CN116621658B - 一种氮磷增效剂组合物及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及农用制剂技术领域，具体涉及一种氮磷增效剂组合物及其应用。本发明发现聚马来酸、马来酸‑丙烯酸共聚物或其混合物能够显著提高DMPP在肥料中的稳定性，有效减少DMPP在肥料储存过程中的含量损失，提高其在肥料中的有效性。本发明提供的氮磷增效剂组合物中，聚马来酸、马来酸‑丙烯酸共聚物或其混合物与DMPP配合作用，使得DMPP在肥料中的稳定性显著提高，能够在长时间储存过程中保持含量稳定和有效性，该组合物能够有效提高氮肥利用率，同时降低磷被土壤固定的可能性，提高磷肥利用率，在肥料领域具有较好的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及农用制剂技术领域，尤其涉及一种氮磷增效剂组合物及其应用。
背景技术
氮肥、磷肥是农业领域最重要的肥料之一。氮元素、磷元素是作物生长所必需的营养元素之一，植物体内许多重要的有机化合物都含有氮、磷。氮、磷在植物体内参与光合作用、呼吸作用、能量储存和传递、细胞***、细胞增大和其他一些生理过程。当氮素充足时，植物可合成较多的蛋白质，促进细胞的***和增长，因此植物叶面积增长快，可以有更多的叶面积用来进行光合作用。磷能促进早期根系的形成和生长，提高植物适应外界环境条件的能力，有助于植物耐受冬天的严寒。氮、磷对于作物的生长、发育和产量有着至关重要的作用。不同作物、不同生长阶段和不同土壤条件下，氮肥的利用率通常在25%-40%之间，磷肥的利用率通常在10%-25%之间。
硝化抑制剂，是—类能够抑制铵态氮转化为硝态氮的生物转化过程的化学物质。硝化抑制剂通过减少硝态氮在土壤中的生成和累积，从而减少氮肥以硝态氮形式的损失及对生态环境的影响。DMPP（3 ,4-二甲基吡唑磷酸盐）是市面最常用的硝化抑制剂之一，已经在多种作物上进行了试验，包括小麦、玉米、水稻、花生、大豆等，结果表明其在促进作物生长和提高氮肥利用率方面具有明显的效果。但是，由于DMPP分子结构和自身化学性质的原因，其在肥料中经长期存放后，会出现含量下降，抑制硝态氮生成的效果降低的现象。
磷肥在使用过程中，由于土壤复杂的环境情况，磷会在土壤中出现化学沉淀、土壤吸附、闭蓄作用、生物固定等现象，磷肥很快被土壤固定，施用到土壤中30%磷会被迅速固定，24小时后超过60%磷被固定，造成植物无法有效吸收磷元素，磷肥利用率极低。
发明内容
本发明提供一种氮磷增效剂组合物及其应用。
本发明在研发过程中发现，聚马来酸、马来酸-丙烯酸共聚物或其混合物能够显著提高DMPP在肥料中的稳定性，有效减少肥料储存过程中DMPP的含量降低，提高其在肥料中的有效性。
基于上述发现，本发明提供以下技术方案：
第一方面，本发明提供聚马来酸和/或马来酸-丙烯酸共聚物在提高DMPP在肥料中的稳定性中的应用。
第二方面，本发明提供聚马来酸和/或马来酸-丙烯酸共聚物在减少DMPP在肥料储存过程中的含量损失中的应用。
第三方面，本发明提供聚马来酸和/或马来酸-丙烯酸共聚物在提高含DMPP肥料中DMPP的有效性中的应用。
本发明中，聚马来酸又名水解聚马来酸酐，聚马来酸与马来酸-丙烯酸共聚物均属于低分子量的聚电解质，对于聚马来酸、聚马来酸与马来酸-丙烯酸共聚物的分子量，本发明没有特殊限制，可采用任意市售的符合一般质量要求的聚马来酸、聚马来酸与马来酸-丙烯酸共聚物。
