CN106748326A - 一种微量元素水溶肥及其制备方法和应用 - Google Patents

一种微量元素水溶肥及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种微量元素水溶肥及其制备方法和应用，该微量元素水溶肥包括以下重量份原材料制备而成：20‑40份的可溶无机肥，40‑60份的可溶有机肥，2‑5份的可溶微量元素肥，0.01‑0.05份的植物生长激素；所述植物生长激素中脱落酸、萘乙酸钠、茉莉酸的物质的量之比为0.2‑0.8︰3︰0.1‑0.5；该水溶肥不仅含有植物生长所需的全部营养元素，能增加植物的生长趋势和产量，而且由于其营养元素和生物激素的针对性配比，还能显著提高植物的花、叶、果实中花青素的含量。

Description

一种微量元素水溶肥及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及水溶肥领域，特别涉及一种微量元素水溶肥及其制备方法和应用。
背景技术
水溶性肥料(Water Soluble Fertilizer)是一种能够完全溶解于水的多元素复合型肥料，相对于传统的固体颗粒复合肥和缓释肥，水溶肥具有速溶、吸收率高、见效快、无残渣、施用方便等显著优点，另外，水溶肥可溶于水中，通过水肥一体化的滴灌施肥、喷施施肥达到节水、节肥、省工的目的。因此，水溶肥在高效农业领域的应用逐步得到普及。
花青素(anthocyanidin)常见于花、果实的组织中及茎叶的表皮细胞与下表皮层，部分果实以颜色深浅决定果实市场价格，在紫色蔬菜内也有，是构成花瓣和果实颜色的主要色素之一。花青素是一种水溶性色素，可以随着细胞液的酸碱改变颜色，细胞液呈酸性则偏红，细胞液呈碱性则偏蓝。花青素为植物二级代谢产物，不仅在植物的生长过程中扮演着重要的角色，同样为人体带来多种益处。花青素是是一种强有力的抗氧化剂，能保护人体免受自由基等有害物质的损伤，从而在抗氧化、抗突变、预防心脑血管疾病和保护肝脏等诸多医疗领域具有重要的作用，为提高人们身体健康水平具有重要作用。
然而，植株体内的花青素不仅含量低，而且需要在植物生长到一定阶段才会大量合成，因此，对花青素的提取和应用限制较大，而现有技术中也还没有能提高植物体内花青素的肥料，因此，针对植物合成花青素时的营养元素需求和其他因素研发出能提高植物体内花青素含量的水溶肥具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种微量元素水溶肥及其制备方法和应用。本发明水溶肥是根据植物在生长过程中合成花青素时对营养元素和生长激素的需求种类和配比进行针对性的选择、制备而成的具有速溶、全溶型的水溶肥，该水溶肥不仅含有植物生长所需的全部营养元素，能增加植物的生长趋势和产量，而且由于其营养元素和生物激素的针对性配比，还能显著提高植物的花、叶、果实中花青素的含量，从而在外观和色彩上更满足人们的需求，也提高对人体的保健作用。
为了实现上述发明目的，本发明提供了一种微量元素水溶肥，包括以下重量份原材料制备而成的：20-40份的可溶无机肥，40-60份的可溶有机肥，2-5份的可溶微量元素肥，0.01-0.05份的植物生长激素。
