技术领域
[0001] 本
发明属于农业领域，具体涉及一种含γ-聚谷
氨酸的磷酸二铵
复合肥料及其制备方法。
背景技术
[0002] 我国是农业大国也是化肥使用大国，化肥年用量高达5000万吨(折纯氮磷
钾)以上，为农业发展和粮食增产做出了突出贡献。然而，化肥的使用也带来了很多负面问题，肥料的利用率低，土地的
质量下降，
水污染，
农作物抗性下降等，很大程度上威胁了农业的可持续发展。因此，开发新型肥料，减少化肥的使用量，提高肥料利用率也成为当前农业科技工作者的聚焦点。现有的磷酸二铵
复合肥料存在缓释期短、不利于农作物吸收的问题。
发明内容
[0003] 本发明所要解决的技术问题是针对
现有技术的不足，提供一种含γ-聚谷氨酸的磷酸二铵复合肥料及其制备方法，一延长磷酸二铵复合肥料的缓释期，促进农作物对营养物质的吸收。
[0004] 为了解决上述技术问题，本发明采取的技术方案如下：
[0005] 一种磷酸二铵复合肥料，其活性成分包括磷酸二铵、聚谷氨酸和
硫酸钴；其中，聚谷氨酸的质量为磷酸二铵质量的0.02‰～1‰；硫酸钴的质量为磷酸二铵质量的2％～5％。
[0006] 其中，γ-聚谷氨酸是由
微生物发酵产生的一种均聚氨基酸，含有末端胺和多个COO-基团，氮肥的NH4+，磷肥中的PO43+、钾肥中的K+，元素肥料的Ca2+、Mg2+、Zn2+等可以直接和聚谷氨酸的羧基位点与酰胺基位点键合，形成
水溶性的、稳定的聚谷氨酸盐，缓慢的为作物生长提供营养。基于其优良的
生物可降解性、吸水性、离子螯合能
力，γ-聚谷氨酸具有作为肥料增效剂的潜力。γ-聚谷氨酸是以谷氨酸为唯一
单体的共聚高分子
聚合物。作为一种水溶性脂肪族聚酯，聚谷氨酸分子中有大量的游离的亲水性羧基，因此γ-聚谷氨酸具有高度的水溶性、
生物相容性、生物可降解性。聚谷氨酸溶于水溶液易形成水凝胶，对其包裹的肥料、微量元素具有明显的缓释效果。
[0007] 钴是共生固氮中固氮酶的必需元素。虽然还没证实钴是
植物必需的
营养元素，但对一些农作物有良好增益作用。同时，硫酸钴可以延缓聚谷氨酸在磷酸二铵复合肥中的缓释期。
[0008] 通过调整聚谷氨酸和硫酸钴配比，可控制复合肥料释放周期，有效提高肥料的利用率。
[0009] 进一步地，所述聚谷氨酸的质量与磷酸二铵质量之比大于等于0.02‰，小于等于0.5‰；所述硫酸钴的质量与磷酸二铵质量之比大于等于4％，小于等于5％；该配方下的磷酸二铵复合肥料缓释时间大于等于0.5个月，小于等于2个月。
[0010] 所述聚谷氨酸的质量与磷酸二铵质量之比大于0.5‰，小于等于1‰；所述硫酸钴的质量与磷酸二铵质量之比大于等于2％，小于4％；该配方下的磷酸二铵复合肥料缓释时间大于2个月，小于等于3个月。
[0011] 其中，所述的聚谷氨酸为γ-聚谷氨酸纯品、γ-聚谷氨酸盐纯品、γ-聚谷氨酸发酵液或γ-聚谷氨酸发酵液
喷雾干燥粉剂中的任意一种或几种的组合；其中，聚谷氨酸的分子量为2k～700kDa。
[0012] 所述硫酸钴由70～95重量份数的一水硫酸钴，以及5～30重量份数的七水硫酸钴组成。
[0013] 本发明还提供上述磷酸二铵复合肥料的制备方法，在预中和器中将氨气与浓磷酸混合获得
浆液，然后在浆液中加入聚谷氨酸和硫酸钴，并与氨气一同输送到
造粒机内造粒形成磷酸二铵组合体；利用干燥器、筛分器对磷酸二铵组合体进行干燥及筛选，获得磷酸二铵复合肥料颗粒。
[0014] 或者，在预中和器中将氨气与浓磷酸混合获得浆液，然后在浆液中加入硫酸钴，并与氨气一同输送到造粒机内造粒形成磷酸二铵组合体；利用干燥器、筛分器对磷酸二铵组合体进行干燥及筛选，获得磷酸二铵复合肥料颗粒，最后通过现有的包膜工艺将聚谷氨酸包覆在磷酸二铵复合肥料颗粒表面。
[0015] 该磷酸二铵复合肥料可作为基
施肥、追施肥、穴施肥使用，可以根施、灌施。适用于粮食作物如小麦、玉米、水稻等，也适用于经济作物如番茄、
马铃薯、葡萄、大豆等。
[0016] 有益效果：
[0017] 1、本发明磷酸二铵复合肥料通过调整聚谷氨酸和硫酸钴配比，可控制复合肥料释放周期，开发速效肥和长效肥可以延长肥料释放时间，提高肥料利用率，有效提高作物产量。
