土壤中无效态铁的活化剂

技术领域：

本发明涉及一种农业生产中被固定在土壤中的微量元素铁（土壤中无效态铁）的活化剂。

背景技术：

铁是植物生长发育必需的矿质元素，在光合作用、呼吸作用、氮的固定、蛋白质和核酸合成中都发挥着重要作用。缺铁会影响叶绿素的合成，破坏叶绿体、核糖体等细胞器及膜的结构和功能，进而干扰生理作用的正常进行，最典型的表现为植株黄化、早衰。

铁在地壳中含量是相当丰富的（含量4.75%），土壤中的平均含量3.8%，但它们多以Fe³⁺ (即Fe(OH)₃，含水氧化铁)的形式存在，在中性和碱性土壤中的溶解度极低，容易被土壤固定，从而限制了土壤中铁的有效性。

我国有较大面积的碱性或石灰性土壤，约占世界上可耕作土壤的30%-—40%，其上生长的植物特别是栽培的果树都程度不同地发生缺铁失绿黄化病，严重者导致生产力急剧下降或衰退。

生产应用最早、最多的是直接用外源硫酸亚铁或螯合铁肥进行补铁。Fe(OH)₃的溶解度受pH的控制，pH增加，活性铁下降，在较高pH情况下，每增加一个pH单位，溶液中活性铁减少一千倍，可溶性铁在pH6.5～8.0达到最低。硫酸亚铁在自然条件下极易转化为难溶的三价铁化合物而很难被利用，应用范围较窄、效能低下，不利于作物吸收，而螯合铁肥中FeEDTA在石灰性土壤（pH值>6）则降效，pH值8以上几乎无效， FeEDDHA在pH4～9范围内都是一种良好的铁源，但生产工艺复杂，生产成本和使用成本高，所以生产上一般用来作叶面喷施，喷施时能够被叶面吸收的量很微，持效期短，需要反复使用，费工费时。

发明内容：

本发明的目的是为了提供一种可以直接活化土壤中被固定的含量丰富的微量元素铁，将固定的铁转化成植物可以吸收利用的有效态铁，减少含铁化合物的使用，生产工艺简单，生产成本和使用成本低，节约资源的土壤中无效态铁的活化剂。

本发明的目的是这样来实现：

本发明土壤中无效态铁的活化剂，按重量份包括以下组份：

铁活化剂母料         1—90，

填料                        0—85，

表面活性剂               1—5， 

防结块剂                   1—10，

植物生长调节剂        0.1—5。

上述的土壤中无效态铁的活化剂，按重量份包括以下组份：

铁活化剂母料           40—80，

填料                           0—50，

表面活性剂               1—3，

防结块剂                   1—10，

植物生长调节剂        0.1—5。

上述的铁活化剂母料为二乙烯三胺五甲叉膦酸钠、二乙烯三胺五甲叉膦酸钾、二乙烯三胺乙酸钠，二乙烯三胺乙酸钾、乙二胺四乙酸钠、乙二胺四乙酸钾、六偏磷酸钠、六偏磷酸钾中的至少一种。

上述的填料为白炭黑、轻质碳酸钙、硫酸亚铁、磷酸二氢钾、尿素中的至少一种。

上述的表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、烷基苯磺酸钙、月桂醇基硫酸钠、脂肪胺聚氧乙烯醚中的至少一种。

上述的防结块剂为二氧化硅、无水硫酸镁中的至少一种。

上述的植物生长调节剂为萘乙酸、吲哚丁酸、吲哚乙酸中的至少一种。

本发明土壤中无效态铁的活化剂的制备方法：将铁活化剂母料、填料、表面活性剂、防结块剂、植物生长调节剂按比例，与3—8倍重量的水在反应釜中80℃—90℃加热溶解6—8小时，然后进行喷雾干燥即得固态铁活化剂。

本发明土壤中无效态铁的活化剂可以直接活化土壤中被固定的含量丰富的微量元素铁，将固定的铁转化成植物可以吸收利用的有效态铁，减少含铁化合物的使用，节约资源，生产工艺简单，生产成本和使用成本低。

具体实施方式：

以下各实施例中的份均为重量份。

实施例1：

将二乙烯三胺五甲叉膦酸钠1份、轻质碳酸钙5份、磷酸二氢钾70份、尿素10份、十二烷基硫酸钠1份、月桂醇基硫酸钠2份、脂肪胺聚氧乙烯醚中1份、二氧化硅5份、无水硫酸镁4.8份、萘乙酸0.1份、吲哚丁酸0.1份投入装有300份重量水的搪瓷反应釜中，然后加热至80-90℃恒温搅拌溶解6—8小时，然后喷雾干燥即得固态铁的活化剂，直接分装即得铁的活化剂成品。

实施例2：

将二乙烯三胺五甲叉膦酸钠20份、乙二胺四乙酸钠20份、轻质碳酸钙7份、磷酸二氢钾25份、尿素15份、十二烷基苯磺酸钠0.8份、月桂醇基硫酸钠2份、脂肪胺聚氧乙烯醚2份、二氧化硅4份、无水硫酸镁4份、萘乙酸0.2份投入装有300份重量水的搪瓷反应釜中，然后加热至80—90℃恒温搅拌溶解6—8小时，然后喷雾干燥即得铁的活化剂。

