一种大叶蔬菜专用糖醇螯合钾肥及其制备方法和应用与流程

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1.本发明属于肥料生产技术领域，涉及一种常量元素钾螯合肥，尤其是一种大叶蔬菜专用糖醇螯合钾肥及其制备方法和应用，该专用糖醇螯合钾肥能够使大叶蔬菜达到增产和改善品质的效果。


背景技术：

2.蔬菜是人们日常饮食必不可少的食物之一，可以提供人体所需的多种维生素和矿物质，据统计人体所需的维生素c中90％来自蔬菜。钾是植物生长所需的三种大量元素之一，研究发现施钾对大多数蔬菜都有较好的正面作用，平均增产率可达10％
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50％，同时有效促进蔬菜维生素c的合成。我国蔬菜种植规模较大，2019年种植面积高达20863千公顷。农民习惯施用硫酸钾、氯化钾、硝酸钾等无机类钾盐，平均肥料利用率仅为20％
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40％，且叶菜类钾肥利用率低于果菜类，所以传统无机钾盐在蔬菜上的施用易存在报酬递减的问题，同时因为生长周期短，存在一年多次栽培，施肥强度大，导致栽培土壤板结、次生盐渍化等问题。因此，开展新型钾肥的研发促进其利用效率的提升对推进生态农业建设意义重大。现有技术中，有关螯合钾肥制备已有研究，中国专利cn107445692a公开了一种植物生长调节剂螯合钾增效肥及其制备方法，原料组成按重量份数为计：植物生长调节剂4
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7份，氯化钾或硫酸钾150
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200份，腐殖酸、氮肥、氮磷二元复合肥或氮磷三元复合肥等基础肥料800
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850份，将植物生长调节剂、钾肥和基础肥料有效结合，促进作物对氮磷钾的吸收，提高抗旱抗倒伏能力，但需通过蒸汽造粒、干燥、一级冷却、一级筛分、二级冷却、二级筛分等过程，制备工艺复杂，成本较高。中国专利cn106518179a公开一种螯合钾加锌肥增效剂的制备方法中虽一定程度提高了肥料利用率，但需经过浓缩结晶和干燥，真空度为0.2
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0.55mpa，制备条件复杂，同时在螯合过程中，通过得到螯合剂a、螯合锌b、螯合钾c，最后通过体积比1:0.2
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0.5混合得到该发明产品，每次反应时间均在6
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8小时左右，制备过程繁琐且耗时较长。中国专利cn107188704a公布了一种叶菜类蔬菜专用螯合肥，原料组分按重量份数计包括：山梨醇15
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25份、尿素5
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17份、硝酸钾10
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20份、磷酸氢二铵3
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8份、高纯水45
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55份、非离子型聚丙酰胺0.5
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1份，通过叶面喷施为蔬菜提供必需的氮磷钾元素，避免了根施化肥造成的吸收率低和土壤板结问题，但所用原料涉及硝酸盐类钾肥，喷施后会增加蔬菜中硝酸盐含量，食用后在人体内易于被还原为亚硝酸盐，有害健康。因此，研发一种制备工艺简单、肥料利用率高且适用于大叶蔬菜绿色健康生长的专用糖醇螯合钾肥具有十分重要的现实意义。螯合肥料是指螯合剂与植物所需的矿物营养元素制成的肥料，金属元素通过螯合剂作用，将其转为螯合态形式，利于作物吸收，从而提高肥料利用率。目前，尚未发现大叶蔬菜专用糖醇螯合钾肥的研究报道。