上述一种微量元素水溶肥，其中所述的可溶无机肥是由可溶性无机盐混合而成的无机肥料；其中可溶无机肥中氮磷钾的物质的量之比为3-5︰2-4︰1-3，优化氮磷钾的配比，更符合植物在生长过程中对氮磷钾元素的需求，利于植物对肥料的吸收，更有利于植物的生长，且能减少肥料的浪费和对土壤结构的破坏，从而提高作物的生长优势和品质。
优选的，所述可溶无机肥包括尿素、过磷酸钾、硫酸铵、硫酸钾、硝酸钾、磷酸二氢钾中的一种或多种。
上述一种微量元素水溶肥，其中所述的可溶有机肥是由以下重量份原材料发酵制备而成：30-50份的农作物秸秆，10-30份的人畜粪便，3-5份的海藻；所述有机肥含有大量有机质和植物所需所有种类营养元素，满足植物生长过程中各阶段所需。
优选的，所述的可溶有机肥是通过以下工艺步骤发酵而成：
(1)将原材料分别粉碎后混合均匀；
(2)在混合原材料中接种发酵菌，进行有氧和厌氧两个阶段堆肥发酵；
(3)将发酵好的原材料用水浸泡后过滤，滤渣回收与原材料混合后经步骤2进行循环发酵；滤液蒸干后得可溶有机肥。
其中，步骤1中原材料粉碎后粒度控制在0.5-2.0cm，粒度越小，发酵速度越快，发酵效果越好；但粒度过小，不利于空气流通，不利于有氧发酵。
其中，步骤2中有氧发酵的湿度控制在35～40％，发酵温度控制在55～65℃，发酵时间为10-15d；厌氧发酵的湿度控制在40～45％，发酵温度控制在45～55℃，发酵时间为15-20d；在该发酵湿度、温度和时间内发酵，发酵效果最好，产物中可溶有机质和腐殖酸含量高，可溶有机肥的产量最大。
上述一种微量元素水溶肥，其中所述的可溶微量元素肥是指能为植物的生长提供硼元素、铜元素、铁元素、钼元素、镁元素、锌元素、氯元素的可溶化合物的混合物；其中，所述可溶微量元素肥中硼元素、铜元素、铁元素、钼元素、镁元素、锌元素、氯元素的物质的量之比为3-5︰0.8︰1.5︰1︰0.5︰1︰0.6；通过优选各微量元素的配比，使植物吸收后更利于花青素的合成；优选的，其中所述的可溶微量元素肥包括硼酸、硫酸铜、硫酸铁、硫酸亚铁、钼酸钠、氯化钙、硫酸镁和硫酸锌中一种或几种的混合物。
上述一种微量元素肥，其中所述的植物生长激素为脱落酸、萘乙酸钠、茉莉酸按物质的量之比为0.2-0.8︰3︰0.1-0.5混合而成；脱落酸、萘乙酸钠和茉莉酸具有协同增效作用，共同调节植物体内激素平衡，既能促进植物的生长，又能促进花青素的合成，增加植物体内花青素的含量。
优选的，所述植物生长激素是脱落酸、萘乙酸钠、茉莉酸按物质的量之比为0.2︰1︰0.1混合而成。
一种微量元素水溶肥，通过添加由脱落酸、萘乙酸钠和茉莉酸混合而成的具有协同增效作用的能促进植物生长和合成花青素的植物生长激素，显著提高了植物体内花青素的含量；同时，优化各原材料中营养元素的配比，使水溶肥中各营养元素的含量更符合植物生长过程中的需求，即能增加植物的生长趋势和产量，还能提高植物的花、叶、果实中花青素的含量，从而在外观和色彩上更满足人们的需求，也提高对人体的保健作用。
进一步的，为了实现上述发明目的，本发明还供了一种微量元素水溶肥的制备方法，包括以下工艺步骤：
(1)按照上述要求分别制备得到可溶有机肥、可溶无机肥、可溶微量元素肥和植物生长激素；
(2)根据各原材料配比，分别称取可溶有机肥、可溶无机肥、可溶微量元素肥和植物生长激素后混合均匀后得到微量元素水溶肥。
