專利名稱：淀粉基磷肥及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新型磷肥及其制備方法，特別涉及一種淀粉基磷肥及 其制備方法。
背景技術(shù)：
磷是地球生物有機(jī)體組成所必須的大量元素之一，也是植物生長(zhǎng)所需 營(yíng)養(yǎng)三大要素的第二位重要元素，對(duì)作物產(chǎn)量和品質(zhì)的形成至關(guān)重要。目
前我國(guó)耕地土壤有效磷低和極低的面積大概占50%-55%，其中土壤有效磷 在臨界值以下的占42.7%。因此，磷肥的施用一直是保證農(nóng)業(yè)產(chǎn)量穩(wěn)定和 提高的重要環(huán)節(jié)。
現(xiàn)有磷肥種類少，產(chǎn)量不足，利用率低。磷肥生產(chǎn)發(fā)展受自然資源限 制，不但磷肥生產(chǎn)數(shù)量有限，類型也比較少，現(xiàn)在農(nóng)業(yè)使用的磷肥基本都 是無(wú)機(jī)磷形態(tài)。目前我國(guó)磷肥種類主要是普通過(guò)磷酸鈣(SSP)，占磷肥產(chǎn) 量的55%，其次是鈣鎂磷肥，占磷肥產(chǎn)量的10%，其他是復(fù)合或混合磷肥 形式。多年來(lái)，中國(guó)磷肥產(chǎn)量不足，與氮肥相比比例偏低，只能滿足國(guó)內(nèi) 市場(chǎng)需求的70%左右。2005年我國(guó)約需磷肥1110-1160萬(wàn)噸(P205)，至l」2(U0 年約需1153-1210萬(wàn)噸(P205)， 2010年我國(guó)磷肥的產(chǎn)出量和需要量仍舊有 很大缺口。同時(shí)，現(xiàn)有的各種類型傳統(tǒng)磷肥施入土壤后，容易被土壤大量 固定，有效態(tài)磷含量低，磷當(dāng)季利用率很低，造成因磷肥在土壤中大量累 積而浪費(fèi)有限的資源。據(jù)統(tǒng)計(jì)，磷肥利用率一般在5-25%之間，國(guó)際水稻 研究所的研究表明，水稻上傳統(tǒng)無(wú)機(jī)磷肥利用率只有8-12%，英國(guó)蔬菜生 產(chǎn)中，傳統(tǒng)無(wú)機(jī)磷肥利用率也只有6%。
一方面是土壤大面積缺磷，另一方面是磷肥生產(chǎn)受自然資源的限制難 以增加，而且磷肥的利用率低。因此，減少磷肥在土壤中的固定，提高磷 肥的利用率就成為解決磷肥問(wèn)題的關(guān)鍵和行之有效的途徑。但是，傳統(tǒng)的 無(wú)機(jī)態(tài)的礦質(zhì)磷肥施入土壤后會(huì)很快被大量固定，而農(nóng)業(yè)上使用的有機(jī)態(tài) 磷主要是有毒農(nóng)藥， 一般不作為磷肥使用，現(xiàn)在有機(jī)磷農(nóng)藥因其對(duì)農(nóng)產(chǎn)品 品質(zhì)及環(huán)境污染負(fù)效應(yīng)而被禁用。所以，開(kāi)發(fā)新型磷肥，使其既能減少在 土壤中的固定，提高磷肥的利用率，減少磷肥使用量，環(huán)境安全是解決目 前磷肥生產(chǎn)和施用中的關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有磷肥的不足，本發(fā)明提供了一種淀粉基磷肥，這種磷肥 生產(chǎn)成本低廉，施入土壤后能有效減少磷的固定，增加土壤中有效磷含量， 提高磷肥利用率，減少磷肥的施用量，節(jié)約有限的磷資源，同時(shí)還能保證 環(huán)境安全。
本發(fā)明的另一個(gè)目的就是提供這種淀粉基磷肥的制備方法。 為達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是
淀粉基磷肥，該磷肥的有效成份包括淀粉和磷酸經(jīng)過(guò)加熱反應(yīng)后的生 成物，其PH為中性，為棕色粘稠液體。
