通过提高利用率和解磷减轻土壤污染的肥料的制备方法

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通过提高利用率和解磷减轻土壤污染的肥料的制备方法\n[0001] (一)、技术领域 本发明涉及一种化学肥料的制备方法，特别涉及一种通过提高利用率和解磷减轻土壤污染的肥料的制备方法。\n[0002] (二)、背景技术 现有的化学肥料普遍利用率较低，长期施用化肥导致土壤污染的问题日益受到关注。长期施用化学肥料造成的土壤板结和沙漠化难题一直没有令人满意的解决方案。\n[0003] 另一方面，现有的肥料一般为酸性且缺乏解磷功能，。由于土壤中以磷酸一氢钙、磷酸钙等形态存在的磷不溶于水，不能被植物吸收，造成磷的流失浪费，并且导致土壤板结。\n[0004] 第三方面，由于硫酸铵，氯化铵，氯化钾，硫酸钾等肥料为沙性物料，一般只能通过挤压成型的方式造粒，所造肥料颗粒流动性较差，不便于机械化施肥。\n[0005] (三)、发明内容 本发明所要解决的技术问题是，提供一种通过提高利用率和解磷减轻土壤污染的肥料的制备方法，第一、通过引入金属蛋白酶和解磷成分，使肥料具有土壤保湿、防沙漠化、防板结的较好功效，并将土壤中的不溶磷转化为能够被植物吸收的有益成分，促进植物生长和作物增产；提高化肥的利用率，减轻土壤污染。第二、制备的肥料颗粒为球状圆滑颗粒形态，具有好的流动性，便于机械化施肥。\n[0006] 本发明所采用的技术方案如下：\n[0007] 一种通过提高利用率和解磷减轻土壤污染的肥料的制备方法，其特征在于：\n[0008] (1)、制备金属蛋白酶：首先将重量份为250～300份浓度为15％的氢氧化钠水溶液加入到重量份为100份的聚琥珀酰亚胺中，50～60℃水浴加热下水解反应60～90分钟，然后分别加入氢氧化钠水溶液和聚琥珀酰亚胺总重量1％～2％的氯化钙，氢氧化钠水溶液和聚琥珀酰亚胺总重量1％～2％的硫酸锌，加入盐酸调节PH至6～8，原浴温下反应\n20～30分钟，在搅拌下滴加氢氧化钠水溶液和聚琥珀酰亚胺总重量250％～300％的甲醇，原浴温下搅拌反应30～60分钟，最后抽滤，洗涤，60℃下真空干燥，得到粉状金属蛋白酶；\n[0009] (2)、制备造粒剂：首先将重量份为700～1000份浓度为7％的聚乙烯醇加入到重量份为1份的经高速分散的凹凸棒土10％水乳液中，搅拌反应30～60分钟，然后将反应产物与解磷酸按照重量比100∶0.5～100∶1.5的比例混匀，最后将该混匀组分与第(1)步制得的金属蛋白酶按照重量比100∶2～100∶5的比例混匀，得到造粒剂；所述的解磷酸为草酸或者柠檬酸；\n[0010] (3)、制备肥料颗粒：将化学肥料与第(2)步制得的造粒剂按照重量比100∶3～\n100∶5的比例复配，按常规工艺制得球状肥料颗粒。\n[0011] 本发明的积极效果在于：采用本发明特制的造粒剂对硫酸铵，氯化铵，氯化钾，硫酸钾或者其复混肥、复合肥实施球状造粒效果非常突出。使用肥料重量4％的本发明造粒剂，成球率达到68％以上。球形颗粒硬度高，具有好的流动性，便于机械化施肥[0012] 制备金属蛋白酶中，加入氢氧化钠水溶液和聚琥珀酰亚胺总重量250％～300％的甲醇，是本发明的关键。通过这一步骤，最后制得的肥料具有了其独特的调理土壤的功效和增产的功效，第一、能够防止土壤酸化、板结。