实施例3：

将二乙烯三胺五甲叉膦酸钠10份、二乙烯三胺乙酸钠10份、乙二胺四乙酸钠10份、六偏磷酸钠10份、轻质碳酸钙7份、磷酸二氢钾25份、尿素15份、十二烷基苯磺酸钠0.8份、月桂醇基硫酸钠2份、脂肪胺聚氧乙烯醚2份、二氧化硅4份、无水硫酸镁4份、萘乙酸0.1份、吲哚乙酸0.1份投入装有300份重量水的搪瓷反应釜中，然后加热至80—90℃恒温搅拌溶解6—8小时，然后喷雾干燥即得铁的活化剂。

实施例4：

将二乙烯三胺五甲叉膦酸钾5份、二乙烯三胺乙酸钾5份、乙二胺四乙酸钾10份、六偏磷酸钾25份、轻质碳酸钙5份、磷酸二氢钾25份、尿素10份、十二烷基苯磺酸钠0.5份、烷基苯磺酸钙3份、脂肪胺聚氧乙烯醚1份、二氧化硅5份、无水硫酸镁3份、萘乙酸1份、吲哚丁酸1.5份投入装有300份重量水的搪瓷反应釜中，然后加热至80—90℃恒温搅拌溶解6—8小时，然后喷雾干燥即得铁的活化剂。

实施例5：

将二乙烯三胺五甲叉膦酸钾10份、二乙烯三胺乙酸钾10份、乙二胺四乙酸钾20份、六偏磷酸钾20份、轻质碳酸钙8份、磷酸二氢钾15份、尿素5份、十二烷基苯磺酸钠1份、十二烷基硫酸钠1份、 月桂醇基硫酸钠0.5份、脂肪胺聚氧乙烯醚0.5份、 二氧化硅3份、无水硫酸镁4份、吲哚丁酸2份投入装有300份重量水的搪瓷反应釜中，然后加热至80—90℃恒温搅拌溶解6—8小时，然后喷雾干燥即得铁的活化剂。

实施例6：

将二乙烯三胺五甲叉膦酸钠20份、乙二胺四乙酸钠20份、六偏磷酸钠20份、轻质碳酸钙8份、磷酸二氢钾15份、尿素5份、十二烷基硫酸钠2份、烷基苯磺酸钙1.5份、二氧化硅2份、无水硫酸镁3.5份、萘乙酸1份、吲哚丁酸1份、吲哚乙酸1份投入装有300份重量水的搪瓷反应釜中，然后加热至80—90℃恒温搅拌溶解6—8小时，然后喷雾干燥即得铁的活化剂。

实施例7：

将二乙烯三胺五甲叉膦酸钾40份、六偏磷酸钾40份、磷酸二氢钾10份、十二烷基硫酸钠1份、脂肪胺聚氧乙烯醚1份、二氧化硅2份、无水硫酸镁4份、吲哚乙酸2份投入装有300份重量水的搪瓷反应釜中，然后加热至80-90℃恒温搅拌溶解6—8小时，然后喷雾干燥即得铁的活化剂。

实施例8：

将二乙烯三胺乙酸钾40份、乙二胺四乙酸钾40份、磷酸二氢钾8份、尿素2份、十二烷基硫酸钠1份、烷基苯磺酸钙0.5份、脂肪胺聚氧乙烯醚0.5份、二氧化硅4份、无水硫酸镁1份、萘乙酸1.5份、吲哚乙酸1.5份投入装有300份重量水的搪瓷反应釜中，然后加热至80—90℃恒温搅拌溶解6—8小时，然后喷雾干燥即得铁的活化剂。

实施例9：

将二乙烯三胺五甲叉膦酸钾20份、二乙烯三胺乙酸钾20份、六偏磷酸钾40份、磷酸二氢钾5份、尿素5份、烷基苯磺酸钙1份、月桂醇基硫酸钠1份、脂肪胺聚氧乙烯醚0.5份、二氧化硅3份、无水硫酸镁1份、萘乙酸1份、吲哚丁酸2.5份投入装有300份重量水的搪瓷反应釜中，然后加热至80—90℃恒温搅拌溶解6—8小时，然后喷雾干燥即得铁的活化剂。

实施例10：

将二乙烯三胺五甲叉膦酸钠20份、二乙烯三胺乙酸钠20份、乙二胺四乙酸钾20份、六偏磷酸钾20份、尿素10份、十二烷基苯磺酸钠1份、二氧化硅2份、无水硫酸镁2份、萘乙酸2.5份、吲哚丁酸2.5份投入装有300份重量水的搪瓷反应釜中，然后加热至80—90℃恒温搅拌溶解6—8小时，然后喷雾干燥即得铁的活化剂。

