一种含铁营养物质及其制备方法和应用
阅读：99发布：2020-05-23
专利汇可以提供一种含铁营养物质及其制备方法和应用专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供了一种含 铁 营养物质及其制备方法和应用，所述含铁营养物质能够为 植物 、 土壤 、 微 生物 提供铁元素，所述含铁营养物质包括 柠檬酸 亚铁铵；所述含铁营养物质的制备方法包括以下步骤：a)将柠檬酸和 水 混合，升温至55℃～85℃，再加入铁粉，并在搅拌条件下进行反应2h～4h；然后降温至35℃～45℃，通入 氨 气中和至pH＞5.5后过滤，干燥后得到含铁营养物质。该含铁营养物质能够提高植物对铁元素的吸收和同化效率，同时易降解，对环境无害，并且使用方式灵活。实验结果表明，本发明提供的含铁营养物质能够有效提供铁元素，改善作物缺铁症状，促进作物健康生长，其补铁效果显著优于EDTA-Fe；且柠檬酸亚铁铵中的柠檬酸容易被土壤微 生物降解 ，较EDTA-Fe更为环保。，下面是一种含铁营养物质及其制备方法和应用专利的具体信息内容。
1.一种含铁营养物质，所述含铁营养物质能够为植物、土壤、微生物提供铁元素，其特征在于，所述含铁营养物质包括柠檬酸亚铁铵。
2.根据权利要求1所述的含铁营养物质，其特征在于，还包括：
植物所需元素；所述植物所需元素包括大量元素、中量元素、微量元素和有益元素中的一种或多种；所述大量元素选自氮、磷和钾中的一种或多种；所述中量元素选自钙、镁、硫和硅中的一种或多种；所述微量元素选自铁、硼、锰、铜、锌、钼和氯中的一种或多种；所述有益元素选自镍、钴、矾、钛、铝、钠和硒中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的含铁营养物质，其特征在于，还包括：
肥料增效剂；所述肥料增效剂包括脲酶抑制剂和/或硝化抑制剂。
4.根据权利要求3所述的含铁营养物质，其特征在于，所述脲酶抑制剂选自N-丁基硫代磷酰三胺、苯基磷酰二胺和氢醌中的一种或多种；所述硝化抑制剂选自2-氯-6-(三氯甲基)吡啶、2-氨基-4-氯-6-甲基嘧啶、3,4-二甲基吡唑磷酸盐、双氰胺、2-乙炔基吡啶和硫脲中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的含铁营养物质，其特征在于，还包括：
生长活性成分；所述生长活性成分包括植物生长调节剂和/或生物刺激素。
6.根据权利要求5所述的含铁营养物质，其特征在于，所述植物生长调节剂选自胺鲜酯，氯吡脲，复硝酚钠、生长素、赤霉素、乙烯、细胞分裂素、脱落酸、油菜素内酯、水杨酸、茉莉酸、多效唑、多胺、3-吲哚乙酸、2,4-D和α-萘乙酸中的一种或多种；所述生物刺激素选自腐殖酸、黄腐酸、氨基酸、海藻提取物、有益微生物及其次生代谢物、壳聚糖及其衍生物、蛋白水解物中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的含铁营养物质，其特征在于，还包括：
功能性活性成分；所述功能性活性成分选自杀虫剂、诱惑剂、消毒剂、杀菌剂、杀螨剂、杀真菌剂、除锈剂和安全剂中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的含铁营养物质，其特征在于，还包括：
载体、溶剂、表面活性剂和抗氧化剂中的一种或多种。
9.一种含铁营养物质的制备方法，包括以下步骤：
a)将柠檬酸和水混合，升温至55℃～85℃，再加入铁粉，并在搅拌条件下进行反应2h～
4h；然后降温至35℃～45℃，通入氨气中和至pH＞5.5后过滤，干燥后得到含铁营养物质。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，步骤a)中所述柠檬酸和水的质量比为1：(0.5～2.5)；所述柠檬酸和铁粉的摩尔比为1：(0.3～1)。
11.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，步骤a)中所述铁粉的粒度为100目～
250目。
12.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，步骤a)中所述干燥的方式为喷雾干燥，所述干燥的温度为130℃～200℃。
13.一种权利要求1～8任一项所述的含铁营养物质在肥料中的应用。
14.一种权利要求1～8任一项所述的含铁营养物质的使用方法，包括以下步骤：
将所述含铁营养物质直接向植物或部分植物组织施用；
或将所述含铁营养物质向所述植物生长的土壤或营养液中施用。
一种含铁营养物质及其制备方法和应用
技术领域
背景技术
[0002] 铁是植物生长的必需元素，在叶绿素合成过程中，铁是多种酶类的催化剂；铁还参与植物细胞内的氧化还原反应和电子传递过程，例如，豆科植物起固氮作用的固氮酶，其活性中心就是钼铁蛋白和铁硫蛋白的复合物；铁还是植物细胞呼吸作用过程中相关酶类的活性成分。
