本發(fā)明涉及肥料領(lǐng)域，具體而言，涉及一種肥料添加劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
在我國(guó)的干旱、半干旱地區(qū)廣泛分布著大面積的內(nèi)陸鹽堿土，如黃河中下游的華北平原、內(nèi)蒙古和寧夏沖擊平原，甘肅、青海、新疆等內(nèi)陸盆地，松遼平原等。當(dāng)?shù)亟邓畷r(shí)空分布不均、年蒸發(fā)量大，因春旱造成播種難、出苗難、保苗難等嚴(yán)重問題。如何提高作物苗期土壤水分利用率、改善土壤結(jié)構(gòu)成為提高該地區(qū)作物產(chǎn)量的關(guān)鍵。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種肥料添加劑，其旨在改善現(xiàn)有的土壤團(tuán)粒、沙礫化、鹽漬化、漏水漏肥嚴(yán)重，植物生長(zhǎng)狀態(tài)不佳等問題。
本發(fā)明提供一種技術(shù)方案：
一種肥料添加劑，其主要包括按重量份數(shù)計(jì)的以下組分：0.4-0.6份的松土劑，0.4-0.6份的腐殖酸，8-12份的糖蜜酵母，0.08-0.12份的醋酸；松土劑選自聚丙烯酰胺、聚丙烯酸鈉、海藻酸鈉中的一種或多種。
本發(fā)明還提供一種上述的肥料添加劑的制備方法，其包括：將糖蜜酵母、松土劑、腐殖酸以及醋酸分散于水中。
本發(fā)明實(shí)施例提供的肥料添加劑及其制備方法有益效果是：本發(fā)明提供的肥料添加劑包括按重量份數(shù)計(jì)的0.4-0.6份的腐殖酸，0.08-0.12份的醋酸等，其呈酸性，能夠平衡鹽堿地的酸堿性。0.4-0.6份的松土劑提高土壤的持水性，增強(qiáng)土壤抗侵蝕能力，充分發(fā)揮其保濕抗鹽堿作用，活化土壤。腐殖酸能夠使土壤的可溶性鹽吸附有害陽(yáng)離子，降低土壤鹽濃度。糖蜜酵母具有抗絮凝、溶解性能好、絡(luò)合能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，其能平衡肥料添加劑中各種離子，提高植物的抗逆能力，增強(qiáng)土壤的抗旱抗寒能力。松土劑、糖蜜酵母、醋酸、腐殖酸的相互配合，以提高土壤的保水抗堿能力，改善土壤團(tuán)粒的結(jié)構(gòu)，進(jìn)而提高土壤的抗旱能力，增加作物的產(chǎn)出率。
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。實(shí)施例中未注明具體條件者，按照常規(guī)條件或制造商建議的條件進(jìn)行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均為可以通過市售購(gòu)買獲得的常規(guī)產(chǎn)品。
下面對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的肥料添加劑及其制備方法進(jìn)行具體說(shuō)明。
一種肥料添加劑，其主要包括按重量份數(shù)計(jì)的以下組分：0.4-0.6份的松土劑，0.4-0.6份的腐殖酸，8-12份的糖蜜酵母，0.08-0.12份的醋酸；在本實(shí)施例中，松土劑選自聚丙烯酰胺、聚丙烯酸鈉、海藻酸鈉中的一種或多種。
在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，上述松土劑為自聚丙烯酰胺。
聚丙烯酰胺(簡(jiǎn)稱PAM)是由丙烯酰胺均聚(或與其它單體共聚)而成，具有良好的水溶性和良好的絮凝性。PAM作為土壤結(jié)構(gòu)改良劑，可維系良好的土壤結(jié)構(gòu)，防止土壤結(jié)皮，減少水土流失，具有保水、保肥、增產(chǎn)等作用。
PAM在水中溶解后變成多枝纖維狀。將土壤顆粒緊緊纏繞，使土壤大尺寸團(tuán)聚體數(shù)目增加，從而降低土壤容重，增大土壤總孔隙率和毛管孔隙度，增加了土壤滲率，減少地表徑流和土壤流失量。PAM還可使土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體數(shù)量增加，并形成一定數(shù)量的膠體物質(zhì)，提高土壤的持水性，增強(qiáng)土壤抗侵蝕能力。