上述应用中，将DMPP与聚马来酸和/或马来酸-丙烯酸共聚物混合。
优选地，将DMPP与聚马来酸和/或马来酸-丙烯酸共聚物按照质量比为1：（4-25）混合。
进一步优选地，将DMPP与聚马来酸和/或马来酸-丙烯酸共聚物按照质量比为1：（5-20）混合。
上述第一方面的应用中，所述稳定性是指DMPP在肥料储存过程中稳定存在的性质，具体可表现为在肥料储存过程中DMPP的含量保留率等。
DMPP在肥料中的不稳定性是含有DMPP的各种类型、各种组成的肥料普遍存在的问题。上述应用中，所述肥料可以为任意形式的肥料，包括固体肥料和液体肥料，例如复合肥、固体水溶肥、液体肥等。对于肥料的组成，本发明没有特殊限制，可包括选自氮原料、磷原料、钾原料、大量元素、中量元素、微量元素中的任意一种或多种。本发明通过实验验证，聚马来酸和/或马来酸-丙烯酸共聚物对DMPP的稳定作用在固体或液体肥料中均可发挥，且均具有较好的作用效果。
在本发明的一些实施方式中，所述肥料为固体肥料，优选为复合肥或固体水溶肥，所述肥料包括选自氮原料、磷原料和钾原料中的一种或多种。
在本发明的一些实施方式中，所述肥料为液体肥，所述肥料包括选自氮原料、磷原料和钾原料中的一种或多种。
本发明中，所述储存为肥料的常规储存条件，例如常温储存。
第四方面，本发明提供一种氮磷增效剂组合物，所述组合物包含DMPP以及选自聚马来酸、马来酸-丙烯酸共聚物中的一种或两种。
上述氮磷增效剂组合物中，聚马来酸、马来酸-丙烯酸共聚物或其混合物与DMPP配合作用，使得DMPP的稳定性显著提高，能够在长时间储存过程中保持含量稳定和有效性，发挥提高氮肥利用率的作用；此外，聚马来酸、马来酸-丙烯酸共聚物或其混合物还能够降低磷被土壤固定的可能性，提高磷肥利用率。
优选地，以上所述的氮磷增效剂组合物中，DMPP与聚马来酸和/或马来酸-丙烯酸共聚物的质量比为1：（4-25）。在上述质量比范围内，聚马来酸、马来酸-丙烯酸共聚物或其混合物能够更好地发挥稳定DMPP的作用。
进一步优选地，所述组合物中，DMPP与聚马来酸和/或马来酸-丙烯酸共聚物的质量比为1：（5-20）。
上述氮磷增效剂组合物除包含DMPP以及选自聚马来酸、马来酸-丙烯酸共聚物中的一种或两种以外，还可包含其他能够提高氮、磷利用率的增效剂组分，或者，添加肥料领域允许的辅料将组合物制备为各种农用制剂剂型。
第五方面，本发明提供以上所述的氮磷增效剂组合物在制备肥料中的应用。
上述应用中，所述肥料可为固体肥料或液体肥料，包括但不限于复合肥、固体水溶肥、液体肥等。本发明的氮磷增效剂组合物可适用于各种不同的肥料，适用性广。
第六方面，本发明提供以上所述的氮磷增效剂组合物在提高土壤或肥料中氮和/或磷的利用率中的应用。
上述应用中，提高氮利用率可表现为抑制铵态氮转化为硝态氮，减少氮肥以硝态氮形式的损失。提高磷利用率可表现为减少磷固定，提高有效磷含量。
第七方面，本发明提供以上所述的氮磷增效剂组合物在植物种植中的应用。
DMPP已被证明可用于小麦、玉米、水稻、花生、大豆等植物，提高氮肥利用率、促进植物生长。因不同植物的生长发育均需要氮营养，而DMPP具有提高氮肥利用率的作用，本发明的氮磷增效剂组合物也同样适用于各种植物的种植。
第八方面，本发明提供一种肥料，所述肥料包含以上所述的氮磷增效剂组合物。
以上所述的肥料可为固体肥料或液体肥料，包括但不限于复合肥、固体水溶肥、液体肥等。
对于肥料的组成，本发明没有特殊限制，可包括选自氮原料、磷原料、钾原料、大量元素、中量元素、微量元素中的任意一种或多种。