[0003] Fe2+是植物吸收的主要形式，除禾本科植物可以直接吸收部分Fe3+之外，大部分植2+ 3+ 2+
物只能直接利用土壤中的Fe 。Fe 只有在根系表面被还原为Fe 以后才能被吸收。螯合态铁也可以被植物吸收，螯合态铁利用有机分子保护铁离子不被固定，从而提高了Fe的利用效率，发挥更好的营养效果。为了防止铁的固定，常利用EDTA保护铁离子，但EDTA不容易降解，施入土壤中易造成环境污染；而且其产品中铁的形态为Fe3+，植物吸收效率不如Fe2+高。
硫酸亚铁为常用的铁肥，但其在肥料、土壤中易形成难溶性的三价铁沉淀，所以只适合单独叶面喷施，不适合在肥料中添加。
物只能直接利用土壤中的Fe 。Fe 只有在根系表面被还原为Fe 以后才能被吸收。螯合态铁也可以被植物吸收，螯合态铁利用有机分子保护铁离子不被固定，从而提高了Fe的利用效率，发挥更好的营养效果。为了防止铁的固定，常利用EDTA保护铁离子，但EDTA不容易降解，施入土壤中易造成环境污染；而且其产品中铁的形态为Fe3+，植物吸收效率不如Fe2+高。
硫酸亚铁为常用的铁肥，但其在肥料、土壤中易形成难溶性的三价铁沉淀，所以只适合单独叶面喷施，不适合在肥料中添加。
[0004] 为了解决目前植物对铁元素的吸收效率有待提高的问题，同时不对环境造成负担，开发一种使用方式灵活的螯合形态的亚铁成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
[0005] 有鉴于此，本发明的目的在于提供一种含铁营养物质及其制备方法和应用，本发明提供的含铁营养物质能够提高植物对铁元素的吸收和同化效率，同时易降解，对环境无害，并且使用方式灵活。
[0007] 优选的，还包括：
[0008] 植物所需元素；所述植物所需元素包括大量元素、中量元素、微量元素和有益元素中的一种或多种；所述大量元素选自氮、磷和钾中的一种或多种；所述中量元素选自钙、镁、硫和硅中的一种或多种；所述微量元素选自铁、硼、锰、铜、锌、钼和氯中的一种或多种；所述有益元素选自镍、钴、矾、钛、铝、钠和硒中的一种或多种。
[0009] 优选的，还包括：
[0010] 肥料增效剂；所述肥料增效剂包括脲酶抑制剂和/或硝化抑制剂。
[0011] 优选的，所述脲酶抑制剂选自N-丁基硫代磷酰三胺、苯基磷酰二胺和氢醌中的一种或多种；所述硝化抑制剂选自2-氯-6-(三氯甲基)吡啶、2-氨基-4-氯-6-甲基嘧啶、3,4-二甲基吡唑磷酸盐、双氰胺、2-乙炔基吡啶和硫脲中的一种或多种。
[0012] 优选的，还包括：
[0014] 优选的，所述植物生长调节剂选自胺鲜酯，氯吡脲，复硝酚钠、生长素、赤霉素、乙烯、细胞分裂素、脱落酸、油菜素内酯、水杨酸、茉莉酸、多效唑、多胺、3-吲哚乙酸、2,4-D和α-萘乙酸中的一种或多种；所述生物刺激素选自腐殖酸、黄腐酸、氨基酸、海藻提取物、有益微生物及其次生代谢物、壳聚糖及其衍生物、蛋白水解物中的一种或多种。
[0015] 优选的，还包括：
[0017] 优选的，还包括：
[0019] 本发明还提供了一种含铁营养物质的制备方法，包括以下步骤：
[0020] a)将柠檬酸和水混合，升温至55℃～85℃，再加入铁粉，并在搅拌条件下进行反应2h～4h；然后降温至35℃～45℃，通入氨气中和至pH＞5.5后过滤，干燥后得到含铁营养物质。
[0021] 优选的，步骤a)中所述柠檬酸和水的质量比为1：(0.5～2.5)；所述柠檬酸和铁粉的摩尔比为1：(0.3～1)。
[0022] 优选的，步骤a)中所述铁粉的粒度为100目～250目。
[0024] 本发明还提供了一种上述技术方案所述的含铁营养物质在肥料中的应用。
[0025] 本发明还提供了一种上述技术方案所述的含铁营养物质的使用方法，包括以下步骤：
[0026] 将所述含铁营养物质直接向植物或部分植物组织施用；
[0027] 或将所述含铁营养物质向所述植物生长的土壤或营养液中施用。
[0028] 本发明提供了一种含铁营养物质及其制备方法和应用，所述含铁营养物质能够为植物、土壤、微生物提供铁元素，所述含铁营养物质包括柠檬酸亚铁铵；所述含铁营养物质的制备方法包括以下步骤：a)将柠檬酸和水混合，升温至55℃～85℃，再加入铁粉，并在搅拌条件下进行反应2h～4h；然后降温至35℃～45℃，通入氨气中和至pH＞5.5后过滤，干燥后得到含铁营养物质。与现有技术相比，本发明提供的含铁营养物质能够提高植物对铁元素的吸收和同化效率，同时易降解，对环境无害，并且使用方式灵活。实验结果表明，本发明提供的含铁营养物质能够有效提供铁元素，改善作物缺铁症状，促进作物健康生长，其补铁效果显著优于现在广泛应用的EDTA-Fe；并且柠檬酸亚铁铵中的柠檬酸可很容易被土壤微生物降解，是一种较EDTA-Fe更为环保的螯合铁材料。
