CN1275911C - 可生物降解的植物生长组合物 - Google Patents

Abstract

一种可生物降解的植物生长组合物，其基本组成是：煤颗粒、钼酸钠、线型醇烷氧基化物、硫酸镁、砂或其它填充物和水。

Description

可生物降解的植物生长组合物

本发明涉及一种可生物降解的煤颗粒基的有机生长化合物。

发明背景

本发明的植物生长化合物代表了美国专利4,541,857所述的配方的改进。该专利的内容在此引入作为参考。

美国专利4,541,857描述了一种植物肥料组合物，该组合物包含以下组分的一种混合物：可以释放出植物营养物的煤颗粒；用来把植物营养物释放出植物能利用的形式的钼酸钠；和一种或多种的选自硫酸铁、硫酸镁、氯化钠、硫锌、氯化锌、硫酸铜、硫、水合硼酸钠、煅石灰石和碳酸钴等助剂。煤颗粒的最大筛目大小约为100目，其重量约为该组合物总重量的50-75％，该钼酸盐的含量范围为该组合物重量的0.001至0.100％，而助剂则占该组合物的剩余部分。

发明概述

前面已指出，本发明对美国专利4,541,857中叙述的组合物提出了某些改进。这些改进保留了较早专利叙述的组合物有用的特点，还给出下面将详述的优点，包括提高植物的生长和产量，并扩大该组合物的适用范围和用途。

本发明对美国专利4,541,857组合物作出的重要改进是采用了一种线型醇烷氧基化物，如具有C₁₂-C₁₅线型伯醇的聚环氧乙烷醚。

本发明组合物的其它基本特征包括采用相当多的砂和少量水。以下发明详述中更多的特征是很明显的。

发明详述

本发明的植物生长组合物主要包含以下组分：

(1)40-80％，优选70-80％重量的煤颗粒；

(2)0.01至1％，优选0.5至1％重量的钼酸钠；

(3)0.2至2％重量的水；

(4)0.1至1％重量的线型醇烷氧基化物；

(5)0.001至4％重量的硫酸镁，和

(6)剩余部分，一般占组合物重量的20-60％的砂。

因此该组合物在其优选实施方案中主要组成是煤和砂，但是钼酸盐、线型醇烷氧基化物、硫酸镁和水，在其含量范围内，对本发明的成功也是必需的。

在上述这些组分中有利的在于煤颗粒，如以上美国专利4,541,857中所述。煤颗粒可以是任何类型，如无烟煤、烟煤、次烟煤或褐煤，质量也可以不同，它们通常含约0.5至3.0％的氮。在煤中可以利用的其它植物营养物有铁、磷、钾、硫或硫酸盐、钙、氯化物和至少痕量的锰、铜、硼、钴、铝和硒。已发现高硫含量的煤特别有好处。

煤的颗粒度最好是100目以下，即可以穿过100目泰勒标准筛号。大一些或小一些的颗粒，如-50目至-300目也能有效地使用。但是，大于100目的颗粒释放出植物营养物的速度较慢。因此，优选使用100目或更小一些的粒度，即能穿过100目泰勒标准筛的煤颗粒。

虽然可以采用任何类型的煤，但含硫量高的煤是优选的。在美国专利4,541,857中具体给出了有代表性的煤的组成。这种干燥煤的分析结果如下：

碳：73.19％

氢：5.05％

氮：1.32％

氯：0.07％

硫：4.50％

灰分：6.00％和

氧：9.87％

这种组合物也可以采用烧余的矿物分析计算，结果如下：

五氧化二磷：0.26％

氧化硅：32.95％

氧化铁：33.09％

氧化铝：22.13％

氧化钛：0.68％

石灰：2.66％

锰：0.52％

三氧化硫：3.24％

氧化钾：1.43％

氧化钠：0.51％和

未定物：2.53％

如美国专利4,541,857所述，钼酸钠可以起到某种浸渍煤颗粒的作用，并从颗粒中释放出营养物而使植物有效并有利地利用这些营养物。钼酸盐的数量可以变动，在某些情况下可以超出前面给出的范围，这取决于煤颗粒的性质和大小，钼酸盐的含量占总组合物重量的0.5-1％时可以得到最好的效果。可以使用比优选量更多的钼酸盐，但一般认为上述的数量已可以使煤得到有效的浸渍。

