一种水溶性复合肥料及其制备方法

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一种水溶性复合肥料及其制备方法\n技术领域\n[0001] 本发明涉及肥料领域，具体涉及一种水溶性复合肥料及其制备方法。\n背景技术\n[0002] 合理施用磷肥可以增加农作物的产量，改善作物的质量，加速谷类作物分蘖和促进籽粒饱满，促使棉花、瓜类、茄果类蔬菜及果树的开花结果，提高结果率，增加甜菜、甘蔗、西瓜的糖分及油菜籽的含油量。其中过磷酸钙作为基肥在农户中使用较多，然而过磷酸钙养分比较单一，并不能满足农作物生长初期养分的需要，且长期使用化肥使土壤容易板结化，农田的有机成分减少，农作物生长缺少有机质肥效而生长缓慢，然而直接施用有机质肥料到农田中易于使农作物产生土传病虫害等问题。\n[0003] 稀土元素可以提高植物的叶绿素含量，增强光合作用，促进根系发育，增加根系对养分吸收。稀土还能促进种子萌发，提高种子发芽率，促进幼苗生长。除了以上主要作用外，还具有使某些作物增强抗病、抗寒、抗旱的能力。但是稀土盐并不能直接被植物吸收，因此植物对稀土盐的吸收率较低。无机盐形式的微量元素，其利用率易受pH值、纤维、草酸、维生素、磷酸及植酸等的影响，而氨基酸螯合物形式的微量元素由于其化学性能稳定，分子内电荷趋于中性，可有效防止微量元素离子形成不溶解的化合物，或防止其被吸附在有碍元素吸收的不溶解胶体上，因而有利于植物吸收。大量研究表明，经氨基酸螯合的微量元素吸收率是无机微量元素的2-6倍。同时螯合元素可有效避免在饲料中添加过多的无机元素所带来的中毒及浪费现象，并在机体需要时它可有效地释放出来，以满足机体需要。同时，氨基酸螯合物是一种接近自然界的盐的形式存在，在机体环境条件下溶解性好，可借助肽或氨基酸的吸收途径，而不必先同其他物质结合，因而它比无机的吸收要快30％左右。\n[0004] 褐帘石是一种含有较高稀土组分的帘石族矿物。其中铈可高达11％，此外还常含有钇、钍、镧等，铍可达3.8％，镁、锰等的混入。\n[0005] 菱锌矿为碳酸盐类矿物方解石族菱锌矿，主含碳酸锌，锌在植物体内主要是作为酶的金属活化剂。最早发现的含锌金属酶是碳酸酐酶，这种酶在植物体内分布很广，主要存在于叶绿体中。它催化二氧化碳的水合作用，促进光合作用中二氧化碳的固定，缺锌使碳酸酐酶的活性降低。因此，锌对碳水化合物的形成是重要的。\n[0006] 以前的施肥观念是给作物根部施肥，养分从根部输送到作物全身，这样效果很慢；\n其实作物全身都可以直接吸收养分，液体肥正是利用了这一点，喷洒作物全身，作物吸收快，更加鲜嫩可口。\n[0007] 我国是农业大国，充分合理的水溶性肥料对农作物的作用，开发安全、高效、环保的肥料，具有重大的意义。\n发明内容\n[0008] 针对上述问题，本发明的目的是提供一种富含稀土氨基酸络合物、安全、高效的水溶性有机复合肥料，该肥料适用于叶面喷施、浸种、蘸根、注射施用、淋施、浇施、喷灌施、滴灌施等各种方式使用，施肥非常均匀，使用浓度方便调节，对苗期作物使用安全，不会引起烧苗。本发明的另一个目的是提供一种水溶性有机型复合肥料的制备方法，本水溶性有机型复合肥料养分更安全、肥效快、肥效期长，有效调理和改良土壤的质地。