CN113307687A - 一种微藻发酵液与腐植酸复配的液体水溶肥及其生产方法 - Google Patents

一种微藻发酵液与腐植酸复配的液体水溶肥及其生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种微藻发酵液与腐植酸复配的液体水溶肥及其生产方法，属于腐殖酸水溶肥料生产技术领域，该液体水溶肥由微藻营养液、氮肥、磷钾水溶肥、全水溶腐殖酸、寡糖、中量元素、微量元素、螯合剂、酸碱调节剂、醇类助溶剂、防冻剂和纯净水组成。其生产方法包括：备料；反应：将氮肥倒入反应器中，加入热水至，反复搅拌至溶解，将磷钾水溶肥、醇类助溶剂和防冻剂加入反应器中，加热搅拌至溶解；将全水溶腐殖酸和寡糖加到反应器中，搅拌均匀后，加入溶解后的中量元素、微量元素、螯合剂和酸碱调节剂；反应器温度降至室温后，将微藻营养液加入反应器中。本发明解决了液体水溶肥存放过程中有结晶析出、生产工艺复杂、营养元素不均衡的问题。

Description

一种微藻发酵液与腐植酸复配的液体水溶肥及其生产方法
技术领域
本发明涉及腐殖酸水溶肥料生产技术领域，更具体地说，它涉及一种微藻发酵液与腐植酸复配的液体水溶肥及其生产方法。
背景技术
由于在农业生产过程中过度依赖和施用化肥，引起了土壤的肥料利用率低、土壤理化性质的变化、土壤微生物环境的破坏以及造成环境的污染而导致粮食和农产品安全受到威胁等一系列的问题。而微藻作为一类可进行光合作用的微生物，其本身具有较强的固氮和固碳能力，有研究表明微藻可作为微生物肥料应用于农作物生产中，达到改良土壤菌群，增强植物光合作用和提高对肥料的利用效率的目的。
此外，腐植酸作为天然有机大分子化合物，在农作物生产过程中的施用，可以起到增加土壤有机物质及增强土壤粘性，也可以提高土壤中离子的交换，调节土壤PH的作用。腐植酸的吸附及络合反应能减少土壤中的有害物质(如鳌合与钝化重金属)和提高土壤的净化能力。腐植酸本身含有丰富的活性因子，比如多氧化氢酶，多酚氧化酶可以刺激植物生理代谢，能促进种子发芽，增加种子发芽率，促进植物根系发展，增强植物的光合作用以及加速养分的运输及吸收。
因此，研制出一种新型微生物环保型肥料-含微藻和腐植酸类有机水溶肥，可以改善土壤微生物环境、提高肥料的利用率、缓解化肥对环境的污染、改善农产品产量与品质以及促进现代化可续持发展农业。
授权公告号为CN101638339B、授权公布日为2012年06月06日的中国专利公开了一种海藻酸腐植酸水溶肥料及其生产方法，此发明含有海藻酸1-10g/L，腐植酸40-190g/L，植物生长调节剂含量为1-5g/L，N+P2O5+K2O≥200g/L，属于一种包含植物所需养分、可提高农作物产量以及增强作物抗病能力的新型环保型肥料。不足之处：此产品含有较高的大量元素，如果长时间存放，会有析出结晶的问题。
申请公布号为CN109369276A、申请公布日为2019年02月22日的中国专利公开了一种液体含腐植酸水溶肥料及其制备方法，此产品含腐植酸，添加适量氮、磷、钾大量元素或锌、硼、铁、钼、锰、铜等微量元素制成的液体或固体水溶肥料。此液体水溶肥产品含有大量元素和微量元素，但养分不均衡，未添加中量元素和微生物成分。
申请公布号为CN107721654A、申请公布日为2018年02月23日的中国专利公开了一种生物型含腐植酸水溶肥料及其制备方法，此产品含有大量元素氮和钾、环保型原料包含寡糖、腐值酸钠和功能微生物发酵液，其可以起到抑制病菌和提高水溶肥肥料的利用率的效果。此生产工艺复杂以及生产时间较长。
