CN101759447B - 一种有机水溶肥及其制备方法和应用 - Google Patents
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Classifications
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Landscapes
- Fertilizers (AREA)
Abstract
本发明提供了一种有机水溶肥，其采用如下方法制成：将含有半纤维素的物料、浓酸以及催化剂三种组分，按重量比1∶1～3∶0.00001～0.001混合，在温度为50～300℃，压力为1～3个大气压的条件下，反应20min～8h，过滤，去除固体渣，收集反应液作为初提液；然后在50～180℃下用碱调pH，得到生成液；按生成液与有机助溶剂的体积比1∶0.0001～0.01，向生成液中加入有机助溶剂，搅拌，过滤，取可溶部分作为有机水溶肥。所述有机水溶肥能同时满足营养元素全面、使用方便、使用方式多样、用量少、吸收快、不破坏土壤结构等要求，并且既能提高作物产量又能改良作物品质。
Description
技术领域
本发明涉及肥料领域，特别涉及一种有机水溶肥及其制备方法和
应用。
背景技术
肥料的种类繁多，例如，能溶于水中的水溶肥，如多数氮肥、钾肥中的硫酸钾等；单一或二元微量元素肥、中量元素肥等；氨基酸、腐植酸、海藻素、核苷酸等。其中，有机水溶肥从制备方法上被定义为化肥，从营养成分上被定义为有机肥，又因其完全溶解于水故被称为有机水溶肥。
研究表明，作物所必需的营养元素多达16种，包括大量元素、中量元素和微量元素等。但是，目前上市的肥料中很少有一种肥料能够全部包含大量、中量和微量元素的全价营养，营养比例单一，并且无法同时兼顾使用方式多样、作物吸收快、不破坏土壤结构等要求。
本发明的有机水溶肥解决了上述肥料的不足之处，营养元素全面，使用方便、方式多样，作物吸收快、不破坏土壤结构，并且既能提高作物产量又能改良作物品质。
发明内容：
本发明的目的之一在于提供一种能同时达到肥料使用方便，用量少，营养元素全面，吸收好，使用方式多样，并且不破坏土壤结构等要求的有机水溶肥。
本发明的另一目的在于提供所述有机水溶肥的制备方法。
本发明的目的还在于提供所述有机水溶肥的应用。
为了实现本发明目的，本发明的有机水溶肥，其采用如下方法制成：
1)将含有半纤维素的物料、浓酸以及催化剂三种组分，按重量比1∶1～3∶0.00001～0.001混合，在温度为50～300℃、压力为1～3个大气压的条件下，反应20min～8h，过滤，去除固体渣，收集反应液作为初提液；
2)将初提液在50～180℃的温度下，用碱调pH值至0.1～7.0，得到生成液；
3)按生成液与有机助溶剂的体积比1∶0.0001～0.01，向生成液中加入有机助溶剂，搅拌，过滤，取可溶部分作为有机水溶肥。
其中，步骤1)中所述含半纤维素的物料包括甘蔗渣、玉米芯、棉子壳、稻壳、稻杆、向日葵壳、玉米杆、麦秆、芦苇、棉花杆、向日葵杆中的一种或几种。优选的是甘蔗渣、玉米杆、芦苇。
所述浓酸选自浓硫酸、浓硝酸、浓盐酸、浓磷酸中的一种或几种。
所述催化剂包括金属氧化物、类金属氧化物、金属氯化物、金属硫酸盐中的一种或几种。具体地说，所述催化剂选自氧化镁、氧化铁、氧化锰、氧化锌、氧化铜、氧化硼、氧化钼、氯化镁、氯化铁、氯化锰、氯化锌、氯化铜、氯化钼、硫酸镁、硫酸亚铁、硫酸锰、硫酸锌、硫酸钼、硫酸铜中的一种或几种。
反应时间优选为2.5～3.5h。