\n[0009] 本发明提供的技术方案为：一种水溶性复合肥料，包括以重量份计的如下材料：超细微矿石粉40-60份、农产品废弃液30-50份、牛粪35-50份、植物秸秆20-35份、复合生物菌\n10-20份、腐殖酸10-15份、沸石8-12份、尿素20-40份、金属离子氨基酸络合物浓缩液30-50份和稀土氨基酸络合物浓缩液30-50份。\n[0010] 优选地，所述稀土氨基酸络合物浓缩液包括以重量份计的如下材料：皮革废料30-\n50份、褐帘石30-50份、浓度为40％的硫酸溶液100份、高氯酸40-60份。\n[0011] 优选地，所述金属离子氨基酸络合物浓缩液包括以重量份计的如下材料：豆粕30-\n50份、浓度为40％的盐酸溶液50-100份、30-50份。\n[0012] 优选地，所述农产品废弃液包括以重量份计的如下材料：甘蔗糖蜜发酵液70-90份，沼气废液30-50份，螺旋藻废液20-40份。\n[0013] 一种制备上述水溶性复合肥料的制备方法，包括以下步骤：将所述的稀土氨基酸络合物浓缩液、金属离子氨基酸络合物浓缩液、超细微矿石粉及发酵滤液按上述重量份混合，充分搅拌15分钟，调节pH至8-9，在常温常压条件下按上述重量份加入农产品废弃液和复合生物菌，充分搅拌1小时，即得成品。\n[0014] 优选地，所述稀土氨基酸络合物浓缩液的制备方法包括以下步骤：\n[0015] 将上述重量份的皮革废料粉碎至细度为200目，将其放置在高压反应釜中，加入上述重量份的浓度为40％的硫酸溶液，在温度为110-125℃，压强为20MP的条件下水解8小时，经过滤后得动物蛋白水解液，备用；\n[0016] 在常温下将上述重量份的褐帘石粉溶于以重量份计的40-60份高氯酸中，在100℃条件下反应1小时，过滤掉溶液中的杂质，得稀土离子澄清溶液；\n[0017] 将所得稀土离子澄清液与上述动物蛋白水解液混合，沿一个方向搅拌，在90℃条件下反应1小时，得稀土氨基酸络合物溶液，将其转移在蒸发器中抽气浓缩至原体积的1/4，得到所述稀土氨基酸络合物浓缩液。\n[0018] 优选地，所述金属离子氨基酸络合物浓缩液的制备方法具有以下步骤：将上述重量份的豆粕粉碎至细度为200目，投至上述重量份的盐酸溶液中，煮至沸腾后加入上述重量份的菱锌矿，沿一个方向搅拌1小时，经过滤后得金属离子氨基酸络合物，转移至蒸发器中抽气浓缩至原体积的1/4，得到金属离子氨基酸络合物浓缩液。\n[0019] 优选地，所述发酵滤液的制备方法具有以下步骤：将上述重量份的植物秸秆粉碎至长度为3-6cm，与牛粪、腐殖酸混合均匀，采用紫外线灯照射6小时后置于发酵池中，再向发酵池中加入上述重量份的尿素，发酵前pH为6-7，温度为60-65℃，开始发酵后每24小时翻堆一次，控制含水量保持在60％，至物料完全没有粪便臭味时停止发酵，采用板框压滤机将发酵产物固液分离，得到所述发酵滤液。\n[0020] 优选地，所述超细微矿石粉的制备方法具有以下步骤：将磷矿石与沸石按2∶1的重量比混合均匀，放置于球磨机中粉碎至细度为100-200目，再倒入超细微粉磨机中细磨1次，得到超细微矿石粉，其细度为2000-2500目。\n[0021] 优选地，还包括所述农产品废弃液的制备：以按重量份计的甘蔗糖蜜发酵液70份，沼气废液30份，螺旋藻废液30份的比例混合，采用于100℃熬制1小时，调节pH为7-8之间，自然冷却后过滤、除渣，滤液即为农产品废弃液。