TWI444352B - Organic liquid fertilizer composition - Google Patents

Description

有機液肥組成物

本發明是有關於一種有機液肥組成物，特別是指一種含微量元素的有機液肥組成物。

全球各地因農業隨著機械化、化學肥料與化學農藥的應用發展，導致許多農地的土壤固化，甚至發生土壤酸鹼失衡，接而興起再次掀起一波綠色革命，但是當農民改用天然的有機堆肥作為肥料時，因為土壤中原有的有益微生物及蚯蚓已大量地被毒殺，導致有機堆肥被分解的速度慢或是未被分解，而農作物吸收其中所含的養分的吸收效率也就不高，進而迫使栽培產量逐年降低，而病蟲害的罹患率則是逐年上升。

因此，目前從事有機耕種的農民多使用呈液態狀的有機液肥作為補充農作物養分的營養劑，因為有機液肥可以直接噴灑於農作物上，而農作物也較容易吸收有機液肥中的養分。現有的有機液肥中的養分多半是靠其中的有機資材(organic material)被分解而產生的，例如：魚粉和豆粉等可以提供氮；魚粉、米糠和骨粉等可以提供磷；煙草粕和棕櫚灰等可以提供鉀，仍無法有效地調控其中的各養分之含量，特別是微量元素，現有的有機液肥中的微量元素總含量皆不超過355 mg。

然，據研究發現，微量元素在農作物生長的過程中對於許多作物器官的生長而言是很重要的前驅物質，且可以增加農作物的抗病性。

因此，仍有需要發展出一種天然且含有均衡養分的有機液肥組成物。

本案發明人藉由先對取得的藻類施予一深層海水培育處理，使其成為富含有微量元素的有機資材，進而增加有機液肥中的微量元素含量，並藉由深層海水苦汁之添加使有機液肥中同時含有其它的養分，進而得到一養分均衡的有機液肥組成物。

因此，本發明之目的，即在提供一種天然且含有均衡養分的有機液肥組成物。

本發明有機液肥組成物包含一有機資材組份及一深層海水苦汁，該有機資材組份包括一含微量元素之藻粉，該藻粉是藉由將一藻類經過一深層海水培育處理及一乾燥處理而製得；該深層海水苦汁的硬度為100,000 mg/L~410,000 mg/L。

本發明之功效在於：本案利用經深層海水培育處理的含微量元素之藻粉及深層海水苦汁，來製備本發明有機液肥組成物，確實能使製得的有機液肥組成物中的養分含量提高，且含有較高含量的微量元素，以增加農作物的收益與抗病性，又具有環保性，故確實能達到本發明之目的。

有鑒於現有的有機液肥組成物中的微量元素含量不足，本案發明人創新地預先使用深層海水來培育大型藻類，使得有機資材組份中含有來自深層海水的微量元素，再搭配深層海水苦汁的使用，進而有效地提昇了有機液肥組成物中的微量元素總含量。

本發明有機液肥組成物包含一有機資材組份及一深層海水苦汁，該有機資材組份包括一含微量元素之藻粉，且該藻粉是藉由將一藻類經過一深層海水培育處理及一乾燥處理而製得；該深層海水苦汁的硬度為100,000 mg/L至410,000 mg/L。

本案中所述的硬度是以感應偶合電漿原子發射光譜法(ICP法)測得的硬度，亦即先以一感應偶合電漿原子發射光譜儀測量溶液中的鈣離子與鎂離子含量，再經由下式(I)所示的公式換算而得到的硬度。

硬度=(鈣離子含量×4.1)+(鎂離子含量×2.5)　(I)

較佳地，以該有機液肥組成物的總重量計，該含微量元素之藻粉的含量為10 wt%~45 wt%；更佳地，含量為20 wt%~40 wt%。當含量高於45 wt%時，會導致深層海水苦汁無法與藻粉均勻混合，容易形成結塊現象；當含量低於10 wt%時，微量元素的含量偏低，無法達到預期的較高含量。

較佳地，以該有機液肥組成物的總重量計，該深層海水苦汁的含量為55 wt%~90 wt%；更佳地，含量為65 wt%~85 wt%；更佳地，含量為60 wt%~80 wt%。當含量高於90 wt%時，因微量元素之藻粉的含量相對較低，會導致微量元素含量偏低；當含量低於55 wt%時，會導致深層海水苦汁無法與藻粉均勻混合，容易形成結塊現象。

較佳地，該有機資材組份還包括海鳥磷肥、草木灰、海草精，或此等之一組合。然，適用於本案的有機資材並不以上述為限，只要是現有可應用於有機液肥組成物之製作的有機資材皆可。

