一种阳离子化腐殖酸及其制备方法和应用
阅读说明：本技术 一种阳离子化腐殖酸及其制备方法和应用 (Cationized humic acid and preparation method and application thereof ) 是由 王晨 邱冠钧 牛育华 秋列维 于 2019-11-26 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种阳离子化腐殖酸及其制备方法和应用,包括以下步骤制备：在反应瓶中加入N,N二甲基-1,3-丙二胺,再向其中加入10.0wt.％腐植酸和1wt.％的对甲苯磺酸,在130℃反应7h；反应结束后沉降离心,沉淀物多次洗涤离心,真空干燥至恒重便得阳离子化腐殖酸,将该阳离子化腐殖酸按一定质量比添加到普通磷肥肥料液中,对于作物进行喷洒。本发明通过阳离子化腐殖酸对普通磷肥进行改良,解决了磷肥中过磷酸钙容易被固定,移动速率慢等缺点,为作物提供发育的N、P等营养物质,其中腐殖酸可以提高作物的抗菌性,改良土壤结构、利于土壤团粒结构的形成等优点,可作为一种速效肥料应用。(The invention discloses cationized humic acid and a preparation method and application thereof, and the cationized humic acid comprises the following steps: adding N, N dimethyl-1, 3-propane diamine into a reaction bottle, adding 10.0 wt.% humic acid and 1 wt.% p-toluenesulfonic acid, and reacting at 130 ℃ for 7 h; and (3) after the reaction is finished, settling and centrifuging, washing and centrifuging the precipitate for multiple times, drying in vacuum until the weight is constant to obtain cationized humic acid, adding the cationized humic acid into common phosphorus fertilizer liquid according to a certain mass ratio, and spraying crops. The invention improves the common phosphate fertilizer by the cationized humic acid, solves the defects of easy fixation, slow moving speed and the like of calcium superphosphate in the phosphate fertilizer, provides developed N, P and other nutrient substances for crops, has the advantages of improving the antibacterial property of the crops, improving the soil structure, facilitating the formation of the soil aggregate structure and the like, and can be applied as a quick-acting fertilizer.)
技术领域
本发明涉及腐殖酸利用技术领域，特别涉及一种阳离子化腐殖酸及其制备方法和应用。
背景技术
水溶肥作为一种新型的肥料，已经越来越广泛的应用在农业生产上。相较于传统化肥，水溶肥具有养分含量高、水溶性好、实用性广等特点。这其中含腐殖酸类水溶肥更是得到了越来越多的关注。