[0030] 图1为本发明实施例1制备得到的柠檬酸亚铁铵的实物图；
[0031] 图2为五个不同处理组19d时的白菜长势图；
[0032] 图3为五个不同处理组25d时的白菜长势图；
[0034] 图5为五个不同处理组的白菜幼苗收获后所得白菜根系对比图；
[0035] 图6为五个不同处理组的白菜幼苗收获后所得白菜根的干重相对百分比对比图；
[0036] 图7为本发明实施例2提供的水溶性腐殖酸亚铁肥农学效果验证的试验数据；
[0037] 图8为对照组和实验处理组的芹菜长势对比图。
具体实施方式
[0038] 下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0039] 本发明提供了一种含铁营养物质，所述含铁营养物质能够为植物、土壤、微生物提供铁元素，所述含铁营养物质包括柠檬酸亚铁铵。
[0040] 目前，现有技术中广泛应用EDTA-Fe，还没有资料报道柠檬酸亚铁铵的生产方法及其作为含铁营养物质活性成分的应用。本发明提供的含铁营养物质包括柠檬酸亚铁铵，能够提高植物对铁元素的吸收和同化效率，同时易降解，对环境无害，并且使用方式灵活。实验结果表明，本发明提供的含铁营养物质能够有效提供铁元素，改善作物缺铁症状，促进作物健康生长，其补铁效果显著优于现在广泛应用的EDTA-Fe；并且柠檬酸亚铁铵中的柠檬酸可很容易被土壤微生物降解，是一种较EDTA-Fe更为环保的螯合铁材料。
[0041] 在本发明中，所述含铁营养物质可直接向植物或部分植物组织施用，或向植物生长的土壤施用，或用于植物营养液的配制。在本发明中，所述含铁营养物质的施用量以柠檬酸亚铁铵计，优选为大于0小于等于500克/公顷，更优选为50克/公顷～250克/公顷。本发明对所述施用的方式没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的撒施、喷施、滴灌、微灌、土壤注入、沟施的技术方案均可；所述施用的方式还可以通过常见的方法处理，如喷射、蒸发、喷雾、扩散在其附近、环境或储存空间作用进行。
[0042] 在本发明中，所述含铁营养物质优选还包括：
[0043] 植物所需元素。在本发明中，所述植物所需元素优选包括大量元素、中量元素、微量元素和有益元素中的一种或多种；所述大量元素优选选自氮、磷和钾中的一种或多种；所述中量元素优选选自钙、镁、硫和硅中的一种或多种；所述微量元素优选选自铁、硼、锰、铜、锌、钼和氯中的一种或多种；所述有益元素优选选自镍、钴、矾、钛、铝、钠和硒中的一种或多种。本发明对所述植物所需元素的来源及形态没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的各种形态存在的大中微量元素和有益元素均可，市售及自制来源均可。
[0044] 在本发明中，所述含铁营养物质优选还包括：
[0045] 肥料增效剂。在本发明中，所述肥料增效剂优选包括脲酶抑制剂和/或硝化抑制剂。在本发明中，所述脲酶抑制剂选自N-丁基硫代磷酰三胺、苯基磷酰二胺和氢醌中的一种或多种；所述硝化抑制剂选自2-氯-6-(三氯甲基)吡啶、2-氨基-4-氯-6-甲基嘧啶、3,4-二甲基吡唑磷酸盐、双氰胺、2-乙炔基吡啶和硫脲中的一种或多种。本发明对所述肥料增效剂的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的上述具体种类的脲酶抑制剂和硝化抑制剂的市售商品即可。
[0046] 在本发明中，所述含铁营养物质优选还包括：
[0047] 生长活性成分。在本发明中，所述生长活性成分优选包括植物生长调节剂和/或生物刺激素。在本发明中，所述植物生长调节剂优选选自胺鲜酯(DA-6)，氯吡脲，复硝酚钠、生长素、赤霉素、乙烯、细胞分裂素、脱落酸、油菜素内酯、水杨酸、茉莉酸、多效唑、多胺、3-吲哚乙酸、2,4-D和α-萘乙酸中的一种或多种；所述生物刺激素优选选自腐殖酸、黄腐酸、氨基酸、海藻提取物、有益微生物及其次生代谢物、壳聚糖及其衍生物、蛋白水解物中的一种或多种。本发明对所述生长活性成分的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的上述植物生长调节剂和生物刺激素的市售商品即可。
[0048] 在本发明中，所述含铁营养物质优选还包括：
[0049] 功能性活性成分。在本发明中，所述功能性活性成分优选选自杀虫剂、诱惑剂、消毒剂、杀菌剂、杀螨剂、杀真菌剂、除锈剂和安全剂中的一种或多种。本发明对所述功能性活性成分的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的上述杀虫剂、诱惑剂、消毒剂、杀菌剂、杀螨剂、杀真菌剂、除锈剂和安全剂市售商品即可。
