一种清液型含氨基酸高磷大量元素水溶肥及其制备方法
阅读说明：本技术 一种清液型含氨基酸高磷大量元素水溶肥及其制备方法 (Clear liquid type amino acid-containing high-phosphorus macroelement water-soluble fertilizer and preparation method thereof ) 是由 郑先福 姜一 崔步云 胡银龙 马攀登 于 2021-03-31 设计创作，主要内容包括：本发明属于肥料领域,具体涉及一种清液型含氨基酸高磷大量元素水溶肥及其制备方法。该水溶肥由以下重量份的原料制成：水15-17份,氨基酸20-21份,尿素1-2份,85％磷酸46-47份,氢氧化钾5-7份,硼酸1-2.5份,EDTA-锌1-2.5份,有机酸6-7份。本发明的清液型含氨基酸高磷大量元素水溶肥,P-(2)O-(5)≥400g/L、游离氨基酸≥200g/L、N+P-(2)O-(5)+K-(2)O≥500g/L、含有锌和硼元素,突出高含量氨基酸、高磷、清液型、含微量元素符合NY/T1107-2020标准,且低温(0～-15℃)和高温(0～54℃)稳定不结晶、不分层和沉淀,性状稳定、肥效显著。(The invention belongs to the field of fertilizers, and particularly relates to a clear liquid type amino acid-containing high-phosphorus macroelement water-soluble fertilizer and a preparation method thereof. The water soluble fertilizer is prepared from the following raw materials in parts by weight: 15-17 parts of water, 20-21 parts of amino acid, 1-2 parts of urea, 46-47 parts of 85% phosphoric acid, 5-7 parts of potassium hydroxide, 1-2.5 parts of boric acid, 1-2.5 parts of EDTA-zinc and 6-7 parts of organic acid. The clear liquid type amino acid-containing high-phosphorus macroelement water-soluble fertilizer P 2 O 5 Not less than 400g/L, free amino acid not less than 200g/L, N + P 2 O 5 +K 2 The fertilizer contains more than or equal to 500g/L of O, zinc and boron elements, has outstanding high-content amino acid, high phosphorus and clear liquid, contains trace elements which meet the NY/T1107-2020 standard, is stable at low temperature (0 to-15 ℃) and high temperature (0 to 54 ℃) without crystallization, delamination and precipitation, has stable properties and remarkable fertilizer efficiency.)
技术领域
本发明属于肥料领域，具体涉及一种清液型含氨基酸高磷大量元素水溶肥及其制备方法。
背景技术
