CN101229987A - 一种适用于有机农业的药肥及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种适用于有机农业的药肥及其制备工艺方法，本发明提供的有农业药肥是由复合氨基酸、硫酸铜、表面活性剂、防腐剂和水制备而成。其中复合氨基酸≥10％、硫酸铜≥2％、表面活性剂≥5％、防腐剂≥2％。本发明具有下述优点：具有丰富的营养，高的生物学效价，低毒、无刺激作用，又有营养，调控，抗逆作用，易降解，不易使病害产生抗性，不污染环境，保护生态，并能提高农产品品质，增产增收。既能使农作物所需营养达到平衡合理供应，又能预防和消除生理病害，适用于有机食品的种植，提高农产品的商品价值。
Description
技术领域
本发明涉及一种适用于有机农业的药肥及其制备工艺。
背景技术
近年来随着社会的发展，农业越来越依赖农药和化肥。但是在利用农药和化肥防治病虫草害和提高粮食产量的同时，也存在着严重的弊端，如使用剧毒农药生产的农产品都会不可避免的存在农药残留，长期使用化肥会使土壤板结，破坏土壤微生物生态的平衡，使土壤肥力下降，造成农产品质量品质严重下降。给农业的发展带来了很大的危害，随着这种危害的蔓延，造成生态环境的破坏，并最终危害人类社会的可持续发展。
随着经济、社会的发展，人类愈加关注食品安全，特别是近几年有机农业得到迅猛发展，有机农业的一个最显著特点就是禁止使用农药、化肥等人工合成的化学品。但这也对有机农业的投入品提出了更高的要求。
目前，市场上适合有机农业使用的氨基酸类投入品主要存在以下等诸多问题：
(1)在已知的研究中，如申请号为200710103608.7的发明专利申请中，氨基酸和金属反应不够彻底，金属元素和氨基酸的螯合率不高，大部分金属元素并不是以螯合态存在，而是以游离态存在，不利于植物的吸收。
(2)目前已知的专利产品及市场上的氨基酸类产品，主要侧重产品的肥料功能，而其防病的功能不理想。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷和不足，本发明的目的在于提供一种适用于有机农业的药肥及其鳌合制备工艺。本发明的生产工艺流程见图1。
本发明提供的适用于有机农业的药肥，其制备原料是由复合氨基酸、硫酸铜、表面活性剂、防腐剂和水组成。其中复合氨基酸≥10％、硫酸铜≥2％、表面活性剂≥5％、防腐剂≥2％。
制备原料组成优选技术方案为：复合氨基酸10-15％、硫酸铜2-5％、表面活性剂5-10％、防腐剂2-5％、其余为水。
制备原料组成更优选技术方案为：复合氨基酸10％、硫酸铜2％、表面活性剂5％，防腐剂2％、其余为水。
本发明中，表面活性剂优选有机硅408；防腐剂优选1％甲醛。
本发明的适用于有机农业的药肥生产工艺包括如下步骤：
(1)按配方中的比例称取复合氨基酸，加入到反应容器内，加热至30-50℃，优选40℃，搅拌溶解；
(2)按配方中的比例称取硫酸铜，溶解；将其缓慢加入步骤(1)的反应容器中，与氨基酸溶液混合均匀；
(3)将温度保持在30-50℃，优选40℃；调节pH值至6-8，优选7，再反应20-60min，优选30min。
(4)按比例再加入表面活性剂和防腐剂，分装，既得成品。
本发明的有机农业药肥无毒，易吸收，无残留，无污染。本发明产品中的表面活性剂，改善了药肥的理化性能，增加了植物的吸收能力，减少了药物用量，降低了生产成本。
本发明反应体系的pH值，可确保铜离子以螯合态存在，金属元素的螯合率达到98％以上；在本发明的反应条件下，螯合反应进行的更彻底，提高了金属离子的螯合率；进而提高了植物对其的吸收能力。本发明的技术方案不但提高了氨基酸的肥料功能，更提高了铜离子的杀菌效能，从而开发出能够替代波尔多液的内源治疗性杀菌剂。