\n[0022] 本发明的有益效果如下：\n[0023] (1)、本水溶性复合肥料含有金属离子氨基酸络合物和稀土氨基酸络合物，既能保持稀土元素和金属离子的缓慢释放和充分利用，也能保证微量元素的稳效和长效；\n[0024] (2)、本发明采用的稀土氨基酸络合物的制备采用了皮革废料作为氨基酸源，节约资源，且容易收集，适合大规模生产。\n[0025] (3)、本发明采用的金属离子氨基酸络合物的制备采用豆粕作为氨基酸源，豆粕富含蛋白质具有很高的营养价值是一种良好的植物性蛋白资源，其蛋白质绝大部分为球蛋白，氨基酸含量比较稳定。\n[0026] (4)、本发明采用的农产品废弃液的制备采用了甘蔗糖蜜发酵液、沼气废液以及螺旋藻废液三种废物原料，这三种废物原料含有均衡的氮、磷、钙、钠、微量元素和维生素，但由于这些废液中的含有大量的有害菌，所以需要高温消毒，并将pH调整至碱性，抑制细菌的生存。\n[0027] (5)、超细微矿石粉采用磷矿石与沸石按2∶1的比例混合，使其中各元素的重量比为：磷∶铁∶镁∶钙∶钾＝10∶2∶4∶4∶3，经过大田实验证实，此时对农作物生长最为有利。且超细微细度的矿石更容易溶于土壤和溶液中，利用农作物吸收。\n[0028] (6)、发酵滤液的原材料采用植物秸秆、牛粪和腐殖酸，使原本被燃烧浪费的资源充分的利用了起来，在经过紫外线照射后的可以杀灭植物秸秆以及牛粪中的细菌，避免了C元素与N元素不必要的消耗，同时肥料也更加干净，不会变质。利用腐植酸与尿素在包裹过程中发生的化学反应和物理吸附，延缓尿素分解，减少挥发，逐渐释放氮素，使肥效延长，并利用腐植酸和中微量元素：硫、锌、钙、镁、硅提高肥料养分利用率、降低土壤盐分含量、改良土壤，防止土壤板结，以达到提高作物品质和产量，增强作物抗病能力的目的。\n[0029] 本水溶性复合肥料中的生物复合菌包括芽孢杆菌、光合菌、乳酸菌等，芽孢杆菌对水产中的弧菌、大肠杆菌和杆状病毒等有害微生物有很强的抑制作用。芽孢杆菌分泌大量几丁质酶，几丁质酶可分解病原真菌的细胞壁而抑制真菌病害，分解水中的有毒有害物质，净化水质；\n[0030] 本水溶性复合肥料的pH为8-9，适用于碱性土壤，并且能够改良土质；本发明中稀土元素和金属元素的比例是经过大田实验得到的最佳比例，能够使小麦增产17.5％、玉米增产18.3％、花生增产27.2％、苹果增产14.8％、棉花增产21.32％、菠菜增产25.4％、红薯增产18.2％、大豆增产16.9％、芝麻增产12.4％。\n具体实施方式\n[0031] 下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。\n[0032] 实施例1：\n[0033] 一种水溶性复合肥料，包括以重量份计的如下材料：超细微矿石粉40份、农产品废弃液30份、牛粪35份、植物秸秆20份、复合生物菌10份、腐殖酸10份、尿素20份、金属离子氨基酸络合物浓缩液30份和稀土氨基酸络合物浓缩液30份。\n[0034] 其中，所述稀土氨基酸络合物浓缩液包括以重量份计的如下材料：皮革废料30份、褐帘石30份、浓度为40％的硫酸溶液100份、高氯酸40份。\n[0035] 其中，所述金属离子氨基酸络合物浓缩液包括以重量份计的如下材料：豆粕30份、浓度为40％的盐酸溶液50份、菱锌矿30份。\n[0036] 其中，所述农产品废弃液包括以重量份计的如下材料：甘蔗糖蜜发酵液70份，沼气废液30份，螺旋藻废液20份。