我国对液体肥料的研究起步较晚，液体肥初始的产品多为单质肥料如氨水、尿素硝酸铵液体、硝酸、磷酸，这些肥料多为单质肥料，且多为强酸和强碱性肥料，使用起来极为不方便。随着技术的提升，市面出现了复合型的大量元素液体肥，也包含了清液肥，但也存在这多数问题，限制了中小企业生产此类型肥料，如生产工艺复杂、原料级别要求高、产品成本高，也有清液肥存在的一些共性问题如养分含量低、不稳定可析出晶体、存在分层沉淀现象等原因得不到大面积推广。
其中专利CN104591930B、CN103641577B、CN104402603A分别公开提供一种悬浮型液体肥料的制备方法，添加难溶于水的物质如悬浮剂、增稠剂等，施用过程中易堵塞设施喷头，且长期储存易发生分层等现象；专利CN102942412B公开了一种大量元素水溶肥料及其制备方法，其组成原料有磷酸氢二钾、动物毛发、羽毛等，此专利以酸水解羽毛生产，酸的使用增加了生产过程的危险性，且产品颜色不为清液型。
CN101492323B和CN107814644A中了公开了用亚磷酸制备清液肥，亚磷酸根比磷酸根更容易被植物吸收和转运，可兼治多种土传病害，但亚磷酸根据国家NY1107-2010中参照的检测方法，3价的磷检测不到，导致整个产品的指标实际检测低于标识，产品按照 NY/T1107-2020标准不合法。CN106365727A和CN106518217A中公开了用液体氮肥、尿素硝铵液体、聚磷酸铵液体、氯化钾或聚磷酸钾生产清液型液体肥料，此肥料从实例的介绍在低温如-10℃也存在结晶现象。
CN104446761A公开提供一种高磷高钾液体复合肥料的制备方法，生产的清夜肥磷含量≥300g/L，且仅为大量元素类型含微量元素的水溶肥产品，未含有其它增效的氨基酸类物质。 CN104250173B中提供的一种高磷高钙液体复合肥料，此配方是清液型，为高磷型的清液肥，磷含量≥400g/L，含有增效物质，但生产所用的原料种类较多，生产工序复杂。CN109627087A 公开了平衡性清液肥，但无法做到高磷型或者含氨基酸高磷钾清液肥料。CN104151006B生产过程使用原料焦磷酸钾、甲酸钾等高价值原料，产品为清液型，低温也不结晶，也是目前市面产品的常规生产方式，但通过此方式也不能生产出清液型高磷水溶肥。CN108689764A 公开了含氨基酸高磷多功能性清液型液肥的制备方法，但其氨基酸含量仅为脯氨酸≥50g/L，大量元素含量≥290g/L，P2O5＜290g/L。
综上，当前的研究和公开专利中，已经能够生产清液型大量元素肥料，也能生产出P2O5≥400g/L，或大量元素≤500g/L含有氨基酸的大量元素产品，但未有高含量氨基酸高磷型清液的大量元素肥料技术还未出现，其原因即在于高含量氨基酸、高磷及微量元素共存的情况下，体系的低温(0～-15℃)和高温(0～54℃)稳定性变差，不能满足使用要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种清液型含氨基酸高磷大量元素水溶肥，解决在高含量氨基酸、高磷及微量元素共存条件下，体系的低温(0～-15℃)和高温(0～54℃)稳定性差的问题。
本发明的第二个目的在于提供上述清液型含氨基酸高磷大量元素水溶肥的制备方法。
为实现上述目的，本发明的清液型含氨基酸高磷大量元素水溶肥的技术方案是：
一种清液型含氨基酸高磷大量元素水溶肥，由以下重量份的原料制成：水15-17份，氨基酸20-21份，尿素1-2份，85％磷酸46-47份，氢氧化钾5-7份，硼酸1-2.5份，EDTA-锌1-2.5份，有机酸6-7份。
本发明的清液型含氨基酸高磷大量元素水溶肥，P2O5≥400g/L、游离氨基酸≥200g/L、 N+P2O5+K2O≥500g/L、含有锌和硼元素，突出高含量氨基酸、高磷、清液型、含微量元素符合NY/T1107-2020标准，且低温(0～-15℃)和高温(0～54℃)稳定不结晶、不分层和沉淀。该制品将氨基酸和大量元素及微量元素紧密螯合，性状稳定、肥效显著，属于高效清液型含氨基酸高磷大量元素水溶肥产品。
优选的，上述清液型含氨基酸高磷大量元素水溶肥由以下重量份的原料制成：水15-17 份，氨基酸20-21份，尿素1-2份，85％磷酸46-47份，氢氧化钾5-6份，硼酸1-1.5份，EDTA- 锌2-2.5份，有机酸6-7份。
