CN105481560A - 一种抗病虫害多功能有机水溶肥及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于肥料领域，具体涉及一种抗病虫害多功能有机水溶肥及其制备方法。本发明一种多功能有机水溶肥由活性有机质、营养肥、微量元素、植物源活性剂、抗病性诱导剂、螯合剂和添加剂组成。本发明多功能有机水溶肥营养丰富，含有农作物生长所需的有机质和大微量元素，养分含量高，同时肥料中含有具有除草活性的植物源活性剂和抗病性诱导剂，可以提高农作物的抗病性，减少病虫害的发生，增加农作物的产量。本发明多功能有机水溶肥生产操作方便，可以喷施、灌溉，实现有机肥的水肥一体化，长期施用本发明有机水溶肥可以提高农作物的抗病性，减少化肥农药的施用，提高农作物的产量和品质。

Description

一种抗病虫害多功能有机水溶肥及其制备方法

技术领域

本发明属于缓释肥料领域，特别涉及一种抗病虫害多功能种有机水溶肥及其制备方法。

背景技术

中国是农业大国，随着农业技术的不断发展，肥料在农业中的地位越来越重要，但是传统化肥在粮食增长的贡仅献率为46.3%，而且大量化肥的施用还会对土壤环境造成污染。为了解决这些问题，部分农民采用农家肥取代无机化肥以生产绿色无污染农产品，虽然施用农家肥可以提高土壤肥力、改善作物品质等优点，但农家肥制备时间长、肥效低、用量大、还污染环境，不能满足现代农业发展的需求，同时未腐熟的农家肥还易导致杂草的生长和农作物产生病虫害。病虫害是农作物的头号杀手，在农业生产上，通常采用喷施化学农药的方法来控制植物病害的发生与为害，但由于存在农药的残留以及对人、畜的较大危害，因此需要减少化学农药的施用，提高农作物的抗病性。

为了解决腐熟农家肥用量大、肥效低、易产生病虫害的问题，人们开始研究有机水溶肥。有机水溶肥的有效性高，适用于喷施、滴灌等灌溉设施，使用方便，可大大提高肥效利用率。如中国专利公开号CN101759447A公开了一种有机水溶肥及其制备方法和应用，采用浓酸提取法提取含半纤维素的物料中的水溶性有机成分作为液体有机水溶肥，营养全面，用量少，但该有机肥的营养元素含量低，实际应用时需要多次施用，否则增产效果不明显；中国专利公开号CN102311289A公开了有机水溶肥料，该肥料由植物源有机质、腐植酸钾、柠檬酸、氨基酸、维生素、单糖、果糖、葡萄糖、多糖、酒石酸钾钠与硫酸锌、硫酸铜、硫酸锰、硼酸、钼酸铵、乙二醇、磷铵、磷酸二氢钾、磷酸等按酸化、螯合、浓缩工艺配制，产品无毒、无激素、无残留，能平衡调节作物生长发育，提高品质增加产量，该液体有机水溶肥主要是添加可溶性有机物质，生产成本较高；中国专利公开号CN102173956A公开了多功效有机水溶肥料及其制备方法，包括氨基酸、腐殖酸和钙离子，以工业副产品糖蜜为原材料，变废为宝，取材方便，而且操作简单，但制备腐殖酸发酵时间较长，且产量含量较低。

根据上述，目前的有机水溶肥主要是添加一些可溶性有机成分，如氨基酸、腐殖酸、糖类等，为农作物提供营养元素，没有解决农作物杂草和病虫害的问题。因此，需要研究开发能够提高农作物抗病性的有机水溶肥，减少化学农药的施用，提高农作物的产量。

