一种植物养分吸收促进剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种新型植物养分吸收促进剂产品，该产品是以聚琥珀酰亚胺、有机酸和氢氧化钾的反应产物作为活性组分的水溶液，其中的活性组分含量为２５－６０％，且该水溶液的ｐＨ值为７－８，所述有机酸为可与金属离子络合形成可溶性金属络合物的二元羧酸或三元羧酸。本发明专利技术还提供了该植物养分吸收促进剂的制备方法及其在农业生产中的应用。本发明专利技术产品可螯合植物生长所需的氮磷钾及中微量营养元素，并将之输送到植物根系周围，从而促进植物对养分的吸收，提高肥料利用率、提高作物产量、改善作物品质。本发明专利技术还从农业生产实践出发提出了本发明专利技术产品在农业生产中的多种应用方式，有着灵活而广泛的适用范围。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及农业
，尤其提供了一种新型的植物养分吸收促进剂及其生产方法，本专利技术同时提出了该植物养分吸收促进剂在农业生产上的应用。
技术介绍
在传统农业生产中，为了促进作物生长、提高作物产量，普遍采用的方式就是施用各种肥料，特别是人工合成的化学肥料，如尿素、磷酸二铵、复合肥等。根据植物营养学理论，植物对各种营养成分(主要为氮、磷、钾等大量元素)的需求是呈一定比例的，该比例受作物品种、土壤肥力、气候条件、种植方式等各种复杂因素的决定，很难被农业生产者，尤其是农民准确掌握。同时，农民的集中施肥与作物需肥的周期性也形成一对难以解决的矛盾，这使得农业生产中的施肥往往出现在某种营养元素方面施肥过量，而在另一种营养元素方面又施用不足，或者某个时期营养元素过量供应，而其他时期供应不足，不仅造成了农业生产资源的大量浪费，也难以满足作物对营养元素的全面需要；另一方面，对化肥的过量使用或不适当使用形成的肥料淋失，也直接导致地表水和地下水污染，成为农业面源污染治理的难点和重点。解决上述问题的一个重要途径就在于强化植物对土壤中营养成分的富集、吸收和利用，通过适当手段尽可能的将各种营养元素吸附在植物根系周围，在减少流失的同时，实现土壤中营养成分的长效供给。实验证明，有机酸及其高分子聚合物在这方面可以发挥积极作用。美国专利USP5,861,356中提供了一种利用肥料与聚合氨基酸提高植物-->产量的方法，是利用聚天门冬氨酸及其盐对养分的螯合作用，达到收集、吸附和固定土壤中植物所需的营养成分，使其为植物生长所利用的效果。但是，可以注意到，该专利技术应用在农业上存在以下缺陷和不足：(1)单一的聚天门冬氨酸及其盐仅仅能够发挥富集和传送营养的作用，并不能强化植物根系自身对土壤中所需养分的溶解和吸收的能力；(2)该专利技术所涉及产品为聚天门冬氨酸钠盐，pH值在8.0～9.5，其弱碱性的特点不仅仅限制了在土壤中的施用，长期使用将加剧土壤的盐碱化，并且其仅限于根施，若叶面喷施会灼伤叶子，在应用方式上也有很大局限性；(3)聚天门冬氨酸对养分的传输需要一个过程和时间，根据该专利中应用实例证明，其产品至少在施用一周后才能发挥效果，这也限制了它应用在农业生产中的速效效果。氮、磷、钾，是植物生长中不可缺少的三大营养元素，在研究中，我们还认识到作为植物营养大量元素之一的钾，与其他两个大量元素氮和磷不同，主要在蛋白质合成过程中起着辅酶和活化剂的作用。植物缺钾时，蛋白质合成受阻，植物体内淀粉和多糖易水解成单糖，使淀粉合成和多糖聚合作用受阻，从而严重影响植物生长及其果实的产量和品质。施用无机钾肥或有机钾肥是保证植物生长对钾需求的两个主要途径，其中有机钾肥的合成与应用成为肥料发展方向之一。中国专利96118644.5和00101170.7分别提供了一种有机钾肥和一种无氯有机高钾液体复合肥，它们的主要组分都为有机酸钾，并配以表面活性剂，提供用于农业生产中进行叶面喷施，二个专利公开的区别只是采取了不同的生产方法。这两项专利公开的仅仅是一种液态有机肥料，目的是给作物提供钾肥，但这两种肥料的组成并不能实现对土壤中养分的溶解、吸附和运输作用。而且，所添加的表面活性剂、渗透剂均为有机化合物，不是作物生长所需要，长期施用易造成土壤的二次污染。再者，两项专利中提供的钾肥产品均主要作为叶面喷施使用，使用方式和范围有一定局限性。-->
技术实现思路
