一种通用型防低温液体肥料及其制备方法与流程

1.本发明涉及液体肥料技术领域，具体涉及一种通用型防低温液体肥料及其制备方法。


背景技术：

2.低温冷害是影响农业生产持续稳定的发展的重要灾害之一，具有大尺度、综合性及地区差异性等特点，低温冷害在各个季节均有可能发生，春季低温冷害多集中在3
‑
4月份，如北方易发生倒春寒现象，可对长江中下游地区早稻、北方区域小麦、棉花、花生、果树、马铃薯等作物造成损害；夏季低温冷害以延迟型为主，主要集中在高纬度、高海拔区域，可导致该区域水稻产生障碍型冷害；秋季低温冷害主要危害秋季生长及秋季播种越冬作物，会造成积温不足而影响产量；冬季低温冷害主要影响热带作物，会导致热带作物发生寒害，作物细胞失水萎蔫。低温冷害严重影响我国农业生产，发生严重的低温冷害年份可使造成粮食减产100亿公斤左右。
3.当作物受到冷害时，除了产生外部形态上的变化之外，更重要的还会延缓植物一系列的生理活动的速度，甚至破坏其生理功能为了防止冷害，除了少部分情形下能采用温室栽培、大棚栽培之外，另一种比较常采用的就是通过施用一些提升作物抗寒性的肥料，增强作物对冷害的抵抗力。通过施用肥料调节作物代谢活动而提升作物抗寒的机理，基本上都是通过调节作物体内的水分/养分代谢相关蛋白来实现。比如施用黄腐酸抗寒肥料，一方面刺激植物体内酶的活性，调节催化植物体内的细胞加速对水分和养分的吸收、降低叶片水势、增强渗透压等代谢活动；另一方面抑制保卫细胞中k

的积累，植株遇旱寒时能自行提高保水能力，关闭叶片气孔或减小开张度，减少水分蒸腾，可显著增加叶片气孔扩散阻力，同时降低叶片蒸腾强度。上述肥料在施用的过程中，基于本身的机理，肥料成分不直接作用于代谢，而是通过影响作物代谢的产物环境间接地影响在冷害环境下作物的水分/养分代谢程度，施用之后的抗寒效率较慢，效果并不明显。因此需要一种使用后综合提升作物对低温冷害的抵御能力的液体肥料，并且能延长肥料在叶面上的停留时间，避免因低温或霜冻叶片冷凝水对肥料液体的冲刷，同时提高植株保温能力，降低低温冷害的负面效果。


技术实现要素：

4.针对上述现有技术，本发明的目的是提供一种通用型防低温液体肥料及其制备方法。本发明的通用型防低温液体肥料可提升作物对低温冷害的抵御能力，减少因低温冷害造成的作物损伤，保障作物稳产。
5.为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
6.本发明的第一方面，提供一种通用型防低温液体肥料，包括以下重量分数的原料：
7.黄腐酸钾母液500～600份、聚乙烯醇30～50份、硅烷偶联剂1～2份、水100～150份、γ
‑
聚谷氨酸液体50～100份、丙二醇20～30份、尿素100～150份、磷酸二氢钾50～80份、硼酸3～5份、七钼酸铵1～2份、磷酸一铵50～80份、水杨酸30～50份、芸苔素3～5份。
8.优选的，所述黄腐酸钾母液是为以风化煤和褐煤为原料的中性矿源黄腐酸钾母液，其ph值为6
‑
7。
9.优选的，所述黄腐酸钾母液中矿源腐植酸含量为8％
‑
10％、矿源黄腐酸含量为12％
‑
18％。
10.优选的，所述γ
‑
聚谷氨酸液体是将聚谷氨酸原液与水混合制得，γ
‑
聚谷氨酸液体的浓度为3wt％。
11.优选的硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷。
12.本发明的第二方面，提供通用型防低温液体肥料的制备方法，包括以下步骤：