\n[0037] 一种制备上述水溶性复合肥料的制备方法，包括以下步骤：将所述的稀土氨基酸络合物浓缩液、金属离子氨基酸络合物浓缩液、超细微矿石粉及发酵滤液按上述重量份混合，充分搅拌15分钟，调节pH至8，在常温常压条件下按上述重量份加入农产品废弃液和复合生物菌，充分搅拌1小时，即得成品。\n[0038] 其中，所述稀土氨基酸络合物浓缩液的制备方法包括以下步骤：\n[0039] 将上述重量份的皮革废料粉碎至细度为200目，将其放置在高压反应釜中，加入上述重量份的浓度为40％的硫酸溶液，在温度为110℃，压强为20MP的条件下水解8小时，经过滤后得动物蛋白水解液，备用；\n[0040] 在常温下将上述重量份的褐帘石粉溶于以重量份计的40份高氯酸中，在100℃条件下反应1小时，过滤掉溶液中的杂质，得稀土离子澄清溶液；\n[0041] 将所得稀土离子澄清液与上述动物蛋白水解液混合，沿一个方向搅拌，在90℃条件下反应1小时，得稀土氨基酸络合物溶液，将其转移在蒸发器中抽气浓缩至原体积的1/4，得到所述稀土氨基酸络合物浓缩液。\n[0042] 其中，所述金属离子氨基酸络合物浓缩液的制备方法具有以下步骤：将上述重量份的豆粕粉碎至细度为200目，投至上述重量份的盐酸溶液中，煮至沸腾后加入上述重量份的菱锌矿，沿一个方向搅拌1小时，经过滤后得金属离子氨基酸络合物，转移至蒸发器中抽气浓缩至原体积的1/4，得到金属离子氨基酸络合物浓缩液。\n[0043] 其中，所述发酵滤液的制备方法具有以下步骤：将上述重量份的植物秸秆粉碎至长度为3-6cm，与牛粪、腐殖酸混合均匀，采用紫外线灯照射6小时后置于发酵池中，再向发酵池中加入上述重量份的尿素，发酵前pH为6，温度为60℃，开始发酵后每24小时翻堆一次，控制含水量保持在60％，至物料完全没有粪便臭味时停止发酵，采用板框压滤机将发酵产物固液分离，得到所述发酵滤液。\n[0044] 其中，所述超细微矿石粉的制备方法具有以下步骤：将磷矿石与沸石按2∶1的重量比混合均匀，放置于球磨机中粉碎至细度为100目，再倒入超细微粉磨机中细磨1次，得到超细微矿石粉，其细度为2000目。\n[0045] 其中，还包括所述农产品废弃液的制备：以按重量份计的甘蔗糖蜜发酵液70份，沼气废液30份，螺旋藻废液30份的比例混合，采用于100℃熬制1小时，调节pH为7之间，自然冷却后过滤、除渣，滤液即为农产品废弃液。\n[0046] 实施例2\n[0047] 一种水溶性复合肥料，包括以重量份计的如下材料：超细微矿石粉60份、农产品废弃液50份、牛粪50份、植物秸秆35份、复合生物菌20份、腐殖酸15份、尿素40份、金属离子氨基酸络合物浓缩液50份和稀土氨基酸络合物浓缩液50份。\n[0048] 其中，所述稀土氨基酸络合物浓缩液包括以重量份计的如下材料：皮革废料50份、褐帘石50份、浓度为40％的硫酸溶液100份、高氯酸60份。\n[0049] 其中，所述金属离子氨基酸络合物浓缩液包括以重量份计的如下材料：豆粕50份、浓度为40％的盐酸溶液100份、菱锌矿50份。\n[0050] 其中，所述农产品废弃液包括以重量份计的如下材料：甘蔗糖蜜发酵液90份，沼气废液50份，螺旋藻废液40份。\n[0051] 一种制备上述水溶性复合肥料的制备方法，包括以下步骤：将所述的稀土氨基酸络合物浓缩液、金属离子氨基酸络合物浓缩液、超细微矿石粉及发酵滤液按上述重量份混合，充分搅拌15分钟，调节pH至9，在常温常压条件下按上述重量份加入农产品废弃液和复合生物菌，充分搅拌1小时，即得成品。