CN109956811A - 一种氧化石墨烯液体肥料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种有利于夏黑葡萄根茎生长的氧化石墨烯液体肥料及其制备方法，该液体肥料包括活性液体肥基底制剂1000份、氧化石墨烯2~7份、蛋氨酸5~10份、酪氨酸5~10份、苯丙氨酸18~23份、天冬氨酸9~13份、磷酸二氢钾11~17份、胺鲜酯4~8份、中微量元素7~13份；所述中微量元素为Ca、B、Mg、Zn、Fe、Mn；所述液体肥料中总氮含量≥2.5mg/g，氨基氮含量≥0.4mg/g，有机质含量为110~145g/L。该液体肥料不仅有效促进了夏黑葡萄根茎的生长发育，同时对根量、根系分布和根类组成、土壤重金属污染治理都有显著的促进作用。

Description

一种氧化石墨烯液体肥料及其制备方法

技术领域

本发明属于液体肥料的技术领域，更具体地，涉及一种氧化石墨烯液体肥料及其制备方法。

背景技术

夏黑葡萄产于日本，早熟欧美品种，云南夏黑葡萄3月份就有成熟，其特点是早熟，无核，高糖低酸，香味浓郁，肉质细脆，硬度中等。嫩梢黄绿色，有少量绒毛。幼叶浅绿色，带淡紫色晕，叶片上表面有光泽，叶背密被丝状绒毛。成龄叶片特大，近圆形，叶片中间稍凹，边缘凸起。叶5裂，裂刻深，叶缘锯齿较钝，呈圆顶形，叶柄洼矢形。新梢生长直立，一年生成熟枝条红褐色，属于两性花。

夏黑葡萄藤的根系不仅仅是养分水分的吸收器官，而且可以感受土壤的养分状况所产生的化学信号，并将这些信号传递到地上部，从而控制地上部器官的生理活动，如气孔开闭、叶片的扩展、果实的发育等等。因此，建立并保持一个健康的根系，对于夏黑葡萄藤地上部茎、叶、果实的正常发育是非常重要的，特别是对于刚种植的幼苗更为重要。常规施肥措施虽然能提供给植物养分，但只有根系才“知道”需要什么养分，需要多少，什么时候需要，并主动获助它们。因此，促进根的发育是高效栽培的基础，同时化肥施肥往往过量，易造成环境污染，有机肥虽然肥效释放缓慢，节约了肥料但效果慢，无法在短时间内补充植株生长所需养分。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有夏黑葡萄根系生长的问题，提供一种氧化石墨烯液体肥料及其制备方法。

本发明上述目的通过以下技术方案实现：

一种氧化石墨烯液体肥料，由以下重量份的物质组成：

活性液体肥基底制剂1000份、氧化石墨烯2～7份、蛋氨酸5～10份、酪氨酸5～10份、苯丙氨酸18～23份、天冬氨酸9～13份、磷酸二氢钾11～17份、胺鲜酯4～8份、中微量元素7～13份；所述中微量元素为Ca、B、Mg、Zn、Fe、Mn；所述液体肥料中总氮含量≥2.5mg/g，氨基氮含量≥0.4mg/g，有机质含量为 110～145g/L。优选地，所述中微量元素Ca、B、Mg、Zn、Fe、Mn分别来源于有机钙、硼酸、硫酸镁、螯合锌、螯合铁、螯合锰。

优选地，所述液体肥料由以下物质组成：活性液体肥基底制剂1000份、氧化石墨烯5份、蛋氨酸8份、酪氨酸8份、苯丙氨酸20份、天冬氨酸11份、磷酸二氢钾14份、胺鲜酯6份、中微量元素10份，所述液体肥料中总氮含量≥2.5mg/g，氨基氮含量≥0.4mg/g，有机质含量为120～135g/L。

进一步地，所述中微量元素各元素由以下份数组成：1～3份Ca、1～3份B、 1～3份Mg、0.5～3Zn份、0.5～3份Fe、0.5～3份Mn。

一种所述氧化石墨烯液体肥料的制备方法，包括以下步骤：

S1.制备培养基：取大豆进行浸泡或取豆粕进行预发酵后，进行打浆、过滤；然后往滤液中加入糖后，加水定容至培养基中糖的浓度≥100g/L，pH为7.4～7.6；

S2.发酵：在发酵过程中往培养基中持续通入氧气，于20～28℃下持续发酵 7～8天后，得到发酵液；

S3.终止发酵：将发酵液灌装密闭静置15天，得到所述活性液体肥基底制剂；

S4.液体肥料的配置：往所述活性液体肥基底制剂添加氧化石墨烯高速搅拌后加入蛋氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、天冬氨酸、磷酸二氢钾、胺鲜酯、中微量元素搅拌均匀，得到所述液体肥料。