此外，PAM與水接觸時(shí)，其分子疏水基因疏水作用而轉(zhuǎn)向內(nèi)側(cè)，形成不溶于水的粒狀結(jié)構(gòu)；親水基團(tuán)通過氫鍵與水分子結(jié)合形成水合作用。這種水合作用使PAM分子三維空間網(wǎng)內(nèi)外出現(xiàn)了離子濃度差，于是水分子在滲透壓的作用下向網(wǎng)內(nèi)滲透形成網(wǎng)孔水。網(wǎng)孔水仍具有普通水的理化性質(zhì)，只是水分子的運(yùn)動(dòng)受到限制。土壤施用PAM后，即可在土壤中形成很多的“小水庫(kù)”，大大增加土壤持水能力。當(dāng)土壤干旱時(shí)，水分在水分壓的作用下緩慢釋放供作物吸收利用，從而達(dá)到抗旱目的，為作物增產(chǎn)提供條件。
在本發(fā)明中，肥料添加劑還包括0.08-0.12份的醋酸，弱酸性的肥料添加劑具有改善土壤堿性的功能。
呈上所述，肥料中陽(yáng)離子(例如鐵、錳、鋅等)含量多價(jià)金屬陽(yáng)離子能夠影響PAM分子和分散土粒間的吸附作用。在弱酸性的肥料添加劑施用后，陰離子PAM和土壤顆粒表面都是帶有負(fù)電荷的。靜電排斥作用阻止PAM通過氫鍵、配位交換等機(jī)制對(duì)土壤的吸附，增加土壤的保水性。
腐殖酸是一種親水膠體，在較高濃度時(shí)是一種膠體溶液或分散體系，呈膠體性質(zhì)。腐殖酸的吸水能力極強(qiáng)吸水量可達(dá)其重量的500％，通過腐殖酸與糖蜜酵母、松土劑等進(jìn)行混合分散，具有緩釋有用成分和鎖水的功效。
進(jìn)一步地，在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，上述腐殖酸是黃腐酸鉀。
黃腐酸鉀在土壤中形成膠狀物質(zhì)，能把土粒膠結(jié)起來(lái)，使土壤中水穩(wěn)性團(tuán)粒增加，協(xié)調(diào)土壤的水、肥、氣、熱狀況，對(duì)改良過砂過黏等貧瘠土壤效果很好，從而改善作物的生態(tài)環(huán)境。此外，黃腐酸鉀含有活性基因較多，鹽基交換容量大，能夠使土壤的可溶性鹽吸附或阻留有害陽(yáng)離子，降低土壤鹽濃度，從而改善作物的生態(tài)環(huán)境。
糖蜜酵母富含植物生長(zhǎng)過程中所需的多種酶類、糖類(低聚糖、果糖等)、蛋白質(zhì)、核酸、胡敏酸以及大量的B族維生素等營(yíng)養(yǎng)成份。糖蜜酵母系微生物發(fā)酵物，故又兼?zhèn)渖锞实幕咎卣鳌?/p>
糖蜜酵母絡(luò)合能力強(qiáng)，能提高植物對(duì)微量元素的吸收與運(yùn)轉(zhuǎn)，不僅避免了與微量元素等其他元素的直接接觸而導(dǎo)致彼此鈍化失活，而且還起到了積極的平衡作用，從而提高兩者的利用率。進(jìn)一步地，糖蜜酵母所含的各種基團(tuán)構(gòu)成的緩沖對(duì)，能有效地抗酸抗堿，于醋酸相配合，酸堿緩沖容量大。
此外，糖蜜酵母抗絮凝、溶解性能好，與金屬離子相互作用能力強(qiáng)。在高鈣鎂硬水及飽和鹽水中不絮凝、不沉淀，且穩(wěn)定性好，抗電解質(zhì)能力強(qiáng)。
進(jìn)一步地，糖蜜酵母能增加植株體內(nèi)氧化酶活性及其他代謝活動(dòng)。促進(jìn)植物根系生長(zhǎng)和提高根系活力，有利于植株對(duì)水份和營(yíng)養(yǎng)元素的吸收，以提高植物的抗逆能力。具有抗旱抗寒、促進(jìn)葉片光合作用的顯著功能。
在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，肥料添加劑括按重量份數(shù)計(jì)的松土劑0.5份，腐殖酸0.5份，糖蜜酵母10份，醋酸0.10份，86份的水。松土劑選自聚丙烯酰胺、聚丙烯酸鈉、海藻酸鈉中的一種或多種。
松土劑以吸附、纏繞、貫穿等方式捕捉分散土粒使之凝聚成團(tuán)粒。聚合物的分子量越大，分子鏈越長(zhǎng)。其捕捉分散土粒的能力越強(qiáng)，水穩(wěn)性團(tuán)粒含量也增加。
聚丙烯酰胺作為松土劑時(shí)，隨著PAM分子量增大到一定程度時(shí)，分子量的增加將不再增加PAM改良土體的作用。在本發(fā)明中用于改良土壤結(jié)構(gòu)的PAM分子量為300-400萬(wàn)。