\n[0052] 其中，所述稀土氨基酸络合物浓缩液的制备方法包括以下步骤：\n[0053] 将上述重量份的皮革废料粉碎至细度为200目，将其放置在高压反应釜中，加入上述重量份的浓度为40％的硫酸溶液，在温度为125℃，压强为20MP的条件下水解8小时，经过滤后得动物蛋白水解液，备用；\n[0054] 在常温下将上述重量份的褐帘石粉溶于以重量份计的60份高氯酸中，在100℃条件下反应1小时，过滤掉溶液中的杂质，得稀土离子澄清溶液；\n[0055] 将所得稀土离子澄清液与上述动物蛋白水解液混合，沿一个方向搅拌，在90℃条件下反应1小时，得稀土氨基酸络合物溶液，将其转移在蒸发器中抽气浓缩至原体积的1/4，得到所述稀土氨基酸络合物浓缩液。\n[0056] 其中，所述金属离子氨基酸络合物浓缩液的制备方法具有以下步骤：将上述重量份的豆粕粉碎至细度为200目，投至上述重量份的盐酸溶液中，煮至沸腾后加入上述重量份的菱锌矿，沿一个方向搅拌1小时，经过滤后得金属离子氨基酸络合物，转移至蒸发器中抽气浓缩至原体积的1/4，得到金属离子氨基酸络合物浓缩液。\n[0057] 其中，所述发酵滤液的制备方法具有以下步骤：将上述重量份的植物秸秆粉碎至长度为6cm，与牛粪、腐殖酸混合均匀，采用紫外线灯照射6小时后置于发酵池中，再向发酵池中加入上述重量份的尿素，发酵前pH为7，温度为65℃，开始发酵后每24小时翻堆一次，控制含水量保持在60％，至物料完全没有粪便臭味时停止发酵，采用板框压滤机将发酵产物固液分离，得到所述发酵滤液。\n[0058] 其中，所述超细微矿石粉的制备方法具有以下步骤：将磷矿石与沸石按2∶1的重量比混合均匀，放置于球磨机中粉碎至细度为200目，再倒入超细微粉磨机中细磨1次，得到超细微矿石粉，其细度为2500目。\n[0059] 其中，还包括所述农产品废弃液的制备：以按重量份计的甘蔗糖蜜发酵液70份，沼气废液30份，螺旋藻废液30份的比例混合，采用于100℃熬制1小时，调节pH为8之间，自然冷却后过滤、除渣，滤液即为农产品废弃液。\n[0060] 实施例3\n[0061] 一种水溶性复合肥料，包括以重量份计的如下材料：超细微矿石粉45份、农产品废弃液40份、牛粪40份、植物秸秆25份、复合生物菌15份、腐殖酸15份、尿素30份、金属离子氨基酸络合物浓缩液40份和稀土氨基酸络合物浓缩液40份。所述稀土元素与金属元素的重量比为镧∶铈∶钇∶铁∶镁∶钙∶锰＝10∶7∶5∶5∶6∶10∶3，在此重量比下，本水溶性复合肥料能最大程度地增加玉米、花生、小米、苹果等植物的抗旱、抗寒能力，同时植物的生长速度和根部的吸收能力最强。\n[0062] 其中，所述稀土氨基酸络合物浓缩液包括以重量份计的如下材料：皮革废料40份、褐帘石40份、浓度为40％的硫酸溶液100份、高氯酸50份。其中，动物蛋白与锌元素的重量份数比为1∶1.2，是经过多次试验的最优结果，此时氨基酸金属离子螯合物的产率最大，且杂质较少。。\n[0063] 其中，所述金属离子氨基酸络合物浓缩液包括以重量份计的如下材料：豆粕40份、浓度为40％的盐酸溶液80份、菱锌矿40份。豆粕富含蛋白质具有很高的营养价值是一种良好的植物性蛋白资源，其蛋白质绝大部分为球蛋白，氨基酸含量比较稳定。