CN105367167A - 一种含微量元素的有机碳液体肥的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种含微量元素的有机碳液体肥的制备方法。是在以有机质含量大于20％的有机废液为原料，通过复合酸解的方法分解大分子有机质，得到小分子有机碳液体的前提下，利用其反应过程中放热，并含有黄腐酸等物质，在反应完成后，继续加入硼酸、硫酸锌在40-60℃下继续搅拌20-40分钟螯合；螯合后的母液A继续与利用尿素和硝铵磷按一定比例配制的母液B进行继续搅拌混配。本有机碳液体肥不单单能给作物提供不同形态的氮素，还能给作物提供可直接吸收的水溶性碳，同时通过合理的C/N，给土壤微生物繁殖提供一个良好的条件，改良土壤，提高作物的产量、品质以及抗逆性。

Description

一种含微量元素的有机碳液体肥的制备方法

技术领域

本发明涉及复合肥料技术领域，具体涉及一种含微量元素的有机碳液体肥的制备方法。

背景技术

在作物生长过程中，碳是大量营养元素之首，氮更是肥料三要素氮磷钾之一，硼、锌等微量元素也是植物必须的营养元素，而且在我国缺少中微量元素的耕地中，缺硼和锌占的比重较大。

目前市面上还没有一种以有机质含量大于20％的有机废液为原料，通过复合酸解的方法分解大分子有机质，得到可溶于水的小分子有机碳液体后，继续螯合微量元素，再结合不同形态氮素，可以合理调节碳氮比的液体肥料。

发明内容

本发明克服现有技术缺陷，提供一种含微量元素的有机碳液体肥的制备方法。本有机碳液体肥不单单能给作物提供不同形态的氮素，还能给作物提供可直接吸收的水溶性碳，同时通过合理的C/N，给土壤微生物繁殖提供一个良好的条件，改良土壤，提高作物的产量、品质以及抗逆性。

本发明公开了一种含微量元素的有机碳液体肥及其制备方法。是在以有机质含量大于20％的有机废液为原料，通过复合酸解的方法分解大分子有机质，得到小分子有机碳液体的前提下，利用其反应过程中放热，并含有黄腐酸等物质，在反应完成后，继续加入硼酸、硫酸锌在40-60℃下继续搅拌20-40分钟螯合，螯合作用下可以减少N的流失。螯合后的母液A继续与利用尿素和硝铵磷按一定比例配制的母液B进行继续搅拌混配，调节C/N，形成含硝态氮、铵态氮、酰胺态氮、水溶有机碳、微量元素的有机碳液体肥。本发明有机碳液体肥不单单能给作物提供不同形态的氮素，还能给作物提供可直接吸收的水溶性碳，同时通过合理的C/N，给土壤微生物繁殖提供一个良好的条件，改良土壤，提高作物的产量、品质以及抗逆性。

本发明所述的小分子有机碳液体是有机碳肥，是指有机含碳小分子的重量百分比占5-85％，其中有机含碳小分子是指分子量在800以下，可以包含烷烃类，脂肪类，糖类，酸类，醛类等成分，该有机碳肥可以通过含有机碳的高分子物质经过处理得到，有机碳的高分子混合物包含腐殖酸类、生产酒精废水、生产酵母废水、生产氨基酸废水等，处理方式可以为酸消解、微波消解、微生物发酵、碱解、光解、酶解等，该有机碳肥的形态可以为液体和固体，有机碳在使用过程中可以稀释或者浓缩以达到肥料产品所需的功能；

优选地，本发明使用如下复合酸解法制备的有机碳肥与其他成分组合形成上述含微量元素的有机碳液体肥。

一种含微量元素的有机碳液体肥的制备方法包括如下步骤：

(1)在以有机质含量大于20％的有机废液为原料，通过复合酸解的方法得到含有小分子有机碳的液体，

(2)在其冷却过程中，加入硼酸和硫酸锌，在40-60℃下搅拌20-40分钟螯合，得到母液A；

(3)将尿素和硝铵磷搅拌溶解于水中，得到母液B；

(4)将母液A和母液B混合，继续搅拌，充分溶解后得到含微量元素的有机碳液体肥。

复合酸解是将含有机质的废弃液进行消解，得到含有全水溶性小分子有机化合物的液体。全水溶性小分子有机化合物如乙酸、糠醛。

其中，消解可以是加入酸进行酸解，酸的种类为硝酸、硫酸、高氯酸或过氧化氢中的一种以上，酸的浓度为0.1-15％质量，反应时间2-50min。

本发明优选如下复合酸解法得到小分子有机碳液体：

(1)先将有机废水在转速200-400r/min条件下搅拌；

(2)再加入浓硝酸与盐酸，浓硝酸与盐酸的质量比为1：(1～3)，复合酸的用量为废水量的2～5％质量，控制酸解反应的温度为50～70℃，反应20-30分钟，

(3)向反应器中加入碱性过氧化物，碱性过氧化物的用量为废水量的3～6％质量，200-400r/min的转速下搅拌反应40-60分钟，离心分离，取上清液即得小分子有机碳液体。

