CN109988024A

CN109988024A - 微粒腐植酸水溶肥料及制备方法

Info

Publication number: CN109988024A
Application number: CN201910404486.8A
Authority: CN
Inventors: 李斌; 贺文强
Original assignee: Shanxi Haodi Technology Co Ltd
Current assignee: Shanxi Haodi Technology Co Ltd
Priority date: 2019-05-10
Filing date: 2019-05-10
Publication date: 2019-07-09

Abstract

本发明公开了一种微粒腐植酸水溶肥料，由下列原料成分的重量份组成：水50‑55份，褐煤腐植酸粉10‑11份，尿素25‑35份，磷酸二氢铵7‑9份，EDTA‑Ca 0.5‑1份，EDTA‑Mg 0.5‑1份，EDTA‑Fe1.5‑2份，EDTA‑Zn 0.5‑1份，EDTA‑Cu0.2‑0.5份，EDTA‑Mn0.5‑1份，四水八硼酸钠0.2‑0.5份，钼酸铵0.02‑0.05份，腐植酸钾0.5‑1份，丙三醇0.2‑0.5份，黄原胶0.02份，十二烷基苯磺酸钠0.02份。本发明的制备方法是：（1）按照上述配方比例称取各种原料，依次倒入容器中搅拌20‑25分钟；（2）将（1）制备的均匀分散相混合液通过缸镗装球珠的研磨机，研磨条件为：机器筒体内液体压力0.2‑0.3bar，转子转速线速度大于10m/s，网筛小于0.2mm，混合液流速小于700m³/h，混合液通过研磨机的液体，得到黑色略稠液体即为成品。

Description

微粒腐植酸水溶肥料及制备方法

技术领域

本发明属于腐植酸制备技术领域，具体涉及一种微粒腐植酸水溶肥料及制备方法。

背景技术

腐植酸是动植物遗骸，主要是植物遗骸，经过微生物的分解转化以及地球物理化学的一系列过程造成和积累起来的一类有机物质。腐植酸应用到农业生产中有促进作物生长，增加产量，改善农产品的品质，提高其它化学肥料的利用率，改良土壤的作用。腐植酸广泛存在于土壤、河流、湖泊、海洋以及泥炭、褐煤、风化煤中。它可分为土壤腐植酸、水体腐植酸和煤炭腐植酸。虽然土壤和水体中腐植酸总量很大，但其平均含量却不足百分之一，而煤炭中腐植酸含量达到10%-80%，煤炭腐植酸具有重要的开发利用价值。造煤植物在成煤过程中受到微生物和水介质的作用，经过分解和合成转化，形成腐植酸，腐植酸广泛存在于煤化程度低的泥炭、褐煤、次烟煤以及风化煤中。这些煤炭腐植酸都可受自然风化或者人工氧化作用生成分子量大小不同，含氧官能团数量不等的不同类别的腐植酸。腐植酸根据平均分子量的大小或其理化特性分为三类，分子量较小，含氧官能团丰富，颜色呈黄色，既溶于水又溶于酸和碱的部分称为黄腐酸；分子量偏大，分子结构复杂，颜色呈棕色，溶于碱但不溶于酸的部分称之为棕腐酸；分子量更大，分子结构更复杂，颜色呈黑色，只溶于碱而不溶于酸的部分称之为黑腐酸。黄腐酸、棕腐酸、黑腐酸之间元素组成相同，只是结构有所差异，一定的条件下黑腐酸棕腐酸可向黄腐酸转化。这种分子之间的联系和差异成为腐植酸的活化改性的基础。