线型醇烷氧基化物优选的是被乙氧基化的C₁₂至C₁₅的线型伯醇，如十二烷醇或与其它C₁₂-C₁₅醇的混合物，即线型伯醇，优选12-15个碳原子伯醇的聚环氧乙烷醚。这里适用的优选线型醇烷氧基化物是市售的“碱性H”表面活性剂。这种物质或其等同物可用于本发明的目的。

已指出，该组合物应含少量水，一般不超过约2重％。似乎少量水能促进烷氧基化物发挥作用并协助活化煤成分中的植物生长元素。

可以使用任何易得的砂。砂的用量至少在某种程度上可以变动，取决于煤组分的性质和组成，以及其它物料的数量。但是通常组合物中砂的数量是在前面提到的范围内，即20-60％重量。

含少量的如0.001至0.01％重的硫酸镁、硫酸铜和其它类似痕量的金属硫酸盐的砂可以得到最佳的结果。

除了在砂中含的任何硫酸镁以外，再加入占组合物0.001至4％重量的硫酸镁是有用的。

该组合物可以制成任何方便的形式。但优选的是，首先将煤和砂混合均匀，然后把加入水中的钼酸钠、烷氧基化合物和硫酸镁在搅拌下均匀地喷淋至煤/砂的混合物中。产物干燥后包装待用或直接加至所用的土壤中。

另一种方法是把煤和砂的混合物放在使用部位，例如果树的根基处，再把钼酸盐、烷氧基化物和水的混合物喷淋在煤/砂混合物上。硫酸镁可以加至烷氧基化物、钼酸盐和水的喷淋液中，或者也可以加至煤/砂的混合物中。

在一个有代表性的配制中，将1至4盎司的钼酸钠和1加仑的烷氧基化物，加或不加硫酸镁，和50加仑左右的水制成一喷淋混合物。然后将此混合物喷淋至干燥的煤颗粒和砂和硫酸镁的混合物上。把钼酸盐和烷氧基化物和水的混合物喷淋到干燥的煤、砂和硫酸镁的混合物上是有利的，此前该干燥的混合物已施加至植物将生长的土地或土壤上了，但前面已谈到包括钼酸盐和烷氧基化物的全部组合物可在施用至土地或土壤之前配制好。无论是预先或现场配制，都显示喷淋钼酸盐和烷氧基化物有助于活化煤中的营养物或生长元素。

本发明的组合物适用于大多数(如果不是全部)地球上的土壤条件。如下面所示，本发明的重要优点是该组合物能使不适合于农业用途的土壤转化成为农业上非常有用的土壤。在进一步试验中，使用本发明产品的每英亩的产量始终超过使用常用的氮-磷-钾肥料的产量50-100％。

本发明用以下的实施例进行具体说明：

                         实施例1

将70磅高硫煤磨碎成小于100目的颗粒，与25磅砂和4磅硫酸镁混合在一起。将所得的混合物在春天施加在西宾夕法尼亚未翻耕的粘土土壤中生长的桃树根基处。粘土土壤和西宾夕法尼亚的气候通常不适于种桃。桃树已结果8年。

将干燥的混合物播撒(未犁过)在树的周围之后，把含50加仑水，1加仑碱性H(C₁₂-C₁₅伯醇的聚环氧乙烷醚)和4盎司钼酸钠的液体组合物喷淋在该干燥混合物的上面。未应用农药、除草剂、杀虫剂或杀真菌剂。收获的桃子无瑕疵，颜色鲜艳，味道极佳。生长期(约4个月)每棵树的收获很大，在果实的重压下需要用木支柱才能支撑住树枝。

                        实施例2

重复实施例1，但在本实施例中组合物用于有30年树龄的苹果树，这些树生长在宾夕法尼亚的粘土土壤中，已过了青春期。虽然这些树结过果，但果实稀少。按实施例1的方法，在树的根基周围播撒约100磅的组合物，然后喷淋液体混合物。在四月份向树的周围施用组合物。五月树开花，晚夏结果。苹果的产量比过去的年份大大增加。苹果的质量也特别好。

                         实施例3

用生长在相同的宾夕法尼亚粘土土壤的卷心菜重复了实施例2，产量、质量和卷心菜的大小都提高了。卷心菜的预期正常直径为约6英寸。但是春季播种后立即向土壤中施加这种组合物，中夏就不断收获直径14英寸的卷心菜。虽然未使用农药，基本上未发生虫害。上述结果是在故意未清除杂草让草和卷心菜争夺养分的情况下获得的。