有鉴于此，本发明提供一种新型的微藻发酵液与腐植酸复配的液体水溶肥及其生产方法。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种微藻发酵液与腐植酸复配的液体水溶肥及其生产方法，其解决了液体水溶肥存放过程中会有结晶析出、生产工艺复杂、营养元素不均衡(大部分只含有大量元素)的问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种微藻发酵液与腐植酸复配的液体水溶肥，由微藻营养液、氮肥、磷钾水溶肥、全水溶腐殖酸、寡糖、中量元素、微量元素、螯合剂、酸碱调节剂、醇类助溶剂、防冻剂和纯净水组成。
进一步优选为：每吨成品液体水溶肥，每100L微藻营养液混有氮肥200-210kg、磷钾水溶肥110-120kg、全水溶性腐殖酸60-70kg、寡糖51.5-82.4kg、中量元素27-35kg、微量元素12-15kg、螯合剂35-45kg、酸碱调节剂1-2kg、醇类助溶剂63-88.2kg、防冻剂1-3kg和纯净水500-700L。
进一步优选为：每吨成品液体水溶肥，每100L微藻营养液混氮肥205kg、磷钾水溶肥115kg、水溶性腐殖酸65kg、寡糖60kg、中量元素30kg、微量元素13kg、螯合剂40kg、酸碱调节剂2kg、醇类助溶剂70kg、防冻剂2kg和纯净水600L。
一种微藻发酵液与腐植酸复配的液体水溶肥的生产方法，包括以下步骤：
S1、备料：按照上述任一所述的微藻发酵液与腐植酸复配的液体水溶肥的原料配比选取各原料；
S2、反应：将氮肥倒入反应器中，加入80-95℃热水至450-500L，反复搅拌至溶解，将磷钾水溶肥、醇类助溶剂和防冻剂加入反应器中，加热搅拌至溶解；将水溶性腐殖酸和寡糖加到反应器中，搅拌均匀后，缓慢加入溶解后的中量元素、微量元素、螯合剂和酸碱调节剂，将反应器加水至850-900L，然后加热至80-90℃，鳌合2-4h；反应器温度降至室温后，将100-140L微藻营养液加入反应器中，搅拌均匀后，静置48h，过滤即的。
进一步优选为：所述反应器包括罐体、夹套、搅拌机构、液体物料进料斗、固体物料进料斗、第一进料控制机构和第二料控制机构；
所述夹套位于所述罐体外表面，所述夹套上设置有热介质进口和热介质出口，所述搅拌机构用于搅拌所述罐体内的物料，所述罐体底部设置有物料出口，所述液体物料进料斗和所述固体物料进料斗均设置在所述罐体顶部，所述第一进料控制机构设置在所述液体物料进料斗上且用于控制液体物料进料，所述第二进料控制机构设置在所述固体物料进料斗上且用于控制固体物料进料。
进一步优选为：所述第一进料控制机构包括第一气缸、支撑杆和密封块；
所述液体物料进料斗和所述罐体顶部之间连接有液体物料通道，所述密封块位于所述罐体和所述液体物料通道连接处且用于封堵所述液体物料通道，所述液体物料进料斗顶部设置有顶板，所述顶板上开设有进料口，所述第一气缸安装在所述顶板上，所述支撑杆位于所述液体物料通道、液体物料进料斗内，所述支撑杆上端与所述第一气缸连接，下端与所述密封块连接。
进一步优选为：所述密封块为半球状且外弧面朝上。
进一步优选为：所述第二料控制机构包括第二气缸、导流板、弹簧和固定块；
所述固体物料进料斗和所述罐体顶部之间连接有固体物料通道，所述固定块固定在所述固体物料进料斗内壁，所述导流板为倾斜设置且上端与所述固定块转动连接，下端向所述固体物料进料斗中部延伸，所述弹簧连接在所述导流板和所述固体物料进料斗内壁之间，所述第二气缸用于推动所述导流板在所述固定块上转动。