13.(1)将聚乙烯醇、黄腐酸钾母液和硅烷偶联剂混合得到a液；
14.(2)将水，γ聚谷氨酸液体，丙二醇混合得到b液；
15.(3)将步骤(1)得到的a液和步骤(2)得到的b液混合，然后依次加入尿素、磷酸二氢钾、硼酸、七钼酸铵、磷酸一铵、水杨酸、芸苔素搅拌均匀后得到通用型防低温液体肥料。
16.优选的，步骤(1)中，所述a液由以下方法制备：
17.1)常温下聚乙烯醇分3
‑
5次添加于黄腐酸钾母液中，边搅拌边添加，搅拌0.5
‑
1小时然后升温至80
‑
90℃，搅拌1
‑
2小时；
18.2)再降温至50℃保温搅拌1
‑
2小时；
19.3)最后边搅拌边加入硅烷偶联剂，升温至80
‑
90℃搅拌0.5
‑
1小时，冷却至室温后得到a液。
20.优选的，步骤(2)中，所述b液由以下方法制备：
21.向水中加入γ聚谷氨酸液体和丙二醇常温下搅拌0.5
‑
1小时，得到b液。
22.优选的，步骤(3)中，a液和b液混合后，依次加入尿素、磷酸二氢钾、硼酸、七钼酸铵、磷酸一铵、水杨酸，升温至50℃，搅拌0.5小时；冷却后加入芸苔素，搅拌10
‑
15分钟得到通用型防低温液体肥料。
23.本发明的第三方面，提供通用型防低温液体肥料在如下1)或2)中的应用：
24.1)在低温冷害发生前使用，降低因低温冷害对作物造成的损伤；
25.2)在低温冷害发生后使用，提高作物的修复能力。
26.优选的，将通用型防低温液体肥料对作物叶面进行喷施，对作物进行滴灌、灌根或随水冲施，喷施推荐用量为稀释500
‑
800倍叶片喷施，灌根时稀释300
‑
500倍，随水冲施亩用量为8l
‑
10l，滴灌亩用量为5l
‑
8l。
27.本发明的有益效果：
28.(1)本发明制备的防低温液体肥料将多种有益于提升作物防低温能力的元素结合起来，促进多种有益于作物对提升低温冷害抵御能力的生命活动产生，降低因低温冷害对作物造成的损伤，亦可于发生低温冷害后修复使用，提高作物修复能力。
29.(2)本发明制备的防低温液体肥料可提高该肥料在叶面喷施条件下肥料在叶面上的附着及延展能力，提高肥料吸收效果，进而提高作物的修复能力以及降低低温对作物造成的损害。
30.(3)本发明制备的防低温液体肥料可于低温冷害发生前7
‑
10天使用，亦可于低温冷害发生后，天气转暖时修复使用，使用方法包含叶面喷施、滴灌、灌根和冲施，使用方便。本发明针对低温冷害而研发通用型防低温液体肥料对我国农业稳定和国民经济发展具有
重大的意义。
附图说明
31.图1为t1处理(a)和ck1处理(b)喷施后液体在玉米叶片上的的延展性和润湿性。
具体实施方式
32.应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本技术所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
33.正如背景技术部分介绍的，目前通过施用肥料调节作物代谢活动而提升作物抗寒的机理基本上都是通过调节作物体内的水分/养分代谢相关蛋白来实现。基于上述机理，肥料成分不直接作用于代谢，而是通过影响作物代谢的产物环境间接地影响在冷害环境下作物的水分/养分代谢程度，施用之后的抗寒效率较慢，效果并不明显。
34.基于此，本发明的目的是提供一种通用型防低温液体肥料及其制备方法。本发明通过多种元素复配，使用后综合提升作物对低温冷害的抵御能力。大量元素氮、磷、钾，可提高作物蛋白质积累，提高可溶性糖含量和细胞磷脂水平，同时调节作物叶片气孔，抑制蒸发，调节细胞液渗透性适应因低温造成的细胞水分胁迫；微量元素硼、钼可促进作物体内有机含磷化合物的合成，提高作物体内束缚水的含量，预防因低温造成细胞水分损失；黄腐酸和腐植酸可提高作物体内多种酶活性，保护作物细胞膜通透性，增强作物防寒能力，同时添加黄腐酸与腐植酸使液体呈现黑色，具有很好的吸热保温能力；γ