相應(yīng)地，松土劑的濃度越高，其鎖水性能越佳。增大到一定程度時(shí)，其鎖水性能不再變化。此外，松土劑的濃度增大會(huì)導(dǎo)致肥料添加劑以及肥料的粘度增加，不易運(yùn)送等。例如在滴灌系統(tǒng)中，會(huì)導(dǎo)致滴灌管道的堵塞等。發(fā)明人經(jīng)研究實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)。按重量份數(shù)計(jì)的上述松土劑0.5份時(shí)最佳。
在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，上述肥料添加劑還包括0.4-0.5份的氨基酸，優(yōu)選地，氨基酸為0.46份。進(jìn)一步地，上述氨基酸選自谷氨酸鉀、谷氨酸鈉、聚谷氨酸鉀、天門冬氨酸鉀中的一種或多種。
氨基酸作為構(gòu)成蛋白質(zhì)的最小分子存在于肥料中，有易于被作物吸收的特點(diǎn)，也有提高施肥對(duì)象抗逆性(抗病害)、刺激和調(diào)節(jié)作物生長(zhǎng)發(fā)育和改善施肥作物品質(zhì)的功能。
在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，上述肥料添加劑還包括0.4-0.6份的微量元素，微量元素為鐵、銅、錳、鋅和硼，且分別由螯合鐵、螯合銅、螯合錳、螯合鋅和硼酸提供。
微量營(yíng)養(yǎng)元素成分有較好的增產(chǎn)、提質(zhì)效果，特別是對(duì)解決農(nóng)作物中微量元素缺素癥有顯著的效果。
在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，上述肥料添加劑還包括按重量份數(shù)計(jì)的0.4-0.5份的羧甲基纖維素鈉。
由于親水基團(tuán)羧甲基的存在使得Na-CMC非常容易與水結(jié)合，在氫鍵與范德華力的作用下高分子聚合物相互交錯(cuò)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而可以與大量的水結(jié)合形成水凝膠。因此在肥料添加劑中加入Na-CMC，使其結(jié)合土壤中的水分，阻礙其蒸發(fā)，隨著Na-CMC被微生物降解水分又會(huì)重新釋放到土壤中。
本發(fā)明還提供一種上述的肥料添加劑的制備方法，其包括：
將糖蜜酵母、松土劑、腐殖酸以及醋酸分散于水中。
進(jìn)一步的，在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，向溶解有糖蜜酵母的水中加入松土劑、腐殖酸以及醋酸均質(zhì)。優(yōu)選地，于1600-1800r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌。
進(jìn)一步地，在本發(fā)明中，上述的糖蜜酵母通過發(fā)酵制糖后排放的廢液制成。
具體地，制糖后排放的廢液先經(jīng)過80℃加熱(時(shí)間≥2小時(shí))后分離除渣，然后經(jīng)125-135℃高溫瞬時(shí)滅菌(時(shí)間：9秒)，泵入發(fā)酵罐。發(fā)酵罐加入工藝水、轉(zhuǎn)入純培養(yǎng)菌種、發(fā)酵液培養(yǎng)結(jié)束后，分離酵母和水，真空過濾酵母然后干燥。
本發(fā)明提供的肥料添加劑能夠明顯改變土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，增大土壤孔隙度，減小土壤容重，提高水分入滲速率，增加飽和導(dǎo)水率，保蓄水分，減少蒸發(fā)，有效提高降水利用效率。
本發(fā)明提供的肥料添加劑呈酸性，能夠改善平衡鹽堿地的酸堿性，較高濃度的松土劑充分發(fā)揮其保濕抗鹽堿作用，活化土壤。糖蜜酵母抗絮凝、溶解性能好，糖蜜酵母與肥料添加劑中各種離子相互作用，提高植物的抗逆能力。松土劑、糖蜜酵母、醋酸、腐殖酸的相互配合，提高肥料添加劑的保水抗堿能力。
以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的特征和性能作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
實(shí)施例1
本實(shí)施例提供一種肥料添加劑，通過以下步驟制得：
將8g的糖蜜酵母溶于82g的水中均勻攪拌；向糖蜜酵母溶液中加入0.4g的松土劑，于1600r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌，加入0.4g腐殖酸均勻攪拌，加入0.08g醋酸(約0.08ml)，于1600-1800r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌。上述松土劑為聚丙烯酰胺。
