CN105152756A - 高效微量元素液体肥及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于农业领域，具体公开了一种高效微量元素液体肥及其制备方法。本发明中所公开的高效微量元素液体肥是以高含水率畜禽粪便发酵为基础制备的，通过向其中添加微量元素溶液和复合助剂后，螯合、浓缩而成。本发明所得的高效微量元素液体肥中微量元素含量不小于100g/L。因而具有营养成分高、配比均衡、稳定性强、施用方便等优点，同时有效解决了目前农村地区畜禽粪便含水率过高难以利用的问题，具有广阔的应用前景。

Description

高效微量元素液体肥及其制备方法

技术领域

本发明具体涉及高含水率畜禽粪便发酵制备高效微量元素液体肥及其方法，属于农业有机废弃物资源化技术领域，也属于农业领域中的液体肥料领域。

背景技术

在我国推行新农村建设的背景下，农村有机废弃物资源化再利用也日趋成为重中之重。目前，农村畜禽粪便的大量排放和作物秸秆的无规律焚烧导致农村生态环境污染日益严重。据估算，至2020年，我国畜禽粪便排放总量将达到45亿吨，而其中农村散养的排放量至少占一半。由于农村畜禽养殖户多数采用水冲式清粪方式清理粪便，导致粪便含水率过高，目前，畜禽粪便中含水率较低的一部分和作物秸秆混合拌料被积极开发，成为了很好的有机肥堆肥物料，但对于含水率过高的畜禽粪便，在堆肥生产中带来的技术难题却使很多开发者退而远之。因此，开发和利用含水率过高的畜禽粪便是新农村建设和发展的迫切需要。

从生物学意义角度来讲，微量元素常是酶或辅酶的组成成分，它们在生物体中的特殊机制有很强的专一性，虽然需求量小，但它是生物体正常的生长发育所不可缺少的。目前外源施用的微量元素肥料多数以离子状态存在，这种状态的微量元素进入土壤中后容易生成盐被固定下来，不易被植物吸收，利用率较低。除此以外，多数微量元素肥料中元素类型相对单一，营养元素不均衡，难以全面解决植物微量元素缺素症。

高浓度、液体化是目前国际肥料市场的发展趋势。液体肥料存在诸多优点，如水溶性好、无残渣，可以完全溶解于水中；吸收率高，其吸收率超过固体肥料的50％；肥效快，能被作物的根系和叶面直接吸收利用；以水带肥，实现了水肥一体化。但国内市场上，现有的液体肥料存在以下三个问题：种类少，浓度低，易结晶、粘度增加、分层、胀气等问题，这些问题制约着液体型水溶肥料的发展。

发明内容

为了实现高含水率畜禽粪便的资源化利用，生产出高浓度、螯合态、无结晶的微量元素液体肥料，本发明提供了一种高效微量元素液体肥，所述的高效微量元素液体肥是以高含水率畜禽粪便发酵液为基础制备的，具体而言，是在添加复合助剂的条件下，将微量元素溶液和高含水率畜禽粪便发酵过程中产生的液体按照体积比1:1～4混合后，在70～80℃的条件下加热螯合而成。

其中高含水率畜禽粪便发酵过程中产生的液体是以含水率为70％～90％的畜禽粪便为原料，以粉碎后的含水率为15％～20％的作物秸秆为辅料，按体积比2～3：1协同发酵产生的母液。

同时，我们还公开了其中的微量元素溶液是由如下重量份的物质组成：乙二胺四乙酸铁钠1.5～1.9份，乙二胺四乙酸锌钠9.0～9.7份，乙二胺四乙酸铜钠0.02～0.03份，乙二胺四乙酸锰钠24.0～25.0份，硼酸2.2～2.7份，碘化钾0.30～0.35份，二水钼酸钠0.10～0.13份，六水氯化钴0.01～0.03份，水60.16～62.87份。

