【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及農(nóng)業(yè)，具體涉及一種基于高效磷吸收的葉面磷素營養(yǎng)劑及制備方法。
技術(shù)介紹
1、在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，磷作為植物生長的三大必需營養(yǎng)元素之一，對作物的根系發(fā)育、光合作用及能量代謝起著至關(guān)重要的作用。然而，傳統(tǒng)的土壤施肥方式中，磷肥易被土壤中的鈣、鐵、鋁固定，從而導(dǎo)致磷的有效利用率低下，嚴(yán)重制約作物的生長與產(chǎn)量。為應(yīng)對這一問題，葉面施肥技術(shù)已成為一種重要的補(bǔ)充方式，能夠直接向作物提供可吸收的磷元素，避免土壤固定問題。但在實(shí)際應(yīng)用中，葉面磷素營養(yǎng)劑需要滿足一系列關(guān)鍵性能需求：首先，磷的供給應(yīng)具有高效性，確保作物在短時(shí)間內(nèi)吸收足夠的磷以滿足其快速生長的需求；其次，磷的供應(yīng)應(yīng)具有持續(xù)性，通過緩釋供磷技術(shù)延長養(yǎng)分的有效期，減少噴施頻率和使用成本；此外，葉面磷素營養(yǎng)劑還需具備良好的附著性和環(huán)境適應(yīng)性，能夠在不同氣候條件及葉面環(huán)境下穩(wěn)定存在，不易被雨水沖刷或蒸發(fā)。發(fā)展高效的葉面磷素營養(yǎng)劑不僅能顯著提升作物對磷的吸收效率，還能提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的資源利用率，減少環(huán)境污染，對于推動(dòng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的綠色可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。
2、目前，針對葉面磷素營養(yǎng)劑的研究雖取得一定進(jìn)展，但仍存在諸多不足之處，特別是在磷吸收性和持續(xù)供磷性能方面。如公開號(hào)為cn109836263a的中國專利公開了一種磷肥緩釋材料，但其在實(shí)際應(yīng)用中因磷釋放速率過快而導(dǎo)致磷的利用效率較低，無法滿足作物對磷的長期需求。此外，公開號(hào)為cn109836264a的中國專利中提出了一種蕪菁專用含磷葉面肥，但其在環(huán)境適應(yīng)性上存在不足，尤其在高濕或雨水沖刷條件下容易脫落，導(dǎo)致磷的吸收效率大幅
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、(1)解決的技術(shù)問題
2、本專利技術(shù)的目的是提供一種基于高效磷吸收的葉面磷素營養(yǎng)劑及其制備方法，解決目前葉面磷素營養(yǎng)劑在磷吸收性和持續(xù)供磷性能不足的問題。
3、(2)技術(shù)方案
4、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)提供如下的技術(shù)方案：
5、一種基于高效磷吸收的葉面磷素營養(yǎng)劑，以重量份數(shù)計(jì)，包括以下組成成分：磷羥基修飾磷灰石納米顆粒5.0～10.0份、殼聚糖包覆磷酸鹽微膠囊30～45份、脂肪醇聚氧乙烯醚3.5～6.0份、甘油5.0～10.0份、聚乙烯吡咯烷酮6.0～12.0份、海藻酸鈉2.5～6.5份、丙二醇1.0～3.5份、螯合鐵肥1.5～3.5份、腐植酸鉀1.0～2.5份、去離子水30～45份、適量ph調(diào)節(jié)劑；其中，ph調(diào)節(jié)劑含量以調(diào)節(jié)葉面磷素營養(yǎng)劑的ph至6.5～7.5為準(zhǔn)。