技术实现要素：

3.为了克服现有技术所存有的缺陷，本发明提供了一种大叶蔬菜专用糖醇螯合钾肥，解决了蔬菜增产所带来的传统化学肥料生产工艺过程复杂，前期投入大，利用率低易导
致土壤盐渍化等难题。通过大叶蔬菜的生长情况喷施本发明设计的专用糖醇螯合钾肥，能够有效提高大叶蔬菜的单位面积产量，改善其品质，降低肥料的投入成本，有效改善农田次生盐渍化现象，实现大叶蔬菜产业的绿色健康发展。
4.为实现上述目的，本发明提供一种大叶蔬菜专用糖醇螯合钾肥，所用原料按如下重量份数组成：去离子水14
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64.5份、糖醇10.5
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18份、钾肥25
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71份、螯合助剂1.5
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5份和ph调节剂。其中所述糖醇为木糖醇、甘露醇和山梨醇中的一种或多种，钾肥为氯化钾、甲酸钾、乙酸钾、磷酸氢二钾和磷酸二氢钾中的一种或多种，螯合助剂为甘油、丙三醇、吐温、edta和水杨酸中的一种或多种，ph调节剂为氨水、氢氧化钾、磷酸和柠檬酸中的一种或多种。
5.本发明还提供所述大叶蔬菜专用糖醇螯合钾肥的制备方法，具体制备步骤如下：
6.(1)称量：按照重量份数分别称取去离子水14
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64.5份、糖醇10.5
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18份、钾肥25
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71份和螯合助剂1.5
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5份，备用；
7.(2)制备糖醇母液：将称量好的10.5
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18份糖醇溶解在4.5
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7.7份去离子水中并置于反应釜中，采用水浴加热的方式，釜内物料温度控制在50
‑
60℃，搅拌速度设置为120转/分钟，不断搅拌，直到溶液呈澄清均一液体，制得糖醇母液；
8.(3)螯合：向步骤(2)制备好的糖醇母液中依次加入25
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71份钾肥、9.5
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56.8份去离子水和1.5
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5份螯合助剂，得到螯合液；然后搅拌，搅拌速度设置为60
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200转/分钟，搅拌至溶液澄清后再加入ph调节剂将螯合液的ph控制在6.5
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8.0之间，控制物料温度在20
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90℃，继续搅拌，进行35
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100min的螯合反应，冷却后即制得大叶蔬菜专用糖醇螯合钾肥。
9.本发明所述大叶蔬菜专用糖醇螯合钾肥适用于白菜、油菜、大叶莴苣、生菜、大头菜、甘蓝种植场合。