本发明有机农业药肥中的复合氨基酸，可利用动物的下脚料制备而成。氨基酸含量高，氨基酸含量≥45％，总氮≥15.2％，氨基氮≥12.52％，氨基酸能改善植物的营养平衡，调节作物的营养结构，增强作物的抗病能力及环境适应性，增强光合作用和生长调节作用，促进叶绿素和蛋白质的合成，活化基因，激活酶的活性，促进作物体内生长素和植保素的形成，增强作物抗病，抗旱，抗寒能力，使作物健壮生长。
在有水的条件下铜离子透过细胞膜，到达细胞的内部，由于铜离子为重金属离子，能使某些酶变性，从而破坏它们的新陈代谢，杀死微生物，铜离子作为杀菌剂，它具有不产生抗性，杀菌效果较好的特点，由于铜制剂不易被作物吸收，仅能作为植物表面的保护性杀菌剂，因此，对作物体内病害和土传病菌作用效果不明显。氨基酸螯合铜与其他铜离子杀菌剂相比，氨基酸螯合物能快速被植物吸收，不需要生物能便可输送到植物所需部位，氨基酸的存在增加了铜离子透过植物细胞膜的能力，提高了杀菌效果，而且铜离子被氨基酸螯合后，可以延长药效，减少铜离子的用量，并降低铜离子产生的药害，减少铜离子在土壤和环境中的积累。
本发明具有下述优点：具有丰富的营养，高的生物学效价，低毒、无刺激作用，又有营养，调控，抗逆作用，易降解，不易使病害产生抗性，不污染环境，保护生态，并能提高农产品品质，增产增收。既能使农作物所需营养达到平衡合理供应，又能预防和消除生理病害，适用于有机食品的种植，提高农产品的商品价值。
附图说明
图1为本发明的有机农业药肥的生产工艺流程示意图。
图2为吸光度与pH的关系图。
图3为吸光度与温度的关系图。
图4为吸光度与时间的关系。
图5为各条件组合的吸光度。
具体实施方式
下面结合图1和具体实施方式对本发明作进一步说明。
实例1：
配方(100吨)：
复合氨基酸10吨、硫酸铜2吨、表面活性剂(有机硅408)5吨、防腐剂(1％甲醛)2吨、其余为水。
制备方法：
(1)称取复合氨基酸，加入到反应釜中，加热至50℃，搅拌溶解；
(2)称取硫酸铜，溶解。然后缓慢加入到步骤(1)的反应釜中，边加入边搅拌，混合均匀；
(3)将温度保持在50℃，调PH值至7，再使反应进行30min；
(4)向反应釜中再加入有机硅408、1％甲醛；补水至100吨，搅拌均匀，包装成品。
实例2：
配方(100吨)：
复合氨基酸11吨、硫酸铜3吨、表面活性剂(有机硅408)6吨、防腐剂(1％甲醛)3吨、其余为水。
制备方法同实施例1。
实例3：
配方(100吨)：
复合氨基酸12吨、硫酸铜4吨、表面活性剂(有机硅408)7吨、防腐剂(1％甲醛)4吨、其余为水。
制备方法同实施例1。
实例4：
配方(100吨)：
复合氨基酸13吨、硫酸铜5吨、表面活性剂(有机硅408)8吨、防腐剂(1％甲醛)5吨、其余为水。
制备方法同实施例1。
实例5：
配方(100吨)：
复合氨基酸14吨、硫酸铜6吨、表面活性剂(有机硅408)9吨、防腐剂(1％甲醛)6吨、其余为水。
制备方法同实施例1。
实例6：
配方(100吨)：
复合氨基酸15吨、硫酸铜7吨、表面活性剂(有机硅408)8吨、防腐剂(1％甲醛)5吨、其余为水。
制备方法同实施例1。
实例7：
配方(100吨)：
复合氨基酸16吨、硫酸铜2吨、表面活性剂(有机硅408)9吨、防腐剂(1％甲醛)5吨、其余为水。
制备方法同实施例1。
实例8：
配方(100吨)：
复合氨基酸10吨、硫酸铜2吨、表面活性剂(有机硅408)5吨、防腐剂(1％甲醛)2吨、其余为水。
制备方法同实施例1。
实例9：
配方(100吨)：
复合氨基酸10吨、硫酸铜3吨、表面活性剂(有机硅408)10吨、防腐剂(1％甲醛)2吨、其余为水。
制备方法同实施例1。
实例10：
配方(100吨)：