发明内容

本发明针对上述不足与缺陷，提出一种抗病虫害多功能有机水溶肥。该多功能有机水溶肥以农林废弃物和食品行业废弃物作为有机水溶肥料的主要来源，添加营养肥及微量元素为农作物生长提供全面的营养元素，同时以木质素磺酸钠丙烯酸接枝共聚物作为螯合剂，避免微量含量的损失；同时肥料中还添加植物源活性剂、抗病性诱导剂和添加剂，减少杂草的生长，提高农作物的抗病性。本发明有机水溶肥生产操作方便，可以喷施、灌溉，实现有机肥的水肥一体化，长期施用本发明有机水溶肥可以提高农作物的抗病性，提高农作物的产量和品质。

本发明进一步的目的是提供一种抗病虫害多功能有机水溶肥的制备方法，该方法是将农林废弃物和食品行业废弃物用双螺杆挤出机进行挤压处理，将原料中的营养大分子剪切成小分子物质，然后与营养肥混合再进行发酵，将发酵后形成的可溶性有机物与微量营养元素、螯合剂混合螯合，添加植物源活性剂、抗病性诱导剂和添加剂混合，形成一种多功能的有机水溶肥。

本发明一种抗病虫害多功能有机水溶肥，其特征在该多功能有机水溶肥中添加植物源活性剂和抗病性诱导剂，其组成为以下原料重量份：农林废弃物40~50份、食品行业废弃物30~40份、营养肥20~30份、微量元素5~10份、植物源活性剂3~8份、抗病性诱导剂3~5份、螯合剂5~10份、添加剂1~3份。

上述所述的农林废弃物为大米草、麦麸、苹果渣、中药渣、芦苇杆中的一种或多种；所述的食品行业废弃物主要为食品加工厂过期变质的食品和原料。上述农林废弃物中含有大量的蛋白质、糖类、纤维素、有机酸、维生素以及各种微量元素，能够为土壤提供有机质，经酵母菌发酵后，大分子的有机物质被分解为农作物可以直接吸收的小分子营养物质，同时为土壤中的微生物提供能量，提高微生物的活性，改善土壤板结情况，提高土壤肥力；食品行业废弃物中有机物营养成分丰富，可以为农作物生长提供良好的有机碳源和有机氮源，是制备速效有机肥的的优良材料。因此本发明选用农林废弃物和食品行业废弃物作为有机肥的主要来源，变废为宝，将其制备成具有良好经济效应的有机水溶肥。

上述所述的营养肥为尿素、磷酸二氢钾和硫酸钾按质量比为2~3:1~2:1~2组成；所述的微量元素为硫酸锰、硫酸铁、硫酸锌、钼酸钠、硼酸中的一种或多种，为农作物提高全面的营养元素。

上述所述的植物源活性剂为含有除草活性物植物的乙醇提取物，其中含有除草活性物植物为丁香叶、菊花根、马尾松叶、雪松叶、仙鹤草、棕榈叶、荆条花的一种或多种，以上植物的乙醇提取物中含有天然的除草活性物质，可以抑制农作物农作物生长过程中杂草的生长，同时该提取物是一种环保友好型物质，不会对环境造成污染。

上述所述的抗病性诱导剂为草酸铵和L-抗坏血酸按质量比为3~5:1~2组成。草酸铵和L-抗坏血酸是一种外源信号诱导子，诱导农作物产生内源信号酶，它们在农作物的体内逐渐地积累起来，然后被运输到农作物的其它部位，使农作物产生诱导抗病性，抑制病虫害的发生，减少化肥农药的施用。

上述所述的螯合剂为木质素磺酸钠丙烯酸接枝共聚物，是由木质素磺酸钠和丙烯酸进行接枝共聚反应得到的。木质素磺酸钠丙烯酸接枝共聚物具有良好的分散性和螯合能力，可以螯合多种微量元素，同时还可以降低土壤对磷的吸附能力，减少氮肥和磷肥的流失，增加土壤的肥力。