步骤2)中所述碱选自氢氧化钙、氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化镁、氢氧化锌中的一种或几种。
步骤3)中所述有机助溶剂为甲醇或乙醇。
本发明的有机水溶肥为浅色透明液体，密度为1.1～1.4g/mL，沸点为104～106℃，pH为3.0～7.0。所述有机水溶肥中可溶性有机质占60～80％，无机成分占20～40％，含有植物所需的下述16种营养元素：碳、氢、氧、氮、磷、钾、硫、钙、镁、铁、铜、锰、锌、硼、钼、氯，营养元素全面。
本发明的有机水溶肥的制备方法，包括如下步骤：
1)将含有半纤维素的物料、浓酸以及催化剂三种组分，按重量比1∶1～3∶0.00001～0.001混合，在温度为50～300℃，压力为1～3个大气压的条件下，反应20min～8h，过滤，去除固体渣，收集反应液作为初提液；
2)将初提液在温度为50～180℃的条件下，用碱调pH值至0.1～7.0，得到生成液；
3)按生成液与有机助溶剂的体积比1∶0.0001～0.01，向生成液中加入有机助溶剂，搅拌，过滤，取可溶部分作为有机水溶肥。
其中，步骤1)中所述含半纤维素的物料包括甘蔗渣、玉米芯、棉子壳、稻壳、稻杆、向日葵壳、玉米杆、麦秆、芦苇、棉花杆、向日葵杆中的一种或几种。优选的是甘蔗渣、玉米杆、芦苇。
所述浓酸选自浓硫酸、浓硝酸、浓盐酸、浓磷酸中的一种或几种。
所述催化剂包括金属氧化物、类金属氧化物、金属氯化物、金属硫酸盐中的一种或几种。具体地说，所述催化剂选自氧化镁、氧化铁、氧化锰、氧化锌、氧化铜、氧化硼、氧化钼、氯化镁、氯化铁、氯化锰、氯化锌、氯化铜、氯化钼、硫酸镁、硫酸亚铁、硫酸锰、硫酸锌、硫酸钼、硫酸铜中的一种或几种。
反应时间优选为2.5～3.5h。
步骤2)中所述碱选自氢氧化钙、氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化镁、氢氧化锌中的一种或几种。
步骤3)中所述有机助溶剂为甲醇或乙醇。
本发明的有机水溶肥在种植、栽培作物中的应用。
所述作物包括大田作物如玉米、小麦等；经济作物如烟草、亚麻等；蔬菜如空心菜、黄瓜等；果树如猕猴桃、苹果等；花卉如玫瑰、兰花等；观赏植物如文竹、橡皮树等；食用菌如蘑菇、木耳、银耳、猴头菇、灵芝、虫草等。
本发明的有机水溶肥使用方便，使用方式多样，包括浸种，蘸根，灌根，输液，叶面喷洒等。
本发明中使用的有机助溶剂可以提取不溶于水的植物所需的营养物质，有利于提取植物所需的全部营养元素；同时还有利于植物的叶面吸收，使得本发明的使用方式多样；同时还能够使作物吸收更快，且用量更少。
本发明的优点在于，本发明的有机水溶肥能同时满足营养元素全面、使用方便、使用方式多样、用量少、作物吸收快、不破坏土壤结构等要求，并且既能提高作物产量又能改良作物品质。
具体实施方式
以下实施例是对本发明的进一步说明，但不以任何形式限制本发明。
实施例1
将10.5kg甘蔗渣、15.3kg浓盐酸和1.7g氧化锰混合，在温度为180℃，压力为1个大气压的条件下，反应8h，过滤，去除其中固体部分，收集12.6kg反应液作为初提液；在80℃温度下，向初提液中加入氢氧化钙中和，调节pH到3.5，得到11.8L生成液；再加入126mL乙醇，搅拌，用200目过滤网过滤，取可溶部分，得到13.7kg有机水溶肥，密度为1.15g/mL，沸点为104℃，pH为3.5。
实施例2
