CN104774093A - 一种pH稳定的水溶性液态肥及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种pH稳定的水溶性液态肥，按质量百分比由以下组分组成：硝酸钾1％-8％、磷酸二氢钾1％-10％、尿素0.5％-3％、硫酸钾0.1％-3％、磷酸二氢铵0.1％-1％、MES1-5％、水69％-96.3％。本发明还公开了上述pH稳定的水溶性液态肥的制备方法。本发明还公开了上述pH稳定的水溶性液态肥在植物种植方面的应用。本发明的pH稳定的多元素水溶性液态肥可多元化使用，本发明是专为具有不同栽培介质而设计，包括泥炭，岩棉和膨胀粘土颗粒，以及所有连续的液体进料生长系统，如气栽法、滴灌和发射器、营养液膜技术、深水养殖系统的使用。
Description
技术领域
本发明涉及一种肥料，具体是一种pH稳定的水溶性液态肥及其制备方法和应用，该肥料适用于蔬菜、瓜果及粮食作物。
背景技术
我国是一个缺水农业大国，现有耕地13000亿m2，农田灌溉面积占耕地总面积的56％。根据我国节水灌溉发展规划，预计到2030年，我国人口将达到16亿，所需粮食约8000多亿kg，比当前增加2500多亿kg，为此，农业灌溉面积至少应达到7333亿m2以上。然而近几十年来，我国农业生产上水肥资源消耗、浪费现象严重，水肥资源紧缺的问题随着我国农业发展越来越凸显节水节肥是发展特色可持续农业的必然需要。目前，中国市场上的水溶性肥料固体型较多，液体型较少，液体型水溶性肥料具有针对性更强的特点，对于水资源匮乏障碍土壤较多的现状更应注重液体型水溶性肥料的发展。
目前市场上的水溶性液态肥成分单一、生产工艺落后，产品质量差；对生产及应用技术、促进养分吸收、提高有效成分浓度、增加体系稳定性等的研究不够；缺乏对螯合剂、表面活性剂、新型化合物、功能性物质的开发研究与应用。而且产品种类较多，质量层次不齐，假冒伪劣产品较多，产品还缺乏规范。目前市场上水溶性肥料的价格是普通肥料的5～10倍，广大农民在经济上难以承受，推广应用难度大。
发明内容
发明目的：针对上述缺陷，本发明所要解决的第一个技术问题是提供了一种pH稳定的多元素水溶性液态肥，配方合理、使用简单、营养全面且成本低廉。本发明只需要按照要求兑入适量的水即可使用，专为具有不同水耕栽培介质而设计。对环境没有污染，该水溶性液态肥以离子状态存在，无杂质，能直接被作物吸收，效果显著。
本发明所要解决的第二个技术问题是提供了上述pH稳定的多元素水溶性液态肥的制备方法，方法简单易操作。
本发明所要解决的第三个技术问题是提供了上述pH稳定的多元素水溶性液态肥的应用。
技术方案：为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：本发明提供了一种pH稳定的水溶性液态肥，按质量百分比由以下组分组成：硝酸钾1％-8％、磷酸二氢钾1％-10％、尿素0.5％-3％、硫酸钾0.1％-3％、磷酸二氢铵0.1％-1％、MES(无水吗啉乙磺酸)1-5％、水69％-96.3％，所述各组分的质量百分比总和为100％。
进一步地，按质量百分比由以下组分组成：硝酸钾3.5％、磷酸二氢钾5.5％、尿素1.5％、硫酸钾1％、磷酸二氢铵0.5％、MES3％、水85％。
进一步地，所述肥料养分含量N+P2O5+K2O≧80g/L。
进一步地，肥料养分含量N+P2O5+K2O最优范围为92.3g/L～119.8g/L。
上述的一种pH稳定的水溶性液态肥的制备方法，包括以下步骤：将水与尿素按上述配比加入反应釜中常温搅拌至完全溶解后，再加入硝酸钾、磷酸二氢钾、硫酸钾、磷酸二氢铵，继续常温搅拌至固体物质全部溶解后，加入MES，搅拌溶解后即得。
本发明通过添加适量的MES可达到稳定pH值效果。MES用于生物生长作为酸碱缓冲剂，提供缓冲值为：5.5-6.7。MES的特点是：1、能使pH稳定在6～8；2、易溶于水微溶于有机溶剂；3、不能穿过生物膜；4、产生最少的盐效应；5、MES的组分、温度以及缓冲剂解离在媒介中的离子不受其它影响；6、MES与阳离子形成配合物应当可以溶解并且知道其配位常数；7、MES比较稳定；8、它们在可见光和紫外光区无吸收峰；9、MES很容易合成，成本低而且容易提纯。
本发明还包括一种pH稳定的水溶性液态肥在植物种植方面的应用。
本发明还包括一种pH稳定的水溶性液态肥在具有不同栽培介质中的应用。
