一種納米化肥農(nóng)藥增效劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于肥料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種納米化肥農(nóng)藥增效劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 肥料是農(nóng)業(yè)的重要生產(chǎn)資料，對(duì)于保障糧食安全具有不可替代的作用，但與此同 時(shí)，肥料也是高能耗、資源緊缺的戰(zhàn)略物資。目前，肥料損失率高，經(jīng)濟(jì)損失巨大。肥料的肥 效期短，很難滿足作物整個(gè)生育期的需肥特性，并且肥料的損失率很高。而且，大量施肥造 成還會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的環(huán)境污染。由于過(guò)量施肥造成地表水富營(yíng)養(yǎng)化、湖泊污染、地下水污染等 問(wèn)題，蔬菜中硝酸鹽含量嚴(yán)重超標(biāo)等社會(huì)健康問(wèn)題愈來(lái)愈引起人們的關(guān)注。提高肥料利用 率成為解決上述問(wèn)題的關(guān)鍵。
[0003] 目前，我們國(guó)家肥料利用率普遍在30%左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國(guó)際水平，而且近年來(lái)成下 降趨勢(shì)。同時(shí)國(guó)家要求2020年化肥使用量零增長(zhǎng)，必須要推進(jìn)精準(zhǔn)施肥，調(diào)整化肥使用結(jié) 構(gòu)，改進(jìn)施肥方式，用有機(jī)肥替代部分化學(xué)肥料。同時(shí)要努力提高化肥利用率、有機(jī)肥資源 利用率、耕地基礎(chǔ)地力，加強(qiáng)新型經(jīng)營(yíng)主體培育，推進(jìn)適度規(guī)模經(jīng)營(yíng)，引導(dǎo)科學(xué)施肥，科學(xué)種 田。
[0004] 雖然中國(guó)作為傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)大國(guó)以占全球7%的土地養(yǎng)活了全球21 %的人口，但奇 跡的背后是對(duì)農(nóng)藥、化肥的無(wú)節(jié)制使用，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本逐年增加、農(nóng)業(yè)環(huán)境污染加重、 耕地退化日趨嚴(yán)重的局面。據(jù)悉目前我國(guó)化肥年均用量已經(jīng)達(dá)到5000多萬(wàn)噸，超過(guò)世界總 用量的30%，利用率僅為35%左右，農(nóng)藥使用量達(dá)到140多萬(wàn)噸，利用率也僅為30%左右。 未被農(nóng)作物吸收的部分導(dǎo)致我國(guó)至少1300萬(wàn)-1600萬(wàn)公頃耕地受到嚴(yán)重污染而退化，農(nóng)業(yè) 退化面積已占耕地總面積的40%以上。
[0005] 關(guān)于肥料，世界肥料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)是緩釋/控釋化、高效定量化和環(huán)境友好化， 必須與高新技術(shù)相結(jié)合。中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料研究所張夫道研究員提出了 "納米肥料" 的概念，并首創(chuàng)了納米肥料的制備工藝。納米肥料是納米生物技術(shù)的一個(gè)分支，是用納米材 料技術(shù)構(gòu)建、用醫(yī)藥微膠囊技術(shù)和化工微乳化技術(shù)改性而成的全新肥料。
[0006] 納米科學(xué)技術(shù)（Nano-ST)是20世紀(jì)80年代末期剛剛誕生并正在崛起的新科技， 它的基本涵義是研究結(jié)構(gòu)尺度在0. 1~l〇〇nm范圍內(nèi)物質(zhì)的性質(zhì)及其應(yīng)用。廣義的納米技 術(shù)是以納米科學(xué)為基礎(chǔ)制造新材料、新器件、研究新工藝的方法和手段。
[0007] 納米生物技術(shù)是目前兩大學(xué)科納米科學(xué)技術(shù)與生物科學(xué)技術(shù)的交叉高新技術(shù)學(xué) 科。
