CN106396918A - 一种水培作物用水培肥制备方法 - Google Patents

一种水培作物用水培肥制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及水培用肥技术领域，尤其是一种水培作物用水培肥制备方法，通过在包衣机中采用海藻酸盐水溶液包衣处理，再将其采用交联剂水溶液包裹，制备干燥颗粒，加入外包剂的外包处理，使得海藻酸盐水溶液与交联剂水溶液、外包剂作用后，延长缓释周期，改善水培环境，并且随着缓释周期的不断延长，海藻酸盐大分子降解成为小分子，达到将包裹层中的肥料释放完全；并在肥料颗粒内部的柠檬酸钠被释放出来后，能够快速的溶解海藻酸盐凝胶，使得海藻酸盐凝胶得到分解，改善了水培营养液的品质。

Description

一种水培作物用水培肥制备方法
技术领域
本发明涉及水培用肥技术领域，尤其是一种水培作物用水培肥制备方法。
背景技术
无土栽培是不用天然土壤做基质的作物栽培技术，是将作物直接栽培在一定装置的营养液中，或者是将作物栽培在充满非活性固体基质和营养液的栽培床上，因为在栽培过程中，不采用传统的土壤作为基质，所以称之为无土栽培。水培是无土栽培中的一种，其是将作物栽植在营养液中。
传统的水培过程中，对于水培肥的要求较为严格，在进行营养液配制过程中，对水质等的要求较高，使得水中药避免被重金属等污染，使得水培营养液的配制成本较高，甚至还会造成大量的水资源难以被利用，造成水培作物的成本较高；而且在水培过程中，需要根据作物生长的不同周期，对水培营养液进行不断的监控和管理，以避免营养供给缺乏以及营养供给过剩的缺陷，这使得水培管理成本较高，造成水培作物成本较高。
为此，在水培过程中，采用缓释养料供给成为了当前人们普遍关注的问题，使得市场上出现了大量的缓释肥、控释肥，如采用可降解、或者不降解的包衣将肥料进行包裹起来，使得肥料随着包衣的降解，或者通过包衣的渗透达到缓释和控释的目的，但是，这些缓释或者控释肥仅仅只是达到了营养的缓释和控释的目的，如专利号为201310260136.1的可降解腐殖酸缓释颗粒的制备方法，通过采用胍胶水溶液在包衣机中将腐殖酸颗粒包裹起来，并在含硼交联剂中浸泡过滤处理，使得包裹腐殖酸颗粒的包衣具有克奖揭晓，达到长效缓释的功效，同时还能够为作物提供必需元素——硼元素；尽管如此，其并未针对在水培过程中使用作出研究；同时，该腐殖酸颗粒仅仅只是达到缓释、降解改善土壤性能的作用，而难以具有其他功能，如降解水中有毒有害有机物。
对于水中的有毒有害有机物的降解，在传统的处理技术中，其常常采用的方法有光催化剂催化降解，而海藻酸盐基材料作为光催化剂载体或者前躯体已经引起了社会各界的关注，最普遍的还在酸盐是海藻酸钠，其能够在室温下溶于水而形成水溶胶的多糖，其能与钙盐反应生成凝胶，海藻酸钠水溶液即使在室温和生理pH值下，遇到二价、多价金属离子，也会发生凝胶化反应，使得离子交联形成海藻酸盐水凝胶，而钙离子是经常被作用海藻酸钠的交联剂的，其与海藻酸钠的作用已经被研究的很透彻。
也正是基于此，海藻酸盐被应用于污水处理过程中的水凝胶催化膜的制备，使得其能够实现对污水中的有毒有害有机物进行催化降解，如专利号为201310424400.0的可再生催化剂的海藻酸盐基复合水凝胶催化膜及其制备方法。
但是将海藻酸盐应用于水培控释肥的制备技术领域还未见报道。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供一种水培作物用水培肥制备方法。
具体是通过以下技术方案得以实现的：
一种水培作物用水培肥制备方法，包括以下步骤：
(1)将肥料放入包衣机中，在包衣机转动下，喷入质量浓度为0.1-3.7％的海藻酸盐水溶液，混合均匀，其中肥料与海藻酸盐水溶液的质量比为90:7-23，再在其表面喷洒质量浓度为3-9％的交联剂水溶液，喷洒量为占海藻酸钠水溶液质量的30-70％，混合均匀，升温，干燥，得到干燥颗粒；