6、進(jìn)一步，所述的磷羥基修飾磷灰石納米顆粒的制備方法為：以重量份數(shù)計(jì)，將40～50份退火蛋殼粉分散于180～220份蒸餾水中，作為鈣源備用；同時(shí)配置90～110份34.0％～40wt.％的磷酸二氫銨水溶液，作為磷前驅(qū)體備用；在轉(zhuǎn)速為300～600rpm的磁力攪拌下，以1.8～2.2ml/min的滴加速度將磷酸二氫銨溶液滴加到鈣源溶液中，同時(shí)定期用10wt.％氧化鉀溶液調(diào)節(jié)體系ph為11.0～13.0,滴加過程中保持?jǐn)嚢柚敝列纬沙恋砦锶芤海瑢⑺贸恋砦锶芤恨D(zhuǎn)移至特氟龍內(nèi)襯的高壓釜中進(jìn)行水熱處理，以30～40℃/min的升溫速率將體系溫度從室溫升至190～210℃，保溫25～35min，隨后以自然降溫方式冷卻至室溫，反應(yīng)結(jié)束后，將成熟的沉淀物溶液通過孔徑為0.1μm的膜過濾器過濾，保留沉淀物，隨后使用去離子水洗滌沉淀物至洗滌液為中性，將洗滌后的沉淀物在50～70℃的恒溫干燥箱中干燥至恒重，最后獲得磷羥基修飾磷灰石納米顆粒。
7、進(jìn)一步，所述的退火蛋殼粉的制備方法為：以重量份數(shù)計(jì)，將100～150份雞蛋殼和20～30份過氧化氫加熱水煮沸騰60～120min去除有機(jī)質(zhì)，然后過濾溶液獲得固體粉末，然后將固體粉末用去離子水洗滌3次，接著將洗滌后的固體粉末在50～60℃的干燥箱中干燥至恒重，然后將干燥后的固體粉末在750～800℃的退火爐中退火60～120min，冷卻到室溫后獲得退火蛋殼粉。
8、進(jìn)一步，所述的磷羥基修飾磷灰石納米顆粒的平均直徑為50～100nm。
9、本專利技術(shù)采用磷羥基修飾磷灰石納米顆粒的設(shè)計(jì)主要用于增強(qiáng)葉面磷素營養(yǎng)劑的高效磷釋放與持續(xù)供磷性能。通過以退火蛋殼粉為鈣源制備磷灰石納米顆粒，利用其高比表面積和良好的表面化學(xué)活性，有效提高磷元素在植物葉面吸收過程中的生物利用率。磷灰石顆粒的納米化設(shè)計(jì)不僅促進(jìn)了磷的快速釋放，還依托其羥基修飾的表面結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了緩釋供磷功能，能夠在長時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定供給作物所需的磷素，同時(shí)減少因快速釋放引起的養(yǎng)分流失。為了保證顆粒的均勻性和純度，制備過程中通過退火蛋殼粉的前處理去除有機(jī)雜質(zhì)，結(jié)合水熱法在高溫高壓條件下促進(jìn)磷灰石晶體的生成和生長，這種方法有效增強(qiáng)了顆粒的結(jié)晶度和穩(wěn)定性。此外，制備過程中通過調(diào)節(jié)氧化鉀溶液使體系ph維持在11.0～13.0的堿性環(huán)境，從而優(yōu)化了磷灰石顆粒的微觀結(jié)構(gòu)及表面活性官能團(tuán)的結(jié)合狀態(tài)。最終通過過濾和干燥工藝控制顆粒的粒徑在50～100nm范圍內(nèi)，為其在葉面上的均勻分布和吸附能力提供了保障。各組分和工藝的協(xié)同性確保了顆粒的高效制備和功能性發(fā)揮，使其在葉面噴施中能夠顯著提升植物對磷元素的吸收效率，同時(shí)實(shí)現(xiàn)長效供磷，從而滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中對高效、環(huán)保營養(yǎng)劑的需求。
10、進(jìn)一步，所述的殼聚糖包覆磷酸鹽微膠囊為制備方法為：以重量份數(shù)計(jì)，稱取0.8～1.2份殼聚糖，溶解于70～80份0.8～1.2vol.％乙酸的水溶液中，在室溫下攪拌10～14h，獲得殼聚糖溶液；另取0.8～1.2份磷酸鹽，溶解于70～80份去離子水中，以150～250rpm的攪拌速率攪拌30～60min，獲得磷酸鹽溶液，將磷酸鉀溶液和殼聚糖溶液按體積比為1：(1.0～2.0)比例混合，在室溫下以150～250rpm的攪拌速率攪拌20～40min形成均勻的前驅(qū)液，隨后將前驅(qū)液通過噴霧干燥設(shè)備進(jìn)行噴霧干燥，獲得殼聚糖包覆磷酸鹽微膠囊。
11、進(jìn)一步，所述的磷酸鹽為磷酸二氫鉀或磷酸一銨。
