本發(fā)明涉及一種應用于土壤替代磷肥的解磷劑及其制備方法與應用，屬于農(nóng)業(yè)應用。

背景技術(shù)：

1、中國作為傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)大國具有豐富的土壤資源，但從第三次全國土壤普查數(shù)據(jù)來看，我國土壤中磷的含量僅在0.44-0.85g?kg-1范圍內(nèi)，并且土壤中有效磷(指土壤中可被植物吸收利用的磷的總稱)含量不足。即使在磷含量較高的土壤中也并沒有足夠的有效磷含量供應當季作物正常生長的需要，由于土壤中大量游離碳酸鈣的存在，大部分磷成為難溶的磷酸鈣鹽，能被作物吸收利用的有效磷含量很低。而磷卻是農(nóng)作物形成細胞核蛋白、卵磷脂不可或缺的元素，可以加速細胞分裂，促進植物根須生長，使農(nóng)作物分枝更多，縮短植物的花芽分化時間，提早成熟，提高果實品質(zhì)。

2、為促進農(nóng)作物枝繁葉茂以提高產(chǎn)量，常在農(nóng)作物生長階段施加磷肥。目前常用的磷肥主要包括磷酸二氫鉀、鈣鎂磷肥等。種植的農(nóng)作物是由季度耕收，所需磷肥量大且多次使用。長時間用磷肥會主要造成兩方面負面影響：一是磷肥很容易和土壤中微量元素如鋅、鉬、硅、鐵等元素發(fā)生拮抗作用，引起因農(nóng)作物中微量元素缺乏的生理性病害。二是過量的磷酸鹽肥料在土壤中不易流失，農(nóng)作物的吸收利用有限，容易在土壤中積累引起土壤酸化板結(jié)。此外，當前我國磷肥的生產(chǎn)過程，主要采用硫酸處理磷礦，會有大量的磷石膏產(chǎn)生，磷石膏消納量有限，堆積存放會對環(huán)境造成嚴重污染。

3、為解決土壤中有效磷含量不足與磷肥施加過量問題，可利用解磷劑通過螯合、畸變等作用降解土壤本身含有的難溶磷鹽。而解磷劑如鉬酸鹽、鎢酸鹽等一般應用于化工領(lǐng)域，若將其直接應用于土壤中可能會造成殘留、污染環(huán)境等問題。

4、綜上，從作物營養(yǎng)和施肥的角度看，探索一種可降解土壤中難溶磷鹽且綠色、低成本、穩(wěn)定的解磷劑，具有重要的意義。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供一種應用于土壤替代磷肥的解磷劑及其制備方法與應用。本發(fā)明解磷劑制備方法簡單、高效，成本低，且在工業(yè)化生產(chǎn)過程中無需額外惰性保護氣體的注入，減少了工業(yè)化生產(chǎn)過程中潛在的危險并進一步降低了成本。本發(fā)明解磷劑綠色安全環(huán)保，其所具備的羧基、磺酸基等可使土壤本身存在的難溶磷鹽降解且不易聚集，從而提高土壤中有效磷含量以提高農(nóng)作物產(chǎn)量，為未來農(nóng)業(yè)領(lǐng)域用磷添加劑與替代化肥品的發(fā)展提供一種新方向。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

3、一種應用于土壤替代磷肥的解磷劑，包括如下質(zhì)量份數(shù)的原料制備得到：

4、復合型引發(fā)劑1-15份、含碳碳雙鍵的有機酸1-10份、含磺酸的不飽和有機鹽1-10份、含碳碳雙鍵的有機酯0.5-5份、溶劑水1-80份。

5、根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述應用于土壤替代磷肥的解磷劑，包括如下質(zhì)量份數(shù)的原料制備得到：

6、復合型引發(fā)劑10-11份、含碳碳雙鍵的有機酸3-7份、含磺酸的不飽和有機鹽5-7份、含碳碳雙鍵的有機酯1-2份、溶劑水5-60份。

7、優(yōu)選的，所述應用于土壤替代磷肥的解磷劑包括如下質(zhì)量份數(shù)的原料制備得到：

8、復合型引發(fā)劑10-11份、含碳碳雙鍵的有機酸5-6份、含磺酸的不飽和有機鹽6-7份、含碳碳雙鍵的有機酯1-2份、溶劑水5-15份。

9、進一步優(yōu)選的，所述應用于土壤替代磷肥的解磷劑包括如下質(zhì)量份數(shù)的原料制備得到：

10、復合型引發(fā)劑10.032份、含碳碳雙鍵的有機酸5.8642份、含磺酸的不飽和有機鹽6.045份、含碳碳雙鍵的有機酯1.0738份、溶劑水10份。

11、根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述復合型引發(fā)劑為硫酸氧礬、質(zhì)量濃度為20-30％的過氧化氫水溶液、過硫酸鈉、過硫酸銨或碳酸氫銨中的兩種以上的組合。優(yōu)選的，復合型引發(fā)劑為硫酸氧礬、質(zhì)量濃度為20-30％的過氧化氫水溶液的組合；硫酸氧礬、質(zhì)量濃度為20-30％的過氧化氫水溶液的質(zhì)量比為0.01-0.05:10，優(yōu)選為0.032:10。