进一步地，所述预发酵的步骤为：

S11.往豆粕中加水，并搅拌充分均匀，直至豆粕用手紧捏达到滴水成线的状态即可；

S12.用薄膜覆盖在豆粕表面，不留缝隙，计时开始预发酵过程；

S13.预发酵时间为3～5天；开始发酵2天后，将温度计插入豆粕深处，发酵原料内部温度≥40℃时，将预发酵豆粕里外翻转一次，继续发酵2～3天。

优选地，所述步骤S1中加水定容至培养基中糖的浓度为100g/L。

优选地，所述活性液体肥基底制剂存放15天后其氨基态氮含量≥4.2g/L。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明的液体肥料能够有效促进夏黑葡萄的根系生长，且有利于提高果实的品质和促进果藤吸收营养。

本发明创造性的将氧化石墨烯与液体氨基肥结合，由于氧化石墨烯具有较高的比表面积和表面丰富的官能团，极易溶于水，且比表面积大和大范围的共轭结构使得其极易被改性；氧化石墨通过吸附交联氨基酸后通过吸附和交联作用，既能通过氨基态的液体肥料快速补充植株所需营养，同时氧化石墨烯将多余的氨基酸中的N、P、K及微量元素吸附于其表面，可后期慢慢释放，防止多余养分的流失，提高了肥料利用效率。

由于氧化石墨烯仍保持石墨的层状结构，但在每一层的石墨烯单片上引入了许多氧基功能团。这些氧基功能团的引入使得单一的石墨烯结构变得非常复杂，具有较高的比表面积和表面丰富的官能团，能有效锁住土壤中的重金属，防止土壤重金属污染。

使用了本发明的液体肥料，藤体叶色浓绿，叶绿素含量增加明显。然而，该液体肥料对巨峰葡萄的植株生长仅有较为小的作用。可见，本发明的液体肥料对夏黑葡萄的生根壮苗具有十分显著的效果，对不同品种的葡萄具有较高的选择性。

具体实施方式

以下结合具体实施例来进一步说明本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。

除非特别说明，以下实施例所用试剂和材料均为市购。

实施例1 一种氧化石墨烯液体肥料的制备

一种氧化石墨烯液体肥料的制备方法包括以下步骤：

S1.制备培养基：取大豆进行浸泡或取豆粕进行预发酵后，进行打浆、过滤；然后往滤液中加入糖后，加水定容至培养基中糖的浓度≥100g/L，pH为7.5；

S2.发酵：在发酵过程中往培养基中持续通入氧气，于25℃下持续发酵7天后，得到发酵液；

S3.终止发酵：将发酵液灌装密闭静置15天，得到所述活性液体肥基底制剂；

S4.液体肥料的配置：往1000份活性液体肥基底制剂添加2份氧化石墨烯后与300r/min条件下高速搅拌25min后加入5份蛋氨酸、5份酪氨酸、18份苯丙氨酸、9份天冬氨酸、11份磷酸二氢钾、4份胺鲜酯、7份中微量元素搅拌均匀，得到所述液体肥料。

其中中微量元素为1份Ca、1份B、1份Mg、3份Zn、0.5份Fe、0.5份 Mn。中微量元素Ca、B、Mg、Zn、Fe、Mn分别来源于有机钙、硼酸、硫酸镁、螯合锌、螯合铁、螯合锰。

实施例2 一种氧化石墨烯液体肥料的制备

一种氧化石墨烯液体肥料的制备方法包括以下步骤：

S1.制备培养基：取大豆进行浸泡或取豆粕进行预发酵后，进行打浆、过滤；然后往滤液中加入糖后，加水定容至培养基中糖的浓度≥100g/L，pH为7.5；

S2.发酵：在发酵过程中往培养基中持续通入氧气，于25℃下持续发酵7天后，得到发酵液；

S3.终止发酵：将发酵液灌装密闭静置15天，得到所述活性液体肥基底制剂；

S4.液体肥料的配置：往1000份活性液体肥基底制剂添加4份氧化石墨烯后与300r/min条件下高速搅拌25min后加入7份蛋氨酸、7份酪氨酸、20份苯丙氨酸、10份天冬氨酸、13份磷酸二氢钾、5份胺鲜酯、8份中微量元素搅拌均匀，得到所述液体肥料。