一种微量元素水溶肥的制备方法，先分别制备可溶有机肥、可溶无机肥可溶微量元素肥和植物生长激素，有效控制各原材料的配比和组分，防止配料过程中的错漏，保证原材料品质；再通过机械混合均匀制备得到微量元素水溶肥；该制备方法工艺简单，成本低廉，产品质量稳定，适于微量元素水溶肥工业化、规模化生产。
进一步的，为了实现上述发明目的，本发明还供了一种微量元素水溶肥的应用，上述微量元素水溶肥的最佳施用时期为水果、蔬菜成熟前2-3周，花卉开花前1-2周；在该时间阶段，植物体内本身在大量合成花青素，而施用本发明水溶肥后，能最大程度的促进花青素的大量合成，显著提高植物体内花青素含量。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1、本发明微量元素水溶肥，含有由脱落酸、萘乙酸钠和茉莉酸混合而成的具有协同增效作用的能促进植物生长和合成花青素的植物生长激素，能显著提高植物体内花青素的含量。
2、本发明微量元素水溶肥，优化了各原材料中营养元素的配比，使水溶肥中各营养元素的含量更符合植物生长过程中的需求，即能增加植物的生长趋势和产量，也能提高植物的花、叶、果实中花青素的含量。
3、本发明微量元素水溶肥的制备方法工艺简单，成本低廉，产品质量稳定，适于微量元素水溶肥工业化、规模化生产。
4、本发明微量元素水溶肥在水果、蔬菜成熟前2-3周或花卉开花前1-2周施用，能最大程度的提高植物的花、叶、果实中花青素的含量。
具体实施方式
下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1
(1)可溶有机肥：将40份的农作物秸秆，20份的人畜粪便，4份的海藻分别粉碎成后混合均匀；在混合原材料中接种发酵菌，在湿度为38％，温度为60℃的条件下进行有氧发酵13d，再在湿度为42％，温度为50℃的条件下进厌氧18d；将发酵好的原材料用水浸泡后过滤，滤渣回收与原材料混合后与原材料混合进行循环发酵；滤液蒸干后得到可溶有机肥；
可溶无机肥：将尿素、过磷酸钾、硫酸铵、磷酸二氢钾按氮磷钾物质的量之比为4︰3︰2的比例进行混合，得到可溶无机肥；
可溶微量元素肥：将硼酸、硫酸铜、硫酸铁、硫酸亚铁、钼酸钠、氯化钙、硫酸镁和硫酸锌按硼元素、铜元素、铁元素、钼元素、镁元素、锌元素、氯元素的物质的量之比为4︰0.8︰1.5︰1︰0.5︰1︰0.6的比例进行混合，得到可溶微量元素肥；
植物生长激素：将脱落酸、萘乙酸钠、茉莉酸按物质的量之比为0.2︰1︰0.1的比例进行混合，得到植物生长激素；
(2)分别取30份的可溶无机肥，50份的可溶有机肥，3份的可溶微量元素肥，0.02份的植物生长激素进行混合均匀后得到微量元素水溶肥。
实施例2
(1)可溶有机肥：将30份的农作物秸秆，30份的人畜粪便，3份的海藻分别粉碎成后混合均匀；在混合原材料中接种发酵菌，在湿度为35％，温度为65℃的条件下进行有氧发酵10d，再在湿度为40％，温度为55℃的条件下进厌氧15d；将发酵好的原材料用水浸泡后过滤，滤渣回收与原材料混合后与原材料混合进行循环发酵；滤液蒸干后得到可溶有机肥；
可溶无机肥：将尿素、过磷酸钾、硫酸铵、硫酸钾、硝酸钾、磷酸二氢钾按氮磷钾物质的量之比为3︰4︰1的比例进行混合，得到可溶无机肥；
可溶微量元素肥：将硼酸、硫酸铜、硫酸铁、硫酸亚铁、钼酸钠、氯化钙、硫酸镁和硫酸锌按硼元素、铜元素、铁元素、钼元素、镁元素、锌元素、氯元素的物质的量之比为5︰0.8︰1.5︰1︰0.5︰1︰0.6的比例进行混合，得到可溶微量元素肥；
