本发明涉及农业技术领域，特别涉及一种提高农药和肥料利用率的复合物、其制备方法及其应用。
背景技术：
土壤疏水性是指水分不能或很难湿润土壤颗粒表面的物理现象。由于土壤疏水性的存在，水在土壤中的分布是不均匀的，从而造成水分地表径流加大，而向下的渗透能力减轻，进一步导致水分的流失。
当前农田大量采用水肥一体化操作。由于土壤疏水性的客观存在，在农田浇水施肥时，无法实现浇水浇根的目的，造成大量的水分流失，水分流失的同时导致了肥料的流失。另外土壤疏水性导致土壤中水分分布不均匀，即，根部土壤润湿情况不均匀，进而导致肥料在作物根部分布不均，影响了肥料的有效利用，从而增加了肥料的投入。
目前施肥对土壤的污染越来越受到关注，提高肥效减少农业肥料的使用是缓解该问题的重要途径。
在同等用药、肥的情况下，如何显著提高药、肥效果；或在保证效果的同时减少药、肥的使用是农业上亟待解决的问题。
技术实现要素：
为了弥补现有技术的不足，本发明提供了一种提高农药和肥料利用率的复合物、其制备方法及其应用。
本发明的技术方案为：
一种提高农药和肥料利用率的复合物，由阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂和螯合分散剂构成；所述阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂和螯合分散剂的质量比为(10～20):(10～20):(0.5～1.5)。
经大量研究发现，阴离子表面活性剂对土壤渗透性和分散性好，但是阴离子表面活性剂对土壤的附着力差；而非离子表面活性剂粘附力强，展着性好，渗透性差。研究发现将阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂按照一定的比例组合，效果有明显提升。另外，经大量创造性探索实验，进一步将螯合分散剂与阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂按照一定的比例组合，形成本发明的复合物；可显著提升肥料的利用率和农药利用率。
作为优选方案，所述阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂和螯合分散剂的质量比为15:15:1。在众多组合中，阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂和螯合分散剂的质量比为15:15:1为最佳组合，适用范围广，对不同的土壤类型、植物种类等具有普遍提升意义。
作为优选方案，所述阴离子表面活性剂为磺酸盐型阴离子表面活性剂和/或硫酸酯盐型阴离子表面活性剂。
所述的磺酸盐型阴离子表面活性剂可以为烷基磺酸盐、α-烯烃磺酸盐、木质素磺酸盐中的一种或多种。
所述的硫酸酯盐型阴离子表面活性剂可以为甘油脂肪酸酯硫酸盐、仲烷基硫酸酯盐、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯盐中的一种或多种。
进一步地，所述非离子表面活性剂为壬基酚聚氧乙烯醚。壬基酚聚氧乙烯醚为最优选择。
非离子表面活性剂还可以为脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯中的一种或多种。
作为优选方案，所述螯合分散剂为edta四钠盐。
所述提高农药和肥料利用率的复合物的制备方法，包括以下步骤：
1)向容器中加入去离子水；
2)加入阴离子表面活性剂并搅拌均匀；
3)加入非离子表面活性剂并搅拌均匀；
4)加入螯合分散剂并搅拌均匀；
5)直接灌装或稀释后灌装。
所述提高农药和肥料利用率的复合物的制备方法，还可以为：
1)向容器中加入去离子水；
2)加入非离子表面活性剂并搅拌均匀；
3)加入阴离子表面活性剂并搅拌均匀；
4)加入螯合分散剂并搅拌均匀；
5)直接灌装或稀释后灌装。
或者也可以先加入螯合分散剂，再加入阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂。制备方法简单，无需复杂设备。
所述提高农药和肥料利用率的复合物在提高作物肥料利用率上的用途。
所述提高农药和肥料利用率的复合物在提高作物农药利用率上的用途。
本发明的有益效果为：