复合氨基酸12吨、硫酸铜2吨、表面活性剂(有机硅408)5吨、防腐剂(1％甲醛)2吨、其余为水。
制备方法同实施例1。
实例11：
配方(100吨)：
复合氨基酸10吨、硫酸铜4吨、表面活性剂(有机硅408)6吨、防腐剂(1％甲醛)2吨、其余为水。
制备方法同实施例1。
实例12：
配方(100吨)：
复合氨基酸15吨、硫酸铜2吨、表面活性剂(有机硅408)5吨、防腐剂(1％甲醛)2吨、其余为水。
制备方法同实施例1。
实例13：
配方(100吨)：
复合氨基酸13吨、硫酸铜2吨、表面活性剂(有机硅408)5吨、防腐剂(1％甲醛)2吨、其余为水。
制备方法同实施例1。
实例14：
配方(100吨)：
复合氨基酸14吨、硫酸铜2吨、表面活性剂(有机硅408)5吨、防腐剂(1％甲醛)2吨、其余为水。
制备方法同实施例1。
实例15：
配方(100吨)：
复合氨基酸15吨、硫酸铜2吨、表面活性剂(有机硅408)5吨、防腐剂(1％甲醛)2吨、其余为水。
制备方法同实施例1。
实例16：
配方(100吨)：
复合氨基酸10吨、硫酸铜3吨、表面活性剂(有机硅408)5吨、防腐剂(1％甲醛)2吨、其余为水。
制备方法同实施例1。
实例16：
配方(100吨)：
复合氨基酸10吨、硫酸铜4吨、表面活性剂(有机硅408)5吨、防腐剂(1％甲醛)2吨、其余为水。
制备方法同实施例1。
实例17：
配方(100吨)：
复合氨基酸10吨、硫酸铜5吨、表面活性剂(有机硅408)6吨、防腐剂(1％甲醛)2吨、其余为水。
制备方法同实施例1。
实例18：
配方(100吨)：
复合氨基酸10吨、硫酸铜2吨、表面活性剂(有机硅408)10吨、防腐剂(1％甲醛)2吨、其余为水。
制备方法同实施例1。
实例19：
配方(100吨)：
复合氨基酸10吨、硫酸铜2吨、表面活性剂(有机硅408)9吨、防腐剂(1％甲醛)2吨、其余为水。
制备方法同实施例1。
实例20：
配方(100吨)：
复合氨基酸10吨、硫酸铜2吨、表面活性剂(有机硅408)10吨、防腐剂(1％甲醛)2吨、其余为水。
制备方法同实施例1。
实例21：
配方(100吨)：
复合氨基酸10吨、硫酸铜2吨、表面活性剂(有机硅408)5吨、防腐剂(1％甲醛)2吨、其余为水。
制备方法：
(1)称取复合氨基酸，加入到反应釜中，加热至30℃，搅拌溶解；
(2)称取硫酸铜，溶解。然后缓慢加入到步骤(1)的反应釜中，边加入边搅拌，混合均匀；
(3)将温度保持在30℃，调PH值至7，再使反应进行30min；
(4)向反应釜中再加入有机硅408、1％甲醛；补水至100吨，搅拌均匀，包装成品。
实例22：
配方(100吨)：
复合氨基酸10吨、硫酸铜2吨、表面活性剂(有机硅408)5吨、防腐剂(1％甲醛)2吨、其余为水。
制备方法：
(1)称取复合氨基酸，加入到反应釜中，加热至50℃，搅拌溶解；
(2)称取硫酸铜，溶解。然后缓慢加入到步骤(1)的反应釜中，边加入边搅拌，混合均匀；
(3)将温度保持在50℃，调PH值至7，再使反应进行30min；
(4)向反应釜中再加入有机硅408、1％甲醛；补水至100吨，搅拌均匀，包装成品。
实例23：
配方(100吨)：
复合氨基酸10吨、硫酸铜2吨、表面活性剂(有机硅408)5吨、防腐剂(1％甲醛)2吨、其余为水。
制备方法：
(1)称取复合氨基酸，加入到反应釜中，加热至40℃，搅拌溶解；
(2)称取硫酸铜，溶解。然后缓慢加入到步骤(1)的反应釜中，边加入边搅拌，混合均匀；
(3)将温度保持在40℃，调PH值至6，再使反应进行30min；
(4)向反应釜中再加入有机硅408、1％甲醛；补水至100吨，搅拌均匀，包装成品。
实例24：
配方(100吨)：
复合氨基酸10吨、硫酸铜2吨、表面活性剂(有机硅408)5吨、防腐剂(1％甲醛)2吨、其余为水。