[0018] 2、本发明磷酸二铵复合肥料能够改善
土壤微生物群态，增加土壤微
生物多样性，可有效改善化肥施用造成的土壤板结化。
[0019] 3、本发明磷酸二铵复合肥料中的硫酸钴能促进维生素A和维生素C的合成，参与
脂肪酸的合成反应，还可促进植物根系对其它养分的均衡吸收。
附图说明
[0020] 下面结合附图和具体实施方式对本发明做更进一步的具体说明，本发明的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。
[0021] 图1为
实施例7中不同肥料的缓释释放曲线。
具体实施方式
[0022] 根据下述实施例，可以更好地理解本发明。
[0023] 实施例1：
[0024] 将70份一水硫酸钴、30份七水硫酸钴打磨成粉，然后分别加入双轴
搅拌机中混合搅拌8分钟，得到混合均匀的硫酸钴干物料；
[0025] 在预中和器中将氨气与浓磷酸混合获得浆液；再将γ-聚谷氨酸与硫酸钴按比例混合后加入肥料浆液中，将浆液、氨气输送到造粒机内造粒形成磷酸二铵组合体；利用干燥器、筛分器对磷酸二铵组合体进行干燥及筛选，获得含γ-聚谷氨酸的磷酸二铵复合肥料。其中，聚谷氨酸含量为磷酸二铵复合肥质量的0.5‰，硫酸钴的含量为磷酸二铵复合肥总量的4％。
[0026] 实施例2：
[0027] 将80份一水硫酸钴、20份七水硫酸钴打磨成粉，然后分别加入双轴搅拌机中混合搅拌10分钟，得到混合均匀的硫酸钴干物料；
[0028] 在预中和器中将氨气与浓磷酸混合获得浆液；再将硫酸钴加入肥料浆液中，将浆液、氨气输送到造粒机内造粒形成磷酸二铵组合体；利用干燥器、筛分器对磷酸二铵组合体进行干燥及筛选，在肥料包膜工段将聚谷氨酸添加至肥料颗粒表面形成包膜，获得含γ-聚谷氨酸的磷酸二铵复合肥料。其中，聚谷氨酸含量为磷酸二铵复合肥质量的0.3‰，硫酸钴的含量为磷酸二铵复合肥总量的5％。该磷酸二铵复合肥料可作为水果类作物专用肥。
[0029] 实施例3：
[0030] 将95份一水硫酸钴、5份七水硫酸钴打磨成粉，然后分别加入双轴搅拌机中混合搅拌12分钟，得到混合均匀的硫酸钴干物料；
[0031] 在预中和器中将氨气与浓磷酸混合获得浆液；再将硫酸钴加入肥料浆液中，将浆液、氨气输送到造粒机内造粒形成磷酸二铵组合体；利用干燥器、筛分器对磷酸二铵组合体进行干燥及筛选，在肥料包膜工段将聚谷氨酸添加至肥料颗粒表面形成包膜，获得含γ-聚谷氨酸的磷酸二铵复合肥料。其中，聚谷氨酸含量为磷酸二铵复合肥质量的1‰，硫酸钴的含量为磷酸二铵复合肥质量的3％。该磷酸二铵复合肥料可作为茎叶类蔬菜专用肥。
[0032] 实施例4：
[0033] 为考察本发明肥料对作物肥料利用率及产量的影响，试验设计了5个处理：
[0034] 处理1不施肥；
[0036] 处理3施用添加了γ-聚谷氨酸的磷酸二铵复合肥(未加硫酸钴)加硫酸钾；
[0037] 处理4施用添加了硫酸钴的磷酸二铵复合肥(未加聚谷氨酸)加硫酸钾；
[0038] 处理5施用实施例1中含γ-聚谷氨酸的磷酸二铵复合肥料加硫酸钾。
[0039] 本实施例为小麦小区试验，以试验肥料作为基施肥，不追肥，所有肥料除添加组分不同外，制备工艺均与实施例1一致，硫酸钾为同一公司同一品牌纯品硫酸钾，处理2、3、4、5中无机氮磷钾含量一致。处理3肥料中的γ-聚谷氨酸与处理4肥料中的硫酸钴含量与处理5一致。测定不同配比肥料的缓释时间内N、P、K的吸收情况，计算不同处理的肥料利用率，试验结果如表1：
[0040] 表1数据表明，本发明含γ-聚谷氨酸的磷酸二铵复合肥料与普通磷酸二铵复合肥相比，能显著提高试验小麦产量，且可看出调整含γ-聚谷氨酸的磷酸二铵复合肥料中γ-聚谷氨酸与硫酸钴的不同配比，能控制缓释时间，提高作物对肥料的利用率。因此本发明含γ-聚谷氨酸的磷酸二铵复合肥料能显著促进粮食作物增产，可控缓释时间，提高肥料利用率。
[0041] 表1小麦的生长情况
[0042]
[0043] 实施例5：
[0044] 为考察本发明对水果类作物的影响，试验设计了4个处理：