其中中微量元素为1.5份Ca、2份B、1.5份Mg、1份Zn、1份Fe、1份 Mn。中微量元素Ca、B、Mg、Zn、Fe、Mn分别来源于有机钙、硼酸、硫酸镁、螯合锌、螯合铁、螯合锰。

实施例3 一种氧化石墨烯液体肥料的制备

一种氧化石墨烯液体肥料的制备方法包括以下步骤：

S1.制备培养基：取大豆进行浸泡或取豆粕进行预发酵后，进行打浆、过滤；然后往滤液中加入糖后，加水定容至培养基中糖的浓度≥100g/L，pH为7.5；

S2.发酵：在发酵过程中往培养基中持续通入氧气，于25℃下持续发酵7天后，得到发酵液；

S3.终止发酵：将发酵液灌装密闭静置15天，得到所述活性液体肥基底制剂；

S4.液体肥料的配置：往1000份活性液体肥基底制剂添加5份氧化石墨烯后与300r/min条件下高速搅拌25min后加入8份蛋氨酸、8份酪氨酸、20份苯丙氨酸、11份天冬氨酸、14份磷酸二氢钾、6份胺鲜酯、10份中微量元素搅拌均匀，得到所述液体肥料。

其中,中微量元素为3份Ca、3份B、2份Mg、1份Zn、0.5份Fe、0.5份 Mn。中微量元素Ca、B、Mg、Zn、Fe、Mn分别来源于有机钙、硼酸、硫酸镁、螯合锌、螯合铁、螯合锰。

实施例4 一种氧化石墨烯液体肥料的制备

一种氧化石墨烯液体肥料的制备方法包括以下步骤：

S1.制备培养基：取大豆进行浸泡或取豆粕进行预发酵后，进行打浆、过滤；然后往滤液中加入糖后，加水定容至培养基中糖的浓度≥100g/L，pH为7.5；

S2.发酵：在发酵过程中往培养基中持续通入氧气，于25℃下持续发酵7天后，得到发酵液；

S3.终止发酵：将发酵液灌装密闭静置15天，得到所述活性液体肥基底制剂；

S4.液体肥料的配置：往1000份活性液体肥基底制剂添加7份氧化石墨烯后与300r/min条件下高速搅拌25min后加入10份蛋氨酸、10份酪氨酸、23份苯丙氨酸、13份天冬氨酸、17份磷酸二氢钾、8份胺鲜酯、13份中微量元素搅拌均匀，得到所述液体肥料。中微量元素Ca、B、Mg、Zn、Fe、Mn分别来源于有机钙、硼酸、硫酸镁、螯合锌、螯合铁、螯合锰。

其中中微量元素为8份Ca、1份B、1份Mg、1份Zn、1份Fe、1份Mn。

对比例1 一种液体肥料的制备

一种氧化石墨烯液体肥料的制备方法包括以下步骤：

S1.制备培养基：取1000g大豆浸泡10h后，放入磨浆机中磨成豆浆，滤去豆渣，将滤液置于干净的发酵桶中，然后往滤液中加入白砂糖后，加水定容至培养基中糖的浓度100g/L，pH为7.5；

S2.发酵：开启氧气泵，在发酵过程中往发酵桶中持续通入氧气，并根据发酵桶中单独浆液气泡情况，加入适量的消泡剂。发酵桶用透气膜覆盖，以免落入杂物，于25℃下持续发酵7天后，得到发酵液；

S3.终止发酵：将发酵液灌装密闭静置15天，得到活性液体肥基底制剂。

S4.液体肥料的配置：往1000份活性液体肥基底制剂中添加10份蛋氨酸、 10份酪氨酸、23份苯丙氨酸、13份天冬氨酸、17份磷酸二氢钾、8份胺鲜酯、 13份中微量元素搅拌均匀，得到所述液体肥料。中微量元素Ca、B、Mg、Zn、Fe、Mn分别来源于有机钙、硼酸、硫酸镁、螯合锌、螯合铁、螯合锰。

氧化石墨烯液体肥料的应用效果评价：

该氧化石墨烯液体肥料能快速补充果藤生长所需的养分，促进夏黑葡萄根茎生长。为验证本发明制备的液体肥料在夏黑葡萄果藤上大面积示范应用的实际效果，申请人选择在夏黑葡萄上进行了试验示范。