进一步地，所述栽培介质包括水培介质、土培介质和营养液膜。
进一步地，该水溶性液态肥的施用方法有水培方式、土培方式和叶面喷洒的方式。
进一步地，所述土培介质包括泥炭土、岩棉、膨胀粘土、椰糠、花生麸、草木灰、珍珠岩颗粒中的一种或几种。
进一步地，该水培方式可以采用连续的液体进料生长系统。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下的特色及优点：
1)普通水溶性肥料中许多化合物都对pH值有依赖性，pH可能会直接影响植物吸收肥料中的养分。植物培养基的pH值会随着材料培养时间的延长而降低，最大可下降1.5，这是由于植物在生长过程中，不断向培养基释放各种根系分泌物，这些根系分泌物均可能改变培养基pH值。本发明的pH稳定的多元素水溶性液态肥可多元化使用，本发明是专为具有不同水耕栽培介质而设计，包括泥炭，岩棉和膨胀粘土颗粒，以及所有连续的液体进料生长系统，如气栽法、滴灌和发射器、营养液膜技术、深水养殖系统的使用。
2)本发明的pH稳定的多元素水溶性液态肥的制备方法工艺规范、操作简单、使用方便、零污染。本发明制备方法无需特别的仪器和设备，操作简单。运用本制备方法制备的多元素水溶性液态肥，价格低廉、溶解性好、在土壤中无残留、使用方便，能有效控制土壤pH值，有助于作物生长、高产及提高果实品质。该肥料只需按照说明要求直接使用即可。本发明制备的肥料以离子态存在，无杂质，因此能被作物直接吸收，利用率高，无污染。
具体实施方式
下面通过具体的实施例对本发明进一步说明，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干变型和改进，这些也应视为属于本发明的保护范围。
实施例1：pH稳定的多元素水溶性液态肥的制备
一种pH稳定的水溶性液态肥，重量百分比配比：硝酸钾3.5％、磷酸二氢钾5.5％、尿素1.5％、硫酸钾1％、磷酸二氢铵0.5％、MES 3％、水85％。
该肥料养分含量N+P2O5+K2O＝92.3g/L。
上述肥料制备10L的具体制备方法如下：
计算：根据上述最佳配比重量百分比，计算出所需组分的质量；
称量：准确称取各组分，若组分原料含有块状或颗粒状，须将其粉碎；
溶解：将南京城区的自来水与尿素按上述重量百分比加入反应釜中，常温搅拌至完全溶解后，再加入硝酸钾、磷酸二氢钾、硫酸钾、磷酸二氢铵，继续常温搅拌至固体物质全部溶解后，加入MES，搅拌溶解后即得本发明所制备的一种pH稳定的多元素水溶性液态肥。
实施例2：pH稳定的多元素水溶性液态肥的制备
一种pH稳定的水溶性液态肥，重量百分比配比：硝酸钾1％、磷酸二氢钾10％、尿素3％、硫酸钾0.1％、磷酸二氢铵0.1％、MES 5％、水80.8％。
该肥料养分含量N+P2O5+K2O＝119.8g/L。
上述肥料制备10L的具体制备方法如下：
计算：根据上述最佳配比重量百分比，计算出所需组分的质量；
称量：准确称取各组分，若组分原料含有块状或颗粒状，须将其粉碎；
溶解：将南京城区的自来水与尿素按上述重量百分比加入反应釜中，常温搅拌至完全溶解后，再加入硝酸钾、磷酸二氢钾、硫酸钾、磷酸二氢铵，继续常温搅拌至固体物质全部溶解后，加入MES，搅拌溶解后即得本发明所制备的一种pH稳定的多元素水溶性液态肥。
实施例3：
pH稳定的多元素水溶性液态肥的制备
一种pH稳定的水溶性液态肥，重量百分比最佳配比：硝酸钾8％、磷酸二氢钾1％、尿素0.5％、硫酸钾3％、磷酸二氢铵1％、MES 1％、水85.5％。
该肥料养分含量N+P2O5+K2O＝100.6g/L。
上述肥料制备10L的具体制备方法如下：
计算：根据上述最佳配比重量百分比，计算出所需组分的质量；
称量：准确称取各组分，若组分原料含有块状或颗粒状，须将其粉碎；
溶解：将南京城区的自来水与尿素按上述重量百分比加入反应釜中，常温搅拌至完全溶解后，再加入硝酸钾、磷酸二氢钾、硫酸钾、磷酸二氢铵，继续常温搅拌至固体物质全部溶解后，加入MES，搅拌溶解后即得本发明所制备的一种pH稳定的多元素水溶性液态肥。
实施例4 实施例1～3制备的肥料的使用方法
本发明的肥料将使营养液的pH保持在使营养稳定摄入的最佳范围内一周。为了达到最佳效果，我们建议使用反渗透(RO)水或水位高达约100ppm(EC160μS/cm)的水。该发明是专为具有不同栽培介质而设计，包括泥炭，岩棉和膨胀粘土颗粒，以及所有的连续的液体进料生长系统，如气栽法，滴灌和发射器，营养液膜技术，和深水养殖系统的使用。植物在成长阶段每星期使用4ml/L，用于切割和种子时每星期使用1ml/L。
