CN101585740A - 一种天然土壤肥料调理剂 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种天然土壤肥料调理剂，其特征在于，由腐殖质液体1重量份，天然矿石粉5～8重量份和植物营养液3～10重量份组成。本发明的优点是：环保，活性高，应用广泛，能改良土壤，增加肥效刺激作物生长发育，既是土壤肥料调理剂也可作土壤修复剂、作物生长促长剂。

Description

一种天然土壤肥料调理剂

技术领域

本发明涉及一种天然土壤肥料调理剂，用于提高有机肥，有机-无机复混肥及无机复混肥的肥料质量，提高肥料效应和利用率，以及减少肥料用量。天然土壤肥料调理剂也可用于提高土壤质量、增强土壤活力，减轻土壤板结、盐渍化、老化现象。土壤调理剂具有土壤调理剂、肥料活化剂的双重功能，属于土壤肥料技术领域。

背景技术

在提高肥料质量与效应方面，传统上采用肥料中添加生物菌剂与添加营养物质为主流，其不足之处如下：

(1)添加生物菌剂其目的是增加有益的微生物菌群来提高养分分解与释放能力，从而影响土壤作物的营养状况，但其效果发挥对菌种类型选择较为严格，因为各种微生物其效应有其专一性，对环境条件和营养条件又比较敏感，因此一旦肥料受体土壤的水、肥、气、热等条件不符合其繁衍生长要求，其效果就受影响。

(2)添加营养物质，目前绝大多数的肥料增效剂都是采用以腐植酸及其盐类为主体，另添加微量元素营养也有添加生长调节剂、杀虫剂等。腐植酸是有机质的主体成分，它有许多优点，添加后能提高肥料效应与质量，但由于目前其腐植酸的制取方法大多数是利用风化煤、泥炭、褐煤或者秸杆等用“碱溶酸析”方法来提炼制取，以提取腐植酸的含量、水分和水不溶物，PH值为表征，腐植酸中的“活性中心”未被完全打开，腐植酸的活性基团的功效未能真正展现，因此它以提高肥料的营养成分和其数量而提高肥料效应，受其影响的限制因素较为复杂，所以其效应有时也会表现出不够理想与完善。

(3)对于土壤质量下降，产生板结、盐渍化、酸化、老化现象。目前市场上供应的土壤调理剂大致有两大类。一类主要成分为表面活性剂如聚顺烯二酸、聚马来酸、月桂醇乙氧基硫酸铵等，以降低界面张力，增加土壤溶液中养分的溶解性和络合、吸附能力，从而降低土壤表层的盐分浓度，达到改善土壤质量；另一类主要成分为碳酸铵通过将碳酸钙粉碎为超微粒，巨大表面积加大对养分的吸附能力和提高钙的活性，用钙来置换土壤胶体吸附的钠离子，并通过灌水、随水带走。对于酸性通常采用施石灰来调节中和酸度。

发明内容

本发明目的是提供一种与环境相容友好的活性强的土壤肥料调理剂，由它来活化肥料打开“活性中心”，强化肥料与受体之间的一系列物理、化学、生化反应从而提高肥料质量、肥料效应达到改良土壤、提高地力的培肥改土作用和促进植物生长、改善作物品质的功效。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供一种天然土壤肥料调理剂，其特征在于，由腐殖质液体1重量份，天然矿石粉5～8重量份和植物营养液3～10重量份组成。

所述的腐殖质液体是由以下方法得到：将游离腐植酸重量百分比大于等于10％的年轻褐煤粉碎过60-200目筛，以重量比1∶10与水混合；以持续通入空气，在200-240℃、常压的条件下以转速2000-3000rpm搅拌反应6小时；在温度为70-175℃、压力为5-6个大气压的条件下，反应5-19小时；用60-100目过滤网过滤掉沉淀物，得到的清液为腐殖质液体。