‑
聚谷氨酸具有良好的保水效果，同时可降解被作物吸收，促进作物逆境蛋白的分泌，进而提升作物抗寒性；芸苔素、水杨酸的使用可刺激作物提前进行低温应激反应，提高作物sod、pod、cat等多种酶活性。
35.发明人经过试验发现，如果能够提高肥料在叶片上的停留时间，避免因低温或霜冻叶片冷凝水对肥料液体的冲刷，可以有效的提升作物对低温冷害的抵御能力以及发生低温冷害后的修复能力。发明人通过将聚乙烯醇、硅烷偶联剂与中性黄腐酸钾母液通过一定处理混合后，发生交联反应，能很好的提升溶液附着及延展能力，在叶面喷施使用场景下，极大的提高了肥料在叶片上的停留时间，避免因低温或霜冻叶片冷凝水对肥料液体的冲刷，同时提高植株保温能力，降低低温冷害的负面效果。
36.为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本技术的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本技术的技术方案。
37.本发明实施例中所用的试验材料均为本领域常规的试验材料，均可通过商业渠道购买得到。
38.实施例1
39.(1)a液制备：
40.1)常温下40g聚乙烯醇分4次添加于550g矿源黄腐酸钾母液中，边搅拌边添加，搅拌0.5小时。
41.2)持续搅拌，升温至85℃，搅拌1.5小时；
42.3)降温至50℃保温搅拌1小时；
43.4)边搅拌边加入1.5g乙烯基三乙氧基硅烷，升温至85℃搅拌0.5小时，冷却至室温
后形成a液。
44.(2)b液制备：
45.向125g水中常温下搅拌加入75g 3wt％γ聚谷氨酸液体，25g丙二醇，搅拌0.5小时得到b液。
46.(3)a液、b液混合，搅拌15分钟后，依次加入125g尿素，65g磷酸二氢钾，4g硼酸，1.5g七钼酸铵，65g磷酸一铵，40g水杨酸升温至50℃，搅拌0.5小时。冷却后加入4g芸苔素，搅拌10分钟得到通用型防低温液体肥料。
47.实施例2
48.(1)a液制备：
49.1)常温下30g聚乙烯醇分3次添加于500g矿源黄腐酸钾母液中，边搅拌边添加，搅拌0.5小时。
50.2)持续搅拌，升温至80℃，搅拌1.5小时；
51.3)降温至50℃保温搅拌1小时；
52.4)边搅拌边加入1g乙烯基三乙氧基硅烷，升温至80℃搅拌0.5小时，冷却至室温后形成a液。
53.(2)b液制备：
54.向150g水中常温下搅拌加入100g 3wt％γ聚谷氨酸液体，20g丙二醇，搅拌0.5小时得到b液。
55.(3)a液、b液混合，搅拌15分钟后，依次加入150g尿素，80g磷酸二氢钾，3g硼酸，1g七钼酸铵，50g磷酸一铵，30g水杨酸升温至50℃，搅拌0.5小时。冷却后加入3g芸苔素，搅拌10分钟得到通用型防低温液体肥料。
56.实施例3
57.(1)a液制备：
58.1)常温下50g聚乙烯醇分5次添加于600g矿源黄腐酸钾母液中，边搅拌边添加，搅拌1小时。
59.2)持续搅拌，升温至90℃，搅拌2小时；
60.3)降温至50℃保温搅拌2小时；
61.4)边搅拌边加入2g乙烯基三乙氧基硅烷，升温至90℃搅拌1小时，冷却至室温后形成a液。
62.(2)b液制备：