实施例11：

将二乙烯三胺五甲叉膦酸钠10份、二乙烯三胺五甲叉膦酸钾10份、二乙烯三胺乙酸钠10份、二乙烯三胺乙酸钾10份、乙二胺四乙酸钠10份、乙二胺四乙酸钾10份、六偏磷酸钠10份、六偏磷酸钾10份、磷酸二氢钾5份、尿素5份、十二烷基硫酸钠1份、二氧化硅3份、无水硫酸镁1份、萘乙酸5份投入装有300份重量水的搪瓷反应釜中，然后加热至80—90℃恒温搅拌溶解6—8小时，然后喷雾干燥即得铁的活化剂。

实施例12：

将六偏磷酸钾90份、脂肪胺聚氧乙烯醚1份、二氧化硅2份、无水硫酸镁2份、吲哚丁酸5份投入装有300份重量水的搪瓷反应釜中，然后加热至80—90℃恒温搅拌溶解6—8小时，然后喷雾干燥即得铁的活化剂。

应用实例：

将上述实施例5、实施例6制得的样品分别编号为铁的活化剂1#，铁的活化剂2#进行以下试验：

试验（一） 相同重量铁活化剂对不同重量土壤中无效态铁的活化能力测定

试验结果如表1所示。从表中数据可见，用相同量的铁活化剂（1克）来浸泡处理不同量的土壤（10—50克），每增加10克土壤，空白对照浸提液中测得的铁含量的增加量仅为0—0.07mg，而铁活化剂1#和2#处理的浸提液中测得的铁含量的增加量分别为0.11—0.37mg和0.09—0.52mg,其中铁活化剂2#的铁活化能力要高于铁活化剂1#，两者均明显高于空白对照，说明了铁活化剂对土壤中的无效态铁是具有活化能力的。

表1  铁的活化剂（1g）对土壤中无效态铁的活化量 

注：土壤取自四川省成都市龙泉山脉，样品处理方法为称取不同量的土壤，用1g铁活化剂进行处理，均加入200ml蒸馏水浸泡24h，用离心机分离，取上层液体进行铁含量测试。

试验（二） 不同量活化剂对等量土壤（10g)中铁的活化能力测定

从表2可见，用不同量的铁活化剂来浸泡处理相同量的土壤（10克），空白对照浸提液中测得的铁含量为0.12mg，随着铁活化剂用量的增加，能够从等量土壤中活化出来的铁含量逐渐增加，而且铁活化剂2#活化出来的铁含量的增加幅度大于和铁活化剂1#。该试验也说明了铁活化剂对土壤中的无效态铁具有活化能力。

表2  不同量活化剂对土壤（10g)中铁的活化量 

注：土壤取自成都市龙泉山脉，样品处理方法为称取相同量的土壤10g，加入相应量的铁活化剂，然后用200ml去离子水浸泡24h，用离心机分离，取上层液体进行铁含量测试。

试验（三） 土壤施用铁活化剂和不同铁肥对波菜的影响

波菜是含铁量丰富的蔬菜，土壤缺铁会引起波菜生理反应，进而影响其生长发育。土壤碱化处理可引起土壤中铁更多地被固定，从而为试验创造了铁被固定的土壤环境。该试验通过外源补充铁肥和施用铁活化剂的不同方式来缓解土壤缺铁对波菜生长的影响。从表3的试验数据表明，几种处理方式均可增加在碱化土壤中生长的波菜的产量，单株叶片数量、根颈粗以及叶片长度和宽度，尤其是铁活化剂2#的效果最明显。该试验反映了土壤铁活化剂的施用与外源补充铁肥对铁固定土壤产生了相似的铁补充效应，表明铁活化剂活化了碱化土壤中被固定的铁。

表3  土壤施用活化剂和不同铁肥对波菜的影响

注：表中数据为各指标较空白对照的增长量（%） ，三种铁肥用量以相同的亩用成本来确定。试验采用盆栽，栽培土壤预先进行碱化处理，土壤pH7.6。

试验（四）土壤施用不同铁活化剂和铁肥对桃树叶片中叶绿素的影响

缺铁会使叶片叶绿素含量降低，引起植株黄化。因此该试验通过测定叶绿素含量的方式来鉴定铁活化剂的铁活化效果。试验在四川省成都市龙泉区山泉镇进行。每处理2株，重复3次，在开花前一次性土施，在滴水线内侧挖15厘米深的环状沟，每株灌水15公斤，每间隔20天调查测定一次叶绿素，共4次。分别在东、南、西、北四个方向的枝条上取相同部位的倒数3—4片展开叶用spad—502叶绿素仪测定叶绿素含量。随着时间的延长，铁活化剂处理与空白对照之间的叶绿素差异越来越明显，在第四次调查时铁活化剂2#、EDDHA-Fe处理和空白处理之间达到了极显著差异，而两种铁活化剂与EDDHA-Fe之间差异不显著。可见，试验同样说明铁活化剂活化了土壤中的铁，促进了桃树对铁的吸收，提高了叶片叶绿素含量，与外源补充铁肥（EDDHA-Fe）产生了等同的生理作用。但本发明土壤中无效态铁的活化剂生产工艺简单，生产成本和使用成本低。

表4 桃树施用铁活化剂和铁肥对叶片叶绿素含量（SPAD）的影响

上述实施例是对本发明的上述内容作进一步的说明，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于上述实施例。凡基于上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。