黄腐酸是腐植酸中的小分子部分，应用于农业有良好的生物刺激作用和与其它化学肥料的混配性。黄腐酸以水溶性好，遇硬水不沉淀，不絮凝，受到现代农业的欢迎，但作为腐植酸重要来源的煤炭中黄腐酸含量却比较少且提取过程复杂。为了得到更小分子的黄腐酸，提高腐植酸的利用性，可采用一系列方法和手段对腐植酸活化。煤炭腐植酸的活化常有物理活化、化学活化、生物活化等方法。物理活化包括机械活化、超声波活化等，机械活化是利用剧烈的机械振动等方式对原料煤进行粉碎，从而引起腐植酸分子内部结构发生变化，弱化学键及烷基支链的断裂会使其分子量变小，提高溶解性。超声波活化是利用超声波在水中产生的大量OH、HO₂及氧自由基将腐植酸氧化降解。腐植酸的化学活化包括碱溶解、氧化、磺基化等。腐植酸的生物活化是将特殊的菌种接种到腐植酸上，微生物的繁殖代谢对腐植酸的结构和官能团对腐植酸产生影响，提高腐植酸的应用性。腐植酸的氧化活化主要有HNO₃氧化、H₂O₂氧化、H₂SO₄氧化等。腐植酸的HNO₃氧化、H₂O₂氧化、H₂SO₄氧化主要是氧化降解，也有少量硝基、亚硝基、磺酸基的生成。腐植酸通过氧化降解生成了较小分子量的黄腐酸，含氧基团更丰富，水溶性更好，抗硬水性更强，生物活性也更强，也其它化学肥料的混配性更好，更适合农业水肥一体化技术要求。无论那种腐植酸活化方法，其目的都是为了生产一种水溶性好的含腐植酸水溶肥料。

然而，现有腐植酸水溶肥料存在的核心问题就是因为腐植酸微粒较大、水溶性较差，不利于农业过程中滴灌、喷灌以及喷射设备使用。当然传统化学活化对腐植酸天然有机酸成分的破坏，资源利用率较低和生产技术污染环境等也是有待解决的问题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种微粒腐植酸水溶肥料及制备方法，该肥料配方包含了合理的微粒腐植酸、多种无机元素、微量元素和助剂等成分，复合后通过专门的研磨方法使所有的成分转变成粒径小于15微米悬浮于水中的微粒，成为一种水溶性好的含腐植酸水溶肥料。

本发明是通过如下技术方案实现的。

一种微粒腐植酸水溶肥料由下列原料成分的重量份组成：水 50-55份，褐煤腐植酸粉 10-11份，尿素 25-35份，磷酸二氢铵 7-9份，EDTA-Ca 0.5-1份，EDTA-Mg 0.5-1份，EDTA-Fe1.5-2份，EDTA-Zn 0.5-1份，EDTA-Cu0.2-0.5份，EDTA-Mn0.5-1份，四水八硼酸钠0.2-0.5份，钼酸铵0.02-0.05份，腐植酸钾0.5-1份，丙三醇0.2-0.5份，黄原胶0.02份，十二烷基苯磺酸钠0.02份。

本发明的一种微粒腐植酸水溶肥料的制备方法是：

（1）按照上述配方比例称取各种原料，依次倒入容器中搅拌20-25分钟；

（2）将（1）制备的均匀分散相混合液通过缸镗装球珠的研磨机，研磨条件为：机器筒体内液体压力0.2-0.3bar，转子转速线速度大于10m/s，网筛小于0.2mm，混合液流速小于700m³/h，混合液通过研磨机的液体，得到黑色略稠液体即为成品。

所述的褐煤腐植酸粉的质量标准是：腐植酸含量≥40%，有机质含量≥50%，重金属符合标准NY1110-2010。

所述的研磨机，一次通过混合液后的物料粒径的95%要小于15微米，对照目数为大于800目。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

（1）现有技术为了满足现代农业对水溶肥料水溶性好的要求，必须通过碱抽提的方法生产出腐植酸的一价盐类才可实现腐植酸的水溶，实际上含腐植酸水溶肥料确切的讲应该是含腐植酸一价盐的水溶肥料。本发明与含腐植酸一价盐的水溶不同，它是真正意义上的腐植酸。难溶于水的褐煤腐植酸粉通过本发明的研磨后转变成粒径小于15微米微粒悬浮于水中，是一种水溶性好的含腐植酸水溶肥料。