上述所述的添加剂为琥珀酸酯磺酸钠和甲基萘磺酸钠甲醛缩合物铵质量比为1:1~2组成。琥珀酸酯磺酸钠是一种阴离子表面活性剂，具有良好的润湿性，降低有机水溶肥在农作物叶面的表面张力，提高有机水溶肥的分散性和润湿性，提高肥料的利用率；甲基萘磺酸钠甲醛缩合物是一种易溶于水的分散剂，利于植物源活性剂和诱导剂在有机水溶肥的快速分散，提高植物源活性剂和诱导剂的稳定性，提高有机水溶肥的肥料利用率，增加有机水溶肥的功效，提高农作物的抗病性。

本发明一种抗病虫害多功能有机水溶肥，其特征在于制备方法包括以下步骤：

（1）利用粉碎机将农林废弃物和食品行业废弃物粉碎至1~3厘米，然后放入双螺杆挤出机进行挤压处理，挤压温度为120-160℃，挤压完成后冷却，碾碎；

（2）将步骤（1）中碾碎后的物料投入到发酵池中，加入营养肥搅拌均匀，加入酵母菌厌氧发酵1~2天，将发酵后的物料与2%的氢氧化钠溶液按质量比1:4~5混合，加热搅拌，温度控制在65~85℃，反应1~2h，分离提取上清液；

（3）将上述提取的上清液的pH调节为7~8，然后加入微量元素和螯合剂，加热搅拌25~35min，使微量元素与螯合剂充分反应；再依次加入植物源活性剂、诱导剂和添加剂，继续搅拌15~25min，整个过程加热温度控制在40~60℃，反应完成后，过滤即得一种多功能有机水溶肥。

上述步骤（1）中所述的双螺杆挤出机为同向旋转型双螺杆挤出机，螺杆长径比为15:1~30:1。利用同向旋转双螺杆的两根螺杆间的物料单向传递完成物料的升温输送过程，农林废弃物和食品行业废弃物经过螺杆挤出机的挤压，其淀粉、纤维素、蛋白质等大分子物质被剪切成小分子，提高降解速率，使可溶性成分糖、氨基酸、维生素等含量增加，为发酵菌剂提供充足的碳源、氮源以及生长素，缩短发酵周期，提高原料利用率。通过增大螺杆长径比，使物料能够有更多的机会进行混合，提高纤维素等物质的溶解性。

本发明一种抗病虫害多功能有机水溶肥及其制备方法，利用农林废弃物和食品行业废弃物作为有机肥的主要来源，利用双螺杆挤出机进行挤压处理，将原料中的淀粉、纤维素、蛋白质等营养大分子剪切成小分子物质，提高降解速率，缩短发酵周期，提高水溶性有机物的含量。同时在肥料中添加无机氮、磷、钾水溶性肥料，提高有机水溶肥中的N、P、K含量，以木质素磺酸钠丙烯酸接枝共聚物作为微量元素螯合剂，减少微量元素的损失，降低土壤对磷的吸附能力，减少氮肥和磷肥的流失；同时肥料中还添加植物源活性剂和抗病性诱导剂，抑制农作物生长过程中杂草的生长，诱导农作物产生抗性，减少病虫害的发生，可以最大程度降低农药的使用，减轻农药的环境污染。本发明有机水溶肥以有机质为主要营养物，复合大微量元素，营养全面均衡，同时添加的植物源活性剂和抗病性诱导剂可以提高农作物的抗病性，减少杂草的生长，增加农作物的产量和品质。

本发明的突出特点和有益效果在于：

1、本发明多功能有机水溶肥利用农林废弃物和食品行业废弃物提供有机质，采用双螺杆挤出技术进行挤压处理，缩短发酵周期，增加水溶性有机物的含量；同时肥料中添加植物源活性剂和抗病性诱导剂，抑制农作物生长期间杂草的生长，诱导农作物产生抗性，提高农作物的抗病性，减少病虫害的发生，增加农作物的产量。

2、本发明多功能有机水溶肥中添加木质素磺酸钠丙烯酸接枝共聚物作为螯合剂，可以螯合大量的微量元素，且分散性好，与添加剂琥珀酸酯磺酸钠和甲基萘磺酸钠甲醛缩合物混合，利于植物源活性剂和抗病性诱导剂在有机水溶肥的快速分散，提高其稳定性，增加有机水溶肥的肥效。

