CN111777461A - 一种水溶性有机肥及其制备方法 - Google Patents

一种水溶性有机肥及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种水溶性有机肥，包括以重量份计的如下原料：贝壳粉80‑120份、水产品废弃液60‑80份、牛蒡根下脚料提取物30‑50份、猪粪80‑100份、植物秸秆40‑60份、复合生物菌20‑30份、腐殖酸20‑25份和尿素40‑50份；该水溶性有机肥的制备方法为将植物秸秆粉碎与猪粪、腐殖酸混合均匀，采用紫外线灯照射后置于发酵池中，再加入尿素开始发酵，至物料完全没有粪便臭味时停止发酵，采用板框压滤机将发酵产物固液分离，得到发酵滤液；将贝壳粉和发酵滤液混合，加入水产品废弃液、牛蒡根下脚料提取物和复合生物菌即可；本水溶性有机肥养分全面、肥效快、肥效期长，能有效调理和改良土壤质地。

Description

一种水溶性有机肥及其制备方法
技术领域
本发明涉及肥料技术领域，特别涉及一种水溶性有机肥及其制备方法。
背景技术
肥料主要用于为农作物提供生长所必需的营养元素，同时还要求兼具改善土壤性质、提高土壤肥力水平的功能。植物在生长过程中需要大量的养分促进其快速生长，不同的土壤对作物的生长有一定的影响，这就需要对土壤进行有效的改良；现有改良土壤的肥料只是能看到肥料对农作物的影响，对土壤不能达到有效的改良；大部分土壤由于施用化肥导致土壤板结，贫瘠土壤由于施肥的不合理，没有有效地改土，从而导致没有收成或欠收。
为此，生物有机肥越来越受到关注，生物有机肥主要以绿肥、人粪尿、厩肥、堆肥、沤肥、沼气肥和废弃物肥料等为基础原料，另外添加促进分解转化的微生物菌种，经微生物分解转化后才能为植物所吸收；生物有机肥的优点在于养分全、肥效长、改土培肥效果好。有机肥料富含有机物质和作物生长所需的营养物质，不仅能提供作物生长所需养分，改良土壤，还可以改善作物品质，提高作物产量，促进作物高产稳产，保持土壤肥力，同时可提高肥料利用率，降低生产成本。充分合理利用有机肥料能增加作物产量、培肥地力、改善农产品品质、提高土壤养分的有效性。
中国专利申请CN103664378A公开了一种有机肥料，包括秸秆、煤矸石、风化煤、泥炭土、磷矿粉、钾矿粉、次粉、大豆粕，稻壳粉、菌种粉、尿素、聚丙烯酰胺，但施肥过后对土壤破坏较为严重以及对植物的吸收效果较差。
中国专利申请CN104839224B公开了一种甘蔗有机肥料，由以下重量百分比的原料组成：毒死蜱0.1-0.5％，杀虫单0.5-1.0％，腐殖酸2-5％，分散剂0.2-0.5％，甲壳素补足100％。本发明增效作用明显，省工省力，达到给作物施肥的功效又能改善土壤结构，同时能防治甘蔗螟虫及主要地下害虫，但该方法制备的肥料具有一定的毒性，会对环境造成污染及其水溶性较差。
因此，研发一种安全、高效的水溶性有机肥是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种安全、高效的水溶性有机肥，该肥料适用于叶面喷施、浸种、蘸根、注射施用、淋施、浇施、喷灌施、滴灌施等各种方式使用，施肥非常均匀，使用浓度方便调节，对苗期作物使用安全，不会引起烧苗；本发明的另一个目的在于提供一种水溶性肥的制备方法，本水溶性有机肥养分全面、肥效快、肥效期长，同时可有效调理和改良土壤的质地。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种水溶性有机肥，包括以重量份计的如下原料：贝壳粉80-120份、水产品废弃液60-80份、牛蒡根下脚料提取物30-50份、猪粪80-100份、植物秸秆40-60份、复合生物菌20-30份、腐殖酸20-25份和尿素40-50份。