值得注意的是，在进行有关上述实施例的测验时，在作物生长期间，蚯蚓要来并留在土壤中，因而起了增加土壤营养的作用。

                         实施例4

在24英亩的谷物试验土地中，进行了实施例1的生长组合物和市售氮-磷-钾肥料的比较。该土地已有40-50年不使用了。该试验地在山顶上，土壤1英寸以下是油页岩，这代表了土地试验条件的最坏类型。为了有效地种植谷物，估算每英亩400磅石灰、120磅氮和180磅磷。但是，决定只用约200磅本发明的组合物并不用石灰。

定期拍摄照片。一块4英亩的谷物土地施用了氮-磷-钾，不出所料地失败了。4亩中哪一亩也没有收获，发育不良的谷穗枯萎了，只能看到零星的不成熟的谷物。这是以前的典型结果。

在距氮-磷-钾的玉米地只有12码处分出试验地的毗连部分，包括20英亩土地采用实施例1的生长组合物。所有这20英亩地都生长了玉米植物，其中有些高达104英寸。该20英亩平均每亩生产100蒲式尔“籽粒饱满”(“bread and butter”)的玉米，而过去采用石灰和氮-磷-钾肥料的全部24英亩只生产了50蒲式尔玉米。实验中未施用农药或杀虫剂，未发现枝茎损坏或斑渍，谷粒整齐成行。而且，除了每英亩产量大大增加以外，20英亩土地施用本发明生长组合物的数量远少于4英亩施用无效的氮-磷-钾肥料的数量。

实施例4的结果表明，本发明的生长组合物可将本来被认为是土地太贫瘠而不能用的土地或农田用来生产谷物。例如用于生产做乙醇的谷物可能很有价值。

估计施用于土壤的本发明的组合物的用量可以变化很大。已发现每英亩采用200磅实施例1的组合物通常可以得到所希望的结果。多于或少于这用量都可以，对任何特定的情况，可以通过试验改变用量和观察结果而得到优化的用量。每英亩100至300镑或更多，优选每英亩200磅的用量，通常已足够取得所需的结果。

从以上的实施例中可见，本发明提高了水果(苹果和桃)、谷物和卷心菜的产量，而本发明并不局限于这类水果和蔬菜。例如也能提高蕃茄、饲草和苜蓿等的产量。在本发明的另一应用中，该组合物可有效生长草皮用于覆盖煤矿采煤后裸露的地面。在这种特殊的场合，过去是不可能按国家和联邦政府管理部门的要求那样用草去覆盖地面的。把本发明组合物、水和草籽的液态混合物喷淋(水播种)在地面上，约两星期后，地面完全被草所覆盖。

分析以上实施例中所用的本发明的组合物，其中包括固体、挥发性固体、总碳(总C)、总氮(总N)、有机氮(有机-N)、铵氮(NH₄-N)、磷(P)、钾(K)、镁(Mg)、钙(Ca)、钠(Na)、镉(Cd)、铬(Cr)、铜(Cu)、铅(Pb)、镍(Ni)、锌(Zr)和硼(B)等百分含量，结果如下：

主要成分(所有的数值是质量±标准偏差％)

固体              95.9±0.14

挥发物            35.8±4.7

总C               22.7±1.1

总N               4.98±0.16

有机N             3.17±0.35

铵-N              1.82±0.50

P                 2.1±0.33

K                 5.6±0.69

Mg                2.1±0.11

Ca                6.6±0.35

Na                0.29±0.02

Fe                0.63±0.02

Al                2.1±0.16

Mn                0.31±0.02

痕量元素(所有数值是mg/kg或ppm±标准偏差)