进一步优选为：所述第二料控制机构设置有两个，两个所述第二料控制机构对称设置在所述固体物料进料斗内部的相对两侧。
进一步优选为：所述搅拌机构包括电机、搅拌轴和搅拌桨；
所述电机安装在所述罐体顶部中心，所述液体物料进料斗和所述固体物料进料斗分别位于所述电机的相对两侧，所述搅拌轴上端与所述电机输出轴连接，下端伸入所述罐体内，所述搅拌桨固定在所述搅拌轴上且用于搅拌所述罐体内的物料。
综上所述，本发明具有以下有益效果：所添加的有机物质和全水溶腐殖酸可以鳌合(络合)微量元素，提高肥料活性和改善土壤理化性质。液体水溶肥中所含的微藻成分可以改善土壤生物多样性、促进植物光合作用和增加对氮肥利用效率。液体水溶肥中含有农作物所需必要元素，即适用于无土栽培(如滴灌)可也可作大田追肥。本工艺由于生产过程中添加醇类助溶剂和防冻成分，可以减少肥料结晶、凝结等问题。生产工艺步骤相对简捷，工艺条件容易达到、原料来源广且生产成本相对较低。本发明含有微藻≥1x106cfu/mL，腐植酸30-35g/L，有机质40-45g/L，N+P2O5+K2O≥200g/L，CaO+MgO≥4g/L，微量元素2.4-3g/L。
附图说明
图1是实施例的剖视示意图，主要用于体现反应器的具体结构；
图2是实施例的局部剖视示意图，主要用于体现第一进料控制机构的结构；
图3是实施例的局部剖视示意图，主要用于体现第二进料控制机构的结构。
图中，1、罐体；2、夹套；3、热介质进口；4、热介质出口；51、电机；52、搅拌轴；53、搅拌桨；6、液体物料进料斗；7、固体物料进料斗；8、第一进料控制机构；81、第一气缸；82、支撑杆；83、密封块；84、顶板；85、进料口；9、第二料控制机构；91、第二气缸；92、导流板；93、弹簧；94、固定块；10、液体物料通道；11、固体物料通道；12、物料出口。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。
实施例1：一种微藻发酵液与腐植酸复配的液体水溶肥及其生产方法，微藻发酵液与腐植酸复配的液体水溶肥是由微藻营养液、氮肥、磷钾水溶肥、全水溶腐殖酸、寡糖、中量元素、微量元素、螯合剂、醇类助溶剂、酸碱调节剂、防冻剂和纯净水组成。
其中，每吨成品液体水溶肥，每100L微藻营养液混有氮肥205kg、磷钾水溶肥115kg、水溶性腐殖酸60kg、寡糖60kg、中量元素30kg、微量元素13kg、螯合剂35kg、酸碱调节剂2kg、醇类助溶剂63kg、防冻剂2kg、和纯净水500L。在本实施例中，微藻营养液为120L。
其生产方法，包括以下步骤：
S1、备料：按照上述微藻发酵液与腐植酸复配的液体水溶肥的原料配比选取各原料；
S2、反应：将氮肥倒入反应器中，加入85℃热水至460L，反复搅拌至溶解，将磷钾水溶肥、醇类助溶剂和防冻剂加入反应器中，加热搅拌至溶解；将水溶性腐殖酸和寡糖加到反应器中，搅拌均匀后，缓慢加入溶解后的中量元素、微量元素、螯合剂和酸碱调节剂，将反应器加水至880L，然后加热至85℃，鳌合3h；反应器温度降至室温后，将120L微藻营养液加入反应器中，搅拌均匀后，静置48h，过滤即的。
在上述技术方案中，所添加的有机物质、全水溶腐殖酸和螯合剂可以鳌合(络合)中、微量元素，提高肥料活性和改善土壤理化性质。液体水溶肥中所含的微藻成分可以改善土壤生物多样性、促进植物光合作用和增加对氮肥利用效率。液体水溶肥中含有农作物所需必要元素，即适用于无土栽培(如滴灌)可也可作大田追肥。本工艺由于生产过程中添加醇类助溶剂和防冻成分，可以减少肥料结晶、凝结等问题。生产工艺步骤相对简捷，工艺条件容易达到、原料来源广且生产成本相对较低。