制备方法：
(1)称取复合氨基酸，加入到反应釜中，加热至40℃，搅拌溶解；
(2)称取硫酸铜，溶解。然后缓慢加入到步骤(1)的反应釜中，边加入边搅拌，混合均匀；
(3)将温度保持在40℃，调PH值至8，再使反应进行30min；
(4)向反应釜中再加入有机硅408、1％甲醛；补水至100吨，搅拌均匀，包装成品。
实例25：
配方(100吨)：
复合氨基酸10吨、硫酸铜2吨、表面活性剂(有机硅408)5吨、防腐剂(1％甲醛)2吨、其余为水。
制备方法：
(1)称取复合氨基酸，加入到反应釜中，加热至40℃，搅拌溶解；
(2)称取硫酸铜，溶解。然后缓慢加入到步骤(1)的反应釜中，边加入边搅拌，混合均匀；
(3)将温度保持在40℃，调PH值至7，再使反应进行50min；
(4)向反应釜中再加入有机硅408、1％甲醛；补水至100吨，搅拌均匀，包装成品。
实例26：
配方(100吨)：
复合氨基酸10吨、硫酸铜2吨、表面活性剂(有机硅408)5吨、防腐剂(1％甲醛)2吨、其余为水。
制备方法：
(1)称取复合氨基酸，加入到反应釜中，加热至40℃，搅拌溶解；
(2)称取硫酸铜，溶解。然后缓慢加入到步骤(1)的反应釜中，边加入边搅拌，混合均匀；
(3)将温度保持在40℃，调PH值至7，再使反应进行60min；
(4)向反应釜中再加入有机硅408、1％甲醛；补水至100吨，搅拌均匀，包装成品。
实例27：
配方(100吨)：
复合氨基酸10吨、硫酸铜2吨、表面活性剂(有机硅408)5吨、防腐剂(1％甲醛)2吨、其余为水。
制备方法：
(1)称取复合氨基酸，加入到反应釜中，加热至30℃，搅拌溶解；
(2)称取硫酸铜，溶解。然后缓慢加入到步骤(1)的反应釜中，边加入边搅拌，混合均匀；
(3)将温度保持在30℃，调PH值至6，再使反应进行20min；
(4)向反应釜中再加入有机硅408、1％甲醛；补水至100吨，搅拌均匀，包装成品。
实例28：
配方(100吨)：
复合氨基酸10吨、硫酸铜2吨、表面活性剂(有机硅408)5吨、防腐剂(1％甲醛)2吨、其余为水。
制备方法：
(1)称取复合氨基酸，加入到反应釜中，加热至40℃，搅拌溶解；
(2)称取硫酸铜，溶解。然后缓慢加入到步骤(1)的反应釜中，边加入边搅拌，混合均匀；
(3)将温度保持在40℃，调PH值至7，再使反应进行20min；
(4)向反应釜中再加入有机硅408、1％甲醛；补水至100吨，搅拌均匀，包装成品。
实例29：
配方(100吨)：
复合氨基酸15吨、硫酸铜5吨、表面活性剂(有机硅408)10吨、防腐剂(1％甲醛)5吨、其余为水。
制备方法：
(1)称取复合氨基酸，加入到反应釜中，加热至40℃，搅拌溶解；
(2)称取硫酸铜，溶解。然后缓慢加入到步骤(1)的反应釜中，边加入边搅拌，混合均匀；
(3)将温度保持在40℃，调PH值至7，再使反应进行20min；
(4)向反应釜中再加入有机硅408、1％甲醛；补水至100吨，搅拌均匀，包装成品。
注：复合氨基酸选自重庆华腾生物制品有限公司研制生产的复合氨基酸粉，外观色泽呈浅黄色或黄色粉末，含17种游离氨基酸，水溶性好。本发明人做了如下对比实验，证明本发明的复合氨基酸铜的螯合率高。反应条件的对比
1.1各单体氨基酸与硫酸铜最佳反应条件的选择
1.1.1甘氨酸与硫酸铜反应条件的对比
1.1.1.1 pH的对比
取0.06g甘氨酸溶解并定容至1000ml，称取0.1mol/L硫酸铜0.8ml定容至100ml，取20ml甘氨酸加入到500ml的三口瓶中，搅拌。将10ml硫酸铜缓慢加入，然后将反应体系的pH分别调节到5、6、7、8、9、10、11，反应30min，并用紫外可见分光光度计测定各反应液的吸光度，结果见图2。