（2）现有腐植酸盐的碱抽提往往是在PH值>10的强碱性环境中，在一定的温度条件和浓度条件下，强碱与弱酸发生取代反应，生成水溶性弱酸盐。该强碱环境虽实现了腐植酸的水溶，但对腐植酸原料煤中的一些天然有机酸（如赤霉酸、吲哚酸等）造成了破坏。本发明工艺过程是在水相中物理研磨，对腐植酸中天然有机酸起到了极大的保护作用。

（3）现有腐植酸水溶肥料一般是通过化学、物理或生物活化氧化的手段实现的，无论是化学活化还是其它物理生物手段，目的都是为了得到分子量较小的黄腐酸，得到含氧官能团更加丰富的腐植酸类物质，特别是水溶性腐植酸盐的生产中，常常为了得到小分子黄腐酸而摒弃了部分棕黑腐酸，从资源利用的角度讲这种生产方式造成了浪费，同时多数生产者产生的黑腐酸废弃物无法实现再利用，给生态环境带来了压力。本发明工艺是在水相中物理研磨，是将褐煤腐植酸粉全部研磨成粒径小于15微米微粒的黄腐酸，腐植酸资源得到全部利用。

（4）现有腐植酸水溶肥料的颗粒最小的也有200目，由于颗粒较大、水溶性较差，经常在农业过程中滴灌、喷灌以及喷射设备使用中出现堵塞管道现象。本发明微粒腐植酸水溶肥料的颗粒则达到800目，是一种水溶性很好的肥料，一方面彻底解决了现有技术存在的堵塞管道的问题，另一方面，本发明微粒腐植酸水溶肥料由于腐植酸微粒非常小，提高了植物对腐植酸的吸收率，小微粒腐植酸不仅易于吸收而且吸收后植物体内运输耗能也少，极大的保存了光合能量，提高了光合转化率。与市售现有的腐植酸水溶肥料（腐植酸粒径在100-200目）应用于多种蔬菜与水果上相比，本发明增产在5.2%以上。

（5）现有腐植酸盐生产多数为碱抽提工艺，必然带来环境污染，本发明的生产工艺则是在中性条件下的纯物理研磨，不排任何废弃物，无三废排放，能耗低，属清洁生产技术，利于环境保护。

实施例1

采用本发明方法生产微粒腐植酸水溶肥料，包括如下步骤：

（1）配料分别称取下列原料，水 50公斤，褐煤腐植酸粉 10公斤，尿素 25公斤，磷酸二氢铵 7公斤，EDTA-Ca 0.5公斤，EDTA-Mg 0.5公斤，EDTA-Fe1.5公斤，EDTA-Zn 0.5公斤，EDTA-Cu0.2公斤，EDTA-Mn0.5公斤，四水八硼酸钠0.2公斤，钼酸铵0.02公斤，腐植酸钾0.5公斤，丙三醇0.2公斤，黄原胶0.02公斤，十二烷基苯磺酸钠0.02公斤。

（2）混合将上述配方原料依次倒入容器中搅拌20分钟；

（3）研磨将（2）制备的均匀分散相混合液通过研磨机，研磨条件为：缸镗内液体压力0.2-0.3bar，转子转速线速度大于10m/s，网筛小于0.2mm，混合液流速小于700m³/h，混合液通过研磨机的液体，得到黑色略稠液体即为成品。

成品检验结果：腐植酸≥60g/L ，腐植酸粒径<5微米，总氮（N）≥150g/L ，五氧化二磷（P₂O₅）≥50g/L，微量元素(Fe)≥0.2g/L，微量元素（Zn）≥0.05g/L，微量元素（Mn）≥0.05g/L，钙(Ca)≥0.05g/L 镁（Mg）≥0.03g/L微量元素(B)≥0.04g/L，微量元素(Cu)≥0.03g/L，微量元素（Mo）≥0.01g/L，PH（1：250）4.5，水不溶物≤5 g/L 。