第二、具有螯合金属离子的作用，使对植物有用的不溶性化合物转化为水溶性的能够被植物吸收的成分。对植物有害的水溶性化合物转化为不溶于水的沉淀，防止作物吸收。第三、具有保水功能，有效防止土壤沙漠化。\n[0013] 解磷酸的选择是本发明的又一关键技术。经过长期、大量实验发现草酸和柠檬酸是可行的，而其它有机酸解磷效果不明显。\n[0014] 通过金属蛋白酶的引入，本发明制备的肥料能够有效促进作物根系发达，加快作物对氮、磷、钾的吸收，化肥利用率显著提高，施肥量明显减少，从而减轻了土壤污染。\n[0015] 通过解磷酸和金属蛋白酶的引入，使肥料具有更好的土壤保湿、防沙漠化、防板结效果。利用本发明的方法制备的肥料能够有效地将土壤中的磷转化为水溶性的能够被植物吸收的形态，从而利用了土壤中固有的磷元素，提高了肥效，磷肥的施用量减少，减轻了磷污染，并促进了植物生长和作物增产。\n[0016] (四)、具体实施方式 下面结合具体实例进一步说明本发明。\n[0017] 实施例一：以L2天冬氨酸为原料制备纯品PSI。\n[0018] (1)、中间体聚琥珀酰亚胺(PSI)的合成：将L2天冬氨酸置于容器中，将容器放入烘箱中200℃反应7h，得到PSI粗产品。\n[0019] (2)、制备纯品PSI：按照PSI∶DMF＝1g∶2ml的比例，在粗产品PSI中加入定量的二甲基甲酰(DMF)，搅拌条件下在40℃的水浴中恒温2h，此时聚合物全部溶解，经真空过滤，滤液用大量的乙醇沉析，过滤，滤出物在60℃真空干燥12h，得到纯品PSI。\n[0020] 实施例二：一种防土壤沙漠化和板结并具解磷功能的肥料的制备例一。\n[0021] (1)、制备金属蛋白酶：首先将重量份为250份浓度为15％的氢氧化钠水溶液加入到重量份为100份的实施例一得到的纯品PSI中，50℃水浴加热下水解反应90分钟，然后分别加入氢氧化钠水溶液和聚琥珀酰亚胺总重量1％的氯化钙、氢氧化钠水溶液和聚琥珀酰亚胺总重量1％的硫酸锌，同时加入盐酸调节PH至6，原浴温下反应20～30分钟，在搅拌下滴加氢氧化钠水溶液和聚琥珀酰亚胺总重量250％的甲醇，原浴温下搅拌反应30分钟，最后抽滤，洗涤，60℃下真空干燥，得到粉状金属蛋白酶；\n[0022] (2)、制备造粒剂：首先将重量份为700份浓度为7％的聚乙烯醇加入到重量份为1份的经高速分散的凹凸棒土10％水乳液中，搅拌反应30分钟，然后将反应产物与解磷酸按照重量比100∶0.5的比例混匀，最后将该混匀组分与第(1)步制得的金属蛋白酶按照重量比100∶2的比例混匀，得到造粒剂；所述的解磷酸为草酸；\n[0023] (3)、制备肥料颗粒：将化学肥料与第(2)步制得的造粒剂按照重量比100∶3的比例复配，按常规工艺制得球状肥料颗粒。\n[0024] 所述的化学肥料为由氯化铵，氯化钾制成的复合肥。\n[0025] 实施例三：一种防土壤沙漠化和板结并具解磷功能的肥料的制备例二。