[0050] 本发明对所述含铁营养物质的存在形态没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的溶液、可溶性粉末、颗粒、悬浮液以及在聚合物质中微胶囊化的形式均可。在本发明优选的实施例中，所述含铁营养物质的存在形态为溶液；在此基础上可进一步包含溶剂、表面活性剂和抗氧化剂中的一种或多种用于形成上述溶液(液体形态)；所述溶剂优选为水或酸性无机溶剂；所述酸性无机溶剂优选为盐酸溶液；所述表面活性剂优选为甲基纤维素或木质素磺酸盐及其衍生物；所述抗氧化剂优选为盐酸、盐酸羟胺、稀硫酸和抗坏血酸中的一种或多种。
[0051] 在本发明另一个优选的实施例中，所述含铁营养物质的存在形态为可溶性粉末或颗粒；在此基础上可进一步包含载体用于形成上述可溶性粉末或颗粒(固体形态)；所述载体优选为铵盐、磨碎的天然矿物、磨碎的合成矿物或有机材料颗粒；所述磨碎的天然矿物优选包括高岭土、粘土、滑石、白垩、石英、绿坡缕石、蒙脱石和硅藻土中的一种或多种；所述磨碎的合成矿物包括二氧化硅，氧化铝和硅酸盐中的一种或多种。
[0052] 本发明还提供了一种含铁营养物质的制备方法，包括以下步骤：
[0053] a)将柠檬酸和水混合，升温至55℃～85℃，再加入铁粉，并在搅拌条件下进行反应2h～4h；然后降温至35℃～45℃，通入氨气中和至pH＞5.5后过滤，干燥后得到含铁营养物质。
[0054] 在本发明中，所述柠檬酸优选包括无水柠檬酸和/或一水柠檬酸，更优选为一水柠檬酸。在本发明中，所述柠檬酸和水的质量比优选为1：(0.5～2.5)，更优选为1：2。
[0055] 在本发明中，所述混合的方式为搅拌，采用本领域技术人员熟知的人工搅拌或机械搅拌的技术方案均可。本发明首先将柠檬酸和水混合，升温至55℃～85℃，优选升温至60℃～80℃，更优选升温至70℃。
[0056] 在本发明中，所述铁粉的粒度优选为100目～250目，更优选为150目～200目。在本发明中，所述柠檬酸和铁粉的摩尔比优选为1：(0.3～1)，更优选为1：(0.4～0.5)。
[0057] 在本发明中，所述反应的时间优选为2h～4h，更优选为3h～3.5h。
[0058] 本发明在反应完成后，降温至35℃～45℃，优选降温至40℃。
[0059] 降温后，本发明通入氨气中和至pH＞5.5，优选中和至pH＞7。
[0060] 在本发明中，所述干燥的方式优选为喷雾干燥；采用本领域技术人员熟知的小型喷雾干燥设备即可。在本发明中，所述干燥的温度优选为130℃～200℃，更优选为160℃～170℃。
[0061] 本发明提供的制备方法工艺简单、易操作，原材料廉价易得，生产成本低，能形成多种产品组合方法，适合大规模推广应用。
[0062] 本发明还提供了一种上述技术方案所述的含铁营养物质在肥料中的应用。在本发明中，所述肥料包括铁肥料、微量元素肥、中量元素肥、大量元素肥、以及新型功能性肥料如腐殖酸肥料、微生物肥料、有机肥等，用于直接进行叶面喷施，纠正植株缺铁症状，向作物提供营养，保持植株健康，促进生长；所述肥料还包括氨基酸肥料、海藻酸肥料，用于有效提供植物的铁的需求。
[0063] 本发明还提供了一种上述技术方案所述的含铁营养物质的使用方法，包括以下步骤：
[0064] 将所述含铁营养物质直接向植物或部分植物组织施用；
[0065] 或将所述含铁营养物质向所述植物生长的土壤或营养液中施用。
[0066] 本发明提供的含铁营养物质在肥料中应用时，有独特的几个优点：(1)与三价铁不同，二价铁可以被作物直接吸收，植物根系可以直接吸收该柠檬酸亚铁铵中的亚铁离子，不需要转化过程，提高了植物对铁元素的吸收和同化效率，进而提高了肥料利用率；(2)施在土壤里，不存在降解难的问题，对环境无害；(3)活性成分柠檬酸亚铁铵，其铁含在18.5％以上，远高于EDTA-铁的13.5％和EDDHA-Fe的6％，施用过程中能减少肥料投放，减轻劳动力投入；(4)活性成分柠檬酸亚铁铵的制备及生产过程简单、原料易得、易操作，生产成本低；(5)改善缺铁症状效果显著，能高效提供作物所需养分。
[0067] 本发明还提供了一种含铁叶面肥，包括：
[0068] 含铁营养物质90wt％～99wt％；
[0069] 余量的功能添加剂；
[0070] 所述含铁营养物质为上述技术方案所述的含铁营养物质；所述功能添加剂为抗氧化剂和/或表面活性剂。
[0071] 在本发明中，所述含铁叶面肥以可湿性粉剂或微颗粒形态做密封封装，本发明对此没有特殊限制。在本发明中，所述含铁叶面肥使用时以水配制成溶液进行施用，配制后水溶液中含铁营养物质的质量百分比含量优选为1％～3％，配制后立即使用。
[0072] 本发明还提供了一种含铁液体肥，包括：
[0073] 含铁营养物质0.5wt％～45wt％；
[0074] 溶剂50wt％～95.5wt％
[0075] 余量的功能添加剂；
[0076] 优选为：
[0077] 含铁营养物质0.5wt％～25wt％；
