTA螯合铜20~25份；将上述螯合物送入分散混合机中分散混合20~30分钟得到螯合中微量元素预混物。

3.根据权利要求1所述的大豆专用缓释水溶肥，其特征在于：所述的增溶剂为聚甘油脂肪酸酯、十二烷基硫酸钠、单月桂基磷酸酯、单十二烷基磷酸酯钾中的一种或多种，用以处理脲甲醛肥料。

4.根据权利要求1所述的大豆专用缓释水溶肥，其特征在于：所述的可溶性有机质包括水溶性腐殖酸、黄腐酸、氨基酸、柠檬酸、苹果酸、水杨酸。

5.权利要求1~4所述的大豆专用缓释水溶肥的制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

1）将3~5份酰胺类水凝胶材料和30~40份水配成凝胶溶液待用；先将40~50份磷酸二铵加入分散混合机中，接着加入配制好的凝胶溶液，搅拌混合分散处理30~40分钟，烘干研细，得到凝胶化磷酸二铵粉末；

2）将140~150份脲甲醛肥料和4~5份增溶剂加入球磨机中细化分散处理20~30分钟，均匀混合制得高水溶脲甲醛肥料；

3）将60~70份磷酸二氢钾、60~70份硫酸钾、10~15份螯合中微量元素预混物、3~4份钼酸钠、10~15份可溶性有机质及步骤1）得到的凝胶化磷酸二铵和步骤2）得到的高水溶脲甲醛肥料加入高速混合机中高速搅拌，混合分散30~40分钟，制得大豆专用缓释水溶肥。