(2)干燥颗粒置于外包剂中，搅拌均匀，过滤，过筛，升温干燥至含水率为3-9％，即可。
其中外包剂为淀粉、壳聚糖、甘油按照质量比为0.5-1.1:0.2-0.7：8-15混合而成的液体。
所述的肥料是制作成颗粒状的肥料，其内部包裹有柠檬酸钠。
所述的海藻酸盐水溶液，其中还加入有光催化剂。
所述的海藻酸盐水溶液，其中加入的光催化剂的量为占海藻酸盐水溶液质量的0.001-0.005％。
所述的光催化剂为氧化锌。
所述的光催化剂，其粒径为2nm-100μm。
所述的海藻酸盐水溶液，海藻酸盐为海藻酸钠、海藻酸钾中的一种。
所述的交联剂水溶液为氢氧化钙溶液、氢氧化镁溶液中的一种。
所述的交联剂水溶液，其中还含有占交联剂水溶液的质量为0.1-10％的硼砂或硼酸。
所述的外包剂，其制备方法是将淀粉、壳聚糖、甘油在常温下混合均匀，即可。
本发明创造在包衣机中采用海藻酸盐水溶液包衣处理，再将其采用交联剂水溶液包裹，制备干燥颗粒，加入外包剂的外包处理，使得海藻酸盐水溶液与交联剂水溶液、外包剂作用后，延长缓释周期，改善水培环境，并且随着缓释周期的不断延长，海藻酸盐大分子降解成为小分子，达到将包裹层中的肥料释放完全；并在肥料颗粒内部的柠檬酸钠被释放出来后，能够快速的溶解海藻酸盐凝胶，使得海藻酸盐凝胶得到分解，改善了水培营养液的品质。
通过在海藻酸盐水溶液加入氧化锌光催化剂，不仅能够使得海藻酸盐水溶液与钙、镁等形成溶胶后，对水培液中的有毒有害有机物进行催化降解，有效的改善了水培营养液的品质，降低了有毒有害有机物对水培作物的影响，而降低了水培营养液配制过程的难度，降低了水培营养液制备成本，降低水培成本。
除此之外，在氧化锌的利用过程中，随着缓释、分解的不断进行，使得锌元素作为作物营养被吸收利用，改善了水培作物的品质，而且还交联剂水溶液中的钙、镁的加入，使得其能够为水培作物提供中量元素，并且在柠檬酸的螯合作用下，避免了钙、镁离子过量，导致水培营养液营养过剩现象，提高了水培品质；同时，还采用硼砂、硼酸加入到交联剂水溶液中，使得能够为作物提供必需的硼元素，改善了作物水培肥的品质。
具体实施方式
下面结合具体的实施方式来对本发明的技术方案做进一步的限定，但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。
在以下实施例中，对于水培肥肥料，其配方，以重量百分比计为蕨类35～45％，油茶子壳25～35％，苦楝植物8～15％，油菜枯饼5～10％，罂粟科植物5～15％，磷肥3～8％配制而成后，将其造粒，并在造粒过程中，使得颗粒内部包含柠檬酸钠，这里的既可以是在每颗颗粒中包含柠檬酸钠，也可以是将柠檬酸钠与上述配方原料混合拌匀后，造粒处理。柠檬酸钠占肥料配方总质量的3-7％。
除此之外，肥料还可以是磷酸二氢钾、磷酸钾、磷酸氢二钾、尿素、复合肥、农家肥等现有技术中存在的常用的化肥、复合肥中的一种或者多种的混合物。
上述的复合肥优选采用的氮磷钾复合肥，上述的农家肥采用如鸡粪、牛粪、羊粪、猪粪等。
除此之外，还可以是采用其他配方原料的进行配合制备而成的肥料产品。
本发明创造的水培作物可以为黄瓜、辣椒、水稻、玉米等。
实施例1
一种水培作物用水培肥制备方法，包括以下步骤：
(1)将肥料放入包衣机中，在包衣机转动下，喷入质量浓度为0.1％的海藻酸盐水溶液，混合均匀，其中肥料与海藻酸盐水溶液的质量比为90:7，再在其表面喷洒质量浓度为3％的交联剂水溶液，喷洒量为占海藻酸钠水溶液质量的30％，混合均匀，升温，干燥，得到干燥颗粒；
(2)干燥颗粒置于外包剂中，搅拌均匀，过滤，过筛，升温干燥至含水率为3％，即可。
其中外包剂为淀粉、壳聚糖、甘油按照质量比为0.5:0.2：8混合而成的液体。
所述的海藻酸盐水溶液，其中还加入有光催化剂。加入的光催化剂的量为占海藻酸盐水溶液质量的0.001％。所述的光催化剂为氧化锌。所述的光催化剂，其粒径为2nmμm。
