一种功能性肥料增效复合物及其制备方法技术

一种功能性肥料增效复合物，包括肥料增效剂，保水缓释剂和有机质；所述肥料增效剂为重均分子量在8000‑15000的聚天冬氨酸钾；同时本发明专利技术还提供一种功能性肥料增效复合物的制备方法。本发明专利技术所述功能性肥料增效复合物不同于已有的功能单一的肥料增效剂，其主要能够实现粉剂肥料的缓慢释放，提高作物对肥料的利用率，降低肥料使用量，另外所述复合物可用于粉状肥料的表面处理，可以有效预防粉剂肥料的团聚，同时改善土壤结构，具有一定的保水抗旱作用，作为一种环境友好的功能性肥料增效复合物，具有广阔的应用前景。

A functional fertilizer synergist and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种功能性肥料增效复合物及其制备方法
本专利技术涉及现代农业领域，尤其涉及一种功能性肥料增效复合物及其制备方法。
技术介绍
目前，我国已成为全球化肥生产和消费大国，但我国的肥料利用率很低，氮、磷、钾分别为25-30％、10-25％、35-50％左右，单位面积施肥量是世界平均用量的1.6倍。因此，提高肥料利用率，降低肥料的使用量是我国现代农业发展中迫切需要解决的问题。肥料增效剂可以提高肥料的利用率，延长肥效，降低肥料的施用量。已有的研究主要集中在高分子包膜缓释、脲酶控释等方面。专利技术专利“一种发酵海藻液肥料增效剂及其生产方法与用途”(CN201210215693.7，2012.06.27)公开的肥料增效剂是以天然海藻为原料，经微生物发酵，再用碱提取、压滤等工序制取海藻提取液，然后向液体里添加螯合态微量元素，得到的发酵海藻肥料增效剂。这种肥料增效剂的作用，仅限于改善营养元素的吸收，不能实现营养元素的持续释放和利用。专利技术专利“一种复合型环保化肥增效剂及其制备方法与应用”(CN201410387930.7，2014.08.08)公开了一种化肥增效剂及其制备方法，将腐殖酸-凹凸棒土复合物与羧甲基纤维素钠以及聚丙烯酸钠混合均匀，制得化肥增效剂。但此种增效剂只作用于土壤改良。专利技术专利“一种功能型肥料增效剂”(CN201510591809.0，2015.09.16)公开一种功能型肥料增效剂，由氧化镁、硫酸锌、复合氨基酸、植物生长调节剂、硼酸等组成。但其增效作用单一，不能实现营养元素的缓慢释放，从而不能提高肥料的利用率。专利技术专利“一种具有肥料增效功能的盐碱地改良剂”(CN201510586358.1，2015.09.15)公开了一种具有肥料增效功能的盐碱地改良剂，由脲酶抑制剂NBPT、硝化抑制剂DCD、腐殖酸、聚谷氨酸、阴离子型聚丙烯酰胺、阳离子型聚丙烯酰胺、硫酸铝和填料等组成。该改良剂仅用于土壤改良，且其中硫酸铝并不属于土壤养分，反而会给环境带来危害。
技术实现思路
鉴于以上分析，本专利技术旨在提供一种功能性肥料增效复合物，所述功能性肥料增效复合物不同于已有的功能单一的肥料增效剂，其主要能够实现粉剂肥料的缓慢释放，提高作物对肥料的利用率，降低肥料使用量，另外所述复合物可用于粉状肥料的表面处理，可以有效预防粉剂肥料的团聚，同时改善土壤结构，具有一定的保水抗旱作用，作为一种环境友好的功能性肥料增效复合物，具有广阔的应用前景。本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：一种功能性肥料增效复合物，包括肥料增效剂，保水缓释剂和有机质；所述肥料增效剂为重均分子量在8000-15000的聚天冬氨酸钾。肥料中的肥料增效剂、保水缓释剂和有机质三者具有协同效应，实现了水溶性营养元素的持续释放，促进作物生长，同时它们还会改善土壤结构，促进作物对土壤中的养分吸收，单一的组分实现不了这种功能。重均分子量在8000-15000的聚天冬氨酸钾与保水缓释剂、有机质具有协同作用，分子量低于8000，由于其水溶性好，与保水缓释剂的协同作用不强，肥料缓释作用降低；而高于15000的聚天冬氨酸钾又由于分子量的增大，不能很好与保水缓释剂、有机质间发挥协同作用，影响作物对养分的吸收。进一步地，所述保水缓释剂为聚丙烯酰胺、淀粉接枝聚丙烯酰胺或阴离子型聚丙烯酰胺中的一种或多种。保水缓释剂可以吸水、保水达到自身重量的几百倍，可与聚天冬氨酸钾发挥协同作用，不但改善土壤结构，还可提高肥料养分的利用率。进一步地，所述有机质为腐殖酸钾、复合氨基酸、糖蜜液或黄腐酸钾中的一种或多种。有机质可与聚天冬氨酸钾发挥协同作用，不但改善土壤结构，还可提高肥料养分的利用率。进一步地，成分以重量百分比计包括：40％-70％的肥料增效剂，5％-10％的保水缓释剂及30％-60％的有机质。肥料中的肥料增效剂、保水缓释剂和有机质三者具有协同效应，为了实现三者间的互相协同作用，需要控制各物质的添加比例，40％-70％的肥料增效剂，5％-10％的保水缓释剂及30％-60％的有机质是充分考虑到协同作用的发挥而必需的添加量。进一步地，还包括有机硅表面活性剂，所述有机硅表面活性剂为含有机硅亲油基团和亲水高分子链，具有两亲性能的高分子表面活性剂；含量以重量百分比计为5％-10％。有机硅表面活性剂是具有两亲性能的高分子表面活性剂，其不但具有很好的水溶性，还可降低溶液的表面能，降低粉剂肥料的团聚、结块，可以改善肥料养分在土壤和作物表面的扩散，有利于作物吸收。考虑成本和有机硅表面活性剂的作用发挥所需的合理浓度，选择5％-10％的添加比例。当添加的有机硅表面活性剂高于此比例时，将使成本增加，造成浪费，而低于此比例，有机硅表面活性剂的功能不能有效发挥。进一步地，还包括表面浸润剂，所述表面浸润剂包括取代聚氧乙烯基醚、聚氧乙烯与聚氧丙烯共聚物、吐温-20、吐温-60、吐温-80或OP-10中的一种或多种；含量以重量百分比计为5％-15％。上述这几种表面浸润剂不但具有很好的水溶性，还可改善肥料养分在土壤和作物表面的扩散，有利于作物吸收。考虑成本和表面浸润剂的作用发挥所需的合理浓度，选择5％-15％的添加比例。当添加的表面浸润剂高于此比例时，将使成本增加，造成浪费，而低于此比例，表面浸润剂的功能不能有效发挥。本专利技术还提供一种功能性肥料增效复合物的制备方法，包括以下步骤：步骤一、采用一锅法合成聚天冬氨酸钾，并制备聚天冬氨酸钾溶液；步骤二、将步骤一所述聚天冬氨酸钾溶液与有机硅表面活性剂，表面浸润剂，保水缓释剂和有机质混合搅拌均匀后，加入胶体磨中混合、分散，待稳定后制成功能性肥料增效复合物。进一步地，所述聚天冬氨酸钾的重均分子量为8000-15000；所述聚天冬氨酸钾溶液中聚天冬氨酸钾重量的含量为40％-70％。进一步地，步骤一中，顺丁烯二酸酐与碳酸氢铵在一定条件下发生反应后，再经氢氧化钾水解得到所述聚天冬氨酸钾。进一步地，顺丁烯二酸酐与碳酸氢铵的反应温度为160-200℃，反应时间为1-1.5h。由于本专利技术需要制备重均分子量为8000-15000的聚天冬氨酸钾，因此需要控制顺丁烯二酸酐与碳酸氢铵的反应条件。反应温度需控制在160-200℃之间，当反应温度低于160℃时，聚天冬氨酸钾的重均分子量达不到8000-15000；而反应温度高于200℃时，合成的聚天冬氨酸钾的分子量将大幅提高，其进一步水解也困难，因此很难获得重均分子量为8000-15000的聚天冬氨酸钾。除了需要控制反应温度外，反应时间也需要控制，当反应时间低于1h时，顺丁烯二酸酐与碳酸氢铵之间的反应不完全，合成的聚天冬氨酸钾的分子量达不到8000-15000；当反应时间高于1.5h时，同样会使合成的聚天冬氨酸钾的分子量增大，既不利于水解，也不利于获得重均分子量在8000-15000的聚天冬氨酸钾。本专利技术有益效果如下：本专利技术提供一种功能性肥料增效复合物，复合物中的肥料增效剂为重均分子量在8000-15000的聚天冬氨酸钾。肥料中的肥料增效剂、保水缓释剂和有机质三者具有协同效应，尤其是本专利技术所述重均分子量在8000-15000的聚天冬氨酸钾与保水缓释剂、有机质具有协同作用，保水缓释剂可以维持肥料增效剂处于其形成的水溶液环境，有机质和水溶性营养元素可以在这种微环境中实现迁移，并进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功能性肥料增效复合物，其特征在于，包括肥料增效剂，保水缓释剂和有机质；所述肥料增效剂为重均分子量在8000‑15000的聚天冬氨酸钾。