63.向100g水中常温下搅拌加入50g 3wt％γ聚谷氨酸液体，30g丙二醇，搅拌1小时得到b液。
64.(3)a液、b液混合，搅拌15分钟后，依次加入100g尿素，50g磷酸二氢钾，5g硼酸，2g七钼酸铵，80g磷酸一铵，50g水杨酸，升温至50℃，搅拌0.5小时。冷却后加入5g芸苔素，搅拌10分钟得到通用型防低温液体肥料。
65.对比例1
66.(1)向125g水中常温下搅拌加入75g 3wt％γ聚谷氨酸液体，25g丙二醇，搅拌0.5小时得到b液。
67.(2)b液中依次加入125g尿素，65g磷酸二氢钾，4g硼酸，1.5g七钼酸铵，65g磷酸一
铵，40g水杨酸升温至50℃，搅拌0.5小时。冷却后加入4g芸苔素，搅拌10分钟得到通用型防低温液体肥料。
68.对比例2
69.(1)a液制备：
70.将40g聚乙烯醇、550g矿源黄腐酸钾母液、1.5g乙烯基三乙氧基硅烷混合均匀得到a液。
71.(2)b液制备：
72.向125g水中常温下搅拌加入75g 3wt％γ聚谷氨酸液体，25g丙二醇，搅拌0.5小时得到b液。
73.(3)a液、b液混合，搅拌15分钟后，依次加入125g尿素，65g磷酸二氢钾，4g硼酸，1.5g七钼酸铵，65g磷酸一铵，40g水杨酸升温至50℃，搅拌0.5小时。冷却后加入4g芸苔素，搅拌10分钟得到通用型防低温液体肥料。
74.对比例3
75.(1)a液制备：
76.1)常温下40g聚乙烯醇分4次添加于550g矿源黄腐酸钾母液中，边搅拌边添加，搅拌0.5小时。
77.2)持续搅拌，升温至85℃，搅拌1.5小时；
78.3)降温至50℃保温搅拌1小时；
79.4)边搅拌边加入1.5g乙烯基三乙氧基硅烷，升温至85℃搅拌0.5小时，冷却至室温后形成a液。
80.(2)a液中依次加入125g尿素，65g磷酸二氢钾，4g硼酸，1.5g七钼酸铵，65g磷酸一铵，40g水杨酸升温至50℃，搅拌0.5小时。冷却后加入4g芸苔素，搅拌10分钟得到通用型防低温液体肥料。
81.试验例1
82.为了进一步说明本发明的应用价值，发明人采用盆栽处理方式，选择苗期西红柿进行灌溉使用条件下的效果试验。
83.试验共设8个处理，空白对照(ck)、常规营养型液体肥料(ck1)、实施例1制备的防低温型液体肥料(t1)、实施例2制备的防低温型液体肥料(t2)、实施例3制备的防低温型液体肥料(t3)、对比例1制备的防低温型液体肥料(ck2)、对比例2制备的防低温型液体肥料(ck3)、对比例3制备的防低温型液体肥料(ck4)，其中常规营养型液体肥指标为n：50g/l,p2o5≥50g/l,k2o≥300g/l。常规营养型液体肥料的生产厂家为以色列海法农业化学有限公司。
84.试验方法：选择长势均匀一致的西红柿幼苗24株，8个处理各3株。ck进行空白对照处理，灌溉等量清水；ck1常规营养型液体肥料稀释800倍后灌溉；t1～t3、ck2～4为实施例1～3以及对比例1～3制备的防低温型液体肥料分别稀释800倍后灌溉，所有处理的灌溉量均相同。处理10天后将盆栽西红柿苗移入人工气候箱内，温度由25℃逐步降温到4℃，分别维持25℃、20℃、15℃、10℃、8℃、4℃各3小时，低温胁迫后，逐步升温至20℃恢复1小时，进行地上部植株鲜重、可溶性糖含量及相对电导率测定，所得结果见表1。
85.表1不同处理灌溉条件下对番茄防低温能力的影响