植物生长激素：将脱落酸、萘乙酸钠、茉莉酸按物质的量之比为0.2︰3︰0.1的比例进行混合，得到植物生长激素；
(2)分别取20份的可溶无机肥，60份的可溶有机肥，5份的可溶微量元素肥，0.01份的植物生长激素进行混合均匀后得到微量元素水溶肥。
实施例3
(1)可溶有机肥：将50份的农作物秸秆，10份的人畜粪便，5份的海藻分别粉碎成后混合均匀；在混合原材料中接种发酵菌，在湿度为40％，温度为55℃的条件下进行有氧发酵15d，再在湿度为45％，温度为45℃的条件下进厌氧20d；将发酵好的原材料用水浸泡后过滤，滤渣回收与原材料混合后与原材料混合进行循环发酵；滤液蒸干后得到可溶有机肥；
可溶无机肥：将尿素、过磷酸钾、硫酸铵、硫酸钾、硝酸钾、磷酸二氢钾按氮磷钾物质的量之比为5︰2︰3的比例进行混合，得到可溶无机肥；
可溶微量元素肥：将硼酸、硫酸铜、硫酸铁、硫酸亚铁、钼酸钠、氯化钙、硫酸镁和硫酸锌按硼元素、铜元素、铁元素、钼元素、镁元素、锌元素、氯元素的物质的量之比为3︰0.8︰1.5︰1︰0.5︰1︰0.6的比例进行混合，得到可溶微量元素肥；
植物生长激素：将脱落酸、萘乙酸钠、茉莉酸按物质的量之比为0.8︰3︰0.5的比例进行混合，得到植物生长激素；
(2)分别取40份的可溶无机肥，40份的可溶有机肥，2份的可溶微量元素肥，0.05份的植物生长激素进行混合均匀后得到微量元素水溶肥。
对比例1
(1)可溶有机肥：将40份的农作物秸秆，20份的人畜粪便，4份的海藻分别粉碎成后混合均匀；在混合原材料中接种发酵菌，在湿度为38％，温度为60℃的条件下进行有氧发酵13d，再在湿度为42％，温度为50℃的条件下进厌氧18d；将发酵好的原材料用水浸泡后过滤，滤渣回收与原材料混合后与原材料混合进行循环发酵；滤液蒸干后得到可溶有机肥；
可溶无机肥：将尿素、过磷酸钾、硫酸铵、磷酸二氢钾按氮磷钾物质的量之比为4︰3︰2的比例进行混合，得到可溶无机肥；
可溶微量元素肥：将硼酸、硫酸铜、硫酸铁、硫酸亚铁、钼酸钠、氯化钙、硫酸镁和硫酸锌按硼元素、铜元素、铁元素、钼元素、镁元素、锌元素、氯元素的物质的量之比为4︰0.8︰1.5︰1︰0.5︰1︰0.6的比例进行混合，得到可溶微量元素肥；
植物生长激素：将萘乙酸钠、茉莉酸按物质的量之比为1︰0.1的比例进行混合，得到植物生长激素；
(2)分别取30份的可溶无机肥，50份的可溶有机肥，3份的可溶微量元素肥，0.02份的植物生长激素进行混合均匀后得到微量元素水溶肥。
对比例2
(1)可溶有机肥：将40份的农作物秸秆，20份的人畜粪便，4份的海藻分别粉碎成后混合均匀；在混合原材料中接种发酵菌，在湿度为38％，温度为60℃的条件下进行有氧发酵13d，再在湿度为42％，温度为50℃的条件下进厌氧18d；将发酵好的原材料用水浸泡后过滤，滤渣回收与原材料混合后与原材料混合进行循环发酵；滤液蒸干后得到可溶有机肥；
可溶无机肥：将尿素、过磷酸钾、硫酸铵、磷酸二氢钾按氮磷钾物质的量之比为4︰3︰2的比例进行混合，得到可溶无机肥；
可溶微量元素肥：将硼酸、硫酸铜、硫酸铁、硫酸亚铁、钼酸钠、氯化钙、硫酸镁和硫酸锌按硼元素、铜元素、铁元素、钼元素、镁元素、锌元素、氯元素的物质的量之比为4︰0.8︰1.5︰1︰0.5︰1︰0.6的比例进行混合，得到可溶微量元素肥；