优选的，所述氨基酸选自甘氨酸、L-丙氨酸、L-脯氨酸中的任意两种或三种组合物。氨基酸均选用食品级。氨基酸仅选择一种则成分较为单一，为获得较高的肥效，应选择两种或三种氨基酸组合，但若选择四种氨基酸组合，则不利于获得稳定的体系。
进一步优选的，所述氨基酸选自甘氨酸和L-丙氨酸，甘氨酸和L-丙氨酸的质量比为 (16-20)：(1-3)。
进一步优选的，所述氨基酸选自甘氨酸、L-丙氨酸和L-脯氨酸，甘氨酸、L-丙氨酸和L- 脯氨酸的质量比为(2-16)：(2-16)：(2-15)。
为进一步优化体系的低温和高温稳定性，优选的，所述有机酸选自乙酸、柠檬酸、酒石酸中的任意两种组合。对有机酸的选择同样出于体系稳定性的考虑，仅选择一种有机酸则产品体系稳定性不高，选择三种有机酸则有出现产品体系不稳定的可能。
进一步优选的，所述有机酸由乙酸、酒石酸中的一种和柠檬酸按质量比(1-5)：(1-6) 组成，或者由酒石酸、乙酸按质量比1:6组成。
优选的，所述清液型含氨基酸高磷大量元素水溶肥用水稀释250倍后pH＝2-3。即250倍 pH，或者pH(1:250倍)，或者pH(250倍)为2-3。
优选的，所述清液型含氨基酸高磷大量元素水溶肥中，游离性氨基酸含量≥200g/L， N≥50g/L，P2O5≥400g/L，K2O≥50g/L，密度≥1.52g/ml。
本发明的清液型含氨基酸高磷大量元素水溶肥的制备方法的技术方案是：
一种清液型含氨基酸高磷大量元素水溶肥的制备方法，包括以下步骤：在50-60℃条件下，将水、85％磷酸混匀，然后加入氢氧化钾、氨基酸、尿素、有机酸、硼酸和EDTA-锌溶解。
本发明的清液型含氨基酸高磷大量元素水溶肥的制备方法，所选用的物料均为常见化学物料，市场均能方便购买。该方法生产工艺简单，产品成本低，适合各类型企业生产。
优选的，溶解次序具体为：加入氢氧化钾溶解，加入氨基酸溶解，加入尿素溶解，加入有机酸溶解，再加入硼酸和EDTA-锌溶解。
本发明的有益效果是：
(1)养分全面，集氨基酸、氮磷钾大量元素和微量元素为一体的清液肥；
(2)产品指标高，实现高氨基酸和高磷的技术标准突破，具体指标为：游离性氨基酸含量≥200g/L，N≥50g/L，P2O5≥400g/L，K2O≥50g/L，Zn+B≥5g/L；
(3)产品性状稳定，本产品外观为清液型，产品在-15℃～54℃环境下不沉淀、不结晶、不分层；
(4)产品合法合规，肥效显著，本产品技术指标完全符合NY/T1107-2020大量元素推广产品，产品中游离氨基酸，能够充分促进作物对于养分的吸收，起到增效增产作用。
具体实施方式
本发明提供了一种清液型含氨基酸高磷大量元素水溶肥及其制备方法，所选用的物料均为常见化学物料，市场均能方便购买。本发明通过常见化学物料通过化学反应和物理混合的方式，形成了清液型含氨基酸高磷肥。
本发明的清液型含氨基酸高磷大量元素水溶肥的制备方法，包括以下步骤：
1)取纯水15-17份加入反应釜中，加入85％磷酸46-47份开启搅拌器，转速控制在45 转/分钟，打开冷水循环，控制温度50-60℃，缓慢加入氢氧化钾2-7份，搅拌2小时，至氢氧化钾全部溶解；
2)取氨基酸20-21份，分次逐一缓慢加入反应釜中，总计搅拌30分钟，至氨基酸全部溶解；
3)取尿素1-2份，加入反应釜中，总计搅拌10分钟，至尿素全部溶解
4)取有机酸6-7份加入反应釜中，搅拌30分钟，至有机酸溶解；
5)加入硼酸1-2.5份、EDTA-锌1-2.5份，搅拌30分钟，至硼酸和EDTA-锌全部溶解；
6)停止加热，搅拌30分钟停止搅拌将反应釜中的物料静置12小时至常温，用200目筛网过滤后，进行抽检；
7)检测标准为：游离性氨基酸含量≥200g/L，N≥50g/L，P2O5≥400g/L，K2O≥50g/L，密度≥1.52g/ml，250倍pH＝2-3，做稳定性测试，测试条件为：-15℃冷冻7天、0℃冷藏7天、 54℃热储14天，溶液不结晶、不分层、不沉淀、清亮即为合格产品，完全符合NY/T1107-2020 大量元素水溶肥料的标准，且高于标准要求。
下面对本发明的实施方式作进一步说明。以下实施例所涉及的原料均为市售常规商品。“％”如无特殊说明，均为质量百分数。
一、本发明的清液型含氨基酸高磷大量元素水溶肥的具体实施例
实施例1