更加优选，浓硝酸浓度在75％-95％质量，盐酸浓度30-37％质量。

碱性过氧化物优选过氧化钾。

优选，所述母液A中的硼酸添加质量为母液A质量的2％-4％，硫酸锌添加质量为母液A质量的3％-8％。

优选，所述的母液B中的尿素添加量为母液B的32％-37％质量，硝铵磷添加量计算为母液B的41％-47％质量，其余为水，三种物质相加等于100％。

优选，所述的母液A和母液B混合比例，按质量计算为：母液A30％-40％，其余为母液B，两种母液相加等于100％。

本发明相对于现有技术所具有的优点及有益效果：

(1)本发明有机碳液体肥不单单能给作物提供不同形态的氮素，还能给作物提供可直接吸收的水溶性碳，同时通过合理的C/N，给土壤微生物繁殖提供一个良好的条件，改良土壤，提高作物的产量、品质以及抗逆性；

(2)硝态氮、铵态氮、酰胺态氮以及有机废液中所含有的氨基酸氮可以满足作物不同环境下对氮的需求，长效速效兼顾，硝态氮可相对增加速效，酰胺态氮可相对增加长效，并且满足不同温度下对氮的吸收利用；

(3)有机肥与微量元素配合使用，可以提高微量元素的利用率，加入的硼酸和硫酸锌可以螯合氮元素，螯合作用下可以减少氮的流失，提高氮元素的利用率，等同条件下，本发明的氮元素利用率更高；

(4)本发明中复合酸解法制备的小分子有机质的粒径在3000nm以下，在该粒径下的小分子有机质容易被作物吸收利用，将该小分子有机质与硼酸、硫酸锌、硝铵磷以及尿素等微量元素混合使用，微量元素有机质做载体的情况下，更容易被作物根系或者表皮吸收，从而提高了微量元素和氮素的利用率，促进作物生长。

具体实施方式

实施例1

一种含微量元素的有机碳液体肥的制备方法包括如下步骤：

(1)先将100kg有机质大于20％的有机废水在转速200r/min条件下搅拌；

(2)再加入2kg质量浓度为80％的浓硝酸与3kg质量浓度35％的盐酸，控制酸解反应的温度为50℃，反应20分钟；

(3)向反应器中加入3kg过氧化钾，按照200r/min的条件继续搅拌反应40分钟，离心分离，取上清液即得小分子有机碳液体M。

(4)在小分子有机碳液体M冷却过程中，加入3kg硼酸和5kg硫酸锌，在60℃下搅拌20分钟螯合，得到母液A；

(5)将65kg尿素和85kg硝铵磷搅拌溶解于50kg水中，得到母液B；

(6)将母液A和母液B混合，继续搅拌，充分溶解后得到含微量元素的有机碳液体肥A。

对比例1

对比例1不使用母液B，选用尿素单质代替：

制备方法包括如下步骤：

(1)先将100kg有机质大于20％的有机废水在转速200r/min条件下搅拌；

(2)再加入2kg质量浓度为80％的浓硝酸与3kg质量浓度35％的盐酸，控制酸解反应的温度为50℃，反应20分钟；

(3)向反应器中加入3kg过氧化钾，按照200r/min的条件继续搅拌反应40分钟，离心分离，取上清液即得小分子有机碳液体M。

(4)在小分子有机碳液体M冷却过程中，加入3kg硼酸和5kg硫酸锌，在60℃下搅拌20分钟螯合，得到母液A；

(5)将母液A和65kg尿素混合，继续搅拌，充分溶解后得到含微量元素的有机碳液体肥A1。

对比例2

对比例2不使用母液A，只用母液B，母液B为65kg尿素和85kg硝铵磷搅拌溶解于50kg水中，制备方法与实施例1类似，配制得到肥料A2。

对比例3

对比例3在实施例1的基础上，将实施例1中的步骤(2)改为：使用用单一盐酸酸解得到有机碳液体，使用5kg质量浓度35％的盐酸。将单一盐酸酸解得到的有机碳液体参与后续反应，后续反应与实施例1类似，制备得到液体肥A3。