【技术特征摘要】
1.一种功能性肥料增效复合物，其特征在于，包括肥料增效剂，保水缓释剂和有机质；所述肥料增效剂为重均分子量在8000-15000的聚天冬氨酸钾。2.根据权利要求1所述功能性肥料增效复合物，其特征在于，所述保水缓释剂为聚丙烯酰胺、淀粉接枝聚丙烯酰胺或阴离子型聚丙烯酰胺中的一种或多种。3.根据权利要求1所述功能性肥料增效复合物，其特征在于，所述有机质为腐殖酸钾、复合氨基酸、糖蜜液或黄腐酸钾中的一种或多种。4.根据权利要求1所述功能性肥料增效复合物，其特征在于，成分以重量百分比计包括：40％-70％的肥料增效剂，5％-10％的保水缓释剂及30％-60％的有机质。5.根据权利要求1所述功能性肥料增效复合物，其特征在于，还包括有机硅表面活性剂，所述有机硅表面活性剂为含有机硅亲油基团和亲水高分子链，具有两亲性能的高分子表面活性剂；含量以重量百分比计为5％-10％。6.根据权利要求3所述功能性肥料增效复合物，其特征在于，还包括表面浸润剂，所述表面浸润剂包括取代聚氧乙烯基醚、聚氧乙烯与...

【专利技术属性】
技术研发人员：王才，龙春君，张建伟，韩晓娜，傅东升，薛兆弘，
申请(专利权)人：中国科学院化学研究所，北京新化正隆科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11