1、本发明提高农药和肥料利用率的复合物在较低浓度时依然具有很好的润湿性和渗透性。
2、本发明提高农药和肥料利用率的复合物由阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂和螯合分散剂组成；通过无数试验创造性获得可显著增强土壤润湿能力和保水能力的阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、螯合分散剂的种类及配比。本发明提高农药和肥料利用率的复合物与现有的保水助剂、渗透助剂相比，具有显著的优势，不仅可以显著增强水对土壤的渗透能力，还能显著增强土壤的保水能力，进而现在提升植物根部对肥料的吸收利用率。
3、本发明的复合物可显著增强作物对农药的利用率，减少农药用量，具有显著的环境效益。
具体实施方式
一种提高农药和肥料利用率的复合物，由阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂和螯合分散剂构成；阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂和螯合分散剂的质量比为(10～20):(10～20):(0.5～1.5)。
作为优选方案，阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂和螯合分散剂的质量比为15:15:1。在众多组合中，阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂和螯合分散剂的质量比为15:15:1为最佳组合，适用范围广，对不同的土壤类型、植物种类等具有普遍提升意义。
作为优选方案，阴离子表面活性剂为磺酸盐型阴离子表面活性剂和/或硫酸酯盐型阴离子表面活性剂。进一步地，阴离子表面活性剂为磺化琥珀酸二辛酯钠盐。
进一步地，非离子表面活性剂为壬基酚聚氧乙烯醚。
作为优选方案，螯合分散剂为edta四钠盐。
提高农药和肥料利用率的复合物的制备方法，包括以下步骤：
1)向容器中加入去离子水；
2)加入阴离子表面活性剂并搅拌均匀；
3)加入非离子表面活性剂并搅拌均匀；
4)加入螯合分散剂并搅拌均匀；
5)直接灌装或稀释后灌装。
提高农药和肥料利用率的复合物的制备方法，还可以为：
1)向容器中加入去离子水；
2)加入非离子表面活性剂并搅拌均匀；
3)加入阴离子表面活性剂并搅拌均匀；
4)加入螯合分散剂并搅拌均匀；
5)直接灌装或稀释后灌装。
或者也可以先加入螯合分散剂，再加入阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂。
提高农药和肥料利用率的复合物在提高肥料利用率上的用途。
提高农药和肥料利用率的复合物在提高作物农药利用率上的用途，
实施例1
一种提高农药和肥料利用率的复合物，由磺化琥珀酸二辛酯钠盐、壬基酚聚氧乙烯醚和edta四钠盐组成。磺化琥珀酸二辛酯钠盐、壬基酚聚氧乙烯醚和edta四钠盐的质量比为15:15:1。
上述复合物的制备方法，包括步骤：
1)反应釜内加入去离子水400升；
2)加入150kg磺化琥珀酸二辛酯钠盐，并搅拌20分钟；
3)加入150kg壬基酚聚氧乙烯醚，搅拌10分钟；
4)加入10kgedta四钠盐；
5)加入去离子水，补足至1000升
6)继续搅拌30分钟，灌装。
实施例2
一种提高农药和肥料利用率的复合物，由磺化琥珀酸二辛酯钠盐、aeo-5和edta四钠盐组成。磺化琥珀酸二辛酯钠盐、aeo-5和edta四钠盐的质量比为15:15:1。
上述复合物的制备方法，包括步骤：
1)反应釜内加入去离子水400升；
2)加入150kg磺化琥珀酸二辛酯钠盐，并搅拌20分钟；
3)加入150kgaeo-5，搅拌10分钟；
4)加入10kgedta四钠盐；
5)加入去离子水，补足至1000升
6)继续搅拌30分钟，灌装。
实施例3
一种提高农药和肥料利用率的复合物，由aos-12(α-烯烃磺酸钠)、壬基酚聚氧乙烯醚和edta四钠盐组成。aos-12、壬基酚聚氧乙烯醚和edta四钠盐的质量比为15:15:1。
上述复合物的制备方法，包括步骤：
1)反应釜内加入去离子水400升；
2)加入150kgaos-12，并搅拌20分钟；