表1是将实施例1制备的液体肥A同对比例1、对比例2以及对比例3制备的液体肥A1、肥料A2以及液体肥A3做对比，将三种肥料施用在同一作物上，观察地上物生物量和等产量下氮的施用份数。

表1

注：地上物生物量的测量方法是在农作物的生长期根施液体肥A和A1、A2、A3，施用量为40kg/亩，其他种植条件相同，测量收割后的产量。

从表1中可以得知，将对比例1在实施例1相比，液体肥A的地上物生物量比液体肥A1要高，且在等产量下氮的施用份数比液体肥A1少，这说明实施例1中添加的硝铵磷能与母液A螯合，协同作用下，提高氮元素的利用率，等同条件下，本发明的氮元素利用率更高；

对比例2与实施例1相比，由于对比例2制备的肥料A2没有实施例1中的有机质和其他元素，施用在作物上，增产量只有5％，而实施例1达到12％，且在等产量下肥料A2氮的施用份数为100时，液体肥A仅需要70份，这说明液体肥A中的硝态氮、铵态氮、酰胺态氮以及有机废液中所含有的氨基酸氮可以满足作物不同环境下对氮的需求，长效速效兼顾，铵态氮可相对增加速效，酰胺态氮可相对增加长效，并且满足不同温度下对氮的吸收利用；并且液体肥A中的有机碳液体肥不单单能给作物提供不同形态的氮素，还能给作物提供可直接吸收的水溶性碳，同时通过合理的C/N，给土壤微生物繁殖提供一个良好的条件，改良土壤，提高作物的产量、品质以及抗逆性；

对比例3与实施例1相比，液体肥A3的增产量为8％，比液体肥A的增产量偏低，等产量下液体肥A3氮的施用份数为90，氮素的需求量比液体肥A多，这说明，复合酸解法制备的小分子有机质与氮素混合使用，在有机质做载体的情况下，氮素更容易被作物根系或者表皮吸收，从而提高了氮素的利用率，促进作物生长，提高产量。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (7)

1.一种含微量元素的有机碳液体肥的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)在以有机质含量大于20％的有机废液为原料，通过复合酸解的方法得到含有小分子有机碳的液体；

(2)在其冷却过程中，加入硼酸和硫酸锌，在40-60℃下搅拌20-40分钟螯合，得到母液A；

(3)将尿素和硝铵磷搅拌溶解于水中，得到母液B；

(4)将母液A和母液B混合，搅拌，得到含微量元素的有机碳液体肥。

2.根据权利要求1所述的一种含微量元素的有机碳液体肥的制备方法，其特征在于，所述复合酸解法包括以下步骤：

(1)先将有机废水在转速200-400r/min条件下搅拌；

(2)再加入浓硝酸与盐酸，浓硝酸与盐酸的质量比为1：(1～3)，复合酸的用量为废水量的2～5％质量，控制酸解反应的温度为50～70℃，反应20-30分钟；

(3)向反应器中加入碱性过氧化物，碱性过氧化物的用量为废水量的3～6％质量，200-400r/min的转速下搅拌反应40-60分钟，离心分离，取上清液即得小分子有机碳液体。

3.根据权利要求2所述的一种含微量元素的有机碳液体肥的制备方法，其特征在于，所述浓硝酸质量浓度在75％-95％，盐酸质量浓度30-37％。

4.根据权利要求2所述的一种含微量元素的有机碳液体肥的制备方法，其特征在于，所述碱性过氧化物为过氧化钾。

5.根据权利要求1所述的一种含微量元素的有机碳液体肥的制备方法，其特征在于，所述母液A中的硼酸添加质量为母液A质量的2％-4％，硫酸锌添加质量为母液A质量的3％-8％。

6.根据权利要求1所述的一种含微量元素的有机碳液体肥的制备方法，其特征在于，所述的母液B中的尿素添加量为母液B的32％-37％质量，硝铵磷添加量计算为母液B的41％-47％质量，其余为水，三种物质相加等于100％。

7.根据权利要求1所述的一种含微量元素的有机碳液体肥的制备方法，其特征在于，所述的母液A和母液B混合比例，按质量计算为：母液A30％-40％，其余为母液B，两种母液相加等于100％。