优选地，包括以重量份计的如下原料：贝壳粉100份、水产品废弃液70份、牛蒡根下脚料提取物40份、猪粪90份、植物秸秆50份、复合生物菌25份、腐殖酸23份和尿素45份。
优选地，包括以重量份计的如下原料：贝壳粉80份、水产品废弃液60份、牛蒡根下脚料提取物30份、猪粪80份、植物秸秆40份、复合生物菌20份、腐殖酸20份和尿素40份。
优选地，包括以重量份计的如下原料：贝壳粉120份、水产品废弃液80份、牛蒡根下脚料提取物50份、猪粪100份、植物秸秆60份、复合生物菌30份、腐殖酸25份和尿素50份。
优选地，所述水产品废弃液包括以重量份计的如下原料：鱼废弃液50-70份、虾废弃液30-40份和扇贝废弃液20-40份。
一种水溶性有机肥的制备方法，包括以下步骤：
(1)将上述重量份的植物秸秆粉碎至长度为3-6cm，与猪粪、腐殖酸混合均匀，采用紫外线灯照射5小时后置于发酵池中，再向发酵池中加入上述重量份的尿素，发酵前pH为6-7，温度为60-65℃，开始发酵后每24小时翻堆一次，控制含水量保持在60-65％，至物料完全没有粪便臭味时停止发酵，采用板框压滤机将发酵产物固液分离，得到发酵滤液；
(2)将上述贝壳粉和发酵滤液混合，充分搅拌20-30分钟，调节pH至8-9，在常温常压条件下按上述重量份加入水产品废弃液、牛蒡根下脚料提取物和复合生物菌，充分搅拌1小时，即得成品。
优选地，所述水产品废弃液的制备方法包括以下步骤：将上述重量份的鱼废弃液、虾废弃液和扇贝混合，于120℃熬制1小时，调节pH至7-8，自然冷却后过滤、除渣，滤液即为水产品废弃液。
优选地，所述牛蒡根下脚料提取物的制备方法包括以下步骤：将牛蒡根下脚料粉碎至60-80目，按照料液比(g/mL)1:12-16加入蒸馏水，浸泡10-30min后加入复合酶制剂，于45-55℃，pH6-7的条件下水解1-3h，然后升温至95-100℃，热抽提10-30min，以3500-5000r/min离心15-30min，上清液经真空浓缩后冻干，得到牛蒡根下脚料提取物。
优选地，所述复合酶制剂为纤维素酶、碱性蛋白酶和中性蛋白酶按照质量比为4:1:5的比例混合而成。
优选地，所述纤维素酶为1×105U/g纤维素酶，所述碱性蛋白酶为2×105U/g碱性蛋白酶，所述中性蛋白酶为1×105U/g中性蛋白酶。
本发明中的的复合生物菌包括芽孢杆菌、光合菌、乳酸菌等，芽孢杆菌对水产中的弧菌、大肠杆菌和杆状病毒等有害微生物有很强的抑制作用。芽孢杆菌分泌大量几丁质酶，几丁质酶可分解病原真菌的细胞壁而抑制真菌病害，分解水中的有毒有害物质，净化水质。
本发明中的牛蒡根下脚料是牛蒡根在深加工过程中产生的下脚料，不仅富含蛋白质、纤维素等有机成分，还含有寡糖、多酚、绿原酸等功能性成分，具有促进种子萌发、幼苗生长和根系发育的作用，同时，还可通过水杨酸途径等多种机制提高植物的系统抗性、抑制植物病原菌的生长、提高农作物的产量和品质。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1.本发明中的水产品废弃液的制备采用了鱼废弃液、虾废弃液和扇贝废弃液三种废物原料，这三种废物原料含有均衡的氮、磷、钙、钠、微量元素和维生素，但由于这些废液中的含有大量的有害菌，所以需要高温消毒，并将pH调整至碱性，抑制细菌的生存。