[0078] 溶剂72wt％～94wt％
[0079] 余量的功能添加剂；
[0080] 所述含铁营养物质为上述技术方案所述的含铁营养物质；所述溶剂优选为水或酸性无机溶剂；所述酸性无机溶剂优选为盐酸溶液；所述功能添加剂为抗氧化剂和/或表面活性剂。
[0081] 本发明还提供了一种微量元素肥，包括：
[0082] 含铁营养物质0.5wt％～50wt％；
[0083] 螯合锰0～10wt％；
[0084] 硼酸0～30wt％；
[0085] 螯合锌0～50wt％；
[0086] 螯合铜0～1wt％；
[0087] 钼酸盐0～1wt％；
[0088] 优选为：
[0089] 含铁营养物质30wt％～40wt％；
[0090] 螯合锰7wt％～8wt％；
[0091] 硼酸20wt％～25wt％；
[0092] 螯合锌30wt％～40wt％；
[0093] 螯合铜0.5wt％～1wt％；
[0094] 钼酸盐0.01wt％～0.2wt％；
[0095] 所述含铁营养物质为上述技术方案所述的含铁营养物质；所述螯合剂优选选自乙二胺四乙酸(EDTA)、乙二胺二羟基苯乙酸(EDDHA)、二乙三胺五乙酸(DTPA)、羟乙基乙二胺三乙酸(HEDTA)、氨基酸、黄腐酸或海藻酸。
[0096] 本发明还提供了一种大量元素肥，包括：
[0097] 大量元素源0～99wt％
[0098] 硼酸0～1wt％；
[0099] 螯合锰0～3wt％；
[0100] 螯合锌0～3wt％；
[0101] 螯合铜0～1wt％；
[0102] 钼酸盐0～2wt％；
[0103] 含铁营养物质0.02wt％～5wt％；
[0104] DA-6 0～0.5wt％；
[0105] 黄腐酸0～10wt％；
[0106] 优选为：
[0107] 大量元素源0～98wt％
[0108] 硼酸0wt％～0.5wt％；
[0109] 螯合锰0～1wt％；
[0110] 螯合锌0wt％～1wt％；
[0111] 螯合铜0～0.3wt％；
[0112] 钼酸盐0-0.2wt％；
[0113] 含铁营养物质0.2wt％～2wt％；
[0114] DA-6 0～0.2wt％；
[0115] 黄腐酸0～5wt％；
[0116] 所述大量元素源包含尿素、氯化铵、硫酸铵、磷酸二氢钾、磷酸二氢铵、硝酸钾、氯化钾、硫酸钾、硝酸铵中的一种或几种，按照不同作物不同时期的实际需求进行配比；所述含铁营养物质为上述技术方案所述的含铁营养物质；所述螯合剂优选选自乙二胺四乙酸(EDTA)、乙二胺二羟基苯乙酸(EDDHA)、二乙三胺五乙酸(DTPA)、羟乙基乙二胺三乙酸(HEDTA)、氨基酸、黄腐酸或海藻酸。
[0117] 本发明还提供了一种微生物菌剂，包括：
[0118] 含铁营养物质0.0001wt‰～0.01wt‰；
[0119] 微生物及其代谢产物0.1wt％～10wt％；
[0121] 所述含铁营养物质为上述技术方案所述的含铁营养物质。在本发明中，所述含铁营养物质用于给菌剂中的微生物提供养分。在本发明中，所述微生物菌剂优选选用溶液或可溶性粉末的形式，更优选为可溶性粉末。
[0122] 本发明还提供了一种生物有机肥，包括：
[0123] 含铁营养物质2wt％～5wt％；
[0124] 有机质95wt％～98wt％；
[0125] 所述含铁营养物质为上述技术方案所述的含铁营养物质。在本发明中，所述含铁营养物质用于提供微生物和植物必须的微量元素养分。
[0126] 本发明还提供了一种水溶性腐殖酸亚铁肥，包括：
[0127] 生物活性腐殖酸91wt％～95wt％；
[0128] 含铁营养物质5wt％～9wt％；
[0129] 所述含铁营养物质为上述技术方案所述的含铁营养物质。在本发明中，所述水溶性腐殖酸亚铁肥优选选用可溶性粉末、液体或颗粒的形式，更优选为颗粒。在本发明中，所述水溶性腐殖酸亚铁肥还可进一步增加矿物养分，作为腐殖酸肥料的添加剂。
[0130] 本发明还提供了一种含铁腐殖酸肥，包括：
[0131] 生物活性腐殖酸3wt％～95wt％；
[0132] 含铁营养物质0.1wt％～9wt％；
[0133] 大量元素源0.1wt％～40wt％；
[0134] 微量元素源0.01wt％～5wt％。
[0135] 所述含铁营养物质为上述技术方案所述的含铁营养物质；所述大量元素源包含尿素、氯化铵、硫酸铵、磷酸二氢钾、磷酸二氢铵、硝酸钾、氯化钾、硫酸钾、硝酸铵中的一种或几种；所述微量元素源为锰、铜、锌，以及硼、钼和氯中的一种或多种。
[0136] 本发明还提供了一种海藻酸肥料，包括：
[0137] 海藻提取物0～50wt％；
[0138] 含铁营养物质0.1wt％～9wt％；
[0139] 大量元素源0.1wt％～40wt％；
[0140] 微量元素源0.01wt％～5wt％；
[0141] 余量的功能添加剂；