将12.2kg玉米芯、10.3kg玉米杆混合，加入30.6kg浓硫酸以及2.9g混合催化剂(含1.3g氧化镁、1.6g硫酸铜)，在温度为150℃，压力为2个大气压的条件下反应3.5h，过滤，去除其中固体部分，收集25.4kg反应液作为初提液；在50℃温度下，用氢氧化钾中和，调pH值为5.0，得到23.7L生成液；再加入335mL甲醇，搅拌，用500目过滤网过滤，取可溶部分得到27.6kg有机水溶肥，密度为1.14g/mL，沸点为104℃，pH为5.0。
实施例3
将15.7kg棉籽壳、12.4kg稻杆、16.3kg稻壳混合，向其中加入52.9kg浓酸混合物(含28.6kg浓硫酸、24.3kg浓盐酸)和7.5g催化剂(含1.2g氧化锌、2.7g氯化镁、3.6g硫酸亚铁)，在温度为300℃，压力为3个大气压的条件下，反应20min，过滤，去除其中固体部分，收集43.6kg反应液作为初提液；在120℃温度下，向初提液中加入氢氧化钠中和，调pH值为4.5，得到44.2L生成液；再加入673mL乙醇，搅拌，用800目过滤网过滤，取可溶部分，得到48.3kg有机水溶肥，密度为1.37g/mL，沸点为106℃，pH为4.5。
实施例4
将3.2kg向日葵壳、4.5kg向日葵杆、5.8kg麦秆混合，加入35.5kg浓酸混合物(含18.5kg浓硝酸、17.0kg浓磷酸)和8.5g催化剂(含2.7g氧化硼、3.5g氯化钼、2.3g硫酸锰)，在温度为50℃，压力为3个大气压的条件下，反应2.5h，过滤，去除其中固体部分，收集29.2kg反应液作为初提液；在180℃温度下，向初提液中加入氢氧化镁、氢氧化锌的混合物中和，调pH值为6.5，得到33.7L生产液；再加入134mL甲醇搅拌，用800目过滤网过滤，取可溶部分，得到40.6kg有机水溶肥，密度为1.19g/mL，沸点为105℃，pH为6.5。
实施例5
将实施例1的有机水溶肥，以有机水溶肥与水的体积比为1∶5000稀释，对海南省琼海市农科所的两亩巴厘种菠萝试验田进行肥效试验，在果实膨大期叶面喷施三次，每次每亩喷施100mL，间隔15天。结果与未喷施该肥的对照组相比，亩产量提高15％。
实施例6
将实施例2的有机水溶肥，以有机水溶肥与水的体积比为1∶3500稀释，对厦门市同安区绿色种植基地的一亩细叶空心菜进行肥效试验，在出苗一周后灌根使用一次，每亩用量200mL，结果试验组与未使用该肥的对照组相比，亩产量提高30％。
实施例7
将实施例3的有机水溶肥，以有机水溶肥与水的体积比为1∶10000稀释，在福建省武平县的香菇种植基地，对一亩闽香2号香菇进行肥效试验，出菇后，间隔5天喷施一次，每次每亩喷施100mL，结果试验组与未使用该肥的对照组比较香菇多糖含量提高12％。
实施例8
将实施例4所得的有机水溶肥，按1∶5000倍稀释，在北京市门头沟区玫瑰花种植基地，对一亩玫瑰花进行肥效试验，上市前三周进行叶面喷施，5天一次。每次每亩用量200mL。试验结果表明，与未喷施该肥的对照组比较，切花保鲜期延长7～10天。
实施例9
将实施例4所得的有机水溶肥，按1∶5000倍稀释，在河北省廊坊市农科院花卉种植基地，对100盆文竹进行抗旱试验，其中对照组试验组各50盆，试验组叶面喷施该有机水溶肥3次，5天1次。
试验结果：试验结束时，在夏季日平均气温29.2℃条件下，对照组存活率为12％，试验组存活率为94％。试验结果表明，与未喷施该肥的对照组比较，试验组的存活率显著提高。
实施例10
将实施例1所得的有机水溶肥，按1∶3000倍稀释，在河北省廊坊市农科院大田作物试验基地，对10亩冀丰18号春播玉米进行肥效试验，定苗后开始喷施，前两次间隔10天，以后15天1次。每次每亩喷施200mL。试验结果表明，与未喷施该肥的对照组比较，试验组亩产量提高18％。