所述的天然矿石粉是由将磷钇矿石粉碎过60～80目筛得到。

所述的植物营养液由含有8～10wt％氨基酸、3～10mg/L螯合态锌以及2～6mg/L螯合态锰的植物营养液以重量比100∶5与复合表面活性剂混合得到。

所述的复合表面活性剂是由烷基糖苷(APG)与脂肪酸甲脂磺酸盐(MES)以重量比1.5∶0.4混合得到。

所述的烷基糖苷优选为十二烷基葡萄糖苷。

所述的脂肪酸甲脂磺酸盐优选为硬脂酸甲酯磺酸钠。

本发明还提供了上述天然土壤肥料调理剂的制备方法，其特征在于，具体步骤为：

第一步：配制pH值为5～6的醋酸或柠檬酸溶液，将醋酸或柠檬酸溶液与天然矿石粉以重量比10～25∶1混合，以转速90次/分钟搅拌1小时；

第二步：将腐殖质液体按比例加入到第一步所得的混合物中，以相同转速搅拌1小时；

第三步：将植物营养液按比例加入到第二步所得的混合物中，以相同转速搅拌1.5小时；

第四步：静置过夜，第二天再以相同转速搅拌30分钟，用20～60目筛过滤得到天然土壤肥料调理剂。

本发明所使用的腐殖质液体含有碳、氢、氧、氮、硫是一种多价酚型芳香族化合物与氮化合物的生物活性物质。它比传统的“碱溶酸析”法提取腐植酸中腐植酸含量高，更主要的此种液体含有酚羟基、羟基、醇羟基、烯醇基、磺酸基、胺基、游离的醌基、醌氧基等多种官能团更多，各组成间通过键合、氢键、吸附等化学、物理作用纠结在一起，由于这些活性基团存在，决定了腐植酸的酸性、亲水性、离子交换性、络合性和较高的吸附能力、缓冲能力、催化能力。

本发明所使用的天然矿石粉选取产地在江西、湖南、广东和广西南方一带一种含磷矿石，此种矿石有很强的还原性，通过电子的传递产生能量，增强腐殖质的化合、吸附、螯合、离子交换、微生物繁殖等化学活性和生物活性。

本发明所使用的植物营养液选择氨基酸类植物营养液加入由烷基糖苷(APG)与脂肪酸甲脂磺酸盐(MES)组成的复合型表面活性剂，烷基糖苷是目前世界上唯一可被认为无毒级品种，它是由天然原料玉米或土豆淀粉制成葡萄糖与椰子油制得椰子油醇，具有生物降解完全，能与生态、环境友好协调，脂肪酸甲脂磺酸盐(MES)它是由一种天然油脂中提取可在低温与高度硬水中发挥作用。此种植物营养液不仅能补充一般肥料中不足的植物营养，而且由于选择了添加天然表面活性剂，它能降低肥料与受体之间的界面张力，而使肥料更易渗透，更易吸附，并且强化肥料与受体之间的一系列物理、化学、生化反应。

本发明的使用方法如下：

1、作肥料调理剂，在有机肥，有机-无机复混肥，无机复混肥中每吨添加5～10公斤本发明产品让其与其它组成份充分混匀一起制成肥料。

2、作植物营养液可浸种、叶面喷施。浸种方法是以原液稀释1000～1200倍，其用量以浸没种子为度，时间为2～8小时，取出稍晾干进行播种。在作物生长期中以原液稀释500～1000倍进行叶面喷施，一个生长期进行2～3次，一般一亩地需用原液1～1.5公斤，喷施时期以早晨与傍晚进行，避免中午阳光直射时进行喷洒。

3、作土壤调理剂在种植作物施基肥之前，将原液稀释800～1000倍，一亩地约需用原液2～3公斤，在土壤表面进行喷灌，使土壤吸足稀释液，让它自然落干，在作物生长期间也可以根部周围进行浇灌，一般在生长旺盛期进行，一亩地约需用原液1公斤。

由于本发明的土壤肥料调理剂是一种高活性腐殖质液体为主体的生物活性物质，含有多种官能团——酚羟基、羟基、醌基等，它可以提高与改变土壤的多种理化性状，增加土壤有机质，改善了微生物活动繁衍的环境条件，在根本上提高土壤质量。

本发明的优点如下：

1、天然原料组成的生物活性物质对生态、环境无害有益，是环保型产品。

2、活性高，活化肥料，肥料增效、地力提高，减少肥料用量。

3、功能多，使用范围广，能改良土壤，增加肥效刺激作物生长发育，既是土壤肥料调理剂也可作土壤修复剂、作物生长促长剂。

4、中性，又有较强缓冲性，对土壤、肥料、微生物人体无害，健康安全。

5、使用量少，使用方法简单易掌握，易推广应用。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

一种天然土壤肥料调理剂由腐植酸液体1重量份，60目的磷钇石5重量份和植物营养液3重量份组成。

所述的腐植酸液体是由以下方法得到：将游离腐植酸重量百分比为10％的年轻褐煤粉碎，过60目筛，以重量比1∶10与水混合，以线型速度4厘米/秒持续通入空气，在200℃、常压的条件下以转速2000rpm搅拌反应6小时，再在温度为70℃、压力为5个大气压的条件下，反应5小时，用60目筛分离得到非水溶性产物，即为活性腐殖质液体，其腐殖质含量为25-37wt％。