参照图1-3，反应器包括罐体1、夹套2、搅拌机构、液体物料进料斗6、固体物料进料斗7、第一进料控制机构8和第二料控制机构9。夹套2位于罐体1外表面，夹套2上设置有用于热介质进出的热介质进口3和热介质出口4，热介质可以为热水，也可以为其他，具体不做限定。热介质进口3位于夹套2下部一侧，热介质出口4位于夹套2上部一侧。罐体1底部中心设置有物料出口12，搅拌机构用于搅拌罐体1内的物料，搅拌机构包括电机51、搅拌轴52和搅拌桨53。电机51安装在罐体1顶部中心，液体物料进料斗6和固体物料进料斗7分别位于电机51的相对两侧。搅拌轴52为竖直设置且上端与电机51输出轴连接，下端伸入罐体1内，搅拌桨53固定在搅拌轴52上且用于搅拌罐体1内的物料。搅拌桨53为斜叶式桨叶。
参照图1-3，液体物料进料斗6和固体物料进料斗7均设置在罐体1顶部，第一进料控制机构8设置在液体物料进料斗6上且用于控制液体物料进料，第二进料控制机构设置在固体物料进料斗7上且用于控制固体物料进料。优选的，第一进料控制机构8包括第一气缸81、支撑杆82和密封块83。液体物料进料斗6和罐体1顶部之间连接有液体物料通道10，密封块83位于罐体1和液体物料通道10连接处且用于封堵液体物料通道10。液体物料进料斗6顶部设置有顶板84，顶板84上开设有进料口85，第一气缸81安装在顶板84上，支撑杆82位于液体物料通道10、液体物料进料斗6内，支撑杆82上端与第一气缸81连接，下端与密封块83连接。密封块83为半球状且外弧面朝上。
在上述技术方案中，微藻营养液、寡糖和纯净水等液体物料可以通过液体物料进料斗6进料，进料大小调节时，启动第一气缸81，以使支撑杆82带动密封块83上下移动，当密封块83向上移动时，进料速度会变大；密封块83向下移动时，进料速度会变小，当密封块83封堵在罐体1和液体物料通道10连接处时，液体物料通道10将被封堵住，从而停止进料。
参照图1-3，第二料控制机构9包括第二气缸91、导流板92、弹簧93和固定块94。固体物料进料斗7和罐体1顶部之间连接有固体物料通道11，固定块94固定在固体物料进料斗7内壁。导流板92为倾斜设置且上端与固定块94转动连接，下端向固体物料进料斗7中部向下延伸。弹簧93连接在导流板92和固体物料进料斗7内壁之间，具体的，弹簧93靠近导流板92和固定块94连接处且一端与导流板92底部固定，另一端与固体物料进料斗7内侧壁固定。第二气缸91用于推动导流板92在固定块94上转动，第二气缸91安装在固体物料进料斗7外侧，第二气缸91包括活塞杆，第二气缸91活塞杆由外而内穿过固体物料进料斗7且与导流板92底面接触。第二料控制机构9设置有两个，两个第二料控制机构9对称设置在固体物料进料斗7内部的相对两侧，以通过两侧的导流板92来控制进料大小。
在上述技术方案中，氮肥、磷钾水溶肥等固体物料可以通过固体物料进料斗7进料，进料大小调节时，启动第二气缸91，以使导流板92在固定块94上转动，此时两侧的导流板92将相互靠近或远离，从而能有效控制进料速度。
实施例2：一种微藻发酵液与腐植酸复配的液体水溶肥及其生产方法，与实施例1的区别在于，其中，每100L微藻营养液混有氮肥200kg、磷钾水溶肥110kg、水溶性腐殖酸65kg、寡糖51.5kg、中量元素27kg、微量元素12kg、螯合剂40kg、醇类助溶剂63kg、酸碱调节剂1.5kg、防冻剂1kg和纯净水550L。在本实施例中，微藻营养液为100L。