在本发明的一些实施方式中，以上所述的肥料还包含选自氮原料、磷原料、钾原料中的一种或多种。
其中，氮原料可为选自尿素、硫酸铵、氯化铵的一种或多种；磷原料可为选自磷酸二氢铵（磷酸一铵）、磷酸氢二铵（磷酸二铵）、聚磷酸铵、聚磷酸钾、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾中的一种或多种；钾原料可为选自硝酸钾、硫酸钾、氯化钾、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、聚磷酸钾、草木灰、钾石盐、钾镁盐、光卤石中一种或多种。
所述肥料还可添加肥料领域允许的辅料，包括但不限于载体等。
本发明的有益效果至少包括：本发明发现了聚马来酸、马来酸-丙烯酸共聚物或其混合物在提高DMPP在肥料中的稳定性方面的新用途，聚马来酸、马来酸-丙烯酸共聚物或其混合物能够显著提高DMPP在肥料中的稳定性，有效减少DMPP在肥料储存过程中的含量损失，提高其在肥料中的有效性，使其更稳定、更有效地发挥抑制铵态氮转化为硝态氮的作用，使氮肥在土壤中更长效，提高氮肥的利用率。
本发明提供的氮磷增效剂组合物中，聚马来酸、马来酸-丙烯酸共聚物或其混合物与DMPP配合作用，使得DMPP在肥料中的稳定性显著提高，能够在长时间储存过程中保持含量稳定和有效性，该组合物能够有效提高氮肥利用率，同时降低磷被土壤固定的可能性，提高磷肥利用率，在肥料领域具有较好的应用前景。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以下实施例中使用的各种化学品均为市售常规的化学产品。其中，DMPP的纯度≥98%，聚马来酸的固含量为50%，马来酸-丙烯酸共聚物的固含量为48%。
以下实施例中，若未特别指明，实施例中所使用的复合肥（17-17-17）、固体水溶肥（20-20-20）、液体肥（170-110-120）均为同一品规；其中，复合肥17-17-17的组成如下：尿素（46-0-0）2.97kg、磷酸一铵（12-61-0）2.79kg、氯化钾（0-0-62）2.75kg、膨润土1.49kg；固体水溶肥20-20-20的组成如下：尿素（46-0-0）3.49kg、磷酸一铵（12-61-0）3.28kg、氯化钾（0-0-62）3.23kg；液体肥170-110-120的组成如下：水6.36kg，聚磷酸钾（0-46-50）2.40kg，尿素（46-0-0）3.70kg。所使用的土壤均来自山东省临沂市中化农业（临沂）研发中心有限公司大田试验地（pH 6.67、碱解氮81.6mg/kg、有效磷38.1mg/kg、速效钾107.5mg/kg）。肥料中DMPP的测定方法按照NY/T 3423-2019标准进行测定，土壤中有效磷的测定方法按照NY/T1121.7-2014标准进行测定。
实施例1
本实施例提供一种氮磷增效剂组合物，其包含质量比为1：10的DMPP和聚马来酸。
对上述氮磷增效剂组合物中聚马来酸对DMPP稳定性的作用以及组合物对磷利用率的提升作用进行检测，具体如下：
配方1：将DMPP 3g与水30g混匀，均匀掺混到10kg复合肥（17-17-17）中；
配方2：将DMPP 3g与聚马来酸30g混匀，均匀掺混到10kg复合肥（17-17-17）中。
将配方1和配方2在常温条件下存储，每30天测定DMPP的含量，测定结果如表1所示。
表1 不同处理不同时间段DMPP含量（%）和实验结束时DMPP保有率（%）