實(shí)施例2
本實(shí)施例提供一種肥料添加劑，通過以下步驟制得：
將12g的糖蜜酵母溶于84g的水中，均勻攪拌；向糖蜜酵母溶液中加入0.6g的松土劑，于1600r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌，加入0.6g腐殖酸均勻攪拌，加入0.12g醋酸(約0.12ml)，于1600r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌。上述松土劑為聚丙烯酰胺。
實(shí)施例3
本實(shí)施例提供一種肥料添加劑，通過以下步驟制得：
將10g的糖蜜酵母溶于86g的水中，均勻攪拌；向糖蜜酵母溶液中加入0.5g的松土劑，于1800r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌，加入0.5g黃腐酸鉀均勻攪拌，加入0.10g醋酸(約0.10ml)，于1800r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌。上述松土劑為聚丙烯酰胺。
實(shí)施例4
本實(shí)施例提供一種肥料添加劑，通過以下步驟制得：
將10g的糖蜜酵母溶于85g的水中，均勻攪拌；向糖蜜酵母溶液中加入0.5g的松土劑，于1600r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌，加入0.4g腐殖酸均勻攪拌，加入0.12g醋酸(約0.12ml)，于1800r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌。上述松土劑為聚丙烯酰胺與聚丙烯酸鈉的混合物。
實(shí)施例5
本實(shí)施例提供一種肥料添加劑，通過以下步驟制得：
將11g的糖蜜酵母溶于84g的水中，均勻攪拌；向糖蜜酵母溶液中加入0.6g的松土劑，于1600r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌，加入0.4g黃腐酸鉀均勻攪拌，加入0.12g醋酸(約0.12ml)，于1800r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌。上述松土劑為聚丙烯酰胺、聚丙烯酸鈉、海藻酸鈉的混合物。加入0.6g的谷氨酸鉀與谷氨酸鈉的混合物攪拌均勻。
實(shí)施例6
本實(shí)施例提供一種肥料添加劑，通過以下步驟制得：
將10g的糖蜜酵母溶于86g的水中，均勻攪拌；向糖蜜酵母溶液中加入0.5g的松土劑，于1600r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌，加入0.5g黃腐酸鉀均勻攪拌，加入0.10g醋酸(約0.10ml)，于1800r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌。上述松土劑為聚丙烯酰胺、聚丙烯酸鈉、海藻酸鈉的混合物。加入0.6g的聚谷氨酸鉀、天門冬氨酸鉀混合物攪拌均勻后，加入0.5g的羧甲基纖維素鈉攪拌均勻。
實(shí)施例7
本實(shí)施例提供一種肥料添加劑，通過以下步驟制得：
將10g的糖蜜酵母溶于86g的水中，均勻攪拌；向糖蜜酵母溶液中加入0.5g的松土劑，于1600r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌，加入0.5g黃腐酸鉀均勻攪拌，加入0.10g醋酸(約0.10ml)，于1800r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌。上述松土劑為聚丙烯酰胺、聚丙烯酸鈉、海藻酸鈉的混合物。加入0.6g的聚谷氨酸鉀、天門冬氨酸鉀混合物攪拌均勻后，加入0.5g的羧甲基纖維素鈉攪拌均勻。加入0.4g的微量元素?cái)嚢杈鶆?，上述微量元素為鐵、銅、錳、鋅和硼，且分別由螯合鐵、螯合銅、螯合錳、螯合鋅和硼酸提供。
對(duì)比例1
本對(duì)比例提供一種肥料添加劑，通過以下步驟制得：將8g的糖蜜酵母溶于82g的水中，均勻攪拌，加入0.4g的松土劑均勻攪拌。
對(duì)比例2
本對(duì)比例提供一種肥料添加劑，通過以下步驟制得：