上述的淀粉基磷肥的制備方法，將磷酸和淀粉以體積與重量比為1:
1-2.5毫升/克的比例充分混合，然后在常壓下，以100-15(TC的溫度加熱 15-60分鐘，使其發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)完成后再有堿性溶液調(diào)節(jié)其pH值至 6.0-7.0。
上述制備方法中，堿性溶液為氫氧化鈉溶液，其濃度為40%。 上述制備方法中，磷酸和淀粉的體積與重量比為1: 1.5-1.9毫升/克。 上述制備方法中，加熱時(shí)間為20-40分鐘。 上述制備方法中，加熱時(shí)所采用的加熱方式為油浴或砂浴。 與現(xiàn)有技術(shù)中的傳統(tǒng)磷肥相比，本發(fā)明采用上述技術(shù)方案的有益效果
在于
1 、本發(fā)明可選用的工業(yè)淀粉等廉價(jià)有機(jī)物質(zhì)，本身分解后可被植物利 用,而其他磷肥的材料都是用無(wú)機(jī)物質(zhì)；
2、 利用有機(jī)合成技術(shù)將無(wú)機(jī)態(tài)的磷以磷酸根離子的形態(tài)結(jié)合到淀粉 分子結(jié)構(gòu)上，而不是傳統(tǒng)磷肥生產(chǎn)中那種簡(jiǎn)單的混合，而磷酸根離子與有 機(jī)分子結(jié)合，可大大降低磷酸根離子在土壤中的固定，使磷的有效性提高 易被植物吸收利用。從而用這種方法生產(chǎn)出來(lái)的磷肥的利用率得到顯著提 咼。
3、 本發(fā)明的生產(chǎn)成本較傳統(tǒng)磷肥更低。


圖1是盆栽試驗(yàn)中各處理的植物干重對(duì)照表； 圖2是盆栽試驗(yàn)中各處理的植物吸磷量對(duì)照表； 圖3是盆栽試驗(yàn)中各處理的磷利用率對(duì)照表；
圖4是盆栽試驗(yàn)中各處理土壤中的活性有機(jī)磷、中活性有機(jī)磷和速效 磷的含量對(duì)照表；
圖5是土壤中的活性有機(jī)磷與速效磷的相關(guān)性表；
圖6是土壤中的中活性有機(jī)磷與速效磷的相關(guān)性表。
具體實(shí)施例方式
下面通過(guò)具體實(shí)施例并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。以下 各實(shí)施例僅僅是用于說(shuō)明而不是限制本發(fā)明。
本發(fā)明制備這種淀粉磷肥采用的材料是淀粉和磷酸。將磷酸和淀粉以 1: l-2.5的體積(單位為毫升)和重量(單位為克)比(v/g)充分混合， 然后在常壓下，以100-15(TC的溫度加熱15-60分鐘，使其充分反應(yīng)，反應(yīng) 完成以后，再以堿性溶液其pH為中性，即PH值為6.0-7.0，即可得到這種 淀粉基磷肥，其物理形態(tài)為棕色粘稠液體。
如上所述的淀粉可以選擇任何淀粉為原料，可以是玉米、小麥、紅薯 等植物淀粉，也可以是其它工業(yè)用淀粉。上述磷酸可以選用任何級(jí)別的磷 酸，可以是工業(yè)用原料磷酸，也可以是一些副產(chǎn)品磷酸，只要不含有超標(biāo) 的污染物質(zhì)即可。上述堿性溶液選用氫氧化鈉溶液，其濃度可為40%，上 述加熱方式可以選擇用砂浴或油浴，也可以選擇其它能夠方便靈敏地控制 反應(yīng)溫度的加熱方式。
實(shí)施例l
將磷酸和淀粉以l: l的體積(單位為毫升)和重量(單位為克)比(v/g)
充分混合，然后在常壓下，以10(TC的溫度加熱60分鐘，使其充分反應(yīng)， 反應(yīng)完成以后，再用濃度為40X的NaOH溶液調(diào)節(jié)其pH大約為中性，g口PH 值為6.0-7.0，即可得到這種淀粉基磷肥，其物理形態(tài)為棕色粘稠液體。
實(shí)施例2