其生产方法，包括以下步骤：
S1、备料：按照上述微藻发酵液与腐植酸复配的液体水溶肥的原料配比选取各原料；
S2、反应：将氮肥倒入反应器中，加入80℃热水至450L，反复搅拌至溶解，将磷钾水溶肥、醇类助溶剂和防冻剂加入反应器中，加热搅拌至溶解；将水溶性腐殖酸和寡糖加到反应器中，搅拌均匀后，缓慢加入溶解后的中量元素、微量元素、螯合剂和酸碱调节剂，将反应器加水至850L，然后加热至80℃，鳌合2h；反应器温度降至室温后，将100L微藻营养液加入反应器中，搅拌均匀后，静置48h，过滤即的。
实施例3：一种微藻发酵液与腐植酸复配的液体水溶肥及其生产方法，与实施例1的区别在于，其中，每100L微藻营养液混有氮肥210kg、磷钾水溶肥120kg、水溶性腐殖酸70kg、寡糖82.4kg、中量元素35kg、微量元素15kg、螯合剂45kg、酸碱调节剂2kg、醇类助溶剂82.4kg、防冻剂3kg和纯净水600L。
其生产方法，包括以下步骤：
S1、备料：按照上述微藻发酵液与腐植酸复配的液体水溶肥的原料配比选取各原料；
S2、反应：将氮肥倒入反应器中，加入95℃热水至500L，反复搅拌至溶解，将磷钾水溶肥、醇类助溶剂和防冻剂加入反应器中，加热搅拌至溶解；将水溶性腐殖酸和寡糖加到反应器中，搅拌均匀后，缓慢加入溶解后的中量元素、微量元素、螯合剂和酸碱调节剂，将反应器加水至900L，然后加热至90℃，鳌合4h；反应器温度降至室温后，将140L微藻营养液加入反应器中，搅拌均匀后，静置48h，过滤即的。在本实施例中，微藻营养液为140L。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和修饰，这些改进和修饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种微藻发酵液与腐植酸复配的液体水溶肥，其特征在于：由微藻营养液、氮肥、磷钾水溶肥、全水溶腐殖酸、寡糖、中量元素、微量元素、螯合剂、酸碱调节剂、醇类助溶剂、防冻剂和纯净水组成。
2.根据权利要求1所述的一种微藻发酵液与腐植酸复配的液体水溶肥，其特征在于：每吨成品液体水溶肥，每100L微藻营养液混有氮肥200-210kg、磷钾水溶肥110-120kg、全水溶性腐殖酸60-70kg、寡糖51.5-82.4kg、中量元素27-35kg、微量元素12-15kg、螯合剂35-45kg、酸碱调节剂1-2kg、醇类助溶剂63-88.2kg、防冻剂1-3kg和纯净水500-700L。
3.根据权利要求2所述的一种微藻发酵液与腐植酸复配的液体水溶肥，其特征在于：每吨成品液体水溶肥，每100L微藻营养液混氮肥205kg、磷钾水溶肥115kg、水溶性腐殖酸65kg、寡糖60kg、中量元素30kg、微量元素13kg、螯合剂40kg、酸碱调节剂2kg、醇类助溶剂70kg、防冻剂2kg和纯净水600L。
4.一种微藻发酵液与腐植酸复配的液体水溶肥的生产方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、备料：按照权利要求2-3中任一所述的微藻发酵液与腐植酸复配的液体水溶肥的原料配比选取各原料；
