一种酸性螯合亚铁盐肥料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种酸性螯合亚铁盐肥料及其制备方法与应用。所述酸性螯合亚铁盐肥料主要成分为：柠檬酸亚铁铵，柠檬酸铵，柠檬酸或水合柠檬酸。本发明专利技术还提供所述酸性螯合亚铁盐肥料的制备方法。本发明专利技术的酸性螯合亚铁盐肥料可直接用于碱性土壤施用，也可用于与中微量元素肥、大量元素肥复配制备多种产品，能改善作物缺铁症状，促进作物健康生长，且其效果显著优于三价螯合态铁。

A Kind of Acid Chelated Ferrous Salt Fertilizer and Its Preparation Method and Application

【技术实现步骤摘要】
一种酸性螯合亚铁盐肥料及其制备方法与应用
本专利技术涉及一种酸性螯合亚铁盐肥料及其制备方法与应用，属于肥料

技术介绍
铁是植物生长的必需微量营养元素，参与诸多关键的有机体生理生化过程。在叶绿素合成过程中，铁是多种酶类的催化剂；铁还参与植物细胞内的氧化还原反应和电子传递过程，例如，豆科植物起固氮作用的固氮酶，其活性中心就是钼铁蛋白和铁硫蛋白的复合物；铁还是植物细胞呼吸作用过程中相关酶类的活性成分。Fe2+是植物吸收的主要形式，除禾本科植物可以直接吸收部分Fe3+之外，大部分植物只能直接利用土壤中的Fe2+。Fe3+只有在根系表面被还原为Fe2+以后才能被吸收。硫酸亚铁为常用的亚铁盐肥料，但其在肥料、土壤中易形成难溶性的三价铁沉淀，尤其在北方地区石灰性土壤或盐碱地这种pH较高的土壤上，肥料中的Fe2+极易被氧化成Fe3+，铁元素的移动性和渗透性变差，从而降低了铁的有效性，所以硫酸亚铁只适合单独叶面喷施，不适合在肥料中添加，极大地限制了亚铁形态铁元素的应用。利用有机分子制备螯合态铁，保护铁离子不被固定，从而提高Fe的利用效率，发挥更好的营养效果，这是肥料中制备铁元素营养的常用方法。通常是利用EDTA作为螯合剂保护铁离子，但EDTA不容易降解，施入土壤中易造成环境污染,而且其产品中铁的形态为Fe3+，植物吸收效率不如Fe2+高。例如，CN108002906A提供一种螯合铁肥及其制备方法和应用，通过将碳酸氢铵、乙二胺四乙酸和氧化铁进行混合，制备得到乙二胺四乙酸铵铁NH4FeY，其中铁的形态为Fe3+。为了解决目前碱性土壤上植物对铁的吸收效率有待提高的问题，同时不对环境造成负担，有必要开发一种使用方式灵活的酸性螯合形态的亚铁盐肥料。目前尚未发现有柠檬酸亚铁铵在碱性土壤上的应用报道。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的之一是提供一种用于碱性土壤的酸性螯合亚铁盐肥料，本专利技术酸性螯合亚铁盐肥料的铁元素螯合形态稳定，铁元素利用率高，用于碱性土壤补充植物铁素营养，经大田实验证明应用效果好。本专利技术的目的之二是提供一种酸性螯合亚铁盐肥料的制备方法。本专利技术的目的之三是提供酸性螯合亚铁盐肥料的应用。本专利技术的技术方案如下：一种酸性螯合亚铁盐肥料，以质量百分比含量计，主要成分为：柠檬酸亚铁铵47～99.95％，柠檬酸铵0～38％，柠檬酸或水合柠檬酸0.007～13.5％。进一步的，本专利技术所述酸性螯合亚铁盐肥料，以质量百分比含量计，主要成分为：柠檬酸亚铁铵78％～96.5％，柠檬酸铵3.6％～20％，柠檬酸/水合柠檬酸0.30％～2.6％。最优选的，本专利技术所述酸性螯合亚铁盐肥料，以质量百分比含量计，主要成分为：柠檬酸亚铁铵95.00～95.8％，柠檬酸铵3.75～4.2％，柠檬酸0.40～0.42％。以上主要成分之外，还包含不超过0.05％的不可避免的杂质。所述不可避免的杂质是制备过程中反应不完全的铁粉、铁粉中的杂质以及产物在空气中氧化生成的少量的柠檬酸铁铵。优选的，不可避免的杂质不超过0.03％。以上所述酸性螯合亚铁盐肥料是由柠檬酸或水合柠檬酸于水中与铁粉进行反应，用氨气中和，并用柠檬酸或水合柠檬酸调节pH为1.5～5制得。根据本专利技术，所述的酸性螯合亚铁盐肥料的制备方法，包括步骤：将柠檬酸或水合柠檬酸与水混合，边搅拌边升温至55-85℃，缓慢加入铁粉，在55-85℃温度下继续搅拌反应2～4小时，然后降温至40℃±5℃，通入氨气中和至pH＝5.5～7后过滤除去杂质，再加入柠檬酸或水合柠檬酸调节pH为1.5～5，喷雾干燥密封，即得。