10.本发明所涉及的大叶蔬菜专用糖醇螯合钾肥能够作为叶面肥施用，根据蔬菜生长规律进行喷施，一般蔬菜种植约15天(如莴苣四叶片完全展开生长)后即可喷施第一次，每亩用0.1
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0.5斤，稀释倍数为70
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300倍(根据生物量进行稀释，钾浓度控制范围为0.5g/l到5.0g/l)，喷施时间为干燥晴朗无风的上午或傍晚；随蔬菜生物量的增大而逐步增加喷施量，每隔一周喷施一次，直至蔬菜完全采收。
11.本发明与现有技术相比，以螯合态钾为主，能有效满足蔬菜生长过程中钾素需求；同时，糖醇作为植物光合作用初产物，促进矿质元素的吸收运移，增强蔬菜的矿质养分含量；施用后可使蔬菜增产10％
‑
40％，并有效提高蔬菜的可溶性糖和维生素c含量，降低叶片中硝酸盐含量，提高蔬菜品质；适用于白菜、油菜、大叶莴苣、生菜、大头菜、甘蓝等叶菜类蔬菜的种植领域，解决了蔬菜增产所带来的肥料投入大，肥料利用率低，蔬菜口感不佳，经济效益难以提升等难题；其制备工艺简单，成本低廉，钾形态得以改善，能够有效提高钾的利用效率，增加单位面积蔬菜产量，改善蔬菜品质，降低肥料的投入量，并且使农户减少人力成本，有效改善农田次生盐渍化现象，实现大叶蔬菜产业的绿色健康发展，应用前景十分宽广。
12.具体实施方法：
13.下面通过具体实施例对本发明作进一步说明。
14.实施例1：
15.本实施例涉及大叶蔬菜专用糖醇螯合钾肥的制备方法，所用原料按重量份数包括：去离子水14份、糖醇15份、钾肥71份和螯合助剂5份，其中糖醇15份包括木糖醇3份和山
梨醇12份，钾肥71份包括甲酸钾40份和乙酸钾31份，螯合助剂5份包括甘油2份和edta 3份；具体制备步骤如下：
16.(1)称量：首先按照重量份数分别称取去离子水14份、糖醇15份、钾肥71份、螯合助剂5份，备用。
17.(2)制备糖醇母液：其次将称量好的15份糖醇溶解在6份去离子水中，置于反应釜中不断搅拌，加热，使其釜内物料温度控制在50
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60℃，转速为120转/分钟，直到溶液呈澄清状态停止搅拌，得到糖醇母液。
18.(3)螯合：将制备好的糖醇母液中加71份钾肥，再加入剩余8份去离子水和5份螯合助剂，加热搅拌，加热温度为90℃，搅拌速度为120转/分钟，然后加入ph调节剂(柠檬酸和氢氧化钾)将混合液的ph值控制在6.5左右，进行螯合反应，反应时间55min，制得专用糖醇螯合钾肥。
19.对本实施例制备的大叶蔬菜专用糖醇螯合钾肥进行应用效果试验，以白菜为实验对象，以相同种植面积不同施肥种类作为对照组，均采用叶面喷施；根据白菜的生长规律和需肥特性，白菜进入生长期(四叶完全展开生长)开始喷肥，每隔一周喷施一次，连续喷施3次；本实施例专用糖醇螯合钾肥的亩施用量达0.1斤，用水稀释300倍，喷施时间为干燥晴朗无风的早晨，在种植两周后白菜进入旺盛生长期开始喷施，共喷施3次，试验结果如表1所示。
20.表1为常规钾肥、非螯合态钾肥和实施例1制备的专用糖醇螯合钾肥(三种钾肥总施钾量相同)施用后，对白菜的单株质量、叶面积和维生素c含量的对比情况，结果发现施用实施例1的大叶蔬菜专用糖醇螯合钾肥后白菜的单株质量相比施用常规钾、非螯合态钾后白菜的单株质量提高86.98％和206％，同时叶面积和维生素c含量也是最高的。说明专用糖醇螯合钾肥能有效提高白菜的产量和叶片维生素c的含量，与常规钾肥及非螯合态钾肥相比差异显著。
21.表1
[0022][0023]
实施例2：
[0024]
本发明所涉及的大叶蔬菜专用糖醇螯合钾肥，所用原料按重量份数为去离子水27份、糖醇18份、钾肥55份和螯合助剂2.5份。其中糖醇18份包括甘露醇8份和山梨醇10份，钾肥55份包括氯化钾2份、甲酸钾53份，螯合助剂2.5份包括丙三醇0.5份、吐温1份和水杨酸1份。
[0025]
其具体制备步骤与实施例1相同，通过ph调节剂(氨水和磷酸)将其控制在7.5左右，通过水浴加热，螯合温度控制在40℃，搅拌速度为200转/分钟，螯合反应时间35min，制得专用糖醇螯合钾肥。
[0026]