S2、反应：将氮肥倒入反应器中，加入80-95℃热水至450-500L，反复搅拌至溶解，将磷钾水溶肥、醇类助溶剂和防冻剂加入反应器中，加热搅拌至溶解；将水溶性腐殖酸和寡糖加到反应器中，搅拌均匀后，缓慢加入溶解后的中量元素、微量元素、螯合剂和酸碱调节剂，将反应器加水至850-900L，然后加热至80-90℃，鳌合2-4h；反应器温度降至室温后，将100-140L微藻营养液加入反应器中，搅拌均匀后，静置48h，过滤即的。
5.根据权利要求4所述的一种微藻发酵液与腐植酸复配的液体水溶肥的生产方法，其特征在于：所述反应器包括罐体(1)、夹套(2)、搅拌机构、液体物料进料斗(6)、固体物料进料斗(7)、第一进料控制机构(8)和第二料控制机构(9)；
所述夹套(2)位于所述罐体(1)外表面，所述夹套(2)上设置有热介质进口(3)和热介质出口(4)，所述搅拌机构用于搅拌所述罐体(1)内的物料，所述罐体(1)底部设置有物料出口(12)，所述液体物料进料斗(6)和所述固体物料进料斗(7)均设置在所述罐体(1)顶部，所述第一进料控制机构(8)设置在所述液体物料进料斗(6)上且用于控制液体物料进料，所述第二进料控制机构设置在所述固体物料进料斗(7)上且用于控制固体物料进料。
6.根据权利要求5所述的一种微藻发酵液与腐植酸复配的液体水溶肥的生产方法，其特征在于：所述第一进料控制机构(8)包括第一气缸(81)、支撑杆(82)和密封块(83)；
所述液体物料进料斗(6)和所述罐体(1)顶部之间连接有液体物料通道(10)，所述密封块(83)位于所述罐体(1)和所述液体物料通道(10)连接处且用于封堵所述液体物料通道(10)，所述液体物料进料斗(6)顶部设置有顶板(84)，所述顶板(84)上开设有进料口(85)，所述第一气缸(81)安装在所述顶板(84)上，所述支撑杆(82)位于所述液体物料通道(10)、液体物料进料斗(6)内，所述支撑杆(82)上端与所述第一气缸(81)连接，下端与所述密封块(83)连接。
7.根据权利要求6所述的一种微藻发酵液与腐植酸复配的液体水溶肥的生产方法，其特征在于：所述密封块(83)为半球状且外弧面朝上。
8.根据权利要求5所述的一种微藻发酵液与腐植酸复配的液体水溶肥的生产方法，其特征在于：所述第二料控制机构(9)包括第二气缸(91)、导流板(92)、弹簧(93)和固定块(94)；
所述固体物料进料斗(7)和所述罐体(1)顶部之间连接有固体物料通道(11)，所述固定块(94)固定在所述固体物料进料斗(7)内壁，所述导流板(92)为倾斜设置且上端与所述固定块(94)转动连接，下端向所述固体物料进料斗(7)中部延伸，所述弹簧(93)连接在所述导流板(92)和所述固体物料进料斗(7)内壁之间，所述第二气缸(91)用于推动所述导流板(92)在所述固定块(94)上转动。
9.根据权利要求8所述的一种微藻发酵液与腐植酸复配的液体水溶肥的生产方法，其特征在于：所述第二料控制机构(9)设置有两个，两个所述第二料控制机构(9)对称设置在所述固体物料进料斗(7)内部的相对两侧。
10.根据权利要求8所述的一种微藻发酵液与腐植酸复配的液体水溶肥的生产方法，其特征在于：所述搅拌机构包括电机(51)、搅拌轴(52)和搅拌桨(53)；
所述电机(51)安装在所述罐体(1)顶部中心，所述液体物料进料斗(6)和所述固体物料进料斗(7)分别位于所述电机(51)的相对两侧，所述搅拌轴(52)上端与所述电机(51)输出轴连接，下端伸入所述罐体(1)内，所述搅拌桨(53)固定在所述搅拌轴(52)上且用于搅拌所述罐体(1)内的物料。
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