植物生长激素：将脱落酸、萘乙酸钠、茉莉酸按物质的量之比为1︰1︰0.1的比例进行混合，得到植物生长激素；
(2)分别取30份的可溶无机肥，50份的可溶有机肥，3份的可溶微量元素肥，0.02份的植物生长激素进行混合均匀后得到微量元素水溶肥。
对比例3
(1)可溶有机肥：将40份的农作物秸秆，20份的人畜粪便，4份的海藻分别粉碎成后混合均匀；在混合原材料中接种发酵菌，在湿度为38％，温度为60℃的条件下进行有氧发酵13d，再在湿度为42％，温度为50℃的条件下进厌氧18d；将发酵好的原材料用水浸泡后过滤，滤渣回收与原材料混合后与原材料混合进行循环发酵；滤液蒸干后得到可溶有机肥；
可溶无机肥：将尿素、过磷酸钾、硫酸铵、磷酸二氢钾按氮磷钾物质的量之比为4︰3︰2的比例进行混合，得到可溶无机肥；
可溶微量元素肥：将硼酸、硫酸铜、硫酸铁、硫酸亚铁、钼酸钠、氯化钙、硫酸镁和硫酸锌按硼元素、铜元素、铁元素、钼元素、镁元素、锌元素、氯元素的物质的量之比为4︰0.8︰1.5︰1︰0.5︰1︰0.6的比例进行混合，得到可溶微量元素肥；
植物生长激素：将脱落酸、萘乙酸钠、茉莉酸按物质的量之比为0.2︰0.1︰0.1的比例进行混合，得到植物生长激素；
(2)分别取30份的可溶无机肥，50份的可溶有机肥，3份的可溶微量元素肥，0.02份的植物生长激素进行混合均匀后得到微量元素水溶肥。
对比例4
(1)可溶有机肥：将40份的农作物秸秆，20份的人畜粪便，4份的海藻分别粉碎成后混合均匀；在混合原材料中接种发酵菌，在湿度为38％，温度为60℃的条件下进行有氧发酵13d，再在湿度为42％，温度为50℃的条件下进厌氧18d；将发酵好的原材料用水浸泡后过滤，滤渣回收与原材料混合后与原材料混合进行循环发酵；滤液蒸干后得到可溶有机肥；
可溶无机肥：将尿素、过磷酸钾、硫酸铵、磷酸二氢钾按氮磷钾物质的量之比为4︰3︰2的比例进行混合，得到可溶无机肥；
可溶微量元素肥：将硼酸、硫酸铜、硫酸铁、硫酸亚铁、钼酸钠、氯化钙、硫酸镁和硫酸锌按硼元素、铜元素、铁元素、钼元素、镁元素、锌元素、氯元素的物质的量之比为1︰1︰1︰1︰1︰1︰1的比例进行混合，得到可溶微量元素肥；
植物生长激素：将脱落酸、萘乙酸钠、茉莉酸按物质的量之比为0.2︰1︰0.1的比例进行混合，得到植物生长激素；
(2)分别取30份的可溶无机肥，50份的可溶有机肥，3份的可溶微量元素肥，0.02份的植物生长激素进行混合均匀后得到微量元素水溶肥。
将上述实施例1-3和对比例1-4所制备得到的水溶肥分别用于种植葡萄(施肥量为常规施肥量，施肥方式：开花后第4周追肥20％，开花后第10周时追肥30％，开花后第14周追肥50％)，并增加对比例5(常规水溶肥)，葡萄成熟后记录葡萄产量和检测葡萄皮中花青素含量，数据记录如下表：
记录数据 葡萄产量(kg/亩) 葡萄皮中花青素含量(％)
实施例1 5680 0.68
实施例2 5560 0.66
实施例3 5710 0.67
对比例1 5850 0.48
对比例2 4150 0.42
对比例3 3670 0.46
对比例4 5380 0.62
对比例5 5260 0.51
