一种柠檬酸螯合微量元素固体水溶肥料及其制备方法
技术领域
本发明涉及化肥制备技术领域，具体为一种柠檬酸螯合微量元素固体水溶肥料及其制备方法。
背景技术
螯合微量元素水溶肥料是用螯合剂与植物必需的微量元素制成的肥料，如螯合锌、螯合铁、螯合锰、螯合铜等，螯合微量元素水溶肥料比无机微量元素肥料好，在土壤中不易被固定，易溶于水，又不离解，能很好地被植物吸收利用，也可与其他固态或液态肥料混合施用而不发生化学反应，不降低任何肥料的肥效。
目前市场上微量元素水溶肥多为无机态的，吸收利用率极低；并且目前市场上的螯合微量元素肥料制备过程中，螯合反应时间长，能耗以及成本较高，制备复杂，缺乏经济以及实用性。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明提供了一种柠檬酸螯合微量元素固体水溶肥料及其制备方法，目的为解决目前市场上微量元素水溶肥吸收利用率极低以及肥料生产过程中螯合反应时间长，能耗以及成本较高，制备复杂，缺乏经济以及实用性的问题。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种柠檬酸螯合微量元素固体水溶肥料，包括螯合微量元素，螯合剂，所述螯合微量元素为铜Cu、锰Mn、铁Fe、锌Zn、硼B、钼Mo中的一种或多种组合，所述螯合剂采用柠檬酸。
优选的，所述螯合微量元素含量分别为锌Zn：2.0～3.0％，铁Fe:2.0～3.0％,锰Mn：1.5～2.0％，铜Cu：1.0～2.0％，钼Mo:0.9～1.0％，硼B：2.0～3.0％。
优选的，所述螯合微量元素中的铜元素来源于五水硫酸铜，锌元素来源于七水硫酸锌，锰元素来源于硫酸锰，铁元素来源于七水硫酸铁，硼元素来源于硼酸或者硼砂，钼元素来源于钼酸铵。
一种柠檬酸螯合微量元素固体水溶肥料的制备方法，包括以下制作步骤：
1)混配：首先根据制作需求将五水硫酸铜、七水硫酸锌、硼酸、钼酸铵、硫酸猛、七水硫酸铁中的一种或多种固体微量元素按一定比例加入到反应槽中，然后再加入一定比例的柠檬酸、氢氧化钾、表面活性剂搅拌混合均与；
2)催化螯合反应：向反应槽中加入催化剂进行催化反应，通过快速搅拌使各物质充分进行螯合反应，反应后物料为具有流动性液体状全水溶的柠檬酸铁、锌、硼、钼、铜等螯合态微量元素。
优选的，所述步骤1中的柠檬酸加入质量百分比为22～25％、七水硫酸锌含量为11～54％、七水硫酸铁含量为13～54％、硫酸锰含量为7～54％、硫酸铜含量为4～54％、钼酸铵含量为1.0～4％、硼酸含量为16～54％、氢氧化钾含量为13～16％、表面活性剂含量为0.2～0.5％。
优选的，表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠与脂肪醇聚氧乙烯醚混合而成，其中十二烷基苯磺酸钠与脂肪醇聚氧乙烯醚的质量比为1:1。
优选的，所述步骤2中的催化剂为水，水的加入量为质量百分比的4～6％，同时控制螯合反应温度90～110℃的范围内，螯合反应时间10～120秒。
优选的，所述步骤1中硼酸可以用硼砂替代。
本发明的有益效果为：
(1)本发明柠檬酸螯合微量元素固体水溶肥料，柠檬酸螯合态微量元素经螯合后有着极高的生物活性，其功效是一般微肥的数十倍，是无机盐类的数百倍。柠檬酸螯合微量元素的金属离子被螯合后，形成较小有机分子，被作物以有机分子态吸收，进入作物体内直接参与转化。