本实施例的清液型含氨基酸高磷大量元素水溶肥，由表1所示的重量份数的原料制成。
表1实施例1的水溶肥的配方组成
实施例2
本实施例的清液型含氨基酸高磷大量元素水溶肥，由表2所示的重量份数的原料制成。
表2实施例2的水溶肥的配方组成
物料名称
份数
纯水
16
甘氨酸
15
L-丙氨酸
2
L-脯氨酸
3
85％磷酸
46
尿素
1
柠檬酸
6
乙酸
1
氢氧化钾
6
EDTA锌
2.5
硼酸
1.5
实施例3
本实施例的清液型含氨基酸高磷大量元素水溶肥，由表3所示的重量份数的原料制成。
表3实施例3的水溶肥的配方组成
实施例4
本实施例的清液型含氨基酸高磷大量元素水溶肥，由表4所示的重量份数的原料制成。
表4实施例4的水溶肥的配方组成
物料名称
份数
纯水
15
甘氨酸
3
L-丙氨酸
16
L-脯氨酸
2
85％磷酸
47
尿素
1
酒石酸
1
乙酸
6
氢氧化钾
6
EDTA锌
2
硼酸
1
二、本发明的清液型含氨基酸高磷大量元素水溶肥的制备方法的具体实施例
实施例5
本实施例的清液型含氨基酸高磷大量元素水溶肥的制备方法，对实施例1的水溶肥的制备过程进行详细说明，具体包括以下步骤：
1)取17份加入反应釜中，加入85％磷酸46份开启搅拌器，转速控制在45转/分钟，打开冷水循环，控制温度55℃，加入氢氧化钾5份，搅拌2小时，至氢氧化钾全部溶解；
2)取甘氨酸20份、L-丙氨酸1份，分次逐一缓慢加入反应釜中，总计搅拌30分钟，至氨基酸全部溶解；
3)取尿素1份，加入反应釜中，总计搅拌10分钟，至尿素全部溶解；
4)取柠檬酸6份、酒石酸1份加入反应釜中，搅拌30分钟，柠檬酸和酒石酸全部溶解；
5)加入硼酸1份、EDTA-锌2份，搅拌30分钟，至硼酸和EDTA-锌全部溶解；
6)停止加热，搅拌30分钟后停止搅拌将反应釜中的物料静置12小时至常温，用200目筛网过滤后，进行抽检。
实施例2-4的清液型含氨基酸高磷大量元素水溶肥，可参考实施例5的方法进行相应制备。
在本发明的清液型含氨基酸高磷大量元素水溶肥的制备方法的其他实施例中，控制温度为50℃、60℃，可得到性能基本相同的产品。
三、实验例
实验例1
对实施例1-4的产品，参照NY/T1977检测方法检测氮、磷、钾，参照NY/T1974检测方法检测锌和硼，参照NY/T1975检测方法检测游离氨基酸含量，并对产品进行-15℃冷冻7天、0℃冷藏7天、54℃热储14天进行稳定性检验。相关检测结果如表5所示。
表5实施例1-4的产品检测结果
由表5可知，实施例的产品达到以下指标：游离性氨基酸含量≥200g/L，N≥50g/L，P2O5≥400g/L，K2O≥50g/L，密度≥1.52g/ml，250倍pH＝2-3，-15℃冷冻7天、0℃冷藏7天、54℃热储14天溶液不结晶、不分层、不沉淀、清亮，完全符合NY/T1107-2020大量元素水溶肥料的标准，且高于标准要求。
实验例2
对以上实施例中所生产的肥料进行田间试验，时间为2020年5月28日-2020年9月28 日，地点：河南省夏邑县济阳镇马楼村，玉米品种为郑单958。
本试验采用小区试验，设5组试验，3次重复，共计15个试验小区，每个小区面积10平方米，各小区随机排列。5组实验底肥采用施掺混肥(15-15-15)50g/组(折合33公斤/亩)做底肥一次性施入，并从拔节期开始，每间隔30天追施1次尿素300g/组(折合20公斤/亩，连续追施2次。叶面肥的产品为：第一组用实施例1的产品，第二组用实施例2的产品，第三组用实施例3的产品，第四组用实施例4制备的产品，对照组为市面清液肥料(指标为 N+P2O5+K2O≥500g/L，其中磷含量≥400g/L，B+Zn+Fe≥3g/L)，五组实验，在玉米小喇叭口时期，采取叶面喷施800倍，进行叶面喷施，连续喷施3次，每次间隔20天，至收获期间不再配施其它叶面肥产品，收获期测定产量。
试验结果如表6所示：
表6郑单958夏玉米产量分析
由表1可知，郑单958夏玉米施用本实施案例中的肥料较市面常见的清液肥料可增产 37.8-60.04kg/亩，增产率在4.12-7.02％，对于夏玉米的产量增加有一定的促进作用。
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