[發(fā)明專利]利用聚天門冬氨酸與聚天冬氨酰胺共聚物水凝膠節(jié)磷增肥效的方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310382544.4
• 申請(qǐng)日: 2013-08-29
• 公開（公告）號(hào): CN103694027A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙靜;李晨曦;宋正國
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 農(nóng)業(yè)部環(huán)境保護(hù)科研監(jiān)測所;南開大學(xué)
• 主分類號(hào): C05G3/00
• 分類號(hào): C05G3/00
• 代理公司: 天津佳盟知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12002
• 代理人: 侯力

技術(shù)領(lǐng)域

?本發(fā)明涉及利用一種兼具節(jié)磷增肥效、保水節(jié)水功能的聚天門冬氨酸與聚天冬氨酰胺共聚物來減少磷肥20~50%施用量的使用方法。

背景技術(shù)

吸水劑(water-adsorbent?polymer,WAP)或超強(qiáng)吸水劑(super?water-absorbent?polymer,SAP)是一類高分子親水聚合物(hydrophilic?polymer)，具有不溶于水但吸水膨脹的特點(diǎn)，聚合物大分子碳鏈“骨架”含有一種或多種親水性基團(tuán)，如羥基、羧基、酰胺基、氨基、磺酸基、磷酸基、亞磺酸基等，這類聚合物吸水量可達(dá)自身質(zhì)量的數(shù)百倍至千倍之多，其所吸持的百分之九十多水分可被植物利用，在農(nóng)業(yè)上習(xí)慣稱吸水劑為保水劑。保水劑可以反復(fù)吸收和釋放水分，供土壤和植物利用，其特殊的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)能提高土壤的持水能力，抑制土壤水分無效蒸發(fā)，改善土壤水分狀況，提高水資源利用率；同時(shí)，保水劑能吸附土壤或肥料中的養(yǎng)分并緩慢釋放，減少可溶性養(yǎng)分的淋溶損失，促進(jìn)土壤中養(yǎng)分的吸收，提高養(yǎng)分利用率。

國內(nèi)市場上保水劑按環(huán)境的降解性上分為兩大系列：①合成聚合物高分子材料，主要是聚丙烯酰胺類、聚丙烯鹽類，這一類保水材料在農(nóng)業(yè)種植上應(yīng)用的實(shí)例較多，取得的成果也頗豐。但大都是難降解的高分子材料，是不能完全降解或降解后單體有毒害，在實(shí)際應(yīng)用中產(chǎn)生爛根現(xiàn)象。這些材料施入土壤后會(huì)造成土壤結(jié)構(gòu)、性質(zhì)變化進(jìn)而對(duì)土壤環(huán)境質(zhì)量造成危害，形成白色污染；這些材料施入土壤后會(huì)造成土壤結(jié)構(gòu)、性質(zhì)變化進(jìn)而對(duì)土壤環(huán)境質(zhì)量造成危害，形成白色污染；②具有可生物降解性的高吸水材料，主要有以下幾類：淀粉類、纖維素類、聚乳酸類、海藻酸鈉類、聚氨基酸蛋白質(zhì)類、微生物合成類。這些生物降解高吸水性樹脂有其自身的缺陷，如生產(chǎn)成本過高不利于廣泛應(yīng)用，吸水性能和機(jī)械力學(xué)性能較差，部分樹脂吸水性能好但耐鹽性耐電解質(zhì)性能較差，不能完全生物降解等方面，從而限制了其發(fā)展和應(yīng)用。

磷是植物重要的必需營養(yǎng)元素。我國有74％的耕地土壤缺磷。磷肥的當(dāng)季利用率一般只有10％～20％。磷肥利用率低不僅造成了直接的經(jīng)濟(jì)損失，而且對(duì)人們賴以生存的環(huán)境產(chǎn)生了不良后果，磷隨地表徑流由陸地生態(tài)系統(tǒng)向水體生態(tài)系統(tǒng)遷移，加速了水體的富營養(yǎng)化。此外，由于我國的磷礦資源比較短缺，提高磷肥的利用率具有十分重要的意義。

聚天門冬氨酸（Polyaspartic?acid，簡稱PASP）是一種水溶性高分子氨基酸類聚合物，由于其具有無磷、無毒、無公害和良好的生物降解性，是一種國際公認(rèn)的“綠色化學(xué)品”。聚天門冬氨酸因含有肽鍵和羧基等活性基團(tuán)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，具有極強(qiáng)的吸附、絡(luò)合等作用，獨(dú)特的化學(xué)結(jié)構(gòu)使它具有優(yōu)異的性能，用途廣泛。農(nóng)業(yè)方面我國的應(yīng)用研究，主要是低相對(duì)分子量線性聚天門冬氨酸(10000道爾頓以下)的應(yīng)用效果試驗(yàn)。聚天門冬氨酸本身不是肥料，但它可以作肥料增效劑，能夠促進(jìn)植物對(duì)養(yǎng)分的吸收，節(jié)省肥料的用量提高作物的產(chǎn)量。據(jù)資料介紹，聚天冬門氨酸作為肥料增效劑效果確實(shí)，適用于多種作物和土壤，其主要功效表現(xiàn)在：①提高肥料利用率，②促進(jìn)生長，增加產(chǎn)量，③改善作物品質(zhì)，④促進(jìn)根系生長、增強(qiáng)抗逆性，⑤綠色環(huán)保、改良土壤等。作為肥料增效劑，具有等量增效、減量等產(chǎn)的顯著效果，節(jié)約肥料可達(dá)20-30％。聚天門冬氨酸做為肥料增效劑在源頭上控制和減少由于化肥投入引起的農(nóng)業(yè)面源污染方面，具有一定的效果。同時(shí)聚天冬氨酸的施用還能改善土壤，又可減少因過度施加化學(xué)肥料而造成的環(huán)境污染。

目前國內(nèi)市場在農(nóng)業(yè)上廣泛使用的聚天門冬氨酸屬于線性結(jié)構(gòu)，具有水溶性，分子量在10000道爾頓以下，由于線性結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，不具有吸水保水功能，所具有的吸附、絡(luò)合的能力有局限性，其肥料增效的效果不夠理想，同時(shí)分子量小的產(chǎn)品降解周期短，使得產(chǎn)品的使用期限較短，對(duì)于肥料的增效效果發(fā)揮有可能不夠穩(wěn)定。

保水劑問世以來，對(duì)其保水節(jié)水、土壤養(yǎng)分保蓄作用進(jìn)行了大量的研究。聚天門冬氨酸在農(nóng)業(yè)上作為肥料增效劑的應(yīng)用研究也有較多的報(bào)道。還有少量的研究報(bào)道，保水劑與聚天門冬氨酸肥料增效劑耦合共同作用達(dá)到保水保肥的效果。隨著高吸水樹脂在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用效果已農(nóng)田試驗(yàn)證實(shí)，對(duì)我國這樣一個(gè)缺水的農(nóng)業(yè)大國，高吸水樹脂的需求量也有較高的增長，勢必會(huì)出現(xiàn)高吸水樹脂在大量廢棄后造成環(huán)境污染的問題。從農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展要求來看，需要農(nóng)業(yè)保水劑具備綠色環(huán)保性，并具有很好的吸水保水性能。

最初保水劑為聚丙烯酸類、升級(jí)產(chǎn)品為聚丙烯酸與聚丙烯酰胺共聚物水凝膠；環(huán)境友好肥料增效劑為線性聚天門冬氨酸。本產(chǎn)品綜合上述兩類產(chǎn)品，設(shè)計(jì)為“聚天門冬氨酸與聚天冬氨酰胺共聚物水凝膠”。