86.处理植株鲜重(g)可溶性糖(％)相对电导率(％)ck6.33d0.63c21.00ack17.47c0.81b18.18bt19.90a1.11a14.22dt29.32a1.03a15.27dt39.57a1.07a15.18dck28.12b0.87b16.81cck38.16b0.85b16.96cck48.23b0.89b16.66c
87.试验结果表明，使用基于本发明下的实施例1在灌溉条件下可明显增加西红柿幼苗对低温逆境的抵御能力，具体表现为植株干重较空白对照提高56.40％，较营养型液体肥料提高32.53％，较对比例提高20.29
‑
21.92％；植株可溶性糖含量较空白对照提高76.19％，较营养型液体肥料提高37.03％，较对比例提高24.72％
‑
30.59％；相对电导率较空白对照降低32.29％，较营养型液体肥料降低21.78，较对比例降低14.65％
‑
16.16％。三个实施例间差异不显著，但各项数据均以实施例1效果最优，且均显著优于对比例。
88.试验例2
89.为了进一步说明本发明的应用价值，发明人采用盆栽处理方式，选择苗期西红柿进行叶片喷施使用条件下的验证试验。
90.试验共设8个处理，空白对照(ck)、常规营养型液体肥料(ck1)、实施例1制备的防低温型液体肥料(t1)、实施例2制备的防低温型液体肥料(t2)、实施例3制备的防低温型液体肥料(t3)、对比例1制备的防低温型液体肥料(ck2)、对比例2制备的防低温型液体肥料(ck3)、对比例3制备的防低温型液体肥料(ck4)，其中常规营养型液体肥指标为n：50g/l,p2o5≥80g/l,k2o≥70g/l，腐植酸≥30g/l。常规营养型液体肥料的生产厂家为以色列海法农业化学有限公司。
91.试验方法：选择长势均匀一致的西红柿幼苗24株，8个处理各3株。ck进行空白对照处理，喷施等量清水，ck1常规营养型液体肥料稀释800倍后喷施；t1～t3、ck2～4为实施例1～3以及对比例1～3制备的防低温型液体肥料分别稀释800倍后喷施，所有处理的喷施量均相同，每个处理间隔7天喷施一次，共喷施2次。第二次喷施处理7天后将盆栽西红柿苗移入人工气候箱内，温度由25℃逐步降温到4℃，分别维持25℃、20℃、15℃、10℃、8℃、4℃各3小时，低温胁迫后，逐步升温至20℃恢复1小时，进行地上部植株鲜重、可溶性糖含量及相对电导率测定，所得结果见表2。
92.表2不同处理叶面喷施条件下对番茄防低温能力的影响
93.处理植株鲜重(g)可溶性糖(％)相对电导率(％)ck7.11d0.81c20.82ack18.43c0.93b18.29bt110.92a1.32a14.01dt210.16a1.21a14.31dt310.35a1.27a14.35dck29.12b1.02b15.78c
ck39.17b1.01b15.69cck49.32b0.99b15.99c
94.试验结果表明，使用基于本发明下的实施例1在叶面喷施条件下可明显增加西红柿幼苗对低温逆境的抵御能力，具体表现为植株干重较空白对照提高53.59％，较营养型液体肥料提高29.54％，较对比例高17.17％
‑
19.74％；植株可溶性糖含量较空白对照提高62.96％，较营养型液体肥料提高41.94％，较对比例提高29.41％
‑
33.33％；相对电导率较空白对照降低32.01％，较营养型液体肥料降低23.40％，较对比例降低10.71％
‑
12.38％。3个实施例间对比差异不显著，但各项数据均以实施例1效果最优，且均显著优于对比例。
95.试验例3
96.为了进一步说明本发明的应用价值，发明人采用盆栽处理方式，选择苗期西红柿进行低温发生后，叶片喷施恢复对比效果验证。