3、本发明多功能有机水溶肥营养全面，以农林废弃物和食品行业废弃物为原料制备有机肥，变废为宝，具有良好的经济效益和社会效益；肥料中添加无机肥和微量元素，营养成分含量高，有利于提高农作物的产量和品质。

4、本发明多功能有机水溶肥适用于所有的农作物，施用方法灵活多变，可以采用叶面喷施、冲施、滴灌、喷灌等方式使用，长期施用可以改善土壤环境，减少肥料的使用。

具体实施方式

以下结合具体实施方式对本发明进行详细的阐述，并不限制于本发明。在不脱离本发明上述方法思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或改进，均应包含在本发明的保护范围之内。

实施例1

1配方

包括如下重量份的原料：大米草40份、食品行业废弃物30份、尿素15份、磷酸二氢钾8份、硫酸钾按7份、硫酸锰和硫酸铁5份、丁香叶和菊花根乙醇提取物3份、诱导剂3份、木质素磺酸钠丙烯酸接枝共聚物5份、添加剂1份；其中，所述的抗病性诱导剂为草酸铵和L-抗坏血酸按质量比为3:1组成；所述的添加剂为琥珀酸酯磺酸钠和甲基萘磺酸钠甲醛缩合物铵质量比为1:1组成。

2制备方法

（1）利用粉碎机将大米草和食品行业废弃物粉碎至1~3厘米，然后放入双螺杆挤出机进行挤压处理，挤压温度为120℃，挤压完成后冷却，碾碎；

（2）将步骤（1）中碾碎后的物料投入到发酵池中，加入尿素、磷酸二氢钾、硫酸钾搅拌均匀，加入酵母菌厌氧发酵1~2天，将发酵后的物料与2%的氢氧化钠溶液按质量比1:4混合，加热搅拌，温度控制在65℃，反应2h，分离提取上清液；

（3）将上述提取的上清液的pH调节为7~8，然后加入硫酸锰、硫酸铁和木质素磺酸钠丙烯酸接枝共聚物，加热搅拌25min，使微量元素铁、锰与螯合剂充分反应；再依次加入植物源活性剂、诱导剂和添加剂，继续搅拌15min，整个过程加热温度控制在60℃，反应完成后，过滤即得一种多功能有机水溶肥。

实施例2

1配方

包括如下重量份的原料：麦麸45份、食品行业废弃物30份、尿素10份、磷酸二氢钾10份、硫酸钾5份、硫酸锌5份、马尾松叶乙醇提取物5份、诱导剂3份、木质素磺酸钠丙烯酸接枝共聚物6份、添加剂3份；其中，所述的抗病性诱导剂为草酸铵和L-抗坏血酸按质量比为3:2组成；所述的添加剂为琥珀酸酯磺酸钠和甲基萘磺酸钠甲醛缩合物铵质量比为1:1组成。

2制备方法

（1）利用粉碎机将麦麸和食品行业废弃物粉碎至1~3厘米，然后放入双螺杆挤出机进行挤压处理，挤压温度为150℃，挤压完成后冷却，碾碎；

（2）将步骤（1）中碾碎后的物料投入到发酵池中，加入尿素、磷酸二氢钾、硫酸钾搅拌均匀，加入酵母菌厌氧发酵1~2天，将发酵后的物料与2%的氢氧化钠溶液按质量比1:5混合，加热搅拌，温度控制在70℃，反应1~2h，分离提取上清液；

（3）将上述提取的上清液的pH调节为7~8，然后加入硫酸锌和木质素磺酸钠丙烯酸接枝共聚物，加热搅拌25~35min，使微量元素锌与螯合剂充分反应；再依次加入植物源活性剂、诱导剂和添加剂，继续搅拌15~25min，整个过程加热温度控制在60℃，反应完成后，过滤即得一种多功能有机水溶肥。