所述的植物营养液由含有8～10wt％氨基酸、3～10mg/L螯合态锌以及2～6mg/L螯合态锰的植物营养液(上海华绿科技公司配制的华绿牌植物营养液)以重量比100∶5与复合表面活性剂混合得到。

所述的复合表面活性剂是由十二烷基葡萄糖苷和硬脂酸甲酯磺酸钠以重量比1.5∶0.4混合得到。

上述天然土壤肥料调理剂的制备方法，具体步骤为：配制pH值为5的醋酸溶液，将醋酸溶液与天然矿石粉以重量比10∶1混合，以转速90次/分钟搅拌1小时；加入将腐殖质液体按比例，以相同转速搅拌1小时；加入植物营养液，以相同转速搅拌1.5小时；静置过夜，第二天再以相同转速搅拌30分钟，用20目筛过滤得到天然土壤肥料调理剂。

实施例2

一种天然土壤肥料调理剂由腐植酸液体1重量份，80目的磷钇石8重量份和植物营养液10重量份组成。

所述的腐植酸液体是由以下方法得到：将游离腐植酸重量百分比为20％的年轻褐煤粉碎，过200目筛，以重量比1∶10与水混合，以线型速度8厘米/秒持续通入空气，在240℃、常压的条件下以转速3000rpm搅拌反应6小时，再在温度为175℃、压力为6个大气压的条件下，反应19小时，用100目筛分离得到非水溶性产物，即为活性腐殖质液体，其腐殖质含量为25-37％。

所述的植物营养液由含有8-10wt％氨基酸、3～10mg/L螯合态锌以及2～6mg/L螯合态锰的植物营养液(上海华绿科技公司配制的华绿牌植物营养液)以重量比100∶5与复合表面活性剂混合得到。

所述的复合表面活性剂是由十二烷基葡萄糖苷和硬脂酸甲酯磺酸钠以重量比1.5∶0.4混合得到。

上述天然土壤肥料调理剂的制备方法，具体步骤为：配制pH值为6的柠檬酸溶液，将柠檬酸溶液与天然矿石粉以重量比25∶1混合，以转速90次/分钟搅拌1小时；加入将腐殖质液体按比例，以相同转速搅拌1小时；加入植物营养液，以相同转速搅拌1.5小时；静置过夜，第二天再以相同转速搅拌30分钟，用60目筛过滤得到天然土壤肥料调理剂。

实施例3

一种天然土壤肥料调理剂由腐植酸液体1重量份，天然矿石粉5.8重量份和植物营养液7重量份组成。

所述的腐植酸液体是由以下方法得到：将游离腐植酸重量百分比为30％的年轻褐煤粉碎，过100目筛，以重量比1∶10与水混合，以线型速度12厘米/秒持续通入空气，在220℃、常压的条件下以转速2500rpm搅拌反应6小时，再在温度为100℃、压力为6个大气压的条件下，反应10小时，用80目筛分离得到非水溶性产物，即为活性腐殖质液体，其腐殖质含量为25-37％。

所述的植物营养液由含有8-10wt％氨基酸、3～10mg/L螯合态锌以及2～6mg/L螯合态锰的植物营养液(上海华绿科技公司配制的华绿牌植物营养液)以重量比100∶5与复合表面活性剂混合得到。

所述的复合表面活性剂是由十二烷基葡萄糖苷和硬脂酸甲酯磺酸钠以重量比1.5∶0.4混合得到。

上述天然土壤肥料调理剂的制备方法，具体步骤为：配制pH值为5.5的柠檬酸溶液，将柠檬酸溶液与天然矿石粉以重量比15∶1混合，以转速90次/分钟搅拌1小时；加入将腐殖质液体按比例，以相同转速搅拌1小时；加入植物营养液，以相同转速搅拌1.5小时；静置过夜，第二天再以相同转速搅拌30分钟，用40目筛过滤得到天然土壤肥料调理剂。