上述配方1和配方2分别称取0.5g，用水稀释至500mL，均匀浇至1.5kg土壤中，静置72h，测定土壤中有效磷含量，测定结果如表2所示。
表2 不同处理72h后土壤中有效磷含量
实施例2
本实施例提供一种氮磷增效剂组合物，其包含质量比为1：20的DMPP和聚马来酸。
对上述氮磷增效剂组合物中聚马来酸对DMPP稳定性的作用以及组合物对磷利用率的提升作用进行检测，具体如下：
配方1：将DMPP 3g与水60g混匀，均匀掺混到10kg复合肥（17-17-17）中；
配方2：将DMPP 3g与聚马来酸60g混匀，均匀掺混到10kg复合肥（17-17-17）中。
将配方1和配方2在常温条件下存储，每30天测定DMPP的含量，测定结果如表3所示。
表3 不同处理不同时间段DMPP含量（%）和实验结束时DMPP保有率（%）
上述配方1和配方2分别称取0.5g，用水稀释至500mL，均匀浇至1.5kg土壤中，静置72h，测定土壤中有效磷含量，测定结果如表4所示。
表4 不同处理72h后土壤中有效磷含量
实施例3
本实施例提供一种氮磷增效剂组合物，其包含质量比为1：5的DMPP和聚马来酸。
对上述氮磷增效剂组合物中聚马来酸对DMPP稳定性的作用以及组合物对磷利用率的提升作用进行检测，具体如下：
配方1：将DMPP 3g与水15g混匀，均匀掺混到10kg复合肥（17-17-17）中；
配方2：将DMPP 3g与聚马来酸15g混匀，均匀掺混到10kg复合肥（17-17-17）中。
将配方1和配方2在常温条件下存储，每30天测定DMPP的含量，测定结果如表5所示。
表5 不同处理不同时间段DMPP含量（%）和实验结束时DMPP保有率（%）
上述配方1和配方2分别称取0.5g，用水稀释至500mL，均匀浇至1.5kg土壤中，静置72h，测定土壤中有效磷含量，测定结果如表6所示。
表6 不同处理72h后土壤中有效磷含量
实施例4
本实施例提供一种氮磷增效剂组合物，其包含质量比为1：15的DMPP和聚马来酸。
对上述氮磷增效剂组合物中聚马来酸对DMPP稳定性的作用以及组合物对磷利用率的提升作用进行检测，具体如下：
配方1：将DMPP 3g与水45g混匀，均匀掺混到10kg固体水溶肥（20-20-20）中；
配方2：将DMPP 3g与聚马来酸45g混匀，均匀掺混到10kg固体水溶肥（20-20-20）中。
将配方1和配方2在常温条件下存储，每30天测定DMPP的含量，测定结果如表7所示。
表7 不同处理不同时间段DMPP含量（%）和实验结束时DMPP保有率（%）
上述配方1和配方2分别称取0.5g，用水稀释至500mL，均匀浇至1.5kg土壤中，静置72h，测定土壤中有效磷含量，测定结果如表8所示。
表8 不同处理72h后土壤中有效磷含量
实施例5
对实施例1的氮磷增效剂组合物中聚马来酸对DMPP稳定性的作用以及组合物对磷利用率的提升作用进行检测，具体如下：
配方1：将DMPP 3g与水30g混匀，均匀掺混到10kg液体肥（170-110-120）中；
配方2：将DMPP 3g与聚马来酸30g混匀，均匀掺混到10kg液体肥（170-110-120）中。
将配方1和配方2在常温条件下存储，每30天测定DMPP的含量，测定结果如表9所示。
表9 不同处理不同时间段DMPP含量（%）和实验结束时DMPP保有率（%）
上述配方1和配方2分别称取0.5g，用水稀释至500mL，均匀浇至1.5kg土壤中，静置72h，测定土壤中有效磷含量，测定结果如表10所示。
表10 不同处理72h后土壤中有效磷含量