其中，植物蛋白与锌元素的重量份数比为1∶1.5。\n[0064] 其中，所述农产品废弃液包括以重量份计的如下材料：甘蔗糖蜜发酵液80份，沼气废液40份，螺旋藻废液30份。\n[0065] 一种制备上述水溶性复合肥料的制备方法，包括以下步骤：将所述的稀土氨基酸络合物浓缩液、金属离子氨基酸络合物浓缩液、超细微矿石粉及发酵滤液按上述重量份混合，充分搅拌15分钟，调节pH至8.5，在常温常压条件下按上述重量份加入农产品废弃液和复合生物菌，充分搅拌1小时，即得成品。\n[0066] 其中，所述稀土氨基酸络合物浓缩液的制备方法包括以下步骤：\n[0067] 将上述重量份的皮革废料粉碎至细度为200目，将其放置在高压反应釜中，加入上述重量份的浓度为40％的硫酸溶液，在温度为115℃，压强为20MP的条件下水解8小时，经过滤后得动物蛋白水解液，备用；\n[0068] 在常温下将上述重量份的褐帘石粉溶于以重量份计的50份高氯酸中，在100℃条件下反应1小时，过滤掉溶液中的杂质，得稀土离子澄清溶液；\n[0069] 将所得稀土离子澄清液与上述动物蛋白水解液混合，沿一个方向搅拌，在90℃条件下反应1小时，得稀土氨基酸络合物溶液，将其转移在蒸发器中抽气浓缩至原体积的1/4，得到所述稀土氨基酸络合物浓缩液。\n[0070] 其中，所述金属离子氨基酸络合物浓缩液的制备方法具有以下步骤：将上述重量份的豆粕粉碎至细度为200目，投至上述重量份的盐酸溶液中，煮至沸腾后加入上述重量份的菱锌矿，沿一个方向搅拌1小时，经过滤后得金属离子氨基酸络合物，转移至蒸发器中抽气浓缩至原体积的1/4，得到金属离子氨基酸络合物浓缩液。\n[0071] 其中，所述发酵滤液的制备方法具有以下步骤：将上述重量份的植物秸秆粉碎至长度为4cm，与牛粪、腐殖酸混合均匀，采用紫外线灯照射6小时后置于发酵池中，再向发酵池中加入上述重量份的尿素，发酵前pH为6.5，温度为63℃，开始发酵后每24小时翻堆一次，控制含水量保持在60％，至物料完全没有粪便臭味时停止发酵，采用板框压滤机将发酵产物固液分离，得到所述发酵滤液。\n[0072] 其中，所述超细微矿石粉的制备方法具有以下步骤：将磷矿石与沸石按2∶1的重量比混合均匀，放置于球磨机中粉碎至细度为150目，再倒入超细微粉磨机中细磨1次，得到超细微矿石粉，其细度为2200目。\n[0073] 其中，还包括所述农产品废弃液的制备：以按重量份计的甘蔗糖蜜发酵液70份，沼气废液30份，螺旋藻废液30份的比例混合，采用于100℃熬制1小时，调节pH为7.5之间，自然冷却后过滤、除渣，滤液即为农产品废弃液。\n[0074] 北海市土肥站的试验表明，各农作物施用本水溶液复合肥料后，，能够使小麦增产\n17.5％、玉米增产18.3％、花生增产27.2％、苹果增产14.8％、棉花增产21.32％、菠菜增产\n25.4％、红薯增产18.2％、大豆增产16.9％、芝麻增产12.4％。\n[0075] 土壤施用本水溶液复合肥料后，微生物活性增强，经测定土壤呼吸强度比对照提高5-10倍，土壤纤维素酶、磷酸酶及蛋白酶活性分别提高8％-30％，12％-34％，18％-43％。\n土壤中氨化细菌、固氮菌、纤维分解菌等有益维生物数量平均增加45％，最高可达130％。\n[0076] 尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。