实施例4

同实施例3，区别在于，天然土壤肥料调理剂由腐植酸液体1重量份，天然矿石粉7.5重量份和植物营养液9.6重量份组成。

本发明产品的性能检测如下：

1、上海市产品毒性检定所检验报告：

测试项目：大鼠急性经口毒性试验

试验动物：普通级SD大鼠，体重192～210克，按体重随机分雌雄各二组，每组10只，由中国科学院上海实验动物中心提供。

试验方法：动物隔夜禁食，灌胃剂量为5000mg/kg，按1ml/100g体重经口灌胃。观察记录灌胃后出现症状及死亡情况，连续观察二周。

结论：中性液体，试验结果如下表：

剂量mg/kg	性别	试验动物(只)	死亡动物数	死亡率
					5000	雄	10	0	0
5000	雌	10	0	0

测得大鼠急性径口LD₅₀雄性，雌性均大于5000mg/kg，属微毒。

2、中国上海测试中心农业系统测试点检验报告：

PH值为7.1，按照[DB31/250-2000]标准。

3、上海市农业环境保护监测站检验报告如下表：

测试项目	Pb	Cd	Cr	Hg	As	单位mg/L
							数据	0.01	0.001	0.015	未检出	0.036
技术标准	0.01	0.001	0.02	0.001	0.04	结论合格

从以上检测报告可证实本发明属中性、无毒、环保型产品。

本发明产品的使用效果如下：

1、土壤中水、肥、气、热诸多因素更为协调，为微生物活动，植物生长创造了良好的环境条件，表现如下：

(1)土壤通透性改善：

由上海农科院环科所对试验田观察测定得出，随着使用土壤肥料调理剂的肥料年限增长，其土壤疏松有弹性，通透性提高。使用三年土壤肥料调理剂后试验田土壤物理状况见下表：

注：对照：常规；处理一：有机肥；处理二：有机-无机复合肥；处理三：有机-无机复合肥+土壤肥料调理剂。

从表上结果看出，土壤中孔隙度增加，其非毛细管孔隙占总孔隙度比例增加，使土壤通透性提高。

(2)土壤代换性能提高：

使用有机-无机复合肥+活化剂三年后比使用前代换量增加11.4％，尿素与常规区仅提高2～5％，而无肥区与化肥区反而降低1～3％。代换量测定结果如下：

处理	无肥区	有机肥	碳铵	尿素	有机-无机复合肥	有机-无机复合肥+活化剂
							试验前	20.02	20.20	20.82	19.87	20.38	19.29
三年后	19.47	21.48	20.56	20.93	20.88	21.48
							±％	-2.8	+6.3	-1.2	+5.3	+2.5	+11.4

(3)土壤生物活性提高：

①添加土壤肥料调理剂肥料其土壤中微生物总量比常规肥料区、无肥区明显增加，其中细菌总数增加1～1.7倍，真菌总数增加1.3～3倍，放线菌增加1.4～1.9倍。

②土壤酶活性提高：

对其微生物菌丝测尿酶活性，测定结果尿酶活性大于对照区21.77％，大田中测尿酶、过氧化氢酶、转化酶比对照区常规区大于10～15％。

(4)恢复土壤活力，活化营养，减少肥料使用量：

对各试验田测定，使用三年后土壤中易氧化有机质含量增加10％左右，说明有机质的矿化程度提高了，其它土壤养分也得到活化，有效养分含量明显提高。最为明显的是抑制了磷、钾肥和微量元素肥料在土壤中的固定，活化了这些营养，增加了肥效，使土壤更肥沃，减少肥料使用量。金山区钱圩肥料试验土样分析见下表：

2、刺激植物生长，增加产量改善品质

(1)、提高种子萌发势，增强芽苗活力：

用土壤肥料调理剂稀释1000倍浸种，一般是早出苗2～3天，出苗率提高10～30％，叶色深、苗壮。西瓜至移栽时可增加真叶一张，单株鲜重增加1～1.2g，提高40％左右，主根长增加1.8～2.0厘米，提高23.4％，根数每增加45％，为培育壮苗打下基础。

(2)、对产量和构成因素的影响：

对粮食作物前期表现分蘖早、分蘖多、成穗率高、穗多、粒多、千粒重高、空秕率低。根据试验，水稻在移栽后20～25天即达到预定穗数，据7月20日调查，用土壤肥料调理剂肥料其苗数达23～28万后其有效穗为26万左右，而常规用肥区，7月20日苗数为19.5万后其有效穗仅是21万，因此其产量低于添加土壤肥料调理剂肥料。根据11个水稻试验结果，用活化剂肥料平均产量为537.6公斤/亩，而常规肥料区为473.7公斤/亩，增产13.91％。