所述的海藻酸盐水溶液，海藻酸盐为海藻酸钠。
所述的交联剂水溶液为氢氧化钙溶液。所述的交联剂水溶液，其中还含有占交联剂水溶液的质量为0.1％的硼砂。
所述的外包剂，其制备方法是将淀粉、壳聚糖、甘油在常温下混合均匀，即可。
实施例2
一种水培作物用水培肥制备方法，包括以下步骤：
(1)将肥料放入包衣机中，在包衣机转动下，喷入质量浓度为3.7％的海藻酸盐水溶液，混合均匀，其中肥料与海藻酸盐水溶液的质量比为90:23，再在其表面喷洒质量浓度为9％的交联剂水溶液，喷洒量为占海藻酸钠水溶液质量的70％，混合均匀，升温，干燥，得到干燥颗粒；
(2)干燥颗粒置于外包剂中，搅拌均匀，过滤，过筛，升温干燥至含水率为9％，即可。
其中外包剂为淀粉、壳聚糖、甘油按照质量比为1.1:0.7：15混合而成的液体。
所述的海藻酸盐水溶液，其中还加入有光催化剂。加入的光催化剂的量为占海藻酸盐水溶液质量的0.005％。
所述的光催化剂为氧化锌。所述的光催化剂，其粒径为100μm。
所述的海藻酸盐水溶液，海藻酸盐为海藻酸钾。所述的交联剂水溶液为氢氧化镁溶液。
所述的交联剂水溶液，其中还含有占交联剂水溶液的质量为10％的硼酸。所述的外包剂，其制备方法是将淀粉、壳聚糖、甘油在常温下混合均匀，即可。
实施例3
一种水培作物用水培肥制备方法，包括以下步骤：
(1)将肥料放入包衣机中，在包衣机转动下，喷入质量浓度为2.7％的海藻酸盐水溶液，混合均匀，其中肥料与海藻酸盐水溶液的质量比为90:21，再在其表面喷洒质量浓度为6％的交联剂水溶液，喷洒量为占海藻酸钠水溶液质量的50％，混合均匀，升温，干燥，得到干燥颗粒；
(2)干燥颗粒置于外包剂中，搅拌均匀，过滤，过筛，升温干燥至含水率为6％，即可。
其中外包剂为淀粉、壳聚糖、甘油按照质量比为0.8:0.5：13混合而成的液体。
所述的海藻酸盐水溶液，其中还加入有光催化剂。加入的光催化剂的量为占海藻酸盐水溶液质量的0.003％。
所述的光催化剂为氧化锡。所述的光催化剂，其粒径为50μm。
所述的海藻酸盐水溶液，海藻酸盐为海藻酸钠。所述的交联剂水溶液为氢氧化镁溶液。所述的交联剂水溶液，其中还含有占交联剂水溶液的质量为5％的硼砂。所述的外包剂，其制备方法是将淀粉、壳聚糖、甘油在常温下混合均匀，即可。
实施例4
一种水培作物用水培肥制备方法，包括以下步骤：
(1)将肥料放入包衣机中，在包衣机转动下，喷入质量浓度为1.3％的海藻酸盐水溶液，混合均匀，其中肥料与海藻酸盐水溶液的质量比为90:11，再在其表面喷洒质量浓度为5％的交联剂水溶液，喷洒量为占海藻酸钠水溶液质量的45％，混合均匀，升温，干燥，得到干燥颗粒；
(2)干燥颗粒置于外包剂中，搅拌均匀，过滤，过筛，升温干燥至含水率为7％，即可。
其中外包剂为淀粉、壳聚糖、甘油按照质量比为0.9:0.6：9混合而成的液体。
所述的海藻酸盐水溶液，其中还加入有光催化剂。加入的光催化剂的量为占海藻酸盐水溶液质量的0.004％。
所述的光催化剂为氧化锌。所述的光催化剂，其粒径为50μm。
所述的海藻酸盐水溶液，海藻酸盐为海藻酸钾。所述的交联剂水溶液为氢氧化钙溶液。
所述的交联剂水溶液，其中还含有占交联剂水溶液的质量为0.9％的硼酸。所述的外包剂，其制备方法是将淀粉、壳聚糖、甘油在常温下混合均匀，即可。
实施例5
一种水培作物用水培肥制备方法，包括以下步骤：
(1)将肥料放入包衣机中，在包衣机转动下，喷入质量浓度为3.3％的海藻酸盐水溶液，混合均匀，其中肥料与海藻酸盐水溶液的质量比为90:15，再在其表面喷洒质量浓度为8％的交联剂水溶液，喷洒量为占海藻酸钠水溶液质量的65％，混合均匀，升温，干燥，得到干燥颗粒；
(2)干燥颗粒置于外包剂中，搅拌均匀，过滤，过筛，升温干燥至含水率为4％，即可。
其中外包剂为淀粉、壳聚糖、甘油按照质量比为0.6:0.3：10混合而成的液体。