將磷酸和淀粉以l: 1.5的體積(單位為毫升)和重量(單位為克)比 (v/g)充分混合，然后在常壓下，以11(TC的溫度加熱40分鐘，使其充分 反應(yīng)，反應(yīng)完成以后，再用濃度為40X的NaOH溶液調(diào)節(jié)其pH大約為中性， 即PH值為6.0-7.0，即可得到這種淀粉基磷肥，其物理形態(tài)為棕色粘稠液體。
實(shí)施例3
將磷酸和淀粉以l: 1.9的體積(單位為毫升)和重量(單位為克)比 (v/g)充分混合，然后在常壓下，以130。C的溫度加熱20分鐘，使其充分 反應(yīng)，反應(yīng)完成以后，再用濃度為40。/^的NaOH溶液調(diào)節(jié)其pH大約為中性， 即PH值為6.0-7.0，即可得到這種淀粉基磷肥，其物理形態(tài)為棕色粘稠液體。
實(shí)施例4
將磷酸和淀粉以l: 1.7的體積(單位為毫升)和重量(單位為克)比 (v/g)充分混合，然后在常壓下，以12(TC的溫度加熱20分鐘，使其充分 反應(yīng)，反應(yīng)完成以后，再用濃度為40X的NaOH溶液調(diào)節(jié)其pH大約為中性， 即PH值為6.0-7.0，即可得到這種淀粉基磷肥，其物理形態(tài)為棕色粘稠液體。
實(shí)施例5 將磷酸和淀粉以l: 2.5的體積(單位為毫升)和重量(單位為克)比 (v/g)充分混合，然后在常壓下，以15(TC的溫度加熱15分鐘，使其充分
反應(yīng)，反應(yīng)完成以后，再用濃度為40X的NaOH溶液調(diào)節(jié)其pH大約為中性， 即PH值為6.0-7.0，即可得到這種淀粉基磷肥，其物理形態(tài)為棕色粘稠液體。
下面結(jié)合發(fā)明人的一個(gè)盆栽試驗(yàn)，說(shuō)明本發(fā)明施用效果
一、 試驗(yàn)布置
供試土壤潮土 供試作物玉米(中單306)
試驗(yàn)處理對(duì)照(以下簡(jiǎn)稱CK)、磷酸二氫鈣、卵磷脂、植酸鈣、本
發(fā)明淀粉基磷肥樣品l (以下簡(jiǎn)稱OPl)和本發(fā)明淀粉基磷肥樣品2 (以下 簡(jiǎn)稱OP2)
(施入土壤中的P量相同，均為0.2gP2(Vkg土)。
試驗(yàn)設(shè)三次重復(fù)，六個(gè)處理。于高20cm直徑15cm的塑料盆中裝入過(guò) 5mm篩的土壤2.5kg，施入底肥(N: 0.2g/kg; K: 0.2g/kg)培養(yǎng)一周后種植 玉米(玉米經(jīng)催芽處理)，生長(zhǎng)45天后采樣(土壤、植株)測(cè)定。
二、 試驗(yàn)結(jié)果分析
1、 表觀癥狀觀察
種植一個(gè)月后，CK、磷酸二氫鈣處理玉米表現(xiàn)明顯的缺磷癥狀，具 體表現(xiàn)為莖稈為暗紅色；卵磷脂和植酸鈣處理也有輕微程度的缺磷癥狀； 而OPl和OP2兩個(gè)處理生長(zhǎng)正常。
2、 該產(chǎn)品提高植株生長(zhǎng)
從植物干物質(zhì)生長(zhǎng)量可見(jiàn)(如表l)，與其他處理相比較，OPl、 OP2 處理的植株的莖烘干重和根系干重都顯著高提高，達(dá)顯著水平(p<0.05) 或到極顯著水平。
說(shuō)明在生物量上OPl和OP2處理好于磷酸二氫鈣、卵磷脂。
3、 該產(chǎn)品磷利用率顯著提高
如圖2所示，與對(duì)照相比較玉米莖根的吸磷量只有卵磷脂、OPl和OP2 處理上達(dá)到了極顯著水平(p<0.01)。
如圖3所示，與磷酸二氫鈣相比較OPl和OP2的利用率都達(dá)到極顯著水 平(p<0.01)。分別是9.67%和7.51%。
4、盆栽有機(jī)磷形態(tài)與速效磷的關(guān)系
如圖4所示，與試驗(yàn)前土壤相比較，OPl和OP2處理明顯增加了土壤中 活性有機(jī)磷的含量，達(dá)顯著水平(p<0.05)。
如圖5所示，活性有機(jī)磷與速效磷相關(guān)性達(dá)極顯著水平(p<0.01)。
如圖6所示，中活性有機(jī)磷與速效磷相關(guān)性達(dá)顯著水平(p<0.05 )。
三、試驗(yàn)結(jié)論