经实验证明，氨基酸和硫酸铜的水溶液在可见光区都无明显吸收，所以用二者的混合液在可见光区的吸光度值的大小就可以衡量螯合反应进行的程度。从图2可以看出，产物的吸光度随着pH的增加而增加，说明螯合程度不断加深，当PH达到7以后，螯合程度增加不明显，说明pH＝7时反应进行完全。
1.1.1.2温度的对比
取0.06g定容至1000ml，称取0.1mol/L硫酸铜0.8ml定容至100ml，分别取20ml甘氨酸和10ml硫酸铜溶液，先将甘氨酸加入到500ml的三口瓶中，搅拌。将10ml硫酸铜缓慢加入，然后将反应体系的温度T分别调节到30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃，反应30min，并用紫外可见分光光度计测定各反应液的吸光度，结果见图3。
从图3可以看出，产物的吸光度随着温度的增加而增加，说明螯合程度不断加深，当温度达到50℃后，螯合程度增加不明显，说明T＝50℃是最佳的温度。
1.1.1.3时间的对比
取0.06g定容至1000ml，称取0.1mol/L硫酸铜0.8ml定容至100ml，分别取20ml甘氨酸和10ml硫酸铜溶液，先将甘氨酸加入到500ml的三口瓶中，搅拌。将10ml硫酸铜缓慢加入，分别反应10min、20min、30min、60min、90min、120min并用紫外可见分光光度计测定各反应液的吸光度，结果见图4。
从图4可以看出，时间t＝30min为最佳。
1.1.2丙氨酸、丝氨酸、苏氨酸与硫酸铜反应条件的选择
丙氨酸、丝氨酸、苏氨酸与硫酸铜反应条件筛选的实验过程与丙氨酸与硫酸铜反应大致相同，经实验得出以上三种单体氨基酸与硫酸铜反应的最佳条件见表1。
表1 丙氨酸、丝氨酸、苏氨酸与铜反应的最佳条件
| pH | 温度/℃ | 时间/min |
| 丙氨酸 7 | 50 | 40 |
| 丝氨酸 8 | 40 | 50 |
| 苏氨酸 7 | 30 | 30 |
1.2 复合氨基酸与硫酸铜最佳反应条件的筛选
1.2.1正交试验
在已筛选出的各个单体氨基酸与硫酸铜反应的最佳条件基础上，对最佳条件进行优化，从而最终得出适合复合氨基酸与硫酸铜反应的最佳条件，由此可知本发明的技术方案为最佳的复合氨基酸与硫酸铜的反应条件。通过正交试验对影响该反应的因素：pH值、温度、时间、物料比进行优化选择。pH值取6、7、8，温度取30℃、40℃、50℃，时间取30min、40min、50min，物料比取3、4、5安排实验，见表2。
表2正交试验(λ＝620nm)
| 序号 | pH | 时间 | 温度 | 物料比 |
| 1 | 6 | 30 | 30 | 3 |
| 2 | 6 | 40 | 40 | 4 |
| 3 | 6 | 50 | 50 | 5 |
| 4 | 7 | 30 | 40 | 5 |
| 5 | 7 | 40 | 50 | 3 |
| 6 | 7 | 50 | 30 | 4 |
| 7 | 8 | 30 | 50 | 4 |
| 8 | 8 | 40 | 30 | 5 |
| 9 | 8 | 50 | 40 | 3 |
分别取20ml溶液于620nm处做吸光度测定，实验结果见图5。
从图5可以得出条件组合4为复合氨基酸与硫酸铜的最佳反应条件，即pH＝7、时间t＝30min、温度T＝40℃、物料比m复合氨基酸/m硫酸铜＝5
1.3螯合率的测定
将复合氨基酸和硫酸铜在上述步骤中的最佳条件下进行反应，用化学方法测定其螯合率，见表3
表3复合氨基酸铜的螯合率的测定
| 文献值93.26 | 测定值199.54 | 测定值299.52 | 测定值399.48 |
从表3可以看出，本产品中铜是以螯合态存在的且螯合率高于现有技术。