3)加入150kg壬基酚聚氧乙烯醚，搅拌10分钟；
4)加入10kgedta四钠盐；
5)加入去离子水，补足至1000升
6)继续搅拌30分钟，灌装。
实施例4
一种提高农药和肥料利用率的复合物，由磺化琥珀酸二辛酯钠盐、壬基酚聚氧乙烯醚和edta四钠盐组成。磺化琥珀酸二辛酯钠盐、壬基酚聚氧乙烯醚和edta四钠盐的质量比为15:13:0.6。
上述复合物的制备方法，包括步骤：
1)反应釜内加入去离子水400升；
2)加入150kg磺化琥珀酸二辛酯钠盐，并搅拌20分钟；
3)加入130kg壬基酚聚氧乙烯醚，搅拌10分钟；
4)加入6kgedta四钠盐；
5)加入去离子水，补足至1000升
6)继续搅拌30分钟，灌装。
实施例5
一种提高农药和肥料利用率的复合物，由磺化琥珀酸二辛酯钠盐、壬基酚聚氧乙烯醚和edta四钠盐组成。磺化琥珀酸二辛酯钠盐、壬基酚聚氧乙烯醚和edta四钠盐的质量比为12:18:1。
上述复合物的制备方法，包括步骤：
1)反应釜内加入去离子水400升；
2)加入120kg磺化琥珀酸二辛酯钠盐，并搅拌20分钟；
3)加入180kg壬基酚聚氧乙烯醚，搅拌10分钟；
4)加入10kgedta四钠盐；
5)加入去离子水，补足至1000升
6)继续搅拌30分钟，灌装。
实施例6
一种提高农药和肥料利用率的复合物，由木质素磺酸钠、壬基酚聚氧乙烯醚和edta四钠盐组成。木质素磺酸钠、壬基酚聚氧乙烯醚和edta四钠盐的质量比为15:15:1。
上述复合物的制备方法，包括步骤：
1)反应釜内加入去离子水400升；
2)加入150kg木质素磺酸钠，并搅拌20分钟；
3)加入150kg壬基酚聚氧乙烯醚，搅拌10分钟；
4)加入10kgedta四钠盐；
5)加入去离子水，补足至1000升
6)继续搅拌30分钟，灌装。
实施例7
一种提高农药和肥料利用率的复合物，由十二烷基磺酸钠(sds)、aeo-9和edta四钠盐组成。十二烷基磺酸钠(sds)、aeo-9和edta四钠盐的质量比为15:15:1。
上述复合物的制备方法，包括步骤：
1)反应釜内加入去离子水400升；
2)加入150kgsds，并搅拌20分钟；
3)加入150kgaeo-9，搅拌10分钟；
4)加入10kgedta四钠盐；
5)加入去离子水，补足至1000升
6)继续搅拌30分钟，灌装。
实验室测试各实施例产品以及现有技术产品的润湿性、静态表面张力和渗透性、动态表面张力，结果分别如表1和表2所示。
说明：
该测试在南开大学进行，采用全自动静态表面张力仪和动态表面张力仪对产品进行测试。
静态表面张力所表述的是产品的湿润效果，时间越短表示产品的湿润效果越好；动态表面张力所表述的是产品的渗透效果，最后的数据越小，表示产品的渗透效果越好。
测试的室温为25℃；
水的表面张力为71.82，作为对照；
在稀释100倍的情况下，如果在10分钟内湿润度依然很小(一般认为10％以内)，则不测试稀释1000倍的相关数据。
表1各实施例产品的润湿性和静态表面张力测试结果
表2各实施例产品的渗透性和动态表面张力测试结果
由表1、表2可知：
1、实施例1无论湿润性还是渗透性都是最好；
2、实施例2将实施例1中的壬基酚聚氧乙烯醚替换为aeo-5，湿润性变化不大，但是渗透性发生了较大的变化，效果变差。
3、实施例3将实施例1中的磺化琥珀酸二辛酯钠盐替换为aos(α-烯烃磺酸钠)，效果变差(产品的展着性则会降低)。
4、说明本发明中各组分发生微小变化即可对其渗透性或润湿性产生较大影响。
表3实施例1与市场常见的助剂产品润湿性和静态表面张力测试比对
由表3可知：
1、稀释100倍的情况下，除倍创(非离子 植物油)外的各产品润湿性均较好，说明在高浓度下大部分助剂的展着性能都不错。
2、稀释1000倍后，只有实施例1的助剂表现出比较好的效果，其他助剂的展着效果明显变差。由此可见，本发明助剂在较低浓度下展着效果依然不错，说明由阴离子、非离子的按照一定配比形成的本发明助剂在展着性上是明显优于现有助剂。
表4实施例1与市场常见的助剂产品渗透和动态表面张力测试比对
由表4可知：
1、在稀释100倍的情况下，除植物精油(凝蕨)和倍创(非离子 植物油)2个助剂的之外的其它产品渗透性均较好，说明多种助剂在较高浓度下的渗透性良好。
