CN102180742A - 一种用于制备具有抗病虫菌性黄腐酸肥料的组合物及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种制备其有抗病虫菌性黄腐酸肥料的组合物，以及利用组合物中药渣和作物秸秆生产具有抗病虫菌性能的黄腐酸肥料的方法。以中药渣及秸秆为原料，将秸秆切碎，与中药渣混合，向混合物喷水湿润，喷洒催化剂和氧化剂；放入陈化池中；对氧化降解后的物料进行萃取和分离，将得到的液体为抗病、虫、菌的黄腐酸肥料本发明能在短时间内制取有高效抗虫、抗病及抗菌性能的抗性黄腐酸。

Description

一种用于制备具有抗病虫菌性黄腐酸肥料的组合物及其方法

技术领域

本发明涉及一种用于制备具有抗病虫菌性能黄腐酸肥料的组合物及利用组合物制备抗性黄腐酸的方法，属于化工技术领域。

背景技术

中草药业是我国的传统优势产业之一，全国中草药渣的年排放量已达3000万吨，并呈持续增加趋势。中药药渣来源于中成药生产、原料药生产中药材加工与炮制以及含中药的轻化工产品生产等，其中以中成药生产带来的药渣量最大，约占药渣总量的70％。中成药生产过程中有效成分的提取率一般为30％～70％，其余的均存在于药渣中。据统计，药渣还含有40％的粗蛋白、16％游离氨基酸，3％氮，7％磷钾，44％有机质等组分，以及丰富的纤维素、半纤维素和木质素等生物质高分子物质。中药渣极易腐败，早期药渣处理的形式主要包括填埋、焚烧、固定区域堆放等，造成了资源的浪费和环境的污染。陕西省的天麻、杜仲、山茱萸、丹参、柴胡、黄芪、延胡索、甘草、沙苑子、连翘、西洋参、金银花等中草药无论在品质上还是数量上都在全国处于优势地位。其中柴胡，沙苑子，延胡索，天麻，杜仲等药材的市场占有率在50％-80％以上，而山茱萸，黄芪，延胡索等在30％以上。因此，药渣成为造成当地环境污染和人民生活困扰的主要因素之一。

据前人研究结果显示，植物在和有害生物长期协同进化中，会产生大量具有杀虫或抗菌活性的次生代谢产物，据估计大约有40万种。其中，大多数物质如萜类、生物碱、类黄酮、甾体、酚类、独特的氨基酸和多糖等均具有抗菌、抑菌或杀菌活性；而植物毒素、植物源昆虫激素、抗食剂、引诱剂和驱避剂、绝育剂、植物防卫剂、异株克生物质、植物内源激素等植物源农药具有显著的防虫、杀虫作用。这些次生代谢产物在自然界有其顺畅的降解途径，故施用于作物上不易产生残留、生物富集现象。毛琼等研究认为中草药的适当混合使用可提高抑菌效果，因此，通过对药渣混合物中有效成分的提取，开发替代抗生素的高性能、无毒副作用、安全高效的杀虫、杀菌药物成为农药研究领域的热点之一。

植物废物是取之不尽、用之不竭的可再生自然资源。小麦和玉米是我国的主要粮食产物，在其生产中，每年都会产生大量的秸秆废弃物。统计资料表明，我国每年作物秸秆资源总量达6亿多吨。这些秸秆过去主要作生活燃料、肥料和饲料，随着经济的发展和社会的进步，石油液化气和煤炭燃料逐步取代了秸秆燃料，化肥和复混肥代替了传统有机肥，配合饲料顶替了部分粗饲料，使秸秆大量积余。每到收获季节，我国从南到北普遍采用秸秆就地焚烧，造成了资源的浪费及环境的污染，甚至酿成交通事故。因此，秸秆的出路成为当前亟待解决的资源和环境问题之一，已引起各级政府和专家的关注，如何合理加工、有效利用植物秸秆，是农业生态领域面临的一项重要课题。