Cd             0.46±0.02

Cr             49.85±4.59

Cu             9.35±0.35

Pb             42.15±2.05

Ni             1.5±0.14

Zn             33.5±2.19

B              184±13

在分析中未测Mo的含量。

以上述的分析为基础，组合物可以被看做是一种5-5-7(N-P-K)的组成，其中N表示％N，P表示％P₂O₅，K表示％K₂O，这是典型的肥料成分。准确的组成是5-4.8-6.8。所以，10吨这种干物料可以提供100磅总氮，而2.4吨干物料可以提供100磅磷。没有一种痕量元素的浓度达到人们要把这种物料做为肥料应用的程度。虽然铬、铅和锌的浓度已超过10ppm，但其数值并未超过未污染(原始)土壤测得的浓度，因为这些元素在岩石中也存在。高浓度的有机碳和氮的物料加至土壤会增加有机物的含量，土壤的总体质量提高了，超过单独加入等量营养物所得的结果。

以上叙述表明，本发明的组合物产生了一系列重要的效益。首先，本发明的组合物除提高产量外，还能优化土壤状况，具有肥沃土壤的作用而不使它变坏。众所周知，使用氮-磷-钾肥料就有这种不良的效果。世界各地的土壤由于使用营养物而严重破坏，就是由于几个世纪特别是近50年来使用杀虫剂、除草剂、农药和杀真菌剂而受到污染。为了从变坏的土壤中生产农作物就必需过量、重复并不断增加使用氮-磷-钾或其他人造肥料，成本不断增加了，但是谷物、蕃茄、西瓜或其它蔬菜或水果菜农作物的质量却下降了。本发明的试验表明，每亩使用较少的生长组合物就能赶上并超过使用市售人造氮-磷-钾肥料的农作物的产量。此外，本发明的组合物还可以把农药、杀虫剂、除草剂和杀真菌剂的用量降至最低。这已经在从谷物到卷心菜、蕃茄、甜瓜、桃、苹果、豆和其它蔬菜的试验中得到证实。在所有的试验中，作物上均不需要使用农药和除草剂。未观察到不良的副作用，而向土壤中施加营养物，作物产量虽不断提高，但反而有不良的副作用。

除了降低成本并改善植物生长外，本发明的组合物还提供许多其它优点。如本发明组合物可用来改造过去无法使用的土壤，如采煤和掘矿井后的土壤。试验时，将本发明组合物按实施例1-4的方法施加在宾夕法尼亚煤矿开采后“热”的或酸性土的表面上。过去按管理当局的要求覆盖草失败了，但施用本发明的组合物约10天后，该区域的土地就被草覆盖了。

从上所述可以知道，本发明的组合物的优点包括：避免使用价昂的氮-磷-钾肥料或其同类物并克服了这类肥料的缺点。该组合物可以取消或显著降低了杀虫剂、除草剂和杀真菌剂的用量，具有自然防御虫类的作用。它能促进水更均匀地渗入土壤，对煤释放出的营养物比常用肥料更快地被植物吸收。此外，本发明的组合物对土壤的PH值无不良影响，因而植物叶子更绿、促进种子发芽、增加植物产量、促进蚯蚓到来从而增加了土壤的肥力、促使农作物和植物的茎更大更高和更稠密、并提高水的利用率，因为它使水保留在土壤中，降低了水土流失、水蒸发和水流失。它促使在土壤面积内排放过量的水，提高了在干燥天气下水的保留，而相反地在热或干燥天气又有助于水在土壤中的渗沥。

对于上面和以下权利要求限定的本发明可以进行各种修饰。

Claims (7)

1.一种可生物降解的植物生长组合物，基本上由下列物质组成：40-80％重量的煤颗粒、0.01至1％重量的钼酸钠、0.1至1％重量的线型醇烷氧基化物、0.001至4％重量的硫酸镁、0.2至2％重量的水和余量的砂。

2.权利要求1的组合物，其基本组成是：70至80％重量的100目或更细的煤颗粒；0.01至1％重量的钼酸钠；0.2至2％重量的水；0.1至1％重量的线型醇烷氧基化物；0.001至4％重量的硫酸镁；和余量的砂。

3.一种提高农作植物产量的方法，包括向农作植物的土壤中施用权利要求1的组合物。

4.一种改造采煤和掘矿井后的土壤的方法，包括向所述土壤中施用权利要求1的组合物。

5.权利要求4的方法，包括在不使用农药、杀虫剂、除草剂和杀真菌剂的情况下使植物生长。

6.权利要求5的方法，其中所述组合物被施用在果树周围以提高收获的水果的产量和/或质量。

7.权利要求5的方法，其中所述组合物被施用在生长着蔬菜或水果的土壤处以促进或提高所述蔬菜或水果的生长或品质。