[0045] 处理1施用普通磷酸二铵复合肥加硫酸钾；
[0046] 处理2施用添加了γ-聚谷氨酸的磷酸二铵复合肥料(未加硫酸钴)加硫酸钾；
[0047] 处理3施用添加了硫酸钴的磷酸二铵复合肥(未加聚谷氨酸)加硫酸钾；
[0048] 处理4施用实施例2中制备的含γ-聚谷氨酸的磷酸二铵复合肥料加硫酸钾。
[0049] 所有肥料除添加组分不同外，制备工艺均与实施例2一致，硫酸钾为同一公司同一品牌纯品硫酸钾，所有处理中无机氮磷钾含量一致。处理2肥料中的γ-聚谷氨酸与处理3肥料中的硫酸钴含量与处理4一致。表2为大棚西瓜试验，以试验肥料作为基施肥，不追肥，待西瓜采收后考察产量与品质。
[0050] 表2的结果表明，与普通磷酸二铵复合肥对比，本发明中含γ-聚谷氨酸的磷酸二铵复合肥料显著提高了西瓜的产量26.8％、Vc含量26.0％和果糖含量13.2％，并且可出看出硫酸钴在提高西瓜品质方面优于γ-聚谷氨酸。由本实施例可知，本发明中含γ-聚谷氨酸的磷酸二铵复合肥料对水果类作物不但具有突出的增产效果，而且还能显著提高水果的品质。
[0051] 表2不同复合肥对西瓜产量及品质的影响
[0052]
[0053] 实施例6：
[0054] 为考察本发明对茎叶类蔬菜的影响，试验设计了5个处理：
[0055] 处理1施用普通复合肥；
[0056] 处理2施用添加了γ-聚谷氨酸的磷酸二铵复合肥料(未加硫酸钴)加硫酸钾；
[0057] 处理3施用添加了硫酸钴的磷酸二铵复合肥(未加聚谷氨酸)加硫酸钾；
[0058] 处理4施用实施例3中制备的含γ-聚谷氨酸的磷酸二铵复合肥料加硫酸钾；
[0059] 处理5施用实施例3中制备的γ-聚谷氨酸的磷酸二铵复合肥料加硫酸钾，但施用量比处理4减少10％。
[0060] 本实施例开展盆栽小青菜试验，以试验肥料作为基施肥，不追肥，待小青菜采收后考察产量与品质，结果见表3：
[0061] 表3不同复合肥对小青菜叶绿素及产量的影响
[0062]
[0063] 表3的结果表明，与普通磷酸二铵复合肥对比，本发明中含γ-聚谷氨酸的磷酸二铵复合肥料显著提高了小青菜的株高及鲜重，即使在肥料减少10％的情况下含γ-聚谷氨酸的磷酸二铵复合肥料也能促进作物的产量。肥料中添加γ-聚谷氨酸与硫酸钴的促生效果显著优于只添加γ-聚谷氨酸或硫酸钴。本实施例表明含γ-聚谷氨酸的磷酸二铵复合肥料在茎叶类蔬菜上作用效果显著，且能有效提高肥料利用效率，减少肥料施用量。
[0064] 实施例7：
[0065] 制备如下肥料：
[0066] 肥料1：普通磷酸二铵复合肥；
[0067] 肥料2：含γ-聚谷氨酸的磷酸二铵复合肥料速效肥，制备工艺同实施例1，其中，聚谷氨酸含量为磷酸二铵复合肥质量的0.2‰，硫酸钴的含量为磷酸二铵复合肥质量的4.5％，磷酸二铵含量同肥料1；
[0068] 肥料3：含γ-聚谷氨酸的磷酸二铵复合肥料长效肥，制备工艺同实施例1，其中，聚谷氨酸含量为磷酸二铵复合肥质量的1‰，硫酸钴的含量为磷酸二铵复合肥质量的3％，磷酸二铵含量同肥料1。
[0069] 缓释期测定方法：称10.00g上述肥料样品，放入孔径0.15mm的尼龙纱网做成的小袋中，封口，并将其置于盛有200mL去离子水的带盖密封塑料瓶中，塑料瓶密封后置于25℃恒温水浴中。每隔5天取样一次，取样时，将塑料瓶上下颠倒3次，使瓶中的液体浓度一致。然后取出网袋，将肥料浸提液摇匀后取样，用凯氏定氮法测定浸提液中释放的N素，并计算营养释放率。
[0070] 如图1所示，普通复合肥的缓释期在20天左右，本发明制备的含γ-聚谷氨酸的磷酸二铵复合肥料速效肥，其缓释期在40天左右，本发明制备的含γ-聚谷氨酸的磷酸二铵复合肥料长效肥，其缓释期在90天左右。因此，与普通复合肥相比，本发明所述的含γ-聚谷氨酸的磷酸二铵具有显著的缓释效果，且通过调整聚谷氨酸和硫酸钴的含量，可实现制备缓释期不同的肥料，以适应不同作物的需求。
[0071] 本发明提供了一种磷酸二铵复合肥料及其制备方法的思路及方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。