因此，本申请提供了一种对中草药渣及农作物秸秆进行综合利用的新方法——将其作为工业原料，生产出一种具有抗虫、抗病、抗菌性能的黄腐酸肥料。黄腐酸是一种溶于水的灰黑色粉末状物质，是植物生长调节剂之一，能促进植物生长，对抗旱有重要作用，能提高植物抗逆能力，增产和改善品质作用，主要应用各种粮食及经济作物上。本法所制取的黄腐酸，其最大的特点是不但为作物提供各种养分，而且具有一定的抗病、抗虫及抗菌性，并能彻底解决中药渣及作物秸秆的浪费、及对环境造成污染的问题，能取得良好的经济效益。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有抗病虫菌作用的黄腐酸的组合物，本发明所述组合物主要原料由中草药渣、作物秸秆、催化剂和氧化剂组成。

本发明中，所述中药渣均选自天麻、杜仲、柴胡、黄芪、延胡索、甘草、远志、连翘和沙苑子等中草药有效成分提取后的药渣中的任意一种或多种，所述作物秸秆选自小麦秸秆、玉米秸秆、稻草秸秆或棉秸秆中的任意两种。中草药有效成分经提取后的产生药渣以及小麦、玉米等作物秸秆废弃物可以在本发明中得到充分有效的利用。

本发明中，所述的催化剂选自硫酸或硫酸锌，所述氧化剂选自硝酸和双氧水。当然在本领域中的技术人员也可知道，除硫酸和硫酸锌外，其它适合本发明目的的催化剂也可用于本发明中，其它除例如硝酸和双氧水的并且适合本发明目的的氧化剂也可用于本发明中，这些适合的催化剂和氧化剂，本发明技术领域的普通技术人员，根据本发明的目的需要可以容易地得到。

本发明的目的在于提供一种利用中药渣和作物秸秆生产抗病虫菌性能黄腐酸肥料的方法，是以中草药有效成分提取过程中产生的药渣及小麦玉米等农作物生产中产生的废弃秸秆为原料，通过以下步骤制得：

A预处理：取中草药渣如天麻、杜仲、柴胡、黄芪、延胡索、甘草、远志、连翘或沙苑子药渣中的任意一种或多种的混合，搅拌混合均匀。将作物秸秆例如小麦和玉米秸秆分别置于粉碎机中，快速切碎，然后与中草药渣按比例混合。

B混合及反应：将混合后的药渣与秸秆混合物放入反应釜中，并向其喷洒水，在被水充分湿润后，向药渣与秸秆的混合物喷洒催化剂和氧化剂；

C陈化：将氧化后的药渣与秸秆混合物放入陈化池中，对陈化池进行加热，通入蒸汽并保持一段时间；

D萃取：将陈化池中已经被氧化降解后的药渣与秸秆的混合物移至萃取器中，并边搅拌边向其加入一定量的提取剂；

E分离：将搅拌后的物料移至固液分离机中挤压，所得液体为具有抗病、抗虫、抗菌性能的抗性黄腐酸肥料。

所述步骤A中，将中草药渣，例如天麻、杜仲、柴胡、黄芪、延胡索、甘草、远志、连翘或沙苑子中的任意两种或多种等量混合。

玉米秆被为长2cm，直径2cm-4cm左右的小段，小麦秸秆被切为长2cm左右的段，各成分的混合时重量比为，小麦秸秆∶玉米秸秆∶药渣重量＝0.5∶0.5∶1。

所述步骤B中，喷水量∶秸秆和药渣重量＝0.4～0.6∶1，催化剂与氧化剂的总用量∶秸秆和药渣重量＝0.7～0.9∶1。

所述步骤B中，催化剂和氧化剂的加入量为每重量份秸秆和药渣混合物加入催化氧化剂0.7～0.9重量份，其中催化剂为硫酸或硫酸锌，氧化剂为硝酸、双氧水。且每1～2重量份秸秆中加入硝酸0.2～0.4重量份，双氧水为0.3～0.7重量份。