所述的海藻酸盐水溶液，其中还加入有光催化剂。加入的光催化剂的量为占海藻酸盐水溶液质量的0.002％。所述的光催化剂为氧化锌。所述的光催化剂，其粒径为50nm。
所述的海藻酸盐水溶液，海藻酸盐为海藻酸钠、海藻酸钾任意质量比的混合物。
所述的交联剂水溶液为氢氧化钙溶液、氢氧化镁溶液任意质量比的混合物。
所述的交联剂水溶液，其中还含有占交联剂水溶液的质量为3％的硼酸。所述的外包剂，其制备方法是将淀粉、壳聚糖、甘油在常温下混合均匀，即可。
本发明创造的目的是实现在水培作为过程中的营养缓释功效，并采用海藻酸盐在水溶液中形成凝胶的性能，将其包裹在肥料颗粒的表面，并结合交联剂水溶液、外包剂的处理，使得水培肥施肥入土壤中之后，能够明显的达到缓释功效，尤其在水培作物生长周期需肥量较大的时期，能够实现完全释放，充分为作物提供营养，满足作物的需求。
本研究者通过营养释放周期的试验，其具体的结果显示如下：
本发明实施例制备的肥料投入纯水中，并检测纯水中的营养成分变化情况与投入肥料的营养总含量对比，得出其缓释周期时间为如表1所示：
表1
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
10天 0.2％ 0.8％ 0.5％ 0.6％ 0.4％
30天 10.8％ 9.7％ 11.1％ 9.9％ 10.5％
40天 12.9％ 13.8％ 12.5％ 14.7％ 13.4％
50天 21.5％ 26.4％ 23.4％ 22.7％ 25.1％
70天 38.9％ 45.3％ 42.6％ 40.7％ 43.1％
90天 67.8％ 72.1％ 69.8％ 70.3％ 71.5％
130天 99.8％ 98.7％ 99.3％ 98.9％ 99.7％

Claims (9)

1.一种水培作物用水培肥制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将肥料放入包衣机中，在包衣机转动下，喷入质量浓度为0.1-3.7％的海藻酸盐水溶液，混合均匀，其中肥料与海藻酸盐水溶液的质量比为90:7-23，再在其表面喷洒质量浓度为3-9％的交联剂水溶液，喷洒量为占海藻酸钠水溶液质量的30-70％，混合均匀，升温，干燥，得到干燥颗粒；
(2)干燥颗粒置于外包剂中，搅拌均匀，过滤，过筛，升温干燥至含水率为3-9％，即可；
其中外包剂为淀粉、壳聚糖、甘油按照质量比为0.5-1.1:0.2-0.7：8-15混合而成的液体；
所述的肥料是制作成颗粒状的肥料，其内部包含有柠檬酸钠。
2.如权利要求1所述的水培作物用水培肥制备方法，其特征在于，所述的海藻酸盐水溶液，其中还加入有光催化剂。
3.如权利要求1或2所述的水培作物用水培肥制备方法，其特征在于，所述的海藻酸盐水溶液，其中加入的光催化剂的量为占海藻酸盐水溶液质量的0.001-0.005％。
4.如权利要求3所述的水培作物用水培肥制备方法，其特征在于，所述的光催化剂为氧化锌。
5.如权利要求3所述的水培作物用水培肥制备方法，其特征在于，所述的光催化剂，其粒径为2nm-100μm。
6.如权利要求1或2所述的水培作物用水培肥制备方法，其特征在于，所述的海藻酸盐水溶液，海藻酸盐为海藻酸钠、海藻酸钾中的一种。
7.如权利要求1所述的水培作物用水培肥制备方法，其特征在于，所述的交联剂水溶液为氢氧化钙溶液、氢氧化镁溶液中的一种。
8.如权利要求1或7所述的水培作物用水培肥制备方法，其特征在于，所述的交联剂水溶液，其中还含有占交联剂水溶液的质量为0.1-10％的硼砂或硼酸。
9.如权利要求1所述的水培作物用水培肥制备方法，其特征在于，所述的外包剂，其制备方法是将淀粉、壳聚糖、甘油在常温下混合均匀，即可。
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