本实施例为实施例2制备的大叶蔬菜专用糖醇螯合钾肥的应用效果试验，以大叶莴苣为研究对象，以相同种植面积不同施肥种类作为对照组，均采用叶面喷施；根据其生长规律和需肥特性，大叶莴苣子叶展开后进行喷肥，每隔一周喷施一次，连续喷肥5次；本实施例专用糖醇螯合钾肥的亩施用量达0.15斤，用水稀释250倍，喷施时间为干燥晴朗无风的早晨，实验结果见表2。
[0027]
表2为常规钾、非螯合态钾和本发明的专用糖醇螯合钾肥(三种钾肥总施钾量相同)施用后，对大叶莴苣的地上鲜重、叶片硝酸盐含量和可溶性糖含量的对比情况，结果发现施用本发明产品大叶莴苣中硝酸盐含量最低，与常规钾、非螯合态钾相比降幅达15.14％、9.73％，可溶性糖含量分别提高56.4％、43.53％，莴苣品质显著提升，并有效降低硝酸盐含量，充分保障蔬菜质量安全，有益人体健康。
[0028]
表2
[0029][0030][0031]
实施例3：
[0032]
本实施例涉及的大叶蔬菜专用糖醇螯合钾肥的原料用量和具体制备步骤与实施例2完全相同，探究大叶莴苣在分别喷施浓度为0.48g/l、0.96g/l、1.92g/l、3.84g/l的专用糖醇螯合钾肥下生长的对比情况。
[0033]
表3为专用螯合钾肥在不同的喷施浓度下对大叶莴苣地上鲜重、硝酸盐含量及可溶性糖含量的对比情况，结果发现喷施浓度在一定范围内与大叶莴苣的地上鲜重和可溶性糖含量成正比，当喷施浓度为0.96g/l时达最高水平，地上鲜重196g、可溶性糖含量为1.33％，当喷施浓度为1.92g/l时，其指标含量有所下降。同时发现喷施浓度为0.96g/l时，叶片硝酸盐含量水平比其他喷施处理降低14.33％
‑
27.44％。因此本实施例中大叶莴苣的最适喷施浓度为0.96g/l，其效果最好。
[0034]
表3
[0035]
[0036]
实施例4：
[0037]
本实施例与实施例1的区别在于：大叶蔬菜专用糖醇螯合钾肥的原料按重量份数包括：去离子水51份、糖醇13份、钾肥36份和螯合助剂1.8份，其中糖醇13份包括木糖醇3份、甘露醇3份和山梨醇7份，钾肥36份包括甲酸钾18份和磷酸氢二钾18份，螯合助剂1.8份包括吐温0.6份和edta1.2份。
[0038]
螯合条件为：通过ph调节剂(氨水和柠檬酸)将其控制在8.0左右，螯合温度控制在75℃，搅拌速度为80转/分钟，反应时间85min，制得专用糖醇螯合钾肥。
[0039]
本实施例以油菜为研究对象，以相同种植面积不同施肥种类作为对照组，均采用叶面喷施；根据其生长规律和需肥特性，油菜进入生长期(四叶完全展开生长)开始喷肥，每隔一周喷施一次，连续喷施3次，本实施例的专用糖醇螯合钾的亩施用量达0.3斤，使用时用水稀释120倍，喷施时间为干燥晴朗无风的傍晚。施用后能有效提高叶绿素含量，叶片维生素c含量有效提高15％
‑
28％，同时硝酸盐含量降低12.8％
‑
15.3％，肥料利用率有效提高，进而使油菜达到增产提质的效果。
[0040]
实施例5：
[0041]
本实施例与实施例1不同的是，大叶蔬菜专用糖醇螯合钾肥的原料包括去离子水64.5份，糖醇10.5份，钾肥25份，螯合助剂1.5份，其中糖醇10.5份包括甘露醇5份和山梨醇5.5份，钾肥25份包括磷酸氢二钾20份、磷酸二氢钾5份，螯合助剂1.5份包括吐温0.5份和丙三醇1份；具体制备步骤与实施例1不同的是：螯合反应无需加热，在室温20℃下进行，搅拌速度为60转/分钟，螯合反应时间100min即可。
[0042]
本实施例以甘蓝为研究对象，以相同种植面积不同施肥种类作为对照组，均采用叶面喷施；根据其生长规律和需肥特性，甘蓝进入生长期(子叶展开生长)开始喷肥，每隔5天喷施一次，连续喷施5次，本实施例的专利糖醇螯合钾的亩施用量达0.5斤，使用时用水稀释70倍，10天后进行喷施，喷施时间为干燥晴朗无风的傍晚。施用后能有效提高叶片维生素c含量30％，同时硝酸盐含量降低15％
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20％，肥料利用率有效提高，进而使甘蓝达到提升品质的效果。
[0043]
综上所述，本发明所提供的大叶蔬菜专用糖醇螯合钾肥通过白菜、大叶莴苣、油菜等的肥效试验，发现施用本产品后能有效提高蔬菜的单位产量及维生素c和可溶性糖含量，降低叶片硝酸根含量，从而达到增产和改善蔬菜品质的效果。同时该发明施肥用量较少，仅为土壤施肥用量的百分之一左右，且作为叶面肥直接喷施于蔬菜叶片上，避免了传统无机钾盐根施造成土壤板结、次生盐渍化等弊端，有效改善土壤结构，更有利于蔬菜产业绿色健康发展。