发明内容
为了提供一种抗菌、肥效更好的含腐殖酸类水溶肥，本发明提供了一种阳离子化腐殖酸及其制备方法和应用，本发明通过阳离子化腐殖酸对普通磷肥进行改良，这种阳离子化腐殖酸可以更好的添加到磷肥中，为作物提供N、P等营养成分，利于作物的生长，同时腐殖酸可以提高作物的抗菌性、改良土壤结构、利于土壤团粒结构的形成等优点，适合作为速效肥料对作物进行施用。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种阳离子化腐殖酸，其具有以下结构式：
一种阳离子化腐殖酸的制备方法，包括以下步骤：
向N，N二甲基-1,3-丙二胺中加入质量百分比8～12wt.％腐植酸和0.8～1.2wt.％的对甲苯磺酸，在120～140℃充分反应；反应结束后沉降离心，沉淀物多次洗涤离心，真空干燥至恒重，得到阳离子化腐殖酸。
所述的腐植酸从褐煤中碱溶酸提所得。
在反应中，反应6～8h。
所述的阳离子化腐殖酸作为肥料的应用，作为磷肥的添加物。
使用方法包括以下步骤：
将磷肥溶于水中，利用磷酸调节pH至5～6，按质量百分比添加2～10％权利要求1所述的阳离子化腐殖酸，得到具有阳离子化腐殖酸肥料的改良磷肥肥料液，用于直接喷洒作物。
所述阳离子化腐殖酸肥料具有以下结构式：
阳离子化腐殖酸的制备方法，其合成方程式如下：
一种阳离子化腐殖酸肥料，其合成方程式如下：
本发明相比于现有技术，具有以下优点：
本发明阳离子化腐殖酸，能够应用于普通水溶性磷肥中，解决了磷肥中过磷酸钙容易被固定，移动速率慢等缺点，为作物提供发育的N、P等营养物质，其中腐殖酸可以提高作物的抗菌性，改良土壤结构、利于土壤团粒结构的形成等优点，可作为一种速效肥料应用。
本发明以腐植酸分散在N，N二甲基-1,3-丙二胺中反应，反应物为两相，制备、分离简单，获得一种可用于提高作物抗菌性、提高肥效的阳离子化腐殖酸。这种阳离子化腐殖酸添加到pH为5～6的水溶后磷肥中，可以在水中形成阳离子化腐殖酸和磷酸二氢根配位的配合物，可以解决普通磷肥过磷酸钙容易被固定等缺点，在施肥后，在土壤中分解，可以为土壤补充N、P元素，腐植酸中的水杨酸结构和酚类结构可以提高作物的抗菌性，腐植酸可以作用于土壤，改良土壤结构，促使土壤团粒结构形成，因此可作为新一类的磷肥的添加物。
本发明通过阳离子化腐殖酸对普通磷肥进行改良，解决了磷肥中过磷酸钙容易被固定，移动速率慢等缺点，为作物提供发育的N、P等营养物质，其中腐殖酸可以提高作物的抗菌性，改良土壤结构、利于土壤团粒结构的形成等优点，可作为一种速效肥料应用。
附图说明
图1为阳离子化腐殖酸的合成线路图；
图2为阳离子化腐殖酸在肥料方面应用的合成路线图；
图3为添加本发明阳离子化腐殖酸肥料液对于霜霉菌的抑菌性实验。
图4为添加本发明阳离子化腐殖酸肥料液和未添加阳离子化腐殖酸肥料液对于豆芽生长长度的影响。
具体实施方式
本发明一种阳离子化腐殖酸，具体的制备过程如下：
用于添加到普通磷肥中的阳离子化腐殖酸的反应方程式为：
根据上述反应机理，该方法的步骤为：
在三口烧瓶中加入N，N二甲基-1,3-丙二胺，再加入质量百分比8～12wt.％腐植酸和0.8～1.2wt.％的对甲苯磺酸，在120～140℃反应6～8h；反应结束后沉降离心，沉淀物多次洗涤离心，真空干燥至恒重，得到阳离子化腐殖酸。
第二步：一种阳离子化腐殖酸肥料，其合成方程式如下：
根据上述反应机理，该方法的步骤为：
将普通磷肥溶于水中，调节pH至5～6，按质量比添加2％、4％、6％、8％、10％的阳离子化腐殖酸，得到改良磷肥肥料液，直接喷洒至作物中作肥料应用。
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明：
实施例1
第一步：在三口烧瓶中加入N，N二甲基-1,3-丙二胺，再加入10.0wt.％腐植酸和1wt.％的对甲苯磺酸，在130℃反应7h；反应结束后沉降离心，沉淀物多次洗涤离心，真空干燥至恒重便得阳离子化腐殖酸。