1、 從表觀癥狀觀察可以看出，OPl和OP2在生育前期沒(méi)有表現(xiàn)出缺磷 癥狀，而其它四種處理缺磷癥狀明顯。
2、 從生物量上看，較其它處理OPl和OP2也在一定程度上達(dá)到了顯著 水平。
3、 從植株吸磷量和磷素利用率上也可以得出OPl和OP2處理好于其它 處理。
4、 土壤活性、中活性有機(jī)磷與速效磷有良好的相關(guān)關(guān)系，達(dá)到顯著 水平，試驗(yàn)結(jié)果表明，OPl和OP2處理能顯著提高土壤中的中活性有機(jī)磷， 所以O(shè)Pl和OP2更利于植物從土壤中吸收有效態(tài)磷。
5、 盆栽試驗(yàn)結(jié)果，與無(wú)機(jī)磷肥磷酸二氫鈣對(duì)比，本發(fā)明施用后，土 壤速效磷含量提高5倍以上，作物吸磷量提高了3倍，磷當(dāng)季利用率提高了 3倍。
權(quán)利要求
1.一種淀粉基磷肥，其特征在于該磷肥為棕色粘稠液體，PH中性，其有效成份包括淀粉和磷酸經(jīng)過(guò)加熱反應(yīng)的生成物。
2、 權(quán)利要求1所述的淀粉基磷肥的制備方法，其特征在于將磷酸 和淀粉以體積與重量比為1: 1-2.5毫升/克的比例充分混合，然后在常壓下，以100-150。C的溫度加熱15-60分鐘，使其發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)完成后再 用堿性溶液調(diào)節(jié)其pH值至6.0-7.0。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的淀粉基磷肥的制備方法，其特征在于所 述的堿性溶液為濃度為40%氫氧化鈉溶液。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的淀粉基磷肥的制備方法，其特征在于 所述磷酸和淀粉的體積與重量比為1: 1.5-1.9毫升/克。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的淀粉基磷肥的制備方法，其特征在于 所述加熱時(shí)間為20-40分鐘。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的淀粉基磷肥的制備方法，其特征在于所 述加熱時(shí)間為20-40分鐘。
7、 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的淀粉基磷肥的制備方法，其特征在于 加熱時(shí)所采用的加熱方式為油浴或砂浴。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種新型磷肥及其制備方法，特別涉及一種淀粉基磷肥及其配方與制備方法。該磷肥的理化性狀為pH中性，棕色粘稠液體，水溶性良好。有效成份主要是磷化合物。該淀粉基磷肥的制備方法是將工業(yè)磷酸和淀粉以體積與重量比1∶1-2.5毫升/克的比例充分混合后，在常壓下，以100-150℃的溫度加熱15-60分鐘，使其發(fā)生反應(yīng)后生成棕色粘稠液體，再用40％ NaOH調(diào)節(jié)其pH值至6.0-7.0。這種淀粉基磷肥施入土壤后能有效減少磷固定，提高土壤中有效磷含量，提高磷利用率，從而減少磷肥的施用量，節(jié)省磷資源，不會(huì)污染環(huán)境，是開(kāi)發(fā)磷肥新品種的新穎思路。
文檔編號(hào)C05B17/00GK101172886SQ200710176549
公開(kāi)日2008年5月7日 申請(qǐng)日期2007年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月30日
發(fā)明者文方芳, 李菊梅, 馬義兵 申請(qǐng)人:中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所