本发明有机农业的药肥同功产品在黄瓜上的药效试验效果
本次试验设五个处理，三个重复。五个处理分别是：清水对照CK、多菌灵、有机农业药肥同功产品氨基酸铜750倍液、1000倍液、1250倍液。每个处理黄瓜32棵，分别在2007.10.15、2007.10.22、2007.10.29、2007.11.5进行四次喷药，在每次喷药后一周进行病情指数调查。每个处理五点取样，调查每株黄瓜的全部叶片，结果见表4。
表4氨基酸铜对黄瓜白粉病的防效
| 供试药剂及剂量多菌灵可湿 | 第一次施药后7天 | 第二次施药后7天 | 第三次施药后7天 | 第四次施药后7天 | ||||
| 药后病情指数 | 防效 | 药后病情指数 | 防效 | 药后病情指数 | 防效 | 药后病情指数 | 防效 | |
| 性粉剂800倍AA-Cu750倍AA-Cu1000倍AA-Cu1250倍 | 11.66521.06881.18741.4123 | 35.2194.0693.4192.16 | 15.16691.33781.48151.9107 | 34.5294.2393.6091.75 | 1.33330.22220.31750.4444 | 76.7596.1294.4692.25 | 1.27720.2020.22220.3175 | 75.4896.1295.7393.91 |
| CK | 18.0062 | 23.1657 | 5.7351 | 5.2104 | ||||
注：表4中数据为3次重复的平均值
从表1中可以看出处理区对黄瓜白粉病的防治效果可以达到96.12％，明显好于多菌灵。
试验表明：本发明作为杀菌剂具有杀菌效果好，用量少，不易产生抗性，成本低等优点，很有推广价值。
Claims (9)
1.一种有机农业药肥，其制备原料以重量百分比计为：复合氨基酸≥10％、硫酸铜≥2％、表面活性剂≥5％、防腐剂≥2％、其余为水。
2.根据权利要求1所述的有机农业药肥，其制备原料以重量百分比计为：复合氨基酸10-15％、硫酸铜2-5％、表面活性剂5-10％、防腐剂2-5％、其余为水。
3.根据权利要求1或2所述的有机农业药肥，其制备原料以重量百分比计为：复合氨基酸10％、硫酸铜2％、表面活性剂5％，防腐剂2％、其余为水。
4.根据权利要求3所述的有机农业药肥，其制备原料中所述表面活性剂为有机硅408。
5.根据权利要求4所述的有机农业药肥，其制备原料中所述防腐剂为1％甲醛。
6.一种有机农业药肥的生产工艺，其特征在于：
所用配方以重量百分比计为：
复合氨基酸≥10％、硫酸铜≥2％、表面活性剂≥5％、防腐剂≥2％、其余为水；
制备方法包括如下步骤：
(1)按配方中的比例称取复合氨基酸，加入到反应容器内，加热至30-50℃，搅拌溶解；
(2)按配方中的比例称取硫酸铜，溶解；将其缓慢加入步骤(1)的反应容器中，与氨基酸溶液混合均匀；
(3)将温度保持在30-50℃，调节pH值至6-8，，再反应20-60min；
(4)按比例再加入表面活性剂和防腐剂，分装，既得成品。
7.根据权利要求6所述的一种有机农业药肥的生产工艺，其特征在于步骤(1)中是加热至40℃；步骤(3)中是将温度保持在40℃；调节pH值至7，再反应30min。
8.根据权利要求7所述的一种有机农业药肥的生产工艺，其特征在于所用配方以重量百分比计为：复合氨基酸10-15％、硫酸铜2-5％、表面活性剂5-10％、防腐剂2-5％、其余为水。
9.根据权利要求8所述的一种有机农业药肥的生产工艺，其特征在于所用配方以重量百分比计为：复合氨基酸10％、硫酸铜2％、表面活性剂5％，防腐剂2％、其余为水。
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