我们进一步约束了高效微量元素液体肥中铁、锌、铜、锰、硼、钼、碘、钴八种微量元素总含量不小于100g/L。

并且铁、锌、铜、锰四种微量元素是以螯合态存在于高效微量元素液体肥中。

进一步地，我们还公开该了相应的高效微量元素液体肥的制备方法，包括如下步骤：

(1)将高含水率的畜禽粪便与秸秆协同发酵产生的母液静置1～2天，弃去底部杂质后灭菌备用；

(2)称取八种微量元素化合物，分别加水充分溶解，待完全溶解后混合均匀，即为微量元素溶液；

(3)称取增稠剂、悬浮剂、分散剂和表面活性剂，加水溶解，并搅拌均匀，即为复合助剂；

(4)将步骤(1)中所得的灭菌后母液、步骤(2)所得的微量元素溶液以及步骤(3)所得的复合助剂混合均匀，于70～80℃下进行水浴加热浓缩，直至微量元素总含量不小于100g/L，即得到高效微量元素液体肥；

其中灭菌后母液与微量元素溶液的混合体积比为1:1～4。

优选地，这一制备方法优选以下步骤：

(1)以含水率为70％～90％的畜禽粪便为原料，以粉碎后的含水率为15％～20％的作物秸秆为辅料，按体积比2～3：1协同发酵，收集发酵过程中产生的液体，静置1～2天，弃去溶液底部杂质，利用高压灭菌锅对液体进行灭菌，控制温度在120～121℃，压强为0.105Mpa条件下，维持20～35分钟，然后自然冷却至室温备用；

(2)按乙二胺四乙酸铁钠1.5～1.9份、乙二胺四乙酸锌钠9.0～9.7份、乙二胺四乙酸铜钠0.02～0.03份、乙二胺四乙酸锰钠24.0～25.0份、硼酸2.2～2.7份、碘化钾0.30～0.35份、二水钼酸钠0.10～0.13份、六水氯化钴0.01～0.03份，称量八种微量元素化合物，并加入60.16～62.87份水，在50～70℃水浴温度下充分溶解，待完全溶解后混合均匀，即为微量元素溶液；

(3)称量增稠剂、悬浮剂、分散剂和表面活性剂，加水溶解后搅拌均匀，即为复合助剂；

其中优选：

所述的增稠剂为黄原胶、羧甲基纤维素、淀粉、阿拉伯胶、海藻酸钠中的一种或者多种混合物。

所述的悬浮剂为硅酸镁铝、钠基膨润土、凹凸棒黏土中的一种或多种的混合物。所述的分散剂为聚羧酸盐、NNO、磷酸盐、木质素盐中的一种或多种的混合物。所述的表面活性剂为司盘、吐温、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠中的一种或多种的混合物。

(4)将发酵灭菌后的液体、微量元素溶液和复合助剂混合均匀，其中发酵灭菌后的液体与微量元素溶液体积比为1:1～4，于70～80℃下进行水浴加热浓缩，直至微量元素总含量不小于100g/L。

采用本发明所公开的技术方案后，具有以下有益效果：

(1)本发明有效解决了目前农村地区畜禽粪便含水率过高难以利用的问题。

(2)本发明获得的高效微量元素液体肥具有丰富的有机质成分，缓解土壤板结现象，为作物吸收利用营养物质营造良好的环境。其中的生化腐植酸还可以促进植物发芽、根系生长，提高植物抗旱、抗病虫害能力，提高作物产量并改善品质。

(3)本发明获得的高效微量元素液体肥具有质地均匀、稳定性高、存储简便、保存周期长和有利运输等优点。

(4)本发明获得的高效微量元素液体肥中微量元素浓度高，其含量达到100g/L以上，符合农业行业标准NY1428-2010《微量元素水溶肥料》。

(5)本发明获得的高效微量元素液体肥中微量元素多为螯合态，可以避免微量元素进入土壤后被固定，提高肥料的利用率。

(6)本发明获得的高效微量元素液体肥元素种类全面，配比均衡，可以满足几乎所有种类植物对微量元素的需求。

具体实施方式

为了更好的说明本发明，下面结合具体实施例，对本发明进行进一步的说明。

实施例1

1、以含水率为70％～90％的畜禽粪便为原料，以粉碎后的含水率为15％～20％的作物秸秆为辅料，按体积比2～3：1协同发酵，收集发酵过程中产生的液体，静置1～2天，弃去溶液底部杂质，利用高压灭菌锅对液体进行灭菌，控制温度在120～121℃，压强为0.105Mpa条件下，维持20～35分钟，然后自然冷却至室温备用；