通过以上实施例可知，本发明的有机水溶肥使用方便、用量少、吸收好、不破坏土壤结构，并且既能提高作物产量又可改良作物品质。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，所属领域的普通技术人员可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (6)
1.一种有机水溶肥，其特征在于，所述有机水溶肥采用如下方法制成：
1)将含有半纤维素的物料、浓酸以及催化剂三种组分，按重量比1∶1～3∶0.00001～0.001混合，在温度为50～300℃，压力为1～3个大气压的条件下，反应20min～8h，过滤，去除固体渣，收集反应液作为初提液；
2)将初提液在温度为50～180℃的条件下，用碱调pH值至0.1～7.0，得到生成液；
3)按生成液与有机助溶剂的体积比1∶0.0001～0.01，向生成液中加入有机助溶剂，搅拌，过滤，取可溶部分作为有机水溶肥；
所述步骤1)中的含半纤维素的物料包括甘蔗渣、玉米芯、棉子壳、稻壳、稻杆、向日葵壳、玉米杆、麦秆、芦苇、棉花杆、向日葵杆中的一种或几种；
所述步骤1)中的浓酸选自浓硫酸、浓硝酸、浓盐酸中的一种或几种；
所述步骤1)中的催化剂选自氧化镁、氧化铁、氧化锰、氧化锌、氧化铜、氧化硼、氧化钼、氯化镁、氯化铁、氯化锰、氯化锌、氯化铜、氯化钼、硫酸镁、硫酸亚铁、硫酸锰、硫酸锌、硫酸钼、硫酸铜中的一种或几种；
所述步骤3)中的有机助溶剂为甲醇或乙醇。
2.根据权利要求1所述的有机水溶肥，其特征在于，所述步骤2)中的碱包括氢氧化钙、氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化镁、氢氧化锌中的一种或几种。
3.制备权利要求1或2所述的有机水溶肥的方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)将含有半纤维素的物料、浓酸以及催化剂三种组分，按重量比1∶1～3∶0.00001～0.001混合，在温度为50～300℃，压力为1～3个大气压的条件下，反应20min～8h，过滤，去除固体渣，收集反应液作为初提液；
2)将初提液在温度为50～180℃的条件下，用碱调pH值至0.1～7.0，得到生成液；
3)按生成液与有机助溶剂的体积比1∶0.0001～0.01，向生成液中加入有机助溶剂，搅拌，过滤，取可溶部分作为有机水溶肥；
所述步骤1)中的含半纤维素的物料包括甘蔗渣、玉米芯、棉子壳、稻壳、稻杆、向日葵壳、玉米杆、麦秆、芦苇、棉花杆、向日葵杆中的一种或几种；
所述步骤1)中的浓酸选自浓硫酸、浓硝酸、浓盐酸中的一种或几种；
所述步骤1)中的催化剂选自氧化镁、氧化铁、氧化锰、氧化锌、氧化铜、氧化硼、氧化钼、氯化镁、氯化铁、氯化锰、氯化锌、氯化铜、氯化钼、硫酸镁、硫酸亚铁、硫酸锰、硫酸锌、硫酸钼、硫酸铜中的一种或几种；
所述步骤3)中的有机助溶剂为甲醇或乙醇。
4.权利要求1或2所述的有机水溶肥在种植、栽培作物中的应用。
5.根据权利要求4所述的有机水溶肥在种植、栽培作物中的应用，其特征在于，所述作物包括大田作物、经济作物、观赏植物、食用菌。
6.根据权利要求5所述的有机水溶肥在种植、栽培作物中的应用，其特征在于，所述经济作物包括蔬菜、果树、花卉。
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