將5g的糖蜜酵母溶于82g的水中，均勻攪拌；向糖蜜酵母溶液中加入0.3g的松土劑，于1600r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌，加入0.3g腐殖酸均勻攪拌，于1600-1800r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌。上述松土劑為聚丙烯酰胺。
對(duì)比例3
本對(duì)比例提供一種肥料添加劑，通過以下步驟制得：
將15g的糖蜜酵母溶于82g的水中，均勻攪拌；向糖蜜酵母溶液中加入1g的松土劑，于1600r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌，加入1g腐殖酸均勻攪拌，于1600-1800r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌。上述松土劑為聚丙烯酰胺。
試驗(yàn)例1
對(duì)實(shí)施例1-7、對(duì)比例1-4提供的肥料添加劑進(jìn)行保水性能的檢測(cè)；
將供試土壤風(fēng)干并過2mm篩，分別取過篩后的風(fēng)干土1kg與對(duì)實(shí)施例1-7、對(duì)比例1-4提供的1g肥料添加劑混合均勻。
取150g風(fēng)干土與肥料添加劑混合均勻后裝入呈圓柱體形的尼龍布袋中(直徑8cm，高14cm)。將裝有肥料添加劑與風(fēng)干土的布袋置于裝有200ml自來(lái)水的容器中，使其吸水。15min后將布袋取出并靜置5min，使其不產(chǎn)生滴水，稱重后將布袋置于恒溫鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)在60℃下恒溫蒸發(fā)。此后，每隔1h取出稱重測(cè)定，連續(xù)測(cè)定7h。計(jì)算保水率，保水率即不同時(shí)刻土壤含水率占初始含水率百分比。結(jié)果見表1。
表1土壤保水率隨時(shí)間變化
從表1中數(shù)據(jù)可知，與對(duì)比例1-3相比而言，實(shí)施例1-7中風(fēng)干土釋水的速度有不同程度的減小，這說(shuō)明風(fēng)干土的釋水速度降低，尤其是隨著蒸發(fā)時(shí)間的不斷延長(zhǎng)，這一趨勢(shì)顯得更為明顯?？梢?，風(fēng)干土中施入肥料添加劑后，在蒸發(fā)過程中可有效抑制土壤水分蒸發(fā)，從而在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)使土壤保持較多的水分，提高土壤保持水分的能力。
試驗(yàn)例2
對(duì)實(shí)施例1-7、對(duì)比例1-4提供的肥料添加劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
實(shí)施例1-7、對(duì)比例1-4提供的肥料添加劑與肥料(市面購(gòu)買的尿素)按照質(zhì)量比1:50混合得肥料50g。將上述50g肥料分別滴施于150m2的試驗(yàn)田，其他條件均相同。
在施肥10天后測(cè)定土壤總鹽、有機(jī)質(zhì)、pH；測(cè)定施肥之前和施肥10天后在土壤容量(g/cm3)之差。土壤容量即單位體積自然狀態(tài)的干燥土壤的重量。結(jié)果見表2。
表2不同處理的土壤鹽分、pH、有機(jī)質(zhì)和土壤容量
從表2中數(shù)據(jù)可知：實(shí)施例1-7試驗(yàn)田的pH高于對(duì)比例1-3試驗(yàn)田，總鹽含量也高于對(duì)比例1-3的總鹽含量；相應(yīng)地，實(shí)施例1-7試驗(yàn)田的有機(jī)質(zhì)含量也高于對(duì)比例1-3的有機(jī)質(zhì)含量。
此外，施用實(shí)施例1-7提供的肥料添加劑的肥料后土壤容重比施藥前減小0.02-0.04；對(duì)比例1-3所對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)組土壤容重前后差異為-0.1～-0.06?？梢娛┯帽景l(fā)明提供的肥料添加劑的肥料后，試驗(yàn)田土壤容重減小，說(shuō)明本發(fā)明提供的肥料添加劑能改善土壤結(jié)構(gòu)。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。