本发明微粒腐植酸水溶肥料与市售腐植酸水溶肥料增产效果对比试验

1、在辣椒田的试验方法

设本发明微粒腐植酸水溶肥料与市售腐植酸水溶肥料两个处理，试验面积为1亩，重复两次。在辣椒的苗期、开花挂果期、通过滴灌每亩分别施入10kg腐植酸水溶肥料，观察到叶色，根毛数量，结果数量，产量等指标。

2、试验结果

在辣椒田抽样检测结果表明，采用本发明的微粒腐植酸水溶肥料与市售腐植酸水溶肥料相比，辣椒叶色较绿，根毛数量较多，结果数量有所增加，最终实际收获辣椒计量，增产达6.5%。

3、在番茄的试验方法

设本发明微粒腐植酸水溶肥料与市售腐植酸水溶肥料两个处理，试验面积为1亩，重复两次。在番茄的开花结果期，按照亩用量10kg，连续滴灌3次，每次间隔10天，稀释倍数为300倍。田间观察番茄叶色、结果数量、果实上色状况和最终产量指标。

4、试验结果

在番茄田抽样检测结果表明，采用本发明的微粒腐植酸水溶肥料与市售腐植酸水溶肥料相比，番茄叶色较深，结果数量较多，果实上色较均匀，最终实际收获番茄产量增产达8.3%。

5、在苹果树的试验方法

设本发明微粒腐植酸水溶肥料与市售等含量的腐植酸水溶肥料两个处理，处理面积为2亩，重复2次。在苹果开花期、幼果期、膨果期、果实转色期，各按照株用量0.2kg滴灌，并配合每株0.3kg大量元素水溶肥料施用。随机标记20株苹果树，田间观察统计花果数量，植株长势，膨果速度，果实转色成熟情况。

6试验结果

试验结果表明，施用微粒腐植酸水溶肥料有显著的保花保果，促进果实膨大和转色，提高其它肥料利用率的作用。与对照相比，同等用肥量的果树，叶色深，叶片肥厚，落花落果数量减少，膨果及转色速度要快，色泽更均匀。统计优质果品率提高3.5%。

7在葡萄上的试验

设本发明微粒腐植酸水溶肥料与市售等含量的腐植酸水溶肥料两个处理，处理面积为1亩，重复2次。在葡萄萌芽期、浆果生长期、膨果期，各按照亩用量10 kg滴灌，并配合每亩8kg大量元素水溶肥料施用。田间观察统计花果数量，植株长势，植株根系生长，膨果速度，果实转色成熟情况，葡萄园土壤情况。

6试验结果

试验结果表明，施用微粒腐植酸水溶肥料有显著的保花保果，促进果实膨大和转色，促进根系生长，改良土壤的作用。与对照相比，同等用肥量的葡萄，叶色深，叶片肥厚，葡萄黄化苗减少，膨果及转色速度快，上色均匀。最终实际收获产量提高5.2% 。

实施例2

采用本发明方法生产微粒腐植酸水溶肥料，包括如下步骤：

（1）配料分别称取下列原料，水55公斤，褐煤腐植酸粉公斤，尿素35公斤，磷酸二氢铵7公斤，EDTA-Ca 1公斤，EDTA-Mg 1公斤，EDTA-Fe2公斤，EDTA-Zn 1公斤，EDTA-Cu0.5公斤，EDTA-Mn1公斤，四水八硼酸钠0.5公斤，钼酸铵0.05公斤，腐植酸钾1公斤，丙三醇0.5公斤，黄原胶0.02公斤，十二烷基苯磺酸钠0.02公斤。