实施例5
营养液膜技术的具体实验例：
本发明肥料主要含有氮、磷、钾、硫四要素，其中添加的MES作用显著。该肥料对促进植物生长发育、稳定植物生长所需pH值、增强光合作用、提高植物抗病性有明显作用。为了验证实施例1～3制备的pH稳定的多元素水溶性液态肥在植物上的应用效果，特选择铜钱草作为实验对象对此进行相应试验，试验具体操作如下：
1、材料与方法
1.1 试验设计
将从花店购买的铜钱草，选择叶面大小相近的60株等量分成三份，分别置于装有1L经过曝气24h以上的自来水的容器中，标记为A、B、C，A和B中每星期一添加4mL实施例1或2或3配置的水溶性肥料，在光照培养室(26℃、光照周期：12h/12h)培养3星期。
1.2 试验数据测定
1.2.1 培养液pH值测定
用pH计将培养液pH初值调整到6.8，在铜钱草培养2周后，测定水溶液pH值。
1.2.2 含水量测定
用梅特勒-托利水分测定仪测定叶片含水量。
1.2.3 叶绿素含量测定
采用李合生等方法测定(李合生等.植物生理生化实验原理与技术)：用95％乙醇提取、离心、过滤、定容。滤液用紫外分光光度计分别测定665nm和649nm的光吸收值，计算叶绿素a、b含量。
1.2.4 苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性测定
提取液配方：5gPVP，35μl巯基乙醇，用0.1mol/L硼酸缓冲液(pH8.8)定容至100mL。叶片用0.5mL提取液研磨成匀浆，10000r/min离心10min，上清定容，即为酶液。取pH8.8硼酸缓冲液0.5mL，0.02mol/L苯丙氨酸0.25mL，酶液0.25mL，空白对照以提取液代替。30℃保温1h，测定290nm吸光值，每毫克蛋白质每分钟使OD290增加为1U。
1.2.5 过氧化酶(POD)活性测定
采用张志良等的方法测定POD活性(张志良等.植物生理学实验指导(第三版))。以每分钟每克样引起吸收值(OD)改变1为一个活性单位。
2、结果与分析
实施例1制备的肥料的实验结果：表1
实施例2制备的肥料的实验结果：表2
实施例3制备的肥料的实验结果：表3
3、总结
本发明制备的水溶性肥料可促进植物生长、稳定pH、增强光合作用、提高抗病性。通过上述试验论证，为大力推广该肥料提供了理论依据。
实施例6：实施例3制备的肥料在土培介质下的使用效果
材料与方法
5.1 试验设计
将从花店购买的铜钱草，选择叶面大小相近的60株等量分成三份，分别置于装有同等质量的植物营养土(盛绿园有机肥土：主要成分椰糠、泥炭土、花生麸、草木灰、珍珠岩等)花盆中，标记为A、B、C，A和B中每星期固定时间添加4mL实施例3配置的水溶性肥料于营养土中，在光照培养室(26℃、光照周期：12h/12h)培养3星期。
5.2 试验数据测定
5.2.1 培养液pH值测定
用pH计将培养液pH初值调整到6.8，在铜钱草培养2周后，测定水溶液pH值。
5.2.2 含水量测定
用梅特勒-托利水分测定仪测定叶片含水量。
5.2.3 叶绿素含量测定
采用李合生等方法测定(李合生等.植物生理生化实验原理与技术)：用95％乙醇提取、离心、过滤、定容。滤液用紫外分光光度计分别测定665nm和649nm的光吸收值，计算叶绿素a、b含量。
5.2.4 苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性测定
提取液配方：5gPVP，35μl巯基乙醇，用0.1mol/L硼酸缓冲液(pH8.8)定容至100mL。叶片用0.5mL提取液研磨成匀浆，10000r/min离心10min，上清定容，即为酶液。取pH8.8硼酸缓冲液0.5mL，0.02mol/L苯丙氨酸0.25mL，酶液0.25mL，空白对照以提取液代替。30℃保温1h，测定290nm吸光值，每毫克蛋白质每分钟使OD290增加为1U。
5.2.5 过氧化酶(POD)活性测定
采用张志良等的方法测定POD活性(张志良等.植物生理学实验指导(第三版))。以每分钟每克样引起吸收值(OD)改变1为一个活性单位。
5.3 结果与分析
实施例3制备的肥料在土培介质下的使用效果：
表4
5.4 总结
本发明制备的水溶性肥料可促进植物生长、稳定pH、增强光合作用、提高抗病性。通过上述试验论证，为大力推广该肥料提供了理论依据。