所述步骤B中，氧化剂硝酸由浓硝酸稀释配制而成，浓度为20-40％；双氧水浓度30～35％。

所述步骤C中，加热温度达95～100℃，保持时间2～4h。

所述步骤D中，提取剂为氢氧化钠或氢氧化钾，氢氧化钠或氢氧化钾的浓度为1-5％。

其它一些钠、钾盐，比如其碳酸盐、草酸盐、乙酸盐、构橼酸盐等无机或有机盐均可作为本发明步骤D中的提取剂。

氢氧化钠或氢氧化钾的加入量∶秸秆和药渣重量＝0.8～0.9∶1，且物料液的PH≤5.5。

本发明中，中药渣不仅仅局限于上述所列的具体实例中，其它一些中草药，比如金银花、鱼腥草等等，根据不同目的及需要，也可以用来和本发明所述的作物秸秆一起，以制备所需的黄腐酸。

本发明是一种利用中草药有效成分经提取后所产生的中药渣以及小麦玉米等农作物生产中产生的秸秆等废弃物为原料，制造具有抗病、虫、菌性能的黄腐酸的方法，黄腐酸是一种具有胶体化学性质的聚合物，能提高土壤的缓冲能力，从而对化肥和微肥起到增效的作用。本法所制取的黄腐酸含有一定量的中草药渣中提取的抗虫、抗病及抗菌物质，同时也含有氮、磷、钾、纤维素、木质素、钙、镁以及微量元素，因此，既能为作物提供养料促进生长，又对提高植物抗逆能力有重要作用，与此同时，此产品具有一定的抗虫、抗病及抗菌性，是一种抗性黄腐酸肥料，是适用于大田作物、经济作物的高效叶面肥料。

本发明是一种将中草药渣及作物秸秆进行生态化利用利用的新方法。其优点在于，不但减少了中草药渣及作物秸秆废弃堆积对环境造成的污染，而且也能消除由中草药渣及作物秸秆堆积所引发的资源浪费及环境污染问题，为制药企业带来良好的经济效益，并适当的提高农民的收入。

本发明中，中草药渣及作物秸秆废弃物利用量较高，反应速度快，反应时间短；工艺简洁、生产率高。

具体实施方式

本发明通过下述实施例进一步阐明，但任何实施例或其组合不应当理解为对本发明的范围或实施方式的限制。本发明的范围由所附权利要求书限定，结合本说明书和本领域一般常识，本领域普通技术人员可以清楚地明白权利要求书所限定的范围。在不偏离本发明的精神和范围的前提下，本领域技术人员可以对本发明的技术方案进行任何修改或改变，这种修改和改变也包含在本发明的范围内。下文采用非限定性实例对本发明做进一步的详细说明。

实施例1

先将天麻、杜仲、甘草和连翘药渣等量混合，搅拌均匀。将玉米秸秆切碎成长2cm，直径3-4cm的节，并将等量的小麦秸秆切碎为2cm左右的节。之后与中药渣按小麦秸秆∶玉米秸秆∶药渣重量为0.5∶0.5∶1混合，将100份混合物置混合反应器中，边搅拌边喷水50份，至秸秆及药渣被充分湿润后，再喷硫酸0.05份作为催化剂，加40％的硝酸80份作为氧化剂，秸秆及药渣被均匀喷洒到催化氧化剂后，将秸秆及药渣混合物放倒陈化池中，并向内通入蒸汽，物料温度达到95℃时候开始计时，将温度控制在95-100℃，保持2h，然后将氧化降解后的物料移到黄腐酸萃取器重，加3％氢氧化钠液85份作为提取剂搅拌，再将物料移到固液分离机中挤压，液体为具有抗病、抗虫、抗菌性能的抗性黄腐酸肥料。将所得的黄腐酸肥料施用在大棚西红柿上的部分实验结果列出，如表1所示。

表1抗性黄腐酸对西红柿抗病虫均性能的影响

从表1可以看出，在大棚西红柿上使用本发明所生产的抗性黄腐酸，可以提高大棚西红柿亩产量19.79％，降低灰霉病及斑枯病的发病率，增加害虫幼虫死亡率。

实施示例2

先将柴胡、黄芪、远志、连翘和沙苑子药渣等量混合，搅拌均匀。将玉米秸秆切碎成长2cm，直径3-4cm的节。之后与药渣按重量比1∶1混合均匀，将混合物100份置混合反应器中，边搅拌边喷水50份，至秸秆及药渣被充分湿润后，再喷硫酸0.05份为催化剂，加30％双氧水90份作为氧化剂，秸秆及药渣被均匀喷洒到催化氧化剂后，将秸秆及药渣混合物放倒陈化池中，并向内通入蒸汽，物料温度达到95℃时候开始计时，将温度控制在95-100℃，保持4h，然后将氧化降解后的物料移到黄腐酸萃取器重，加2％氢氧化钠液85份作为提取剂搅拌，再将物料移到固液分离机中挤压，液体为具有抗病、抗虫、抗菌性能的抗性黄腐酸肥料。将所得的黄腐酸肥料施用在烟草上的部分实验结果见表2。