2、本实施例所述微量元素液配方如下：乙二胺四乙酸铁钠1.9kg，乙二胺四乙酸锌钠9.0kg，乙二胺四乙酸铜钠0.03kg，乙二胺四乙酸锰钠25.0kg，硼酸2.6kg，碘化钾0.35kg，二水钼酸钠0.12kg，六水氯化钴0.02kg，水60.98千克，配置成红棕色透明液体。

3、称取黄原胶0.5千克、硅酸镁铝0.3千克、NNO0.5千克、十二烷基苯磺酸钠0.2千克、水7.5千克，放于45摄氏度水浴锅中，混合搅拌成半透明糊状复合助剂；

4、将发酵灭菌后的液体、微量元素溶液和复合助剂混合均匀，其中发酵灭菌后的液体与微量元素溶液体积比为1:1，于70℃下进行水浴加热浓缩，直至浓缩后的混合液体积达到原体积的1/4。

实施例2

1、以含水率为70％～90％的畜禽粪便为原料，以粉碎后的含水率为15％～20％的作物秸秆为辅料，按体积比2～3：1协同发酵，静置1～2天，弃去溶液底部杂质，利用高压灭菌锅对液体进行灭菌，控制温度在120～121℃，压强为0.105Mpa条件下，维持20～35分钟，然后自然冷却至室温备用；

2、本实施例所述微量元素液配方如下：乙二胺四乙酸铁钠1.7kg，乙二胺四乙酸锌钠9.3kg，乙二胺四乙酸铜钠0.02kg，乙二胺四乙酸锰钠25.0kg，硼酸2.7kg，碘化钾0.35kg，二水钼酸钠0.12kg，六水氯化钴0.01kg，水60.8千克,配置成红棕色透明液体。

3、称取淀粉0.64千克、硅酸镁铝0.13千克、NNO0.51千克、十二烷基硫酸钠0.52千克、水9千克，放于45摄氏度水浴锅中，混合搅拌成半透明糊状复合助剂；

4、将发酵灭菌后的液体、微量元素溶液和复合助剂混合均匀，其中发酵灭菌后的液体与微量元素溶液体积比为1:2，于70℃下进行水浴加热浓缩，直至浓缩后的混合液体积达到原体积的1/3。

实施例3

1、以含水率为70％～90％的畜禽粪便为原料，以粉碎后的含水率为15％～20％的作物秸秆为辅料，按体积比2～3：1协同发酵，收集发酵过程中产生的液体，静置1～2天，弃去溶液底部杂质，利用高压灭菌锅对液体进行灭菌，控制温度在120～121℃，压强为0.105Mpa条件下，维持20～35分钟，然后自然冷却至室温备用；

2、本实施例所述微量元素液配方如下：乙二胺四乙酸铁钠1.5kg，乙二胺四乙酸锌钠9.5kg，乙二胺四乙酸铜钠0.02kg，乙二胺四乙酸锰钠24.0kg，硼酸2.5kg，碘化钾0.3kg，二水钼酸钠0.1kg，六水氯化钴0.01kg，水62.07千克,配置成红棕色透明液体。

3、称取黄原胶0.35千克、钠基膨润土0.35千克、聚羧酸盐0.65千克、十二烷基硫酸钠0.65千克、水10千克，放于45摄氏度水浴锅中，混合搅拌成半透明糊状复合助剂；

4、将发酵灭菌后的液体、微量元素溶液和复合助剂混合均匀，其中发酵灭菌后的液体与微量元素溶液体积比为1:3，于70℃下进行水浴加热浓缩，直至浓缩后的混合液体积达到原体积的3/8。