1材料与方法

1.1供试地点1设在资兴市某夏黑葡萄基地内，试验地面积12亩，土壤肥力水平较均匀。

供试地点2设在建宁市某巨峰葡萄基地内，试验地面积12亩，土壤肥力水平较均匀。

1.2供试作物1夏黑葡萄，藤行距0.8m*2m，长势中庸且一致。

供试作物2巨峰葡萄，藤行距0.8m*2m，长势中庸且一致。

1.3供试肥料为实施例1～4制得的夏黑葡萄根茎发育的液体肥料，产品剂型为液体。

1.4每个供试地点均进行3个试验处理：

①实验组：种植后每个月浇施一次供试肥料，每次500mL/亩，稀释200倍。

②对照组(CK)：每亩每次以同实验组等量清水同时期进行，其他施肥措施同处理①。

③对比例组：每亩每次以同实验组等量的对比例1制备的化肥同时期进行，其他施肥措施同处理①。

实验组和对照组、对比例组均按当地常规栽培技术进行管理。试验各处理以每亩为小区，重复3次，管理一致。每个处理随机选取5株果藤，观察藤体生长情况，根量和根类组成，求得平均值。

2结果与分析

2.1不同处理对根系的影响

由表1可知，本实施例2～5制备的液体肥料相比对照组对夏黑葡萄的总根条数增加了46.1％，相比对比例组总根条数增加了16.3％；对巨峰葡萄的总根数量仅增加了11.9％、根系分布和根类组成都相对对照组有显著的提高。然而，该液体肥料对巨峰葡萄的根量、根系分布和根类组成都没有起到实质的作用。可见，本发明的液体肥料对不同葡萄的生根壮苗具有选择性，对夏黑葡萄的生根壮苗作用最为显著。

表1不同葡萄不同处理的根系生长情况结果

2.2对藤体营养生长的影响

由表2可知，该液体肥对夏黑葡萄的藤体营养生长具有良好的促进作用，有利于藤体养分的积累。其中与对照组相比，夏黑葡萄藤长度增加了31.9％，新梢数量增长了50.0％；相比对比例组夏黑葡萄藤长度增加了17.5％，藤体叶色浓绿，叶绿素含量增加明显。然而，该液体肥料对巨峰葡萄的植株生长仅有较为小的作用。可见，本发明的液体肥料对夏黑葡萄的生根壮苗具有十分显著的效果，对不同品种的葡萄具有较高的选择性。

表2不同葡萄不同处理的藤长、新梢数量情况统计

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的包含范围之内。

Claims (4)

1.一种氧化石墨烯液体肥料，其特征在于，所述液体肥料由以下物质组成： 活性液体肥基底制剂1000份、氧化石墨烯2~7份、蛋氨酸5~10份、酪氨酸5~10份、苯丙氨酸18~23份、天冬氨酸9~13份、磷酸二氢钾11~17份、胺鲜酯4~8份、中微量元素7~13份；所述中微量元素为Ca、B、Mg、Zn、Fe、Mn；所述液体肥料中总氮含量≥2.5mg/g，氨基氮含量≥0.4mg/g，有机质含量为110~145g/L。

2.根据权利要求1所述氧化石墨烯液体肥料，其特征在于，所述液体肥料由以下物质组成： 活性液体肥基底制剂1000份、氧化石墨烯5份、蛋氨酸8份、酪氨酸8份、苯丙氨酸20份、天冬氨酸11份、磷酸二氢钾14份、胺鲜酯6份、中微量元素10份，所述液体肥料中总氮含量≥2.5mg/g，氨基氮含量≥0.4mg/g，有机质含量为120~135g/L。

3.根据权利要求1所述氧化石墨烯液体肥料，其特征在于，所述中微量元素各元素由以下份数组成：1~3份Ca、1~3份B、1~3份Mg、0.5~3Zn份、0.5~3份Fe、0.5~3份Mn。

4.一种氧化石墨烯液体肥料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1. 制备培养基：取大豆进行浸泡或取豆粕进行预发酵后，进行打浆、过滤；然后往滤液中加入糖后，加水定容至培养基中糖的浓度≥100g/L，pH为7.4~7.6；

S2.发酵：在发酵过程中往培养基中持续通入氧气，于20~28℃下持续发酵7~8天后，得到发酵液；

S3. 终止发酵：将发酵液灌装密闭静置15天，得到所述活性液体肥基底制剂；

S4. 液体肥料的配置：往所述活性液体肥基底制剂添加氧化石墨烯高速搅拌后加入蛋氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、天冬氨酸、磷酸二氢钾、胺鲜酯、中微量元素搅拌均匀，得到所述液体肥料。