实施例3

1配方

包括如下重量份的原料：苹果渣和中药渣50份、食品行业废弃物40份、尿素10份、磷酸二氢钾10份、硫酸钾5份、硫酸锌和钼酸钠10份、雪松叶和仙鹤草乙醇提取物8份、诱导剂5份、木质素磺酸钠丙烯酸接枝共聚物0份、添加剂3份；其中，所述的抗病性诱导剂为草酸铵和L-抗坏血酸按质量比为4:1组成；所述的添加剂为琥珀酸酯磺酸钠和甲基萘磺酸钠甲醛缩合物铵质量比为1:2组成。

2制备方法

（1）利用粉碎机将苹果渣、中药渣和食品行业废弃物粉碎至1~3厘米，然后放入双螺杆挤出机进行挤压处理，挤压温度为160℃，挤压完成后冷却，碾碎；

（2）将步骤（1）中碾碎后的物料投入到发酵池中，加入尿素、磷酸二氢钾、硫酸钾搅拌均匀，加入酵母菌厌氧发酵1~2天，将发酵后的物料与2%的氢氧化钠溶液按质量比1:5混合，加热搅拌，温度控制在80℃，反应1~2h，分离提取上清液；

（3）将上述提取的上清液的pH调节为7~8，然后加入硫酸锌、钼酸钠和木质素磺酸钠丙烯酸接枝共聚物，加热搅拌25~35min，使微量元素锌、钼与螯合剂充分反应；再依次加入植物源活性剂、诱导剂和添加剂，继续搅拌15~25min，整个过程加热温度控制在60℃，反应完成后，过滤即得一种多功能有机水溶肥。

实施例4

1配方

包括如下重量份的原料：芦苇杆50份、食品行业废弃物35份、尿素15份、磷酸二氢钾5份、硫酸钾5份、硫酸锰、硫酸锌、钼酸钠和硼酸10份、棕榈叶和荆条花乙醇提取物8份、诱导剂4份、木质素磺酸钠丙烯酸接枝共聚物10份、添加剂3份；其中，所述的抗病性诱导剂为草酸铵和L-抗坏血酸按质量比为5:2组成；所述的添加剂为琥珀酸酯磺酸钠和甲基萘磺酸钠甲醛缩合物铵质量比为1:1组成。

2制备方法

（1）利用粉碎机将农林废弃物和食品行业废弃物粉碎至1~3厘米，然后放入双螺杆挤出机进行挤压处理，挤压温度为160℃，挤压完成后冷却，碾碎；

（2）将步骤（1）中碾碎后的物料投入到发酵池中，加入尿素、磷酸二氢钾、硫酸钾搅拌均匀，加入酵母菌厌氧发酵1~2天，将发酵后的物料与2%的氢氧化钠溶液按质量比1:4混合，加热搅拌，温度控制在85℃，反应1~2h，分离提取上清液；

（3）将上述提取的上清液的pH调节为7~8，然后加入硫酸锰、硫酸锌、钼酸钠、硼酸和木质素磺酸钠丙烯酸接枝共聚物，加热搅拌25~35min，使微量元素锰、锌、钼、硼与螯合剂充分反应；再依次加入植物源活性剂、诱导剂和添加剂，继续搅拌15~25min，整个过程加热温度控制在60℃，反应完成后，过滤即得一种多功能有机水溶肥。

实施例5

将实施例1中的多功能有机水溶肥兑水稀释1000倍，对河南省周口市种植基地中的一亩小麦进行肥效试验，定植后进行喷施，间隔10天喷施一次，每次每亩施用100mL。结果与未施用本发明多功能有机水溶肥的对照组相比，小麦成活率为95%，发病率不超过3%，小麦颗粒饱满，亩产量提高12.3%。

实施例6

将实施例2中的多功能有机水溶肥兑水稀释2000倍，对新疆石河子市种植基地中的一亩棉花进行肥效试验，幼苗期进行灌根施用，每亩施用200mL；在现蕾期喷施2次有机水溶肥，间隔10天喷施一次，每次每亩施用100mL。结果与未施用本发明多功能有机水溶肥的对照组相比，棉花发病率不超过5%，亩产量提高13.3%。