（2）其他同实施例1。

实施例3

采用本发明方法生产微粒腐植酸水溶肥料，包括如下步骤：

（1）配料分别称取下列原料，水50公斤，褐煤腐植酸粉 11公斤，尿素25公斤，磷酸二氢铵 7公斤，EDTA-Ca 0.5公斤，EDTA-Mg 1公斤，EDTA-Fe1.5公斤，EDTA-Zn 1公斤，EDTA-Cu0.2公斤，EDTA-Mn1公斤，四水八硼酸钠0.2公斤，钼酸铵0.05公斤，腐植酸钾1公斤、丙三醇0.2公斤、黄原胶0.02公斤、十二烷基苯磺酸钠0.02公斤。

（2）其他同实施例1。

实施例4

采用本发明方法生产微粒腐植酸水溶肥料，包括如下步骤：

（1）配料分别称取下列原料，水55公斤，褐煤腐植酸粉 10公斤，尿素35公斤，磷酸二氢铵 7公斤，EDTA-Ca 1公斤，EDTA-Mg0.5公斤，EDTA-Fe2公斤，EDTA-Zn 0.5公斤，EDTA-Cu0.5公斤，EDTA-Mn0.5公斤，四水八硼酸钠0.5公斤，钼酸铵0.02公斤，腐植酸钾0.5公斤，丙三醇0.5公斤，黄原胶0.02公斤，十二烷基苯磺酸钠0.02公斤。

（2）其他同实施例1。

实施例5

采用本发明方法生产微粒腐植酸水溶肥料，包括如下步骤：

（1）配料分别称取下列原料，水 52公斤，褐煤腐植酸粉 10.5公斤，尿素 30公斤，磷酸二氢铵 8公斤，EDTA-Ca 0.75公斤，EDTA-Mg 0.75公斤，EDTA-Fe1.75公斤，EDTA-Zn 0.75公斤，EDTA-Cu0.35公斤，EDTA-Mn0.75公斤，四水八硼酸钠0.35公斤，钼酸铵0.035公斤，腐植酸钾0.75公斤，丙三醇0.35公斤，黄原胶0.02公斤，十二烷基苯磺酸钠0.02公斤。

（2）其他同实施例1。

Claims

1.一种微粒腐植酸水溶肥料，其特征在于，它由下列原料成分的重量份组成：水 50-55份，褐煤腐植酸粉 10-11份，尿素 25-35份，磷酸二氢铵 7-9份，EDTA-Ca 0.5-1份，EDTA-Mg0.5-1份，EDTA-Fe1.5-2份，EDTA-Zn 0.5-1份，EDTA-Cu0.2-0.5份，EDTA-Mn0.5-1份，四水八硼酸钠0.2-0.5份，钼酸铵0.02-0.05份，腐植酸钾0.5-1份，丙三醇0.2-0.5份，黄原胶0.02份，十二烷基苯磺酸钠0.02份。

2.权利要求1所述的微粒腐植酸水溶肥料，其制备方法是：

（1）按照下列配方比例称取各种原料，水 50-55份，褐煤腐植酸粉 10-11份，尿素 25-35份，磷酸二氢铵 7-9份，EDTA-Ca 0.5-1份，EDTA-Mg 0.5-1份，EDTA-Fe1.5-2份，EDTA-Zn 0.5-1份、EDTA-Cu0.2-0.5份、EDTA-Mn0.5-1份、四水八硼酸钠0.2-0.5份、钼酸铵0.02-0.05份、腐植酸钾0.5-1份、丙三醇0.2-0.5份、黄原胶0.02份、十二烷基苯磺酸钠0.02份，依次倒入容器中搅拌20-25分钟；

（2）将（1）制备的均匀分散相混合液通过缸镗装有球珠的研磨机，研磨条件为：机器筒体内液体压力0.2-0.3bar，转子转速线速度大于10m/s，网筛小于0.2mm，混合液流速小于700m³/h，混合液通过研磨机的液体，得到黑色略稠液体即为成品。

3.根据权利要求1所述的微粒腐植酸水溶肥料，其特征在于，所述的褐煤腐植酸粉的质量标准是：腐植酸含量≥40%，有机质含量≥50%，重金属符合标准NY1110-2010。