对蔬菜作物前期表现开花早、花多、座果率高、果大、果多并能提早上市，对十多种蔬菜作物试验平均增产15.9％，对番茄、茄子平均增产18.0％，西瓜平均增产16.4％。

(3)、提高作物生理代谢与酶的活动能力

运用¹⁴C标记试验测出，用土壤肥料调理剂后，茶树光合速率，不论是新稍还是老叶都明显地提高了，平均提高31.1％，对新稍功能叶——新稍第三叶光合速率提高更为显著为46.8％，从而为提高茶叶产量奠定了物质基础。

测定部位	用土壤肥料调理剂光合速率CO2(mg)/小时·平方分米	对照区光合速率CO2(mg)/小时·平方分米	增幅％
				新稍叶片	5.6564	4.5818	23.45
新稍第三叶	7.5397	5.1345	46.84
				老叶	3.9197	2.7105	44.6

植物营养液中含有螯合态微量元素和有效钙，是酶的组成成分与酶的活化剂，如在碳酸酐酶中活性部分是锌、精氨酸酶中含有锰、过氧化酶与细胞色素酶中含有铁、氮、磷，因此酶的活性就加大。

(4)改善作物品质，使食品更安全，营养价值更高：

土壤肥料调理剂介入使肥料功能更有效发挥，品质有新改善，使西瓜、葡萄甜度增加，用旋光糖度仪测定糖度提高0.67～0.72度，维生素含量也明显提高，维生素C含量提高30％左右，茶叶中氨基酸含量也提高；对照区茶叶中含氨基酸为2.032％而处理区平均为3.011％，提高了48％左右。

综上使用效果看出，由于本发明中土壤肥料调理剂它是由活性高的腐殖质液体为主体的一种生物活性物质，因此它可以对土壤进行改良，恢复地力，促进土壤微生物活动，增加土壤微生物数量，增强土壤酶的活性，加速有机物的矿化，促进营养元素的释放。同时它对化肥、微肥增效作用，提高了肥料的利用率，可减少肥料使用量，更重要它是一种生物活性物质对农作物生长发育及体内生理代谢有刺激作用，能提高产量、改善品质，所以土壤肥料调理剂的介入使土壤更肥沃，肥料更增效，食品生产更安全。

Claims (8)

1、一种天然土壤肥料调理剂，其特征在于，由腐殖质液体1重量份，天然矿石粉5～8重量份和植物营养液3～10重量份组成。

2、如权利要求1所述的天然土壤肥料调理剂，其特征在于，所述的腐殖质液体是由以下方法得到：将游离腐植酸重量百分比大于等于10％的年轻褐煤粉碎过60-200目筛，以重量比1∶10与水混合；以持续通入空气，在200-240℃、常压的条件下以转速2000-3000rpm搅拌反应6小时；在温度为70-175℃、压力为5-6个大气压的条件下，反应5-19小时；用60-100目过滤网过滤掉沉淀物，得到的清液为腐殖质液体。

3、如权利要求1所述的天然土壤肥料调理剂，其特征在于，所述的天然矿石粉是由将磷钇矿石粉碎过60～80目筛得到。

4、如权利要求1所述的天然土壤肥料调理剂，其特征在于，所述的植物营养液由含有8～10wt％氨基酸、3～10mg/L螯合态锌以及2～6mg/L螯合态锰的植物营养液以重量比100∶5与复合表面活性剂混合得到。

5、如权利要求4所述的天然土壤肥料调理剂，其特征在于，所述的复合表面活性剂是由烷基糖苷与脂肪酸甲脂磺酸盐以重量比1.5∶0.4混合得到。

6、如权利要求5所述的天然土壤肥料调理剂，其特征在于，所述的烷基糖苷为十二烷基葡萄糖苷。

7、如权利要求5所述的天然土壤肥料调理剂，其特征在于，所述的脂肪酸甲脂磺酸盐为硬脂酸甲酯磺酸钠。

8、权利要求1所述的天然土壤肥料调理剂的制备方法，其特征在于，具体步骤为：

第一步：配制pH值为5～6的醋酸或柠檬酸溶液，将醋酸或柠檬酸溶液与天然矿石粉以重量比10～25∶1混合，以转速90次/分钟搅拌1小时；

第二步：将腐殖质液体按比例加入到第一步所得的混合物中，以相同转速搅拌1小时；

第三步：将植物营养液按比例加入到第二步所得的混合物中，以相同转速搅拌1.5小时；

第四步：静置过夜，第二天再以相同转速搅拌30分钟，用20～60目筛过滤得到天然土壤肥料调理剂。