根据本专利技术优选的，所述柠檬酸或水合柠檬酸(以柠檬酸计)与铁粉的摩尔比为1～2:1，水加入量是柠檬酸或水合柠檬酸质量的1～2倍；所述铁粉粒度为100～250目；根据本专利技术优选的，柠檬酸或水合柠檬酸调节pH至2～4。进一步优选，所述柠檬酸或水合柠檬酸(以柠檬酸计)与铁粉的摩尔比为1.05～1.3：1，水加入量是柠檬酸/水合柠檬酸质量的1.3～1.6倍。根据本专利技术优选的，所述喷雾干燥的喷雾出口温度为130～200℃；通过小型喷雾干燥设备进行喷雾即可。首先，铁粉与柠檬酸溶液反应生成柠檬酸亚铁及少量柠檬酸铁，通入氨气后，柠檬酸亚铁和柠檬酸铁溶液与氨气作用生成柠檬酸亚铁铵，而过量的柠檬酸则与氨气在水中反应生成柠檬酸铵，最后加入柠檬酸/水合柠檬酸调节溶液pH值，使得所得螯合亚铁盐肥料呈酸性。其中过滤除去的杂质包括人为施工投放的杂质、铁粉中的杂质、没反应完全的微量铁粉等。产物中各组分的含量由制备过程中各原料的加入量控制，反应不完全的铁粉、铁粉中的杂质以及产物在空气中氧化生成的柠檬酸铁铵的质量分数低于0.05％。本专利技术所述的螯合亚铁盐肥料呈黄绿色粉末，无臭，易溶于水，不溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。易潮解，干燥后需密封包装。一种所述的螯合亚铁盐肥料的应用，是作为螯合亚铁盐肥料直接施用。施用方式可为：喷施、冲施、滴灌、土壤注入、撒施、条沟施。本专利技术所述的酸性螯合亚铁盐的施用量为202.5-16815克/公顷，优选510-4192.5克/公顷。本专利技术还提供另一种应用实施方案，本专利技术所述的螯合亚铁盐肥料的应用，用于与其他养分复配制备中微量元素肥或大量元素肥。即，本专利技术的螯合亚铁盐肥料在制备中微量元素肥或大量元素肥中的用途。本专利技术的酸性螯合亚铁盐肥料与其他养分复配，作为中微量元素肥、大量元素肥，用于碱性土壤上植物缺铁症状的改善，向作物提供营养，保持植株健康，促进生长。上述酸性螯合亚铁盐肥料与其他养分复配的中微量元素肥、大量元素肥，优选施用方式为喷施、冲施或/和滴灌。作为优选例，本专利技术的酸性螯合亚铁盐在制备中微量元素肥中的应用，在微量元素肥中本专利技术的酸性螯合亚铁盐占0.13％～2.76％，用于碱性土壤上植株缺素症状的改善。进一步的，本专利技术提供一种含有本专利技术酸性螯合亚铁盐肥料的中微量元素肥，包含以下质量百分比含量的养分：钙5％～20％，镁0％～5％，硫0～3％，氯0～3％；氮0～12％，五氧化二磷0％～20％，氧化钾0％～12％，本专利技术的酸性螯合亚铁盐0.13％～2.76％(其中，柠檬酸亚铁铵含量占中微量元素肥的0.05％～2％)，螯合锰以锰计0～0.5％，硼0～0.5％，螯合锌以锌计0～0.5％，螯合铜以铜计0～0.2％，钼酸盐0～0.1％。其中，螯合锰、螯合锌、螯合铜所用的螯合剂选自乙二胺四乙酸(EDTA)、乙二胺二羟基苯乙酸(EDDHA)、二乙三胺五乙酸(DTPA)、羟乙基乙二胺三乙酸(HEDTA)、黄腐酸或海藻酸。作为优选例，本专利技术的酸性螯合亚铁盐用于大量元素肥的制备，在大量元素肥中本专利技术的酸性螯合亚铁盐占0.27～1.78％，用于碱性土壤。在提供大量元素养分的同时，补充植物铁素营养。进一步的，本专利技术提供一种含有本专利技术酸性螯合亚铁盐肥料的大量元素肥，包含以下质量百分比含量的养分：氮0～35％，五氧化二磷5％～45％，氧化钾5％～45％，氮、五氧化二磷和氧化钾的含量不同时为零或25％以上含量；钙0～10％，镁0～5％；微量元素(Fe+Mg+B+Zn+Cu+Mo)总含量0.5～3％；在微量元素中，酸性螯合亚铁盐0.27～1.78％(其中，柠檬酸亚铁铵含量占大量元素肥的0.1～1％)。上述的微量元素除铁元素之外，其本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种酸性螯合亚铁盐肥料，其特征在于以质量百分比计主要成分为：柠檬酸亚铁铵       47～99.95％，柠檬酸铵           0～38％，柠檬酸或水合柠檬酸 0.007～13.5％。