2.本发明采用植物秸秆、猪粪和腐殖酸，减少猪粪的面源污染，通过猪粪发酵后自身的氮源与磷素配合，达到以氮增磷的效果，同时通过复合生物菌的加入具有以菌解磷的功效，提高磷的吸收率；在经过紫外线照射后的可以杀灭植物秸秆以及猪粪中的细菌，避免了C元素与N元素不必要的消耗，同时肥料也更加干净，不会变质。利用腐植酸与尿素在包裹过程中发生的化学反应和物理吸附，延缓尿素分解，减少挥发，逐渐释放氮素，使肥效延长，并利用腐植酸和中微量元素：硫、锌、钙、镁、硅提高肥料养分利用率、降低土壤盐分含量、改良土壤，防止土壤板结，以达到提高作物品质和产量，增强作物抗病能力的目的。
3.本发明中牛蒡根下脚料养分含量高，富含有机质和氨基酸。其有机质不仅全部为水溶性有机质，且1/2以上是可溶性糖，可作为植物和土壤微生物的水溶性碳源，其氨基酸以脯氨酸、精氨酸和天冬氨酸为主，三者含量为总氨基酸含量的55.45％，这3种氨基酸对植物具有重要的生理作用，其中脯氨酸和精氨酸与植物的抗旱、抗寒等抗逆生理有关，天冬氨酸可降低植物体内硝酸盐含量，与植物品质的提高有关，因此在一定程度上可以提高植物抗逆能力。
4.本发明中的贝壳粉的孔隙结构能够提高作物对各种微量元素的吸收能力，与复合生物菌配合使用，其孔隙结构可以吸收微生物菌剂，提高微生物菌的成活率和存活时间，提高肥效，可激活土壤有益菌群大量繁殖，培肥地力。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
实施例1
一种水溶性有机肥，包括以重量份计的如下原料：贝壳粉100份、水产品废弃液70份、牛蒡根下脚料提取物40份、猪粪90份、植物秸秆50份、复合生物菌25份、腐殖酸23份和尿素45份。
一种制备水溶性有机肥的方法，包括以下步骤：
(1)将上述重量份的植物秸秆粉碎至长度为4cm，与猪粪、腐殖酸混合均匀，采用紫外线灯照射5小时后置于发酵池中，再向发酵池中加入上述重量份的尿素，发酵前pH为6.5，温度为63℃，开始发酵后每24小时翻堆一次，控制含水量保持在62％，至物料完全没有粪便臭味时停止发酵，采用板框压滤机将发酵产物固液分离，得到发酵滤液；
(2)将上述贝壳粉和发酵滤液混合，充分搅拌25分钟，调节pH至8.5，在常温常压条件下按上述重量份加入水产品废弃液、牛蒡根下脚料提取物和复合生物菌，充分搅拌1小时，即得成品。
其中，所述水产品废弃液的制备方法包括以下步骤：将上述重量份的鱼废弃液、虾废弃液和扇贝混合，于120℃熬制1小时，调节pH至7.5，自然冷却后过滤、除渣，滤液即为水产品废弃液。
其中，所述牛蒡根下脚料提取物的制备方法包括以下步骤：将牛蒡根下脚料粉碎至70目，按照料液比(g/mL)1:14加入蒸馏水，浸泡20min后加入复合酶制剂，于50℃，pH6.5的条件下水解2h，然后升温至98℃，热抽提20min，以4000r/min离心20min，上清液经真空浓缩后冻干，得到牛蒡根下脚料提取物。
其中，所述复合酶制剂为纤维素酶、碱性蛋白酶和中性蛋白酶按照质量比为4:1:5的比例混合而成。
其中，所述纤维素酶为1×105U/g纤维素酶，所述碱性蛋白酶为2×105U/g碱性蛋白酶，所述中性蛋白酶为1×105U/g中性蛋白酶。
实施例2：
一种水溶性有机肥，包括以重量份计的如下原料：贝壳粉80份、水产品废弃液60份、牛蒡根下脚料提取物30份、猪粪80份、植物秸秆40份、复合生物菌20份、腐殖酸20份和尿素40份。
一种制备水溶性有机肥的方法，包括以下步骤：
(1)将上述重量份的植物秸秆粉碎至长度为3cm，与猪粪、腐殖酸混合均匀，采用紫外线灯照射5小时后置于发酵池中，再向发酵池中加入上述重量份的尿素，发酵前pH为6，温度为60℃，开始发酵后每24小时翻堆一次，控制含水量保持在60％，至物料完全没有粪便臭味时停止发酵，采用板框压滤机将发酵产物固液分离，得到发酵滤液；
(2)将上述贝壳粉和发酵滤液混合，充分搅拌20分钟，调节pH至8，在常温常压条件下按上述重量份加入水产品废弃液、牛蒡根下脚料提取物和复合生物菌，充分搅拌1小时，即得成品。
