[发明专利]氨基酸作为土壤磷释放剂的用途

说明书

技术领域

本发明涉及土壤肥料技术领域，特别涉及土壤磷素释放，具体说是氨基酸作为土壤磷释放剂的用途。

背景技术

磷是不可再生的珍稀资源， 2009年我国磷矿产量5500万吨，占世界总产量亿吨的35%，居世界首位。由于不合理的“采富弃贫”，磷矿回收率低，导致磷矿资源每年的减少量超过1.3亿吨。我国磷资源消耗的速度远远高于其他国家。按此消耗速度预算，可经济开采的磷矿资源难以再维持30年。如按此发展，我国富磷矿在2015年前将消耗殆尽。

目前生产的高浓度磷肥消耗了80%以上的磷矿资源，大部分在短时间内转化为土壤中难溶性的化合物或残留于矿渣、磷石膏中，真正被作物当季利用的磷素仅有10~25%，复合肥中配伍高浓度磷肥的使用效果和经济性很差。

多年生产高浓度并大量施用磷肥的结果使我国大部分土壤富磷，土壤中总磷平均量达到作物需求量的40倍以上。如能开发和使用促进土壤释磷的技术和产品，可不施或少施磷肥维持作物正常生长。

研究表明，土壤中0.2ppm左右的可溶性磷酸盐即可保证大多数作物的正常生长需求。理论上讲，氨基酸是含氨基和羧基的二元或多元螯合基团的有机配体，可以络合钙、镁、铁等金属离子，应有促使磷酸根从土壤中的磷酸钙镁铁盐中释放出来的作用，从而使土壤中富集的难溶磷酸盐变成可溶或者枸溶性磷酸盐，被植物吸收和利用。有关氨基酸的研究和应用很多 ，但主要是氨基酸的制备、提取、监测方法等。氨基酸可用于食品、医药、肥料等。现有氨基酸肥料主要通过将多种氨基酸的组合复配；或者对农业废弃物酸处理、碱处理，或发酵处理；或者对工业氨基酸合成母液浓缩处理进而获得混合氨基酸肥料等。迄今为止尚无氨基酸作为土壤磷释放剂的用途的研究报道。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种氨基酸作为土壤磷释放剂的用途，公开了氨基酸作为土壤磷素释放剂和植物氮肥的双效作用，并据此制备可以释放土壤磷素并同时提供植物氮肥的氨基酸肥料。

本发明申请人研究表明，氨基酸与柠檬酸一样，可以将土壤中的难溶磷酸盐变成能被植物吸收的磷酸盐（浓度可达10ppm左右），足以保证植物生长对磷的需求。

本发明申请人通过温室盆栽及田间小区试验发现，氨基酸不但是容易被微生物和植物吸收利用的优质氮肥，更能促进土壤磷素释放。研究发现甘氨酸、谷氨酸、亚氨基二乙酸等氨基酸类化合物均具有显著的释磷效果。因此，用氨基酸释放土壤中的磷素替代添加磷酸氢铵或磷酸二氢铵或磷酸钾盐，同样可以保证作物的稳产高产。

所述的氨基酸包括天然或人工合成的氨基酸，氨基酸肥料可以是各种蛋白质水解物和/或人工合成和/或天然的氨基酸纯品和/或混合物和/或母液。氨基酸包括甘氨酸、谷氨酸等天然氨基酸或亚氨基二乙酸等人工合成的氨基酸，也可以是其任意组合任意比混合物。

所述的氨基酸可直接作为释磷有机肥料使用，亦可配以无机肥料生产双效复合肥使用。以氮素施用量表示，氨基酸施用量占氮肥施用量的5%~100%。与其复配的无机氮肥为尿素、铵盐；无机钾肥为硫酸钾、磷酸二氢钾或氯化钾；无机磷肥为磷酸二氢盐或磷酸氢盐。

氨基酸是常见的生物营养物质，可以从各种植物和动物蛋白中水解获得，也可以通过微生物发酵获得。谷氨酸是目前产量最大的氨基酸，我国总发酵能力已接近160万吨，约占全球谷氨酸产能的75％，谷氨酸生产成本约5000元/吨；甘氨酸及亚氨基二乙酸，可以通过氯乙酸氨解获得，也可以通过氢氰酸合成羟基乙腈再经氨解、水解、浓缩获得，生产成本约为10000元/ 吨；若简化或省去浓缩、提纯、结晶步骤，将含无机铵盐或菌体的混合物直接作为肥料的成本将会大幅减少。可见，氨基酸复合肥在原料来源、生产保证、产业推广、市场需求等各方面都具备经济和技术的可行性。因此，氨基酸作为释磷和供氮的双效肥是未来农用肥的产业发展方向。

本发明的优点是：玉米、水稻、蔬菜的盆栽或田间肥效试验均证明，氨基酸具有双效肥的功能，既可作为高效氮肥又可同时替代磷肥，促进作物对土壤中磷的吸收。通过系列的组合与复配，开发更具优势的无磷或少磷有机或有机-无机复合肥，可以缓解磷矿的过度消耗，土壤板结和盐化、减少水肥流失、改善土壤胶体性质、增加土壤肥力，更好的利用土壤中富集的难溶磷酸盐，实现资源合理循环利用。

具体实施方式

本发明可用下文中的非限定性实施例作进一步的说明。