[0008] 最新研究發(fā)現(xiàn)，絕大多數(shù)生物體均存在納米磁性顆粒，磁性微粒是一個(gè)生物羅盤， 指導(dǎo)生物辨別方向，例如讓植物根系向地下生長(zhǎng)、莖尖生長(zhǎng)點(diǎn)具有趨光性等。
[0009] 但目前對(duì)使用納米炭黑為原料的納米肥料還沒(méi)有研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明的目的在于提供一種納米化肥農(nóng)藥增效劑，提高肥料的利用率，本發(fā)明的 技術(shù)方案是：
[0011] -種納米化肥農(nóng)藥增效劑，包括如下質(zhì)量份數(shù)的組分：
[0012] 可溶性含氮物質(zhì) 5~21 % 分散劑 0.5%~5% 表面活性劑 0.5%~5% 滲透劑 0.1~1% 納米炭黑 0.05%~0.5%； 去離子水 余量
[0013] 得到的納米化肥農(nóng)藥增效劑PH6-10。
[0014] 進(jìn)一步，所述的可溶性含氮物質(zhì)為碳酰胺、聚磷酸銨、碳銨、硫銨或氨水一種或幾 種。
[0015] 進(jìn)一步，所述表面活性劑為油酸鈉、聚丙烯酸銨、丙烯酸酯、聚丙烯酸鈉、六偏磷酸 鈉、聚天冬氨酸、烷基糖苷、辛基酚聚氧乙烯醚或辛基酚聚氧乙烯醚硫酸鈉中的一種或幾 種。
[0016] 進(jìn)一步，滲透劑為氮酮、十二烷基苯磺酸鈉或幾丁聚糖中的一種或幾種。
[0017] 進(jìn)一步，所述分散劑為脂肪酸鹽、小分子聚合物或金屬皂中的一種。
[0018] 本發(fā)明還公開(kāi)了這種納米化肥農(nóng)藥增效劑的制備方法，包括如下步驟：
[0019] (1)將可溶性含氮物質(zhì)溶解在去離子水中制成含氮溶液；
[0020] (2)步驟⑴制得的含氮溶液中加入所需量的納米炭黑、分散劑和表面活性劑，用 高速剪切攪拌機(jī)以2500~4000轉(zhuǎn)/分將其剪切混合均勻，或使用超聲波發(fā)生器混合均 勻；
[0021] (3)將步驟（2)得到的混合液在攪拌條件下加熱，升溫至40~55°C;
[0022] (4)冷卻到室溫，獲得納米流體的半成品；
[0023] (5)將步驟⑷得到的納米流體半成品加入所需量的滲透劑，通過(guò)超聲振動(dòng)10-60 分鐘即得納米農(nóng)藥化肥增效劑，pH控制在6-10。
[0024] 本發(fā)明的納米材料增效劑制造的化肥農(nóng)藥增效劑屬于納米肥料，粒子本身帶有負(fù) 電磁效應(yīng)，從而使肥料養(yǎng)分流動(dòng)速度加快，更容易被植物吸收，提高了肥料利用率。有效促 進(jìn)植物生長(zhǎng)，提高產(chǎn)量并改善了作物品質(zhì)。本發(fā)明提出了在含氮水溶液中添加炭納米顆粒 (納米炭黑）和非離子、陰離子表面活性劑；分散劑、滲透劑配制成納米流體方法，這種流體 就是一種高效多用途的肥料、農(nóng)藥增效劑。此種納米流體中的納米炭黑性質(zhì)穩(wěn)定，能明顯改 變土壤的電動(dòng)電位，增加土壤電位差，提高土壤中的離子濃度，促進(jìn)土壤有效養(yǎng)分的釋放， 強(qiáng)化植物的吸收，植物增強(qiáng)了呼吸作用。納米炭黑流體屬負(fù)電離子，具有極強(qiáng)的吸附、展著、 滲透作用。從而提高肥料與農(nóng)藥的吸收利用率。在降低肥料農(nóng)藥使用量的同時(shí)，提高作物 的產(chǎn)量與品質(zhì)，降低C02排放，低碳環(huán)保。
[0025] 磁性納米肥料的機(jī)理是由于加入的納米材料具有磁性等特殊的性質(zhì)，能夠吸附某 些離子，或與其反應(yīng)形成新的物質(zhì)，因此：（1)納米材料提高土壤的電動(dòng)電位，增加土壤電 位差，提高了土壤中肥料水溶液的電導(dǎo)率，加速了離子的傳導(dǎo)，促進(jìn)土壤養(yǎng)分的的釋放，具 有促進(jìn)作物營(yíng)養(yǎng)吸收和生物合成的雙重功效，從而促進(jìn)分蘗，提早成熟。（2)可以降低土壤 硝酸鹽的淋洗，固定或活化重金屬離子，減少土壤對(duì)其吸附，減輕土壤或地下水的污染；（3) 改變土壤理化性質(zhì)，減少二氧化碳的排放；(4)納米粒子在土壤和植株體內(nèi)的運(yùn)輸和利用 有可能改變土壤和作物對(duì)養(yǎng)分的利用方式，提高養(yǎng)分利用率。
[0026] 本發(fā)明使用的納米炭黑采購(gòu)自中橡集團(tuán)炭黑工業(yè)研究設(shè)計(jì)院，粒徑20-40nm。
[0027] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：本發(fā)明所制備