[0142] 所述含铁营养物质为上述技术方案所述的含铁营养物质；所述大量元素源包含尿素、氯化铵、硫酸铵、磷酸二氢钾、磷酸二氢铵、硝酸钾、氯化钾、硫酸钾、硝酸铵中的一种或几种；所述微量元素源为锰、铜、锌，以及硼、钼和氯中的一种或多种；所述功能添加剂选自植物生长调节剂、生物刺激素、功能性活性成分、溶剂、载体、抗氧化剂和表面活性剂中的一种或多种。
[0143] 本发明还提供了一种氨基酸肥料，包括：
[0144] 氨基酸0～50wt％；
[0145] 含铁营养物质0.1wt％～9wt％；
[0146] 大量元素源0.1wt％～40wt％；
[0147] 微量元素源0.01wt％～5wt％；
[0148] 余量的功能添加剂；
[0149] 所述含铁营养物质为上述技术方案所述的含铁营养物质；所述大量元素源包含尿素、氯化铵、硫酸铵、磷酸二氢钾、磷酸二氢铵、硝酸钾、氯化钾、硫酸钾、硝酸铵中的一种或几种；所述微量元素源为锰、铜、锌，以及硼、钼和氯中的一种或多种；所述功能添加剂选自植物生长调节剂、生物刺激素、功能性活性成分、溶剂、载体、抗氧化剂和表面活性剂中的一种或多种。
[0150] 本发明提供了一种含铁营养物质及其制备方法和应用，所述含铁营养物质能够为植物、土壤、微生物提供铁元素，所述含铁营养物质包括柠檬酸亚铁铵；所述含铁营养物质的制备方法包括以下步骤：a)将柠檬酸和水混合，升温至55℃～85℃，再加入铁粉，并在搅拌条件下进行反应2h～4h；然后降温至35℃～45℃，通入氨气中和至pH＞5.5后过滤，干燥后得到含铁营养物质。与现有技术相比，本发明提供的含铁营养物质能够提高植物对铁元素的吸收和同化效率，同时易降解，对环境无害，并且使用方式灵活。实验结果表明，本发明提供的含铁营养物质能够有效提供铁元素，改善作物缺铁症状，促进作物健康生长，其补铁效果显著优于现在广泛应用的EDTA-Fe；并且柠檬酸亚铁铵中的柠檬酸可很容易被土壤微生物降解，是一种较EDTA-Fe更为环保的螯合铁材料。
[0151] 此外，本发明提供的制备方法工艺简单、易操作，原材料廉价易得，生产成本低，能形成多种产品组合方法，适合大规模推广应用。
[0152] 为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细地描述。
[0153] 实施例1
[0154] 在500mL水中加入250g一水柠檬酸并搅拌，温度升至70℃，缓慢加入30g粒度为150目～200目的铁粉，并不断搅拌，反应3.5h；然后将温度降至40℃，通入氨气中和至pH＞7后过滤除去杂质，再用小型喷雾干燥设备进行喷雾，喷雾出口温度为160℃～170℃，得到活性物质柠檬酸亚铁铵。
[0157] 表1本发明实施例1制备得到的柠檬酸亚铁铵的各组分含量数据
[0158]成分 Fe N 水不溶物 水分
实施例1 ≥18.5wt％ ≥8wt％ ≤0～0.1wt％ ≤1wt％
实施例1 ≥18.5wt％ ≥8wt％ ≤0～0.1wt％ ≤1wt％
[0159] 由表1可知，本发明实施例1制备得到的柠檬酸亚铁铵的铁元素含量达到18.5wt％以上，远高于市面上所售EDTA-铁和EDDHA-Fe产品中的铁含量(市售EDTA-铁产品中的铁含量仅为13.5wt％，EDDHA-Fe产品中的铁含量仅为6％)；此外，该柠檬酸亚铁铵粉末中水不溶性杂质含量可低至0，说明本发明实施例1提供的制备方法得到的活性成分柠檬酸亚铁铵纯度高，铁含量高。
[0160] 对本发明实施例1制备得到的柠檬酸亚铁铵的补铁效果进行检测，并与其他含铁物质进行对比，具体方法如下：
[0161] 采用五个不同处理组来研究不同含铁物质对白菜生长和营养元素吸收的影响；试验采用水培方法，在温室内进行，选取长势一致的白菜幼苗转入1/2Hoagland和Aron(全浓度)溶液，其中含有的铁元素如表2所示，待白菜幼苗开始生长后，将白菜幼苗转入Hoagland和Aron(全浓度)溶液培养；每天通气2h，每7d更换一次营养液；营养液所用水为脱盐水，铁含量小于0.0001mg/L。
[0162] 表2五个不同处理组的含铁物质种类及铁元素含量数据
[0163]
[0164]
[0165] 分别于水培培养11d、19d和25d时，对白菜幼苗进行拍照；并于水培培养25d时收获；幼苗收获后进行杀青处理并烘干，测定植株干重，以及根、老叶和新叶中的铁元素含量。
[0166] 观察白菜长势，收获前测定光合参数，收获后称取鲜重，之后杀青烘干测量干重和根、老叶、新叶的氮、磷、钾、铁、镁和钙元素含量。T2处理组(柠檬酸亚铁铵)鲜重较缺铁处理组(CK)增加76.52％，见图2～3，其中，图2为五个不同处理组19d时的白菜长势图，图3为五个不同处理组25d时的白菜长势图。
[0167] 从图2～3中可以看出，缺铁处理组(CK)的白菜幼苗表现出典型的缺铁症状，新叶叶片黄化严重，同时生长受到严重抑制；而不同形态铁各处理组均未出现新叶黄化的缺铁症状。从外部形态来看，T2处理组(柠檬酸亚铁铵)的白菜幼苗长势最好，T3处理组(EDTA-3+