本专利技术欲解决的主要技术问题是针对目前在促进农作物生长技术研究和应用领域存在的问题，提出一种新型的植物养分吸收促进剂，将聚天门冬氨酸、生态有机酸和钾离子的功效有机结合为一体，在实际应用中可有效促进植物对各种养分的快速吸收，实现作物的增产增效。本专利技术同时提供了制备上述植物养分吸收促进剂产品的方法，以确保该产品具有所预期的功效。本专利技术还提供了上述植物养分吸收促进剂在农业生产中的应用。本专利技术首先提供了一种植物养分吸收促进剂，是以聚琥珀酰亚胺、有机酸和氢氧化钾的反应产物作为活性组分的水溶液，其中的活性组分含量为25-60％，且该水溶液的pH值为7-8，所述有机酸为可与金属离子络合形成可溶性金属络合物的二元羧酸或三元羧酸。申请人的研究探索发现，植物是通过其根系吸收根际土壤中的各种营养成分的，土壤中无机态养分通过截获、质流和扩散作用到达根表面，然后以质流、扩散等的被动方式和主动吸收过程通过生物膜被吸收进入根表皮细胞内。这一过程中，根系分泌物是根系影响根际土壤的主要物质基础，它主要包括低分子有机化合物(游离分泌物)、高分子凝胶物质(粘液)和细胞组织脱落物及溶解产物三大部分。其中，糖和有机酸是其中的主要有机化合物，而重要的有机酸分泌物包括苹果酸、柠檬酸、酒石酸、各种氨基酸等，这些有机酸是可与金属离子，尤其是多价金属离子和碱土金属离子络合后形成可溶性络合物的生态螯合剂。这些有机酸分泌物可通过多种螯合作用实现根系对土壤中枸溶性养分的溶解和吸收，而土壤中的高分子聚合物螯合土壤中的养分离子后，改变了根系周围溶液的浓度差，促进周边各种螯合态养分离子向根系附近进行扩散。申请人的结论是，在土壤中施入低分子有机酸，特别是柠檬酸、苹果酸、酒石酸或氨基酸等，可以强化作物根系对所需养分的溶解和吸收能力；而施入高分子聚合物，则可以-->促进营养成分围绕根系的富集和扩散。本专利技术成功研制出一种新型植物养分吸收促进剂，其实质上是一种通过化学反应获得的聚天门冬氨酸及生态有机酸与钾盐螯合而成的活性组分水溶液产品，本专利技术称为聚肽螯合钾。该产品中，聚天门冬氨酸(钾)，是一种仿生生物高分子聚合物，它的分子结构独特，是含有钾离子的聚肽蛋白质；生态有机酸(钾)是可以络合多种金属离子形成可溶性金属络合物的螯合剂，同时也是植物根系在吸收养份及各种微量元素所分泌的低分子有机酸，例如可以是柠檬酸、苹果酸、酒石酸、氨基酸等。所以，本专利技术提供的该植物养分吸收促进剂产品自身具备了聚肽蛋白质特性和螯合特性，借助它们之间的协同作用，单独使用或与肥料配合使用，均可有效促进植物通过根系或叶面对营养元素的均衡和有效吸收。图3示意了施用本专利技术的产品(本专利技术称聚肽螯合钾)对促进植物根系溶解和吸收各种难溶养分的几种不同的作用机理。由于聚琥珀酰亚胺在氢氧化钾作用下将水解成为聚天门冬氨酸，根据本专利技术的具体实施方案，以钾盐计，该水溶液产品的活性组分中聚天门冬氨酸钾与有机酸钾的重量比例在1:1至5:1。对于本专利技术提供的植物养分吸收促进剂，所述活性组分中包含的聚天门冬氨酸的分子量应大于5000，例如所述聚天门冬氨酸的分子量可控制在5000-20000，采用公知的检测方法可以实现测定。所述有机酸优选包括柠檬酸、酒石酸和苹果酸中的一种或多种的组合。本专利技术提供的植物养分吸收促进剂，所述活性组分更优选为聚琥珀酰亚胺、有机酸和氢氧化钾在75℃～90℃下的反应产物。本专利技术提供的植物养分吸收促进剂是通过聚琥珀酰亚胺、氢氧化钾和所述有机酸之间反应而获得，其反应过程是聚琥珀酰亚胺在过量氢氧化钾作用下水解生成聚天门冬氨酸阴离子，同时，过量的钾离子使有机酸离子化，二种阴离子和一种阳离子组成为本专利技术的植物养分吸收促进剂的活性-->组分，最终产品是一种活性组分质量含量达到25％-60％的水溶液。本专利技术还提供一种制备所述植物养分吸收促进剂的具体方法，其包括：(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种植物养分吸收促进剂，所述植物养分促进剂是以聚琥珀酰亚胺、有机酸和氢氧化钾的反应产物作为活性组分的水溶液，其中的活性组分含量为２５－６０％，且该水溶液的ｐＨ值为７－８，所述有机酸为可与金属离子络合形成可溶性金属离子络合物的二元羧酸或三元羧酸。

【技术特征摘要】
1、一种植物养分吸收促进剂，所述植物养分促进剂是以聚琥珀酰亚胺、有机酸和氢氧化钾的反应产物作为活性组分的水溶液，其中的活性组分含量为25-60％，且该水溶液的pH值为7-8，所述有机酸为可与金属离子络合形成可溶性金属离子络合物的二元羧酸或三元羧酸。2、根据权利要求1所述的植物养分吸收促进剂，其中，以钾盐计，该水溶液的活性组分中聚天门冬氨酸钾与有机酸钾的重量比例在1：1至5：1。3、根据权利要求1或2所述的植物养分吸收促进剂，其中，所述活性组分中包含的聚天门冬氨酸的分子量应大于5000。4、根据权利要求1所述的植物养分吸收促进剂，其中，所述有机酸包括柠檬酸、酒石酸和苹果酸中的一种或多种的组合。5、根据权利要求1或2所述的植物养分吸收促进剂，其中，所述活性组分为聚琥珀酰亚胺、有机酸和氢氧化钾在75℃～90℃的反应产物。6、制备权利要求1-5任一项所述的植物养分吸收促进剂的方法，所述方法包括：(1)使聚琥珀酰亚胺与过量的氢氧化钾在75℃～9...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵云建，安保军，华则科，唐建荣，
申请(专利权)人：北京巨泰科技有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]