其中，所述水产品废弃液的制备方法包括以下步骤：将上述重量份的鱼废弃液、虾废弃液和扇贝混合，于120℃熬制1小时，调节pH至7，自然冷却后过滤、除渣，滤液即为水产品废弃液。
其中，所述牛蒡根下脚料提取物的制备方法包括以下步骤：将牛蒡根下脚料粉碎至60目，按照料液比(g/mL)1:12加入蒸馏水，浸泡10min后加入复合酶制剂，于45℃，pH6的条件下水解1h，然后升温至95℃，热抽提10min，以3500r/min离心15min，上清液经真空浓缩后冻干，得到牛蒡根下脚料提取物。
其中，所述复合酶制剂为纤维素酶、碱性蛋白酶和中性蛋白酶按照质量比为4:1:5的比例混合而成。
其中，所述纤维素酶为1×105U/g纤维素酶，所述碱性蛋白酶为2×105U/g碱性蛋白酶，所述中性蛋白酶为1×105U/g中性蛋白酶。
实施例3：
一种水溶性有机肥，包括以重量份计的如下原料：贝壳粉120份、水产品废弃液80份、牛蒡根下脚料提取物50份、猪粪100份、植物秸秆60份、复合生物菌30份、腐殖酸25份和尿素50份。
一种制备水溶性有机肥的方法，包括以下步骤：
(1)将上述重量份的植物秸秆粉碎至长度为6cm，与猪粪、腐殖酸混合均匀，采用紫外线灯照射5小时后置于发酵池中，再向发酵池中加入上述重量份的尿素，发酵前pH为7，温度为65℃，开始发酵后每24小时翻堆一次，控制含水量保持在65％，至物料完全没有粪便臭味时停止发酵，采用板框压滤机将发酵产物固液分离，得到发酵滤液；
(2)将上述贝壳粉和发酵滤液混合，充分搅拌20分钟，调节pH至9，在常温常压条件下按上述重量份加入水产品废弃液、牛蒡根下脚料提取物和复合生物菌，充分搅拌1小时，即得成品。
其中，所述水产品废弃液的制备方法包括以下步骤：将上述重量份的鱼废弃液、虾废弃液和扇贝混合，于120℃熬制1小时，调节pH至8，自然冷却后过滤、除渣，滤液即为水产品废弃液。
其中，所述牛蒡根下脚料提取物的制备方法包括以下步骤：将牛蒡根下脚料粉碎至80目，按照料液比(g/mL)1:16加入蒸馏水，浸泡30min后加入复合酶制剂，于55℃，pH7的条件下水解3h，然后升温至100℃，热抽提30min，以5000r/min离心30min，上清液经真空浓缩后冻干，得到牛蒡根下脚料提取物。
其中，所述复合酶制剂为纤维素酶、碱性蛋白酶和中性蛋白酶按照质量比为4:1:5的比例混合而成。
其中，所述纤维素酶为1×105U/g纤维素酶，所述碱性蛋白酶为2×105U/g碱性蛋白酶，所述中性蛋白酶为1×105U/g中性蛋白酶。
肥效测试
将实施例1-3制备的水溶性有机肥和市场购买的水溶性有机肥(市售产品)，对一块长势相同的番茄地平均分成四块，然后进行施肥，其每次施肥的量都相同，然后待番茄成熟后，将得到的番茄进行称重，然后计算其肥效。肥效＝(实施例制备的水溶性有机肥的产量-市售产品的产量)/市售产品的产量×100％，其测试结果如下表1所示。
表1
实施例1 实施例2 实施例3 市售产品
肥效(％) 121 115 118 100
上述试验结果可知，本发明制备的水溶性有机肥其效果比市售产品效果好，其能够有效的增加了农作物15-20％的产量。
水溶性测试
将实施例1-3制备的水溶性有机肥和市场购买的水溶性有机肥(市售产品)，称取等质量，加入烧杯中，然后加入足量的水，搅拌1-2小时后，静置20天后，加入大量的水，然后进行过滤，称取滤渣的质量，然后计算其有溶解率。有机肥溶解率＝(有机肥总质量-残余量)/总重量×100％，其测试结果如下表2所示。
表2
实施例1 实施例2 实施例3 市售产品
溶解率(％) 94.2 92.1 93.6 72.8