实施例7 本发明实施例3制备的肥料进行叶面喷洒的方式下的实验验证
材料与方法
6.1 试验设计
将从花店购买的铜钱草，选择叶面大小相近的60株等量分成三份，分别置于装有同等质量的植物营养土(盛绿园有机肥土：主要成分椰糠、泥炭土、花生麸、草木灰、珍珠岩等)花盆中，标记为A、B、C，A和B中每星期固定时间用超市购买的小喷瓶喷洒4mL(量筒定量取样)实施例3配置的水溶性肥料于铜钱草液面，在光照培养室(26℃、光照周期：12h/12h)培养3星期。
6.2 试验数据测定
6.2.1 培养液pH值测定
用pH计将培养液pH初值调整到6.8，在铜钱草培养2周后，测定水溶液pH值。
6.2.2 含水量测定
用梅特勒-托利水分测定仪测定叶片含水量。
6.2.3 叶绿素含量测定
采用李合生等方法测定(李合生等.植物生理生化实验原理与技术)：用95％乙醇提取、离心、过滤、定容。滤液用紫外分光光度计分别测定665nm和649nm的光吸收值，计算叶绿素a、b含量。
6.2.4 苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性测定
提取液配方：5gPVP，35μl巯基乙醇，用0.1mol/L硼酸缓冲液(pH8.8)定容至100mL。叶片用0.5mL提取液研磨成匀浆，10000r/min离心10min，上清定容，即为酶液。取pH8.8硼酸缓冲液0.5mL，0.02mol/L苯丙氨酸0.25mL，酶液0.25mL，空白对照以提取液代替。30℃保温1h，测定290nm吸光值，每毫克蛋白质每分钟使OD290增加为1U。
6.2.5 过氧化酶(POD)活性测定
采用张志良等的方法测定POD活性(张志良等.植物生理学实验指导(第三版))。以每分钟每克样引起吸收值(OD)改变1为一个活性单位。
6.3 结果与分析
本发明实施例3制备的肥料进行叶面喷洒的方式下的实验验证：表5
6.4 总结
本发明制备的水溶性肥料可促进植物生长、稳定pH、增强光合作用、提高抗病性。通过上述试验论证，为大力推广该肥料提供了理论依据。
上述仅为本发明优选的实施例，并不限制于本发明。对于所属领域的技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施例来举例说明。而由此方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种pH稳定的水溶性液态肥，其特征在于，按质量百分比由以下组分组成：硝酸钾1％-8％、磷酸二氢钾1％-10％、尿素0.5％-3％、硫酸钾0.1％-3％、磷酸二氢铵0.1％-1％、MES1-5％、水69％-96.3％，所述各组分的质量百分比总和为100％。
2.根据权利要求1所述的pH稳定的水溶性液态肥，其特征在于，按质量百分比由以下组分组成：硝酸钾3.5％、磷酸二氢钾5.5％、尿素1.5％、硫酸钾1％、磷酸二氢铵0.5％、MES3％、水85％。
3.根据权利要求1所述的pH稳定的水溶性液态肥，其特征在于，所述肥料养分含量N+P2O5+K2O≧80g/L。
4.权利要求1所述的pH稳定的水溶性液态肥的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将水与尿素按上述配比加入反应釜中常温搅拌至完全溶解后，再加入硝酸钾、磷酸二氢钾、硫酸钾、磷酸二氢铵，继续常温搅拌至固体物质全部溶解后，加入MES，搅拌溶解后即得。
5.权利要求1所述的pH稳定的水溶性液态肥在植物种植方面的应用。
6.权利要求1所述的pH稳定的水溶性液态肥在具有不同栽培介质中的应用。
7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述栽培介质包括水培介质、土培介质和营养液膜。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述土培介质包括泥炭土、岩棉、膨胀粘土、椰糠、花生麸、草木灰、珍珠岩颗粒中的一种或几种。
9.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述pH稳定的水溶性液态肥的施用方法有水培方式、土培方式和叶面喷洒方式。
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