Fe )次之，之后是T1处理组(硫酸亚铁)和T4处理组(柠檬酸铁铵)。结果表明，二价铁对白菜生长的促进效果明显优于三价铁；其中，未经过螯合的硫酸亚铁尽管是二价铁，但其易被水中的磷酸根离子固定，对白菜幼苗的生长促进效果不如柠檬酸螯合的三价铁盐。
Fe )次之，之后是T1处理组(硫酸亚铁)和T4处理组(柠檬酸铁铵)。结果表明，二价铁对白菜生长的促进效果明显优于三价铁；其中，未经过螯合的硫酸亚铁尽管是二价铁，但其易被水中的磷酸根离子固定，对白菜幼苗的生长促进效果不如柠檬酸螯合的三价铁盐。
[0168] 通过对白菜幼苗收获后所得植株干重(见图4)的分析，可以看出，不同含铁物质处理对植株干物质累积的影响与植株长势的趋势基本一致，其中T2处理组(柠檬酸亚铁铵)的白菜幼苗累积能够最多的干物质。
[0169] 另外，五个不同处理组的白菜幼苗收获后所得白菜根系对比图参见图5所示；烘干后，五个不同处理组的白菜幼苗收获后所得白菜根的干重相对百分比对比图参见图6所示。T2处理组(柠檬酸亚铁铵)根系粗壮，其根系干重占比均高于其他处理，是缺铁处理组(CK)的2.13倍，较同为亚铁形态的T1处理组(硫酸亚铁)增加10％。以上实验数据可以看出，本发明实施例1制备得到的活性物质柠檬酸亚铁铵不仅能更高效的满足植物对铁元素的需求，还可以达到促生促根的效果。
[0170] 实施例2
[0171] 将实施例1制备得到的柠檬酸亚铁铵和生物活性腐殖酸混合后造粒，得到水溶性腐殖酸亚铁肥；所述水溶性腐殖酸亚铁肥含有柠檬酸亚铁铵8wt％，生物活性腐殖酸92wt％。
[0172] 该水溶性腐殖酸亚铁肥的水溶性达100％，20％的水溶液pH值为8-9。该水溶性腐殖酸亚铁肥可用于滴喷灌、冲施及叶面喷施。
[0173] 本发明实施例2提供的水溶性腐殖酸亚铁肥农学效果验证：试验在金正大国家缓控释肥工程技术研究中心温室内进行，于2014年11月初开始，至2015年4月底结束。
[0174] 试验材料为黄瓜，黄瓜培养基质为1-3mm粒度的河沙；河沙先用蒸馏水冲洗干净，然后再用含多菌灵的蒸馏水冲洗干净备用。腐殖酸亚铁肥为实施例2提供的水溶性腐殖酸亚铁肥，腐殖酸铁肥，是购买市售柠檬酸铁铵，以8％的质量分数配以92wt％的腐殖酸混合得到。
[0175] 试验方法为：将黄瓜幼苗置于体积为6L、盛有5kg河沙的培养钵中进行培养，每钵1株；黄瓜分为2组，分别以1/2Hogland全营养液和缺铁营养液进行培养，并在黄瓜的下列生长阶段以不同浓度的腐殖酸亚铁肥和腐殖酸铁肥溶液进行灌根：5-6片叶，7-8片叶，9-10片叶。将不同形态的铁肥溶解并稀释1000倍后，按照表3中的浓度进行灌根，每株300mL，每周1次。各处理铁用量参见表3所示。
[0176] 表3本发明实施例2提供的水溶性腐殖酸亚铁肥农学效果验证的试验设[0177] 计
[0178]
[0179]
[0180] 试验于2015年3月15日开始采收，每隔10天记录一次收获情况。试验结果即不同形态和浓度的腐殖酸铁肥处理对缺铁和不缺铁黄瓜果实产量的影响(无显著性差异，P<0.05)参见图7所示。
[0181] 从图7中可以看出，缺铁培养的黄瓜在无外源腐殖酸铁肥的补充下，果实数量只有全营养液培养的黄瓜产量的一半，且第四次果实成熟期也被推迟，说明铁元素对黄瓜的产量至关重要，缺铁抑制黄瓜坐果以及果实成熟。在补充了腐殖酸铁肥后，缺铁培养的黄瓜并未出现缺铁症状，且果实数量与全营养液培养的黄瓜相当，尤其是浓度为0.001％的腐殖酸亚铁肥处理的黄瓜，果实产量甚至高于全营养液培养的黄瓜。另外，缺铁处理的黄瓜在补充了外源腐殖酸铁肥后，果实的成熟时间也提前。就铁肥的不同相态来说，相较于以腐殖酸螯合的三价铁来说，以柠檬酸螯合的二价铁盐尽管在高浓度(0.2％)下对黄瓜果实增产由抑制作用，但在低浓度下对黄瓜的果实增产效果要优于腐殖酸螯合铁肥。结果表明，选择适宜的腐殖酸亚铁肥用量，可以起到促进黄瓜增产的效果，且效果优于腐殖酸铁。
[0182] 实施例3
[0183] 将实施例1制备得到的柠檬酸亚铁铵与EDTA-锰、硼酸、EDTA-锌、EDTA-铜、钼酸钠混合，得到含铁微量元素肥；所述含铁微量元素肥含有柠檬酸亚铁铵33.4wt％，EDTA-锰7.2wt％，硼酸22.9wt％，EDTA-锌35.7wt％，EDTA-铜0.7wt％，钼酸钠0.1wt％。
[0184] 该含铁微量元素肥为水溶肥，使用时，稀释10000-30000倍，叶面喷施。
[0185] 实施例4
[0186] 将实施例1制备得到的柠檬酸亚铁铵与硝酸钾、磷酸二氢铵、磷酸二氢钾、尿素、硼酸、EDTA-锌、钼酸钠混合，得到含铁大量元素肥；所述含铁大量元素肥含有柠檬酸亚铁铵0.6wt％，硝酸钾30.4wt％，磷酸二氢铵16.8wt％，磷酸二氢钾20wt％，尿素31.55wt％，硼酸