实施例6
本实施例提供一种氮磷增效剂组合物，其包含质量比为1：10的DMPP和马来酸-丙烯酸共聚物。
对上述氮磷增效剂组合物中马来酸-丙烯酸共聚物对DMPP稳定性的作用以及组合物对磷利用率的提升作用进行检测，具体如下：
配方1：将DMPP 3g与水30g混匀，均匀掺混到10kg复合肥（17-17-17）中；
配方2：将DMPP 3g与马来酸-丙烯酸共聚物30g混匀，均匀掺混到10kg复合肥（17-17-17）中。
将配方1和配方2在常温条件下存储，每30天测定DMPP的含量，测定结果如表11所示。
表11 不同处理不同时间段DMPP含量（%）和实验结束时DMPP保有率（%）
上述配方1和配方2分别称取0.5g，用水稀释至500mL，均匀浇至1.5kg土壤中，静置72h，测定土壤中有效磷含量，测定结果如表12所示。
表12 不同处理72h后土壤中有效磷含量
实施例7
本实施例提供一种氮磷增效剂组合物，其包含质量比为1：10的DMPP与聚马来酸和马来酸-丙烯酸共聚物的混合物。
对上述氮磷增效剂组合物中聚马来酸和马来酸-丙烯酸共聚物对DMPP稳定性的作用以及组合物对磷利用率的提升作用进行检测，具体如下：
配方1：将DMPP 3g与水30g混匀，均匀掺混到10kg复合肥（17-17-17）中；
配方2：将DMPP 3g与聚马来酸20g、马来酸-丙烯酸共聚物10g混匀，均匀掺混到10kg复合肥（17-17-17）中。
将配方1和配方2在常温条件下存储，每30天测定DMPP的含量，测定结果如表13所示。
表13 不同处理不同时间段DMPP含量（%）和实验结束时DMPP保有率（%）
上述配方1和配方2分别称取0.5g，用水稀释至500mL，均匀浇至1.5kg土壤中，静置72h，测定土壤中有效磷含量，测定结果如表14所示。
表14 不同处理72h后土壤中有效磷含量
实施例8
本实施例提供一种氮磷增效剂组合物，其包含质量比为1：20的DMPP和马来酸-丙烯酸共聚物。
对上述氮磷增效剂组合物中马来酸-丙烯酸共聚物对DMPP稳定性的作用以及组合物对磷利用率的提升作用进行检测，具体如下：
配方1：将DMPP 3g与水60g混匀，均匀掺混到10kg复合肥（17-17-17）中；
配方2：将DMPP 3g与马来酸-丙烯酸共聚物60g混匀，均匀掺混到10kg复合肥（17-17-17）中。
将配方1和配方2在常温条件下存储，每30天测定DMPP的含量，测定结果如表15所示。
表15 不同处理不同时间段DMPP含量（%）和实验结束时DMPP保有率（%）
上述配方1和配方2分别称取0.5g，用水稀释至500mL，均匀浇至1.5kg土壤中，静置72h，测定土壤中有效磷含量，测定结果如表16所示。
表16 不同处理72h后土壤中有效磷含量
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (2)
1.聚马来酸和/或马来酸-丙烯酸共聚物在提高DMPP在肥料中的稳定性中的应用；所述稳定性为DMPP在肥料储存过程中稳定存在的性质；
所述应用中，将DMPP与聚马来酸和/或马来酸-丙烯酸共聚物按照质量比为1：（4-25）混合。
2.聚马来酸和/或马来酸-丙烯酸共聚物在减少DMPP在肥料储存过程中的含量损失中的应用；
所述应用中，将DMPP与聚马来酸和/或马来酸-丙烯酸共聚物按照质量比为1：（4-25）混合。
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