通过上述实验记录数据可知，本发明实施例1-3中制备得到的水溶肥施用于葡萄，能增加葡萄产量，更能显著增加葡萄皮中花青素的含量；而对比例1中的水溶肥中未添加脱落酸，植物生长激素协同增效作用消失，虽然也能达到增产的目的，但对葡萄中花青素的含量并不能增加；对比例2中的水溶肥添加的脱落酸含量过高，协同增效作用破坏，脱落酸抑制作用起效，抑制了葡萄的正常生长，葡萄大量掉落，葡萄产量显著降低，其花青素含量也显著降低；对比例3中萘乙酸钠的比例过低，脱落酸和茉莉酸抑制作用起效，严重抑制了葡萄的正常生长，葡萄大量掉落，葡萄产量显著降低，其花青素含量也显著降低；对比例4中没有采用本发明中的微量元素含量比例，葡萄的产量降低，葡萄中花青素的含量降低；对比例5中常用水溶肥，不含有植物生长激素和优选的营养元素配比，葡萄的产量降低，花青素的含量显著降低。

Claims (10)

1.一种微量元素水溶肥，其特征在于，包括以下重量份原材料制备而成：20-40份的可溶无机肥，40-60份的可溶有机肥，2-5份的可溶微量元素肥，0.01-0.05份的植物生长激素；所述植物生长激素中脱落酸、萘乙酸钠、茉莉酸的物质的量之比为0.2-0.8︰3︰0.1-0.5。
2.根据权利要求1所述的微量元素水溶肥，其特征在于，所述可溶无机肥中氮磷钾的物质的量之比为3-5︰2-4︰1-3。
3.根据权利要求2所述的微量元素水溶肥，其特征在于，所述可溶无机肥包括尿素、过磷酸钾、硫酸铵、硫酸钾、硝酸钾、磷酸二氢钾中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的微量元素水溶肥，其特征在于，所述可溶有机肥是由以下重量份原材料发酵制备而成：30-50份的农作物秸秆，10-30份的人畜粪便，3-5份的海藻。
5.根据权利要求4所述的微量元素水溶肥，其特征在于，所述可溶有机肥是通过以下工艺步骤发酵而成：
（1）将原材料分别粉碎后混合均匀；
（2）在混合原材料中接种发酵菌，进行有氧和厌氧两个阶段堆肥发酵；
（3）将发酵好的原材料用水浸泡后过滤，滤渣回收与原材料混合后经步骤2进行循环发酵；滤液蒸干后得可溶有机肥。
6.根据权利要求5所述的微量元素水溶肥，其特征在于，步骤2中有氧发酵的湿度控制在35～40%，发酵温度控制在55～65℃，发酵时间为10-15d；厌氧发酵的湿度控制在40～45%，发酵温度控制在45～55℃，发酵时间为15-20d。
7.根据权利要求1所述的微量元素水溶肥，其特征在于，所述可溶微量元素肥中硼元素、铜元素、铁元素、钼元素、镁元素、锌元素、氯元素的物质的量之比为3-5︰0.8︰1.5︰1︰0.5︰1︰0.6。
8.根据权利要求7所述的微量元素水溶肥，其特征在于，所述的可溶微量元素肥包括硼酸、硫酸铜、硫酸铁、硫酸亚铁、钼酸钠、氯化钙、硫酸镁和硫酸锌中一种或几种。
9.根据权利要求1-8任一项所述的微量元素水溶肥，其特征在于，所述微量元素水溶肥是通过以下制备方法制备而成的：（1）按照上述要求分别制备得到可溶有机肥、可溶无机肥、可溶微量元素肥和植物生长激素；
（2）根据各原材料配比，分别称取可溶有机肥、可溶无机肥、可溶微量元素肥和植物生长激素后混合均匀后得到微量元素水溶肥。
10.根据权利要求1-9任一项所述的微量元素水溶肥，其特征在于，所述微量元素水溶肥的施肥时间为：水果、蔬菜成熟前2-3周，花卉开花前1-2周。
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