12、進(jìn)一步，所述的噴霧干燥的工藝參數(shù)為：進(jìn)料速率為3.0～4.2ml/min，干燥溫度設(shè)定為140～160℃，空氣壓力為0.18～0.22mpa，蒸汽抽提速率為9～11m3/min。
13、進(jìn)一步，所述的殼聚糖包覆磷酸鹽微膠囊的包覆率為85～92％。
14、本專利技術(shù)采用殼聚糖包覆磷酸鹽微膠囊的設(shè)計(jì)主要用于增強(qiáng)葉面磷素營養(yǎng)劑的緩釋性和吸附性能。通過殼聚糖與磷酸鹽的復(fù)合，結(jié)合噴霧干燥技術(shù)制備微膠囊，賦予磷酸鹽穩(wěn)定的包覆結(jié)構(gòu)，有效延長磷素釋放時(shí)間，提升其在植物葉面上的吸附能力。殼本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種基于高效磷吸收的葉面磷素營養(yǎng)劑，其特征在于，以重量份數(shù)計(jì)，包括以下組成成分：磷羥基修飾磷灰石納米顆粒5.0～10.0份、殼聚糖包覆磷酸鹽微膠囊30～45份、脂肪醇聚氧乙烯醚3.5～6.0份、甘油5.0～10.0份、聚乙烯吡咯烷酮6.0～12.0份、海藻酸鈉2.5～6.5份、丙二醇1.0～3.5份、螯合鐵肥1.5～3.5份、腐植酸鉀1.0～2.5份、去離子水30～45份、適量pH調(diào)節(jié)劑；其中，pH調(diào)節(jié)劑含量以調(diào)節(jié)葉面磷素營養(yǎng)劑的pH至6.5～7.5為準(zhǔn)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種基于高效磷吸收的葉面磷素營養(yǎng)劑，其特征在于，所述的磷羥基修飾磷灰石納米顆粒的制備方法為：以重量份數(shù)計(jì)，將40～50份退火蛋殼粉分散于180～220份蒸餾水中，作為鈣源備用；同時(shí)配置90～110份34.0％～40wt.％的磷酸二氫銨水溶液，作為磷前驅(qū)體備用；在轉(zhuǎn)速為300～600rpm的磁力攪拌下，以1.8～2.2mL/min的滴加速度將磷酸二氫銨溶液滴加到鈣源溶液中，同時(shí)定期用10wt.％氧化鉀溶液調(diào)節(jié)體系pH為11.0～13.0,滴加過程中保持?jǐn)嚢柚敝列纬沙恋砦锶芤海瑢⑺贸恋砦锶芤?span style='display:none'>轉(zhuǎn)移至特氟龍內(nèi)襯的高壓釜中進(jìn)行水熱處理，以30～40℃/min的升溫速率將體系溫度從室溫升至190～210℃，保溫25～35min，隨后以自然降溫方式冷卻至室溫，反應(yīng)結(jié)束后，將成熟的沉淀物溶液通過孔徑為0.1μm的膜過濾器過濾，保留沉淀物，隨后使用去離子水洗滌沉淀物至洗滌液為中性，將洗滌后的沉淀物在50～70℃的恒溫干燥箱中干燥至恒重，最后獲得磷羥基修飾磷灰石納米顆粒。
3.如權(quán)利要求2所述的一種基于高效磷吸收的葉面磷素營養(yǎng)劑，其特征在于，所述的退火蛋殼粉的制備方法為：以重量份數(shù)計(jì)，將100～150份雞蛋殼和20～30份過氧化氫加熱水煮沸騰60～120min去除有機(jī)質(zhì)，然后過濾溶液獲得固體粉末，然后將固體粉末用去離子水洗滌3次，接著將洗滌后的固體粉末在50～60℃的干燥箱中干燥至恒重，然后將干燥后的固體粉末在750～800℃的退火爐中退火60～120min，冷卻到室溫后獲得退火蛋殼粉。
4.如權(quán)利要求1或2所述的一種基于高效磷吸收的葉面磷素營養(yǎng)劑，其特征在于，所述的磷羥基修飾磷灰石納米顆粒的平均直徑為50～100nm。
5.如權(quán)利要求1所述的一種基于高效磷吸收的葉面磷素營養(yǎng)劑，其特征在于，所述的殼聚糖包覆磷酸鹽微膠囊為制備方法為：以重量份數(shù)計(jì)，稱取0.8～1.2份殼聚糖，溶解于70～80份0.8～1.2vol.％乙酸的水溶液中，在室溫下攪拌10～14h，獲得殼聚糖溶液；另取0.8～1.2份磷酸鹽，溶解于70～80份去離子水中，以150～250rpm的攪拌速率攪拌30～60min，獲得磷酸鹽溶液，將磷酸鉀溶液和殼聚糖溶液按體積比為1：(1.0～2.0)比例混合，在室溫下以150～250rpm的攪拌速率攪拌20～40min形成均勻的前驅(qū)液，隨后將前驅(qū)液通過噴霧干燥設(shè)備進(jìn)行噴霧干燥，獲得殼聚糖包覆磷酸鹽微膠囊。