12、根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述含碳碳雙鍵的有機酸為馬來酸酐、衣康酸、丙烯酸、甲基丙烯酸、乙基丙烯酸、反丁烯二酸或順式甲基丁烯二酸中的一種或兩種以上的組合。優(yōu)選的，含碳碳雙鍵的有機酸為馬來酸酐、衣康酸的組合；馬來酸酐、衣康酸的質(zhì)量比為1:0.9-3，優(yōu)選為1:2。

13、根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述含磺酸的不飽和有機鹽為甲基丙烯磺酸鈉或烯丙基磺酸鈉中的一種或兩種的組合。優(yōu)選的，含磺酸的不飽和有機鹽為甲基丙烯磺酸鈉和烯丙基磺酸鈉的組合；甲基丙烯磺酸鈉和烯丙基磺酸鈉的質(zhì)量比為1-2:1，優(yōu)選為1.1:1。

14、根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述含碳碳雙鍵的有機酯為甲基丙烯酸羥乙酯、乙酸乙烯酯或丙烯酸-2-羥乙基酯中的一種。

15、根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述解磷劑的相對分子質(zhì)量為2000-4000。

16、上述應用于土壤替代磷肥的解磷劑的制備方法，包括步驟：

17、于溶劑水中，在復合型引發(fā)劑的作用下，含碳碳雙鍵的有機酸、含磺酸的不飽和有機鹽、含碳碳雙鍵的有機酯經(jīng)聚合反應制備得到應用于土壤替代磷肥的解磷劑。

18、根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述聚合反應溫度為80-100℃，聚合反應時間為3-5h，升溫速率為4-6℃/min；優(yōu)選的，所述聚合反應溫度為90℃。

19、根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，應用于土壤替代磷肥的解磷劑的制備方法包括步驟：

20、將水以升溫速率4-6℃/min進行升溫；在攪拌的條件下，將含碳碳雙鍵的有機酸、含磺酸的不飽和有機鹽、含碳碳雙鍵的有機酯加入水中，攪拌直至完全分散；待溫度升至85℃時，加入復合型引發(fā)劑，然后經(jīng)攪拌反應，得到應用于土壤替代磷肥的解磷劑。

21、上述應用于土壤替代磷肥的解磷劑的應用，應用于土壤以降解土壤中磷酸鹽提高土壤中有效磷含量，從而提高農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)。

22、本發(fā)明的技術(shù)特點及有益效果如下：

23、1.本發(fā)明制備方法簡單、高效，成本低；本發(fā)明在含碳碳雙鍵的有機酸、含磺酸的不飽和有機鹽、含碳碳雙鍵的有機酯合成體系中加入引發(fā)劑以提升反應聚合效率，同時引發(fā)劑在聚合反應中生成保護氣體隔絕氧氣環(huán)境，從而無需額外通入惰性保護氣體，避免了在大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)過程中因使用大量惰性保護氣體所產(chǎn)生的風險，并進一步降低了生產(chǎn)成本。

24、2.本發(fā)明化學合成了一種聚合物解磷劑，拓寬了解磷劑的種類以及可用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的解磷劑品種，以提升農(nóng)作物作物的品質(zhì)和產(chǎn)量，減少了現(xiàn)有解磷劑存在的揮發(fā)性大、在農(nóng)產(chǎn)品中有殘留、對環(huán)境有污染等缺點。本發(fā)明制備的解磷劑無磷卻可使土壤中磷鹽降解；穩(wěn)定性好、揮發(fā)性小、貯存時間長；水溶性好，用量少；在農(nóng)產(chǎn)品中殘留少，毒害小，對環(huán)境污染小。

25、3.傳統(tǒng)磷肥在施入土壤后水解形成飽和溶液或經(jīng)微生物酸解以提供有效磷，而本發(fā)明提供一種可應用于土壤替代磷肥的解磷劑。本發(fā)明可應用土壤替代磷肥的解磷劑通過選用特定種類的含碳碳雙鍵的有機酸從而在共聚物化學結(jié)構(gòu)上引入高比例羧基，提升解磷劑的螯合性能。此外制備原料中含磺酸的不飽和有機鹽可使土壤中磷酸鈣鹽晶核不易聚集，從而可提高其在土壤中降解磷鹽的效果。本發(fā)明解磷劑所具備的羧基、磺酸基等可使土壤本身存在的難溶磷鹽降解且不易聚集，從而提高土壤中有效磷含量以提高農(nóng)作物產(chǎn)量，為未來農(nóng)業(yè)領(lǐng)域用磷添加劑與替代化肥品的發(fā)展提供一種新方向。

26、4.本發(fā)明特定種類的復合型引發(fā)劑、含碳碳雙鍵的有機酸、含磺酸的不飽和有機鹽、含碳碳雙鍵的有機酯，結(jié)合特定的配比才能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明優(yōu)異的解磷效果；如原料種類以及配比不適宜，或者省略一種或多種組分，解磷效果將降低。