2、在稀释1000倍后，只有实施例1的助剂表现出比较好的效果，而现有助剂在该浓度下渗透性显著降低。由此可见，本发明助剂在较低浓度下渗透性依然较好，说明由阴离子、非离子的按照一定配比形成的本发明助剂在渗透性上是明显优于现有助剂。
根据表3和表4可知，虽然现有助剂在稀释100倍的情况下与本发明助剂的润湿性和渗透性相差不大，但是在稀释1000倍的情况下，本发明的润湿性和渗透性均显著优于现有助剂。
应用实施例：采用实施例1的提高农药和肥料利用率的复合物进行土壤润湿试验。
1)土壤基质试验：
方法：
取2份50克植物性基质，分别放到下面有开孔的容器中。
向容器中加入普通水500ml作为对照，实施例1的1500倍水溶液500ml作为实验组。
结果如下：
对照组：流出水分450毫升，基质持水50毫升
实验组：流出水分270毫升，基质持水230毫升
结论：加入实施例1的复合物后，土壤基质的疏水性被降低，持水量获得极大提升，持水率是原来的4.6倍。
2)沙质土壤小麦种植试验
方法：分别在两个容器的沙质土壤中播种同等数量的小麦种子，分别一次性浇灌1000ml水作为对照组，灌溉1000ml实施例1的1500倍的水溶液作为实验组，考察小麦的生长状况以及干物质积累量。
结果如下：
对照组：单独浇水的小麦21天后出现萎蔫，29天后完全死亡，干物质测量为120克。
实验组：浇实施例1水溶液的小麦21天后生长正常，29天后出现萎蔫，38天后完全死亡，干物质测量为140克。
结论：加入实施例1的复合物后，能够有效的提升沙质土壤的持水量，给植物提高更多的水分，延缓植物死亡的时间，提高植物生长量15％以上。
3)大田试验
①针对韭菜韭蛆的防治试验(2018年10月)
地址：山东省菏泽市单县杨楼镇
表5防治韭菜韭蛆的试验情况
由表5可知，加入本发明助剂后，用药量虽然降低了40％，无论是短期防治效果还是长期防治效果均显著提升。说明本发明助剂可以显著降低农药用量。
②针对茄子枯萎病的防治试验(2019年6月)
地址：山东省济南市山东省农科院试验田。
表6防治茄子枯萎病的试验情况
由表6可知，加入本发明助剂后，用药量虽然降低了50％，防治效果却有所提升，可见，本发明助剂可以显著降低农药用量。
③针对菠菜生长试验(2019年9月)
地址：山东省临沂市兰陵县曹湾村
表7菠菜生长试验结果
由表7可知：
1、仅冲施氮磷钾肥，菠菜的生产劣于冲施氮磷钾肥时添加本发明实施例1时菠菜的生长。本发明助剂对植物氮磷钾的吸收起到促进作用。
2、即使不冲施氮磷钾肥，仅冲施本发明实施例1的助剂，也可以显著改善植物的生长，可能是本发明助剂对作物吸收土壤中的氮磷钾也具有促进作用。
1.一种提高农药和肥料利用率的复合物，其特征在于：由阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂和螯合分散剂构成；所述阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂和螯合分散剂的质量比为（10~20）:（10~20）:（0.5~1.5）。
2.如权利要求1所述提高农药和肥料利用率的复合物，其特征在于：所述阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂和螯合分散剂的质量比为15:15:1。
3.如权利要求1或2所述提高农药和肥料利用率的复合物，其特征在于：所述阴离子表面活性剂为磺酸盐型阴离子表面活性剂和/或硫酸酯盐型阴离子表面活性剂。
4.如权利要求3所述提高农药和肥料利用率的复合物，其特征在于：所述非离子表面活性剂为壬基酚聚氧乙烯醚。
5.如权利要求1或2所述提高农药和肥料利用率的复合物，其特征在于：所述螯合分散剂为edta四钠盐。
6.如权利要求1所述提高农药和肥料利用率的复合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）向容器中加入去离子水；
2）加入阴离子表面活性剂并搅拌均匀；
3）加入非离子表面活性剂并搅拌均匀；
4）加入螯合分散剂并搅拌均匀；
5）直接灌装或稀释后灌装。
7.权利要求1所述提高农药和肥料利用率的复合物在提高作物肥料利用率上的用途。
8.权利要求1所述提高农药和肥料利用率的复合物在提高作物农药利用率上的用途。
技术总结