0.3wt％，EDTA-锌0.3wt％，钼酸钠0.05wt％。
0.3wt％，EDTA-锌0.3wt％，钼酸钠0.05wt％。
[0187] 该含铁大量元素肥为水溶肥，使用时，稀释800-1500倍，冲施或滴灌使用。
[0188] 本发明实施例4提供的含铁大量元素肥农学效果验证：试验地点在宁夏省贺兰县，试验时间为2018年10月20日至2018年11月24日。
[0189] 试验材料为芹菜，水溶肥为实施例4提供的含铁大量元素肥，对照水溶肥是产品升级前金正大水溶肥20-20-20，与实施例4提供的含铁大量元素肥大量元素养分含量相当，区别在于，不含有0.6wt％的柠檬酸亚铁铵。
[0191] 表4本发明实施例4提供的含铁大量元素肥农学效果验证的试验设计
[0192]处理组 肥料 用量
T 实施例4提供的含铁大量元素肥 8kg/亩
CK 升级前金正大水溶肥20-20-20 8kg/亩
T 实施例4提供的含铁大量元素肥 8kg/亩
CK 升级前金正大水溶肥20-20-20 8kg/亩
[0193] 试验结果与分析：
[0194] 滴灌3次后进行追踪，发现相较于对照组，试验处理组整个生育期内长势均表现较好，参见图8所示。连续测定10株芹菜的株高、茎粗、SPAD值及重量，试验处理组较对照组分别提高了11.6％、4.9％、2.2％及8.7％，具体对芹菜生长各指标的影响参见表5所示(数据取平均值)。
[0195] 表5本发明实施例4提供的含铁大量元素肥农学效果验证的试验数据
[0196]处理组 株高 增加 茎粗(mm) 增加 SPAD 增加 重量 增加
CK 46cm —— 58.3mm —— 35.9 —— 1.5kg ——
T 51.3cm 11.6％ 61.13mm 4.9％ 36.7 2.2％ 1.63kg 8.7％
CK 46cm —— 58.3mm —— 35.9 —— 1.5kg ——
T 51.3cm 11.6％ 61.13mm 4.9％ 36.7 2.2％ 1.63kg 8.7％
[0197] 由表5可以看出，柠檬酸亚铁铵能有效提供铁元素，促进植物光合作用，从而对整个植物生长过程带来明显促进作用。以本实施例为例，本发明实施例1制备得到的柠檬酸亚铁铵作为补铁有效成分，同样可以添加或替换到现有各种用于植物、土壤的产品中，可以极大的提升产品效果，完成产品的更新换代。
[0198] 实施例5
[0199] 将实施例1制备得到的柠檬酸亚铁铵与硝酸钾、磷酸二氢铵、磷酸二氢钾、尿素、硼酸、EDTA-锌、钼酸钠、肥料增效剂——3,4-二甲基吡唑磷酸盐混合，得到含铁大量元素肥；所述含铁大量元素肥含有柠檬酸亚铁铵0.6wt％，硝酸钾30.4wt％，磷酸二氢铵16.8wt％，磷酸二氢钾20wt％，尿素31.25wt％，硼酸0.3wt％，EDTA-锌0.3wt％，钼酸钠0.05wt％，3,4-二甲基吡唑磷酸盐0.3wt％。
[0200] 该含铁大量元素肥为水溶肥，使用时，稀释800-1500倍，冲施或滴灌使用。
[0201] 实施例6
[0202] 将实施例1制备得到的柠檬酸亚铁铵与硝酸钾、磷酸二氢钾、尿素、EDTA-锰、硼酸、EDTA-锌、EDTA-铜、钼酸钠、DA-6、黄腐酸混合，得到含铁大量元素肥；所述含铁大量元素肥含有柠檬酸亚铁铵1wt％，硝酸钾65.4wt％，磷酸二氢钾16wt％，尿素15wt％，EDTA-锰0.4wt％，硼酸0.5wt％，EDTA-锌0.5wt％，EDTA-铜0.1wt％，钼酸钠0.05wt％，DA-6
0.05wt％，黄腐酸1wt％。
0.05wt％，黄腐酸1wt％。
[0203] 该含铁大量元素肥为水溶肥，使用时，稀释800-1500倍，冲施或滴灌使用。
[0204] 实施例7
[0205] 将实施例1制备得到的柠檬酸亚铁铵、生物活性腐殖酸和柠檬酸铁铵混合后造粒，得到含铁腐殖酸肥；所述含铁腐殖酸肥含有柠檬酸亚铁铵8wt％，生物活性腐殖酸91.8wt％。柠檬酸铁铵0.2wt％。
[0206] 该含铁腐殖酸肥的水溶性达100％，20％的水溶液pH值为8-9。该水溶性腐殖酸亚铁肥可用于滴喷灌、冲施及叶面喷施，并且可进一步增加矿物养分如氮、磷、钾中的一种或多种，以实现更广泛的应用。
[0207] 实施例8
[0208] 将实施例1制备得到的柠檬酸亚铁铵和含有微生物及其代谢产物的菌剂混合，得到微生物菌剂；所述微生物菌剂包括柠檬酸亚铁铵0.005‰，微生物及其代谢产物7wt％，余量为发酵基质、填充物和保护剂。
[0209] 实施例9
[0210] 将实施例1制备得到的柠檬酸亚铁铵和有机质混合，得到生物有机肥；所述生物有机肥含有柠檬酸亚铁铵3wt％，有机质97wt％。
[0211] 所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
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