表2抗性黄腐酸对烟草抗病虫均性能的影响

表2说明了施用本发明所制造的抗性黄腐酸肥料可以增加烟草的抗病及抗菌性能，并有杀死烟青虫幼虫的作用。施用本发明的抗性黄腐酸肥料还可以使烟草亩产量增加31.66％。

实施示例3

先将柴胡、黄芪、延胡索和甘草药渣等量混合，搅拌均匀。将玉米秸秆切碎成长2cm，直径3-4cm的节，并将等量的小麦秸秆切碎为2cm左右的节。之后与中药渣按小麦秸秆∶玉米秸秆∶药渣重量为0.5∶0.5∶1混合，将混合物100份置混合反应器中，边搅拌边喷水50份，至秸秆及药渣被充分湿润后，再喷硫酸0.05份为催化剂，加30％双氧水90份作为氧化剂，秸秆及药渣被均匀喷洒到催化氧化剂后，将秸秆及药渣混合物放倒陈化池中，并向内通入蒸汽，物料温度达到95℃时候开始计时，将温度控制在95-100℃，保持4h，然后将氧化降解后的物料移到黄腐酸萃取器重，加3％氢氧化钾液85份作为提取剂搅拌，再将物料移到固液分离机中挤压，液体为具有抗病、抗虫、抗菌性能的抗性黄腐酸肥料。

表3抗性黄腐酸对辣椒抗病虫均性能的影响

从表3可以看出，施用本发明所生产的抗性黄腐酸肥料可以增强辣椒蚜虫的死亡率，增加辣椒抗菌性，并显著降低辣椒的染病率。施用本发明的抗性黄腐酸肥料还可以使辣椒产量增加34.5％。

实施例4

先将天麻、杜仲、柴胡药渣等量混合，搅拌均匀。将玉米秸秆切碎成长2cm，直径3-4cm的节，并将等量的小麦秸秆切碎为2cm左右的节。之后与中药渣按小麦秸秆∶玉米秸秆∶药渣重量为0.5∶0.5∶1混合，将混合物100份置混合反应器中，边搅拌边喷水50份，至秸秆及药渣被充分湿润后，再喷硫酸0.05份为催化剂，加30％双氧水90份作为氧化剂，秸秆及药渣被均匀喷洒到催化氧化剂后，将秸秆及药渣混合物放倒陈化池中，并向内通入蒸汽，物料温度达到95℃时候开始计时，将温度控制在95-100℃，保持4h，然后将氧化降解后的物料移到黄腐酸萃取器重，加3％氢氧化钾液85份作为提取剂搅拌，再将物料移到固液分离机中挤压，液体为具有抗病、抗虫、抗菌性能的抗性黄腐酸肥料。

表4抗性黄腐酸对黄瓜抗病虫菌性能的影响

从表4可以看出，施用本发明所生产出的抗性黄腐酸肥料可以增加黄瓜亩产量14.05％，并能显著增加黄瓜抗病、抗菌性，还起到一定的防虫及杀虫作用。

实施例5

先将天麻、杜仲、柴胡、黄芪、延胡索、甘草、远志、连翘和沙苑子药渣等量混合，搅拌均匀。将小麦秸秆等切碎成长2cm的节。之后与药渣按1∶1的重量比混合均匀，将混合物100份置混合反应器中，边搅拌边喷水50份，至秸秆及药渣被充分湿润后，再喷硫酸0.05份作为催化剂，加40％的硝酸80份作为氧化剂，秸秆及药渣被均匀喷洒到催化氧化剂后，将秸秆及二次提取后的药渣混合物放倒陈化池中，并向内通入蒸汽，物料温度达到95℃时候开始计时，将温度控制在95-100℃，保持2h，然后将氧化降解后的物料移到黄腐酸萃取器重，加3％氢氧化钠或氢氧化钾液85份作为提取剂搅拌，再将物料移到固液分离机中挤压，液体为具有抗病、抗虫、抗菌性能的抗性黄腐酸肥料。将所得的黄腐酸肥料施用在烟草上的部分实验结果见表5。