\n[0026] (1)、制备金属蛋白酶：首先将重量份为300份浓度为15％的氢氧化钠水溶液加入到重量份为100份的实施例一得到的纯品PSI中，60℃水浴加热下水解反应60分钟，然后分别加入氢氧化钠水溶液和聚琥珀酰亚胺总重量2％的氯化钙、氢氧化钠水溶液和聚琥珀酰亚胺总重量2％的硫酸锌，同时加入盐酸调节PH至8，原浴温下反应20～30分钟，在搅拌下滴加氢氧化钠水溶液和聚琥珀酰亚胺总重量300％的甲醇，原浴温下搅拌反应60分钟，最后抽滤，洗涤，60℃下真空干燥，得到粉状金属蛋白酶；\n[0027] (2)、制备造粒剂：首先将重量份为1000份浓度为7％的聚乙烯醇加入到重量份为\n1份的经高速分散的凹凸棒土10％水乳液中，搅拌反应60分钟，然后将反应产物与解磷酸按照重量比100∶1.5的比例混匀，最后将该混匀组分与第(1)步制得的金属蛋白酶按照重量比100∶5的比例混匀，得到造粒剂；所述的解磷酸为柠檬酸；\n[0028] (3)、制备肥料颗粒：将化学肥料与第(2)步制得的造粒剂按照重量比100∶5的比例复配，按常规工艺制得球状肥料颗粒。\n[0029] 所述的化学肥料为由硫酸铵，硫酸钾制成的复混肥。\n[0030] 实施例四：一种防土壤沙漠化和板结并具解磷功能的肥料的制备例三。\n[0031] (1)、制备金属蛋白酶：首先将重量份为280份浓度为15％的氢氧化钠水溶液加入到重量份为100份的实施例一得到的纯品PSI中，55℃水浴加热下水解反应75分钟，然后分别加入氢氧化钠水溶液和聚琥珀酰亚胺总重量1.5％的氯化钙、氢氧化钠水溶液和聚琥珀酰亚胺总重量1.5％的硫酸锌，同时加入盐酸调节PH至7，原浴温下反应20～30分钟，在搅拌下滴加氢氧化钠水溶液和聚琥珀酰亚胺总重量280％的甲醇，原浴温下搅拌反应45分钟，最后抽滤，洗涤，60℃下真空干燥，得到粉状金属蛋白酶；\n[0032] (2)、制备造粒剂：首先将重量份为800份浓度为7％的聚乙烯醇加入到重量份为1份的经高速分散的凹凸棒土10％水乳液中，搅拌反应45分钟，然后将反应产物与解磷酸按照重量比100∶1的比例混匀，最后将该混匀组分与第(1)步制得的金属蛋白酶按照重量比100∶4的比例混匀，得到造粒剂；所述的解磷酸为草酸；\n[0033] (3)、制备肥料颗粒：将化学肥料与第(2)步制得的造粒剂按照重量比100∶4的比例复配，按常规工艺制得球状肥料颗粒。\n[0034] 所述的化学肥料为硫酸铵。\n[0035] 实施例五：所制备肥料颗粒流动性检测例。\n[0036] 对实施例四得到的球状肥料颗粒进行检测。\n[0037] 未添加本发明造粒剂对硫酸铵造粒，结果不成粒；使用肥料重量4％的本发明造粒剂，成球率达到74％以上。\n[0038] 实施例六：所制备肥料抗土壤板结检测例。\n[0039] 施用实施例四得到的肥料，对其抗土壤板结进行检测。\n[0040] 使用本发明制备的产品施肥的土壤，进过两年时间，用100N的力把木棍插入土壤，木棍进入土壤的深度为20cm。施用普通硫酸铵，其它试验条件相同下，木棍进入土壤的深度为5cm。\n[0041] 实施例七：所制备肥料抗土壤沙漠化检测例。\n[0042] 施用实施例四得到的肥料，对其抗土壤板结进行检测。\n[0043] 施肥四十五天后，取2g施用普通硫酸铵的土壤，测量水分为1.5％。相同施肥条件下，本发明制备的产品施肥的土壤，测量水分为4.2％。\n[0044] 实施例八：所制备肥料肥效检测例。\n[0045] 施用实施例四得到的肥料，对其肥效进行检测。\n[0046] 2009年10月到2010年6月间，在山东省烟台市芝罘区小沙埠实验基地进行了肥效实验，结果(平均值)如下：\n[0047]