第二步：将普通磷肥加水溶解配置成肥料液，测其pH值，利用磷酸调pH至5～6。
第三步：将第一步制备的阳离子化腐殖酸颗粒按质量比2％添加到肥料液中，均匀共混。
实施例2
第一步：在三口烧瓶中加入N，N二甲基-1,3-丙二胺，再加入10.0wt.％腐植酸和1wt.％的对甲苯磺酸，在130℃反应7h；反应结束后沉降离心，沉淀物多次洗涤离心，真空干燥至恒重便得阳离子化腐殖酸。
第二步：将普通磷肥加水溶解配置成肥料液，测其pH值，利用磷酸调pH至5～6。
第三步：将第一步制备的阳离子化腐殖酸颗粒按质量比4％添加到肥料液中，均匀共混。
实施例3
第一步：在三口烧瓶中加入N，N二甲基-1,3-丙二胺，再加入10.0wt.％腐植酸和1wt.％的对甲苯磺酸，在130℃反应7h；反应结束后沉降离心，沉淀物多次洗涤离心，真空干燥至恒重便得阳离子化腐殖酸。
第二步：将普通磷肥加水溶解配置成肥料液，测其pH值，利用磷酸调pH至5～6。
第三步：将第一步制备的阳离子化腐殖酸颗粒按质量比6％添加到肥料液中，均匀共混。
实施例4
第一步：在三口烧瓶中加入N，N二甲基-1,3-丙二胺，再加入10.0wt.％腐植酸和1wt.％的对甲苯磺酸，在130℃反应7h；反应结束后沉降离心，沉淀物多次洗涤离心，真空干燥至恒重便得阳离子化腐殖酸。
第二步：将普通磷肥加水溶解配置成肥料液，测其pH值，利用磷酸调pH至5～6。
第三步：将第一步制备的阳离子化腐殖酸颗粒按质量比8％添加到肥料液中，均匀共混。
对比例1
与实施例4不同的是去掉第三步，为不添加阳离子化腐殖酸的普通肥料液。
实施例5
第一步：在三口烧瓶中加入N，N二甲基-1,3-丙二胺，再加入10.0wt.％腐植酸和1wt.％的对甲苯磺酸，在130℃反应7h；反应结束后沉降离心，沉淀物多次洗涤离心，真空干燥至恒重便得阳离子化腐殖酸。
第二步：将普通磷肥加水溶解配置成肥料液，测其pH值，利用磷酸调pH至5～6。
第三步：将第一步制备的阳离子化腐殖酸颗粒按质量比10％添加到肥料液中，均匀共混。
实施例6
第一步：在三口烧瓶中加入N，N二甲基-1,3-丙二胺，再加入8.0wt.％腐植酸和0.8wt.％的对甲苯磺酸，在120℃反应6h；反应结束后沉降离心，沉淀物多次洗涤离心，真空干燥至恒重便得阳离子化腐殖酸。
第二步：将普通磷肥加水溶解配置成肥料液，测其pH值，利用磷酸调pH至5。
第三步：将第一步制备的阳离子化腐殖酸颗粒按质量比2％添加到肥料液中，均匀共混。
实施例7
第一步：在三口烧瓶中加入N，N二甲基-1,3-丙二胺，再加入12.0wt.％腐植酸和1.2wt.％的对甲苯磺酸，在140℃反应8h；反应结束后沉降离心，沉淀物多次洗涤离心，真空干燥至恒重便得阳离子化腐殖酸。
第二步：将普通磷肥加水溶解配置成肥料液，测其pH值，利用磷酸调pH至6。
第三步：将第一步制备的阳离子化腐殖酸颗粒按质量比10％添加到肥料液中，均匀共混。
实施例8
第一步：在三口烧瓶中加入N，N二甲基-1,3-丙二胺，再加入11.0wt.％腐植酸和1.1wt.％的对甲苯磺酸，在135℃反应7h；反应结束后沉降离心，沉淀物多次洗涤离心，真空干燥至恒重便得阳离子化腐殖酸。
第二步：将普通磷肥加水溶解配置成肥料液，测其pH值，利用磷酸调pH至5。
第三步：将第一步制备的阳离子化腐殖酸颗粒按质量比8％添加到肥料液中，均匀共混。
图3添加实施例4中本发明阳离子化腐殖酸肥料液对于霜霉菌的抑菌性实验。从图中形成的透明圈可以看出，阳离子化腐殖酸肥料液对于霜霉菌有一定的抑制效应，
图4为添加实施例4中本发明阳离子化腐殖酸肥料液和未添加阳离子化腐殖酸肥料液对于豆芽生长长度的影响。通过测量可以发现，在豆芽生长长度上，添加本发明阳离子化腐殖酸肥料液组的长度有显著提高，第五天平均长度为7.296cm，第九天为13.692cm；未添加阳离子化腐殖酸肥料液组第五天平均长度为6.351cm，第九天为11.342cm。这说明本发明阳离子化腐殖酸肥料液对植物生长更有利。
以上内容是对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定保护范围。