【技术特征摘要】
1.一种酸性螯合亚铁盐肥料，其特征在于以质量百分比计主要成分为：柠檬酸亚铁铵47～99.95％，柠檬酸铵0～38％，柠檬酸或水合柠檬酸0.007～13.5％。2.如权利要求1所述的酸性螯合亚铁盐肥料，其特征在于以质量百分比计主要成分为：柠檬酸亚铁铵78％～96.5％，柠檬酸铵3.6％～20％，柠檬酸或水合柠檬酸0.30％～2.6％。3.权利要求1或2所述的酸性螯合亚铁盐肥料的制备方法，包括步骤：将柠檬酸或水合柠檬酸与水混合，边搅拌边升温至55-85℃，缓慢加入铁粉，在55-85℃温度下继续搅拌反应2～4小时，然后降温至40℃±5℃，通入氨气中和至pH＝5.5～7后过滤除去杂质，再加入柠檬酸或水合柠檬酸调节pH为1.5～5，喷雾干燥密封，即得。4.如权利要求3所述的酸性螯合亚铁盐肥料的制备方法，其特征在于所述柠檬酸或水合柠檬酸与铁粉的摩尔比为1～2:1。5.如权利要求3所述的酸性螯合亚铁盐肥料的制备方法，其特征在于水的加入量是柠檬酸或水合柠檬酸质量的1～2倍。6.如权利要求3所述的酸性螯合亚铁盐肥料的制备方法，其特征在于所述柠檬酸或水合柠檬酸与铁粉的摩尔比为1.05～1.3：1；优选水的加入量是柠檬酸/水合柠檬酸质量的1.3...

【专利技术属性】
技术研发人员：张新梅，胡兆平，李曰鹏，徐文华，贾亮，
申请(专利权)人：金正大生态工程集团股份有限公司，新疆普惠农业科技有限公司，安徽金正大生态工程有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37