上述试验结果可知，本发明制备的水溶性有机肥溶解率达到92％以上，水溶性非常好，明显高于市售产品。
以上对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种水溶性有机肥，其特征在于，包括以重量份计的如下原料：贝壳粉80-120份、水产品废弃液60-80份、牛蒡根下脚料提取物30-50份、猪粪80-100份、植物秸秆40-60份、复合生物菌20-30份、腐殖酸20-25份和尿素40-50份。
2.根据权利要求1所述的水溶性有机肥，其特征在于，包括以重量份计的如下原料：贝壳粉100份、水产品废弃液70份、牛蒡根下脚料提取物40份、猪粪90份、植物秸秆50份、复合生物菌25份、腐殖酸23份和尿素45份。
3.根据权利要求1所述的水溶性有机肥，其特征在于，包括以重量份计的如下原料：贝壳粉80份、水产品废弃液60份、牛蒡根下脚料提取物30份、猪粪80份、植物秸秆40份、复合生物菌20份、腐殖酸20份和尿素40份。
4.根据权利要求1所述的水溶性有机肥，其特征在于，包括以重量份计的如下原料：贝壳粉120份、水产品废弃液80份、牛蒡根下脚料提取物50份、猪粪100份、植物秸秆60份、复合生物菌30份、腐殖酸25份和尿素50份。
5.根据权利要求1-4任一项所述的水溶性有机肥，其特征在于，所述水产品废弃液包括以重量份计的如下原料：鱼废弃液50-70份、虾废弃液30-40份和扇贝废弃液20-40份。
6.一种如权利要求1-5任一项所述的水溶性有机肥的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将上述重量份的植物秸秆粉碎至长度为3-6cm，与猪粪、腐殖酸混合均匀，采用紫外线灯照射5小时后置于发酵池中，再向发酵池中加入上述重量份的尿素，发酵前pH为6-7，温度为60-65℃，开始发酵后每24小时翻堆一次，控制含水量保持在60-65％，至物料完全没有粪便臭味时停止发酵，采用板框压滤机将发酵产物固液分离，得到发酵滤液；
(2)将上述贝壳粉和发酵滤液混合，充分搅拌20-30分钟，调节pH至8-9，在常温常压条件下按上述重量份加入水产品废弃液、牛蒡根下脚料提取物和复合生物菌，充分搅拌1小时，即得成品。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述水产品废弃液的制备方法包括以下步骤：将上述重量份的鱼废弃液、虾废弃液和扇贝混合，于120℃熬制1小时，调节pH至7-8，自然冷却后过滤、除渣，滤液即为水产品废弃液。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述牛蒡根下脚料提取物的制备方法包括以下步骤：将牛蒡根下脚料粉碎至60-80目，按照料液比(g/mL)1:12-16加入蒸馏水，浸泡10-30min后加入复合酶制剂，于45-55℃，pH6-7的条件下水解1-3h，然后升温至95-100℃，热抽提10-30min，以3500-5000r/min离心15-30min，上清液经真空浓缩后冻干，得到牛蒡根下脚料提取物。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述复合酶制剂为纤维素酶、碱性蛋白酶和中性蛋白酶按照质量比为4:1:5的比例混合而成。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述纤维素酶为1×105U/g纤维素酶，所述碱性蛋白酶为2×105U/g碱性蛋白酶，所述中性蛋白酶为1×105U/g中性蛋白酶。
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