实施例7

将实施例3中的多功能有机水溶肥兑水稀释3000倍，对四川省成都市蔬菜种植基地中的一亩生菜进行肥效试验，出苗7天后灌根施用一次，每亩施用300mL。结果与未施用本发明多功能有机水溶肥的对照组相比，发病率不超过3%，亩产量提高14.1%。

实施例8

将实施例4中的多功能有机水溶肥兑水稀释1000倍，对山东海阳鲜明蔬菜研究所的一亩黄瓜进行肥效试验，在黄瓜幼苗期灌根施用一次，每亩施用300mL；在黄瓜结果期喷施2次有机水溶肥，每次每亩施用200mL，间隔10天。结果与未施用本发明有机水溶肥的对照组相比，发病率不超过3%，亩产量提高11.2%，且黄瓜果实色泽鲜艳，香味浓郁。

综上所述，本发明的有机水溶肥营养均衡，能促进农作物的正常生长，减少杂草的生长，提高农作物的抗病性，施用方便，用量少，既能增加农作物的产量，同时还能提高农作物的品质。

Claims (5)

1.一种抗病虫害多功能有机水溶肥，其特征在于该多功能有机水溶肥中添加植物源活性剂和抗病性诱导剂，其组成为以下原料重量份：农林废弃物40~50份、食品行业废弃物30~40份、营养肥20~30份、微量元素5~10份、植物源活性剂3~8份、抗病性诱导剂3~5份、螯合剂5~10份、添加剂1~3份；其中，所述的植物源活性剂为含有除草活性物植物的乙醇提取物；所述的抗病性诱导剂为草酸铵和L-抗坏血酸按质量比为3~5:1~2组成；所述的螯合剂为木质素磺酸钠丙烯酸接枝共聚物；

所述的抗病虫害多功能有机水溶肥由以下方法制备得到：

（1）利用粉碎机将农林废弃物和食品行业废弃物粉碎至1~3厘米，然后放入双螺杆挤出机进行挤压处理，挤压温度为120-160℃，挤压完成后冷却，碾碎；

（2）将步骤（1）中碾碎后的物料投入到发酵池中，加入营养肥搅拌均匀，加入酵母菌厌氧发酵1~2天，将发酵后的物料与2%的氢氧化钠溶液按质量比1:4~5混合，加热搅拌，温度控制在65~85℃，反应1~2h，分离提取上清液；

（3）将上述提取的上清液的pH调节为7~8，然后加入微量元素和螯合剂，加热搅拌25~35min，使微量元素与螯合剂充分反应；再依次加入植物源活性剂、诱导剂和添加剂，继续搅拌15~25min，整个过程加热温度控制在40~60℃，反应完成后，过滤即得一种多功能有机水溶肥。

2.根据权利要求1所述的一种抗病虫害多功能有机水溶肥，其特征在于所述的农林废弃物为大米草、麦麸、苹果渣、中药渣、芦苇杆中的一种或多种；所述的食品行业废弃物主要为食品加工厂过期变质的食品和原料。

3.根据权利要求1所述的一种抗病虫害多功能有机水溶肥，其特征在于所述的营养肥为尿素、磷酸二氢钾和硫酸钾按质量比为2~3:1~2:1~2组成；所述的微量元素为硫酸锰、硫酸铁、硫酸锌、钼酸钠、硼酸中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的一种抗病虫害多功能有机水溶肥，其特征在于所述的含有除草活性物植物为丁香叶、菊花根、马尾松叶、雪松叶、仙鹤草、棕榈叶、荆条花的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的一种抗病虫害多功能有机水溶肥，其特征在于所述的添加剂为琥珀酸酯磺酸钠和甲基萘磺酸钠甲醛缩合物铵质量比为1:1~2组成。