实施例4

分别检测实施例1～实施例3制备得到的高效微量元素液体肥中的铁、锌、铜、锰、硼、钼、碘、钴，结果如表1所示。

表1：

注：《NY1428-2010微量元素水溶肥料》中微量元素包括铜、铁、锰、锌、硼和钼元素含量之和，实施例1、2、3中微量元素之和分别为133.1g/L、134.1g/L、129.8g/L，均超过100g/L。

实施例5

对实施例1～3中获得的液体肥做液体流动状态稳定性考察，分别观察其制备后放置30天、60天、150天的溶液流动状态。

样品	0天	30天	60天	150天
					实施例1	良好	良好	良好	良好
实施例2	良好	良好	良好	良好
					实施例3	良好	良好	良好	良好

经过150天的实验结果观察，实施例1～3中，按照复合助中增稠剂、分散剂、悬浮剂和表面活性剂在优选值范围内时，所得到的液体肥产品具有良好的稳定性和流动性。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明相关领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。在不背离本发明精神及其实质的情况下，这些相应的改变和变形都应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.高效微量元素液体肥，其特征是，所述的高效微量元素液体肥是以高含水率畜禽粪便发酵液为基础制备的，具体而言，是在添加复合助剂的条件下，将微量元素溶液和高含水率畜禽粪便发酵过程中产生的液体按照体积比1:1~4混合后，在70~80℃的条件下加热螯合而成。

2.根据权利要求1所述的以高效微量元素液体肥，其特征在于：高含水率畜禽粪便发酵过程中产生的液体是以含水率为70%~90%的畜禽粪便为原料，以粉碎后的含水率为15%~20%的作物秸秆为辅料，按体积比2~3：1协同发酵产生的母液。

3.根据权利要求1所述的高效微量元素液体肥，其特征在于，微量元素溶液是由如下重量份的物质组成：乙二胺四乙酸铁钠1.5~1.9份，乙二胺四乙酸锌钠9.0~9.7份，乙二胺四乙酸铜钠0.02~0.03份，乙二胺四乙酸锰钠24.0~25.0份，硼酸2.2~2.7份，碘化钾0.30~0.35份，二水钼酸钠0.10~0.13份，六水氯化钴0.01~0.03份，水60.16~62.87份。

4.根据权利要求1所述的高效微量元素液体肥，其特征在于：高效微量元素液体肥中铁、锌、铜、锰、硼、钼、碘、钴八种微量元素总含量不小于100g/L。

5.根据权利要求1或4所述的以高含水率畜禽粪便发酵制备的高效微量元素液体肥，其特征在于：铁、锌、铜、锰四种微量元素是以螯合态存在于高效微量元素液体肥中。

6.权利要求1~5中任意一项所述的高效微量元素液体肥的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将高含水率的畜禽粪便与秸秆协同发酵产生的母液静置1~2天，弃去底部杂质后灭菌备用；

（2）称取八种微量元素化合物，分别加水充分溶解，待完全溶解后混合均匀，即为微量元素溶液；

（3）称取增稠剂、悬浮剂、分散剂和表面活性剂，加水溶解，并搅拌均匀，即为复合助剂；

（4）将步骤（1）中所得的灭菌后母液、步骤（2）所得的微量元素溶液以及步骤（3）所得的复合助剂混合均匀，于70~80℃下进行水浴加热浓缩，直至微量元素总含量不小于100g/L，即得到高效微量元素液体肥；

其中灭菌后母液与微量元素溶液的混合体积比为1:1~4。

7.根据权利要求6所述的高效微量元素液体肥的制备方法，其特征在于，所述的增稠剂为黄原胶、羧甲基纤维素、淀粉、阿拉伯胶、海藻酸钠中的一种或者多种混合物。

8.根据权利要求6所述的高效微量元素液体肥的制备方法，其特征在于，所述的悬浮剂为硅酸镁铝、钠基膨润土、凹凸棒黏土中的一种或多种的混合物。

9.根据权利要求6所述的高效微量元素液体肥的制备方法，所述的分散剂为聚羧酸盐、NNO、磷酸盐、木质素盐中的一种或多种的混合物。

10.根据权利要求6所述的高效微量元素液体肥的制备方法，所述的表面活性剂为司盘、吐温、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠中的一种或多种的混合物。