97.试验共设8个处理，空白对照(ck)、常规营养型液体肥料(ck1)、实施例1制备的防低温型液体肥料(t1)、实施例2制备的防低温型液体肥料(t2)、实施例3制备的防低温型液体肥料(t3)、对比例1制备的防低温型液体肥料(ck2)、对比例2制备的防低温型液体肥料(ck3)、对比例3制备的防低温型液体肥料(ck4)。常规营养型液体肥料的生产厂家为以色列海法农业化学有限公司。
98.试验方法：选择长势均匀一致的西红柿幼苗24株，8个处理各3株。首先将西红柿苗移入人工气候箱内，温度由25℃逐步降温到4℃，分别维持25℃、20℃、15℃、10℃、8℃、4℃各3小时，低温胁迫后，逐步升温至20℃恢复3天。3天后进行相关处理，其中ck进行空白对照处理，喷施等量清水，ck1常规营养型液体肥料稀释800倍后喷施；t1～t3、ck2～4为实施例1～3以及对比例1～3制备的防低温型液体肥料分别稀释800倍后喷施，所有处理的喷施量均相同，处理7天后进行植株鲜重测定，验证西红柿幼苗恢复效果。
99.表3不同处理叶面喷施条件下对低温后番茄恢复的影响
100.处理植株鲜重(g)ck9.37dck110.32ct114.57at214.16at314.27ack212.18bck312.38bck412.79b
101.试验结果表明，使用基于本发明下的3种实施例植株鲜重均显著优于各对比例，其中以实施例1效果最优。
102.试验例4
103.为了进一步说明本发明的应用价值，发明人叶片喷施处理方式，选择叶面肥较难吸附的玉米叶片进行试验，验证本发明条件下所产出的防低温液体肥料的延展性和润湿性。
104.试验方法：试验共设8个处理，清水对照(ck)、常规营养型液体肥料800倍稀释液
(ck1)、实施例1制备的防低温型液体肥料800倍稀释液(t1)、实施例2制备的防低温型液体肥料800倍稀释液(t2)、实施例3制备的防低温型液体肥料800倍稀释液(t3)、对比例1制备的防低温型液体肥料800倍稀释液(ck2)、对比例2制备的防低温型液体肥料800倍稀释液(ck3)、对比例3制备的防低温型液体肥料800倍稀释液(ck4)。分别取上述8个处理中的液体，用bzy
‑
1表面张力仪测定液体表面张力，每个处理重复3次取平均值。取长势均匀玉米叶测定叶面积计s(cm2)，称取重量后计w0(mg)，将叶片分别浸入上述8各处理液体，停留5秒，用镊子取出待无液滴滴下测定重量计w1(mg)，最大持留量r(mg/cm2)计算公式如下：r＝(w0‑
w1)/2*s。常规营养型液体肥料的生产厂家为以色列海法农业化学有限公司。
105.表4不同处理的表面张力和最大持留量
106.处理表面张力(mn/m)最大持留量rck72.52.54ck156.426.53t121.0852.61t232.6538.72t330.1641.25ck235.6236.27ck339.4232.56ck437.2531.22
107.表面张力的降低可以增加液体在叶片上的延展性和润湿性，最大持留量的增加说明液体在叶片上的附着性强。根据表4试验结果来看，以t1处理的表面张力最低，最大持留量最高，其作为叶面肥施用延展性、润湿性和持留量最好。
108.图1是t1处理(a)和ck1处理(b)，t1处理喷施在玉米叶片上均匀布展在叶片上，ck1处理喷施在玉米叶片上呈液滴状润湿性、延展性差。
109.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。