表5抗性黄腐酸对辣椒抗病虫均性能的影响

从表5可以看出，施用本发明所生产出的抗性黄腐酸肥料可以增加辣椒的亩产量35.4％，并能显著增加黄瓜抗病、抗菌性，还起到一定的防虫及杀虫作用。

Claims (11)

1.一种用于制备具有抗病虫菌性能黄腐酸肥料的组合物，主要由原料中草药渣、作物秸秆、催化剂和氧化剂组成，其中所述中草药渣选自天麻、杜仲、柴胡、黄芪、延胡索、甘草、远志、连翘或沙苑子中的任意一种或其任意组合。

2.权利要求1所述的组合物，其特征在于所述的作物秸秆选自小麦秸秆、玉米秸秆、稻草秸秆、棉秸秆中的任意一种或两种；所述催化剂选自硫酸或硫酸锌：所述氧化剂选自硝酸和双氧水。

3.一种利用权利要求1或2所述组合物生产抗病虫菌性能黄腐酸肥料的方法，其特征在于，以中草药药渣和作物废弃秸秆为主要原料，通过以下步骤制得；

A预处理：取中草药渣天麻、杜仲、柴胡、黄芪、延胡索、甘草、远志、连翘或沙苑子中的任意一种或其任意组合，搅拌混合均匀，再将小麦和玉米秸秆分别置于粉碎机中，快速切碎，然后与中草药渣按比例混合；

B混合及反应：将混合后的药渣与秸秆混合物放入反应釜中，并向其喷洒水，在被水充分湿润后，向药渣与秸秆的混合物喷洒催化剂和氧化剂；

C陈化：将氧化后的药渣与秸秆混合物放入陈化池中，对陈化池进行加热，通入蒸汽并保持一段时间；

D萃取：将陈化池中已经被氧化降解后的药渣与秸秆的混合物移至萃取器中，并边搅拌边向其加入一定量的提取剂；

F分离：将搅拌后的物料移至固液分离机中挤压  所得液体为具有抗病、抗虫、抗菌性能的抗性黄腐酸肥料。

4.权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤A中，中草药渣天麻、杜仲、柴胡、黄芪、延胡索、甘草、远志、连翘或沙苑子中的任意两种或多种等量混合。

5.权利要求3所述的方法，其特征在于：所述步骤A中，玉米秆被为长2cm，直径2cm-4cm左右的小段，小麦秸秆被切为长2cm左右的段，各原料混合时重量比为，小麦秸秆∶玉米秸秆∶药渣＝0.5∶0.5∶1。

6.权利要求3所述的方法，其特征在于：所述步骤B中，喷水重量∶秸秆和药渣总重量＝0.4～0.6∶1，催化剂与氧化剂的总重量∶秸秆和药渣总重量＝0.7～0.9∶1。

7.权利要求3或6所述的方法，其特征在于：所述催化剂为硫酸或硫酸锌，氧化剂为硝酸和双氧水，氧化剂加入量为每1～2份秸秆中加入硝酸0.2～0.4重量份，双氧水0.3～0.7重量份。

8.权利要求3或6所述的方法，其特征在于：所述氧化剂硝酸由浓硝酸稀释配制而成，浓度为20-40％；双氧水浓度为30～35％。

9.权利要求3所述的方法，其特征在于：所述步骤C中，加热温度为95～100℃，保持时间2～4h。

10.权利要求3所述的方法，其特征在于：所述步骤D中，提取剂为氢氧化钠或氢氧化钾，氢氧化钠或氢氧化钾的重量百分比浓度为1-5％。

11.权利要求10所述的方法，其特征在于：氢氧化钠或氢氧化钾的加入量∶秸秆和药渣重量＝0.8～0.9∶1，且物料液的pH≤5.5。