(2)本发明螯合反应时全水溶、无残渣、稳定性好，能迅速补充植物所需微量元素，利用率高，且安全性好，缓释性好，持效期长。
(3)本发明通过以水作为催化剂，使得螯合反应所需时间短，反应无需热能，节约能耗，经济实用性较强。
(4)该本发明制得的肥料相溶性好，可与各种杀虫剂、杀菌剂、除草剂、化学肥料等产品同时使用，省工、省时、省力。
(5)本发明通过合理的制备流程，使得生产出的肥料具有绿色、环保、无公害的特点，并且可以促进农作物经济性状的极大改善，同时提高农作物产量。
具体实施方式
下面将结合本发明中的多个实施例，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。
实施例1：
一种柠檬酸螯合微量元素固体水溶肥料，包括螯合微量元素，螯合剂，所述螯合微量元素为铜Cu、锰Mn、铁Fe、锌Zn、硼B、钼Mo中的一种或多种组合，所述螯合剂采用柠檬酸，所述螯合微量元素含量分别为锌Zn：2.0～3.0％，铁Fe:2.0～3.0％,锰Mn：1.5～2.0％，铜Cu：1.0～2.0％，钼Mo:0.9～1.0％，硼B：2.0～3.0％，所述螯合微量元素中的铜元素来源于五水硫酸铜，锌元素来源于七水硫酸锌，锰元素来源于硫酸锰，铁元素来源于七水硫酸铁，硼元素来源于硼酸或者硼砂，钼元素来源于钼酸铵。
实施例2：
一种柠檬酸螯合微量元素固体水溶肥料，包括螯合微量元素，螯合剂，所述螯合微量元素为铜Cu、锰Mn、铁Fe、锌Zn、硼B、钼Mo中的一种或多种组合，所述螯合剂采用柠檬酸，所述螯合微量元素含量分别为锌Zn：2.0％，铁Fe:2.0％,锰Mn：1.5％，铜Cu：1.0％，钼Mo:0.9％，硼B：2.0％，所述螯合微量元素中的铜元素来源于五水硫酸铜，锌元素来源于七水硫酸锌，锰元素来源于硫酸锰，铁元素来源于七水硫酸铁，硼元素来源于硼酸或者硼砂，钼元素来源于钼酸铵。
实施例3：
一种柠檬酸螯合微量元素固体水溶肥料，包括螯合微量元素，螯合剂，所述螯合微量元素为铜Cu、锰Mn、铁Fe、锌Zn、硼B、钼Mo中的一种或多种组合，所述螯合剂采用柠檬酸，所述螯合微量元素含量分别为锌Zn：2.5％，铁Fe:2.5％,锰Mn：1.8％，铜Cu：1.5％，钼Mo:1.0％，硼B：2.5％，所述螯合微量元素中的铜元素来源于五水硫酸铜，锌元素来源于七水硫酸锌，锰元素来源于硫酸锰，铁元素来源于七水硫酸铁，硼元素来源于硼酸或者硼砂，钼元素来源于钼酸铵。
实施例4：
一种柠檬酸螯合微量元素固体水溶肥料的制备方法，包括以下制作步骤：
1)混配：首先根据制作需求将五水硫酸铜、七水硫酸锌、硼酸、钼酸铵、硫酸猛、七水硫酸铁中的一种或多种固体微量元素按一定比例加入到反应槽中，然后再加入一定比例的柠檬酸、氢氧化钾、表面活性剂搅拌混合均与；
2)催化螯合反应：向反应槽中加入催化剂进行催化反应，通过快速搅拌使各物质充分进行螯合反应，反应后物料为具有流动性液体状全水溶的柠檬酸铁、锌、硼、钼、铜等螯合态微量元素。
其中，步骤1中的柠檬酸加入质量百分比为22～25％、七水硫酸锌含量为11～54％、七水硫酸铁含量为13～54％、硫酸锰含量为7～54％、硫酸铜含量为4～54％、钼酸铵含量为1.0～4％、硼酸含量为16～54％、氢氧化钾含量为13～16％、表面活性剂含量为0.2～0.5％。