6.如權(quán)利要求5所述的一種基于高效磷吸收的葉面磷素營養(yǎng)劑，其特征在于，所述的磷酸鹽為磷酸二氫鉀或磷酸一銨。
7.如權(quán)利要求5所述的一種基于高效磷吸收的葉面磷素營養(yǎng)劑，其特征在于，所述的噴霧干燥的工藝參數(shù)為：進(jìn)料速率為3.0～4.2mL/min，干燥溫度設(shè)定為140～160℃，空氣壓力為0.18～0.22MPa，蒸汽抽提速率為9～11m3/min。
8.如權(quán)利要求5所述的一種基于高效磷吸收的葉面磷素營養(yǎng)劑，其特征在于，所述的殼聚糖包覆磷酸鹽微膠囊的包覆率為85～92％。
9.如權(quán)利要求1所述的一種基于高效磷吸收的葉面磷素營養(yǎng)劑，其特征在于，所述的螯合鐵肥為(乙二胺四乙酸)鐵鈉或二亞乙基三胺五乙酸鐵鈉絡(luò)合物；
10.如權(quán)利要求1-9中任意一項(xiàng)所述的一種基于高效磷吸收的葉面磷素營養(yǎng)劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于高效磷吸收的葉面磷素營養(yǎng)劑，其特征在于，以重量份數(shù)計(jì)，包括以下組成成分：磷羥基修飾磷灰石納米顆粒5.0～10.0份、殼聚糖包覆磷酸鹽微膠囊30～45份、脂肪醇聚氧乙烯醚3.5～6.0份、甘油5.0～10.0份、聚乙烯吡咯烷酮6.0～12.0份、海藻酸鈉2.5～6.5份、丙二醇1.0～3.5份、螯合鐵肥1.5～3.5份、腐植酸鉀1.0～2.5份、去離子水30～45份、適量ph調(diào)節(jié)劑；其中，ph調(diào)節(jié)劑含量以調(diào)節(jié)葉面磷素營養(yǎng)劑的ph至6.5～7.5為準(zhǔn)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種基于高效磷吸收的葉面磷素營養(yǎng)劑，其特征在于，所述的磷羥基修飾磷灰石納米顆粒的制備方法為：以重量份數(shù)計(jì)，將40～50份退火蛋殼粉分散于180～220份蒸餾水中，作為鈣源備用；同時(shí)配置90～110份34.0％～40wt.％的磷酸二氫銨水溶液，作為磷前驅(qū)體備用；在轉(zhuǎn)速為300～600rpm的磁力攪拌下，以1.8～2.2ml/min的滴加速度將磷酸二氫銨溶液滴加到鈣源溶液中，同時(shí)定期用10wt.％氧化鉀溶液調(diào)節(jié)體系ph為11.0～13.0,滴加過程中保持?jǐn)嚢柚敝列纬沙恋砦锶芤海瑢⑺贸恋砦锶芤恨D(zhuǎn)移至特氟龍內(nèi)襯的高壓釜中進(jìn)行水熱處理，以30～40℃/min的升溫速率將體系溫度從室溫升至190～210℃，保溫25～35min，隨后以自然降溫方式冷卻至室溫，反應(yīng)結(jié)束后，將成熟的沉淀物溶液通過孔徑為0.1μm的膜過濾器過濾，保留沉淀物，隨后使用去離子水洗滌沉淀物至洗滌液為中性，將洗滌后的沉淀物在50～70℃的恒溫干燥箱中干燥至恒重，最后獲得磷羥基修飾磷灰石納米顆粒。
3.如權(quán)利要求2所述的一種基于高效磷吸收的葉面磷素營養(yǎng)劑，其特征在于，所述的退火蛋殼粉的制備方法為：以重量份數(shù)計(jì)，將100～150份雞蛋殼和20～30份過氧化氫加熱水煮沸騰60～120min去除有機(jī)質(zhì)，然后過濾溶液獲得固體粉末，然后將固體粉末用去離子水洗滌3次，接著將洗滌后的固體粉末在50～6...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：寧建鳳，姚建武，王榮輝，曾瑞錕，梁紫薇，何振賢，
申請(專利權(quán))人：廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：
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