所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠与脂肪醇聚氧乙烯醚混合而成，其中十二烷基苯磺酸钠与脂肪醇聚氧乙烯醚的质量比为1:1。
所述步骤2中的催化剂为水，水的加入量为质量百分比的4～6％，同时控制螯合反应温度90～110℃的范围内，螯合反应时间10～120秒。
实施例5：
一种柠檬酸螯合微量元素固体水溶肥料的制备方法，包括以下制作步骤：
1)混配：首先根据制作需求将五水硫酸铜、七水硫酸锌、硼砂、钼酸铵、硫酸猛、七水硫酸铁中的一种或多种固体微量元素按一定比例加入到反应槽中，然后再加入一定比例的柠檬酸、氢氧化钾、表面活性剂搅拌混合均与；
2)催化螯合反应：向反应槽中加入催化剂进行催化反应，通过快速搅拌使各物质充分进行螯合反应，反应后物料为具有流动性液体状全水溶的柠檬酸铁、锌、硼、钼、铜等螯合态微量元素。
其中，所述步骤1中的柠檬酸加入质量百分比为24％、七水硫酸锌含量为35％、七水硫酸铁含量为35％、硫酸锰含量为32％、硫酸铜含量为32％、钼酸铵含量为2％、硼砂含量为35％、氢氧化钾含量为14％、表面活性剂含量为0.3％。
所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠与脂肪醇聚氧乙烯醚混合而成，其中十二烷基苯磺酸钠与脂肪醇聚氧乙烯醚的质量比为1:1。
所述步骤2中的催化剂为水，水的加入量为质量百分比的5％，同时控制螯合反应温度90～110℃的范围内，螯合反应时间10～120秒。
列举部分本发明实施例效果试验如下：
(1)试验一：
供试作物：大白菜(夏极黄)
供试土壤：红壤、肥力中等，地力均匀
处理方式：试验严格按照农业部肥料肥效效应田间试验技术规程[NY/T%20497-2002]要求执行。在丰产载培管理措施如耕作、排灌、良种、密度、防治病虫鼠害等一致的前提下，不同处理除施用本发明柠檬酸螯合微量元素固体水溶肥料外，其它肥料的施用量和施用方法及田间管理均按当地习惯进行。采用随机区组排列试验设计，设3个处理三次重复，小区面积20平方米(0.03亩)，小区长6.07米、宽3.3米、种植6行，每行16塘，每塘1株，每小区种植96株。
试验处理为:
处理1，习惯施肥+叶面喷施本发明柠檬酸螯合微量元素固体水溶肥料；
处理2，习惯施肥+叶面喷施等量清水；
处理3，习惯施肥+空白(叶面不喷任何东西)
表1不同处理对大白菜经济性状的影响
表2不同处理对大白菜经济产量的影响
(2)试验二：
供试作物：甘蓝，品种“极品春丰”
供试土壤：红壤、黄红壤，石灰岩黄红壤，黄泥土，土壤理化性状为：PH值5，有机质15.5g/kg，有效氮58.5mg.kg，有效磷30.6mg/kg，速效钾90mg/kg。
处理方式：本试验设3个处理,三次重复,各处理小区长9.1米,宽2.2米,小区净面积20米2(0.03亩),每个小区种植2行,每行种4塘,每个小区栽88株,折亩栽2933株,四周设保护行。各试验处理除叶面喷施不同外,其他在田间操作管理措施如耕作、排灌、良种、密度、防治病虫鼠害、中耕管理等一致。其中处理1,习惯施肥+叶面喷施本发明柠檬酸螯合微量元素固体水溶肥料；处理2,农民习惯施肥+等量清水叶面喷施；处理3,农民习惯施肥+空白(不喷)。
表3不同处理经济性状统计表
表4不同处理对大白菜经济产量的影响
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