較佳地，該深層海水培育處理是藉由將一大型藻類置於一硬度為5420 mg/L~7060 mg/L的深層海水中而達成的。更佳地，該深層海水中的硬度為6180且其中的各離子含量範圍如下：鈣離子含量為445 mg/L、鎂離子含量為1440 mg/L、鐵離子含量小於0.0015 mg/L、鋅離子含量為0.0063 mg/L、銅離子含量小於0.0011 mg/L、錳離子含量小於0.0010 mg/L、鎳離子含量小於0.0011 mg/L。

在本案之具體實施例中，大型藻類的蓄養方式是將其置於一個承裝有深層海水的一噸PVC桶中，培育一個月，並在培育過程中以人工光源照明，以促進藻類繁殖生長。

較佳地，該大型藻類是選自於海帶(Laminaria japonica Aresch)、小海帶(Endarachne binghamiae J. Agardh)、喇叭藻(Turbinaria ornata)、團扇藻(Padina minor Yamada)、裙帶菜(Undaria pinnatifida Suringar)、馬尾藻(Sargassum glaucescens)、頭髮菜(Porphyra dentata Kjellman)、石花菜(Gelidium amansii)、蠕枝藻(Helminthocladia australis Harvey)、石蓴(Ulva conglobata Kjellman)、孔石蓴(Ulva pertusa Kjellman)、傘藻(Acetabularia major G. Martens.)、松藻(Codium tenuae Kutzing)、蕨藻(Caulerpa racemosa)、滸苔(Enteromorpha)，或此等之一組合。更佳地，該大型藻類是選自於馬尾藻、頭髮菜、滸苔，或此等之一組合。

較佳地，該乾燥處理的溫度為0至-50℃。在本案之具體實施例中，該乾燥處理的溫度為-50℃，且該乾燥處理係藉由將經深層海水培育處理後的藻類置於一低溫乾燥機而達成。

較佳地，經該乾燥處理後的含微量元素之藻粉可進一步藉由一高速研磨機將其研磨成較小粒徑的顆粒，因為小顆粒有利於噴灑均勻及農作物的吸收。

較佳地，該含微量元素之藻粉的平均粒徑為1 μm~200 μm。更佳地，該平均粒徑為1 μm~100 μm。在本案之具體實施例中，該含微量元素之藻粉的平均粒徑為100 μm。

較佳地，該深層海水苦汁的硬度為100,000 mg/L~410,000 mg/L，更佳地，該苦汁的硬度為200,000 mg/L~410,000 mg/L，又更佳地，該苦汁的硬度為300,000 mg/L~410,000 mg/L。

較佳地，該深層海水苦汁是藉由對一硬度為50,000 mg/L~160,000 mg/L的深層海水濃縮液依序施予一真空濃縮處理及一蒸氣壓縮處理而製得。本案具體實施例是在常壓(1 atm)下利用加熱的方式來進行蒸氣壓縮處理。

較佳地，該蒸氣壓縮處理的溫度是介於80℃至120℃之間。更佳地，該溫度是介於90℃至110℃之間。

較佳地，該蒸氣壓縮處理的處理時間是介於2小時至6小時之間。較佳地，該處理時間是介於2小時至4小時之間。

本發明有機液肥組成物是藉由將上述有機資材組份及深層海水苦汁均勻混合而得。較佳地，其係使用一高速乳化均質機混合之。

實施例

本發明將就以下實施例來作進一步說明，但應瞭解的是，該等實施例僅為例示說明之用，而不應被解釋為本發明實施之限制。

＜製備藻粉＞

以下所使用的藻粉的製備過程皆是先將取得的藻類置於一個承裝有深層海水的一噸PVC桶中進行培育，歷時一個月，且在培育的過程中施予人工光源照明，接著，再將經深層海水培育處理後的藻類置於一溫度為-50℃的低溫乾燥機中進行乾燥，最後，使用一高速研磨機將經乾燥處理後的含微量元素之藻粉研磨成平均粒徑為100μm的顆粒。

＜製備深層海水苦汁＞

本案製備深層海水苦汁的步驟分成三部分：

(1)發明人先將從台灣花蓮外海取來之硬度介於5,500至7,000之間的深層海水(海平面下700公尺處)在一溫度介於20℃~25℃的環境下，以一逆滲透分離裝置進行脫水處理，其中，該裝置的操作壓力控制在900 psi至1100 psi之間，逆滲透水回收率是介於20%至40%之間，以得到一濃度為4.8波美且含有14,890 mg/L的納離子、549 mg/L的鉀離子、549 mg/L鈣離子及1,843 mg/L的鎂離子的鹽水。

(2)將步驟(1)製得的鹽水以真空濃縮裝置進行濃縮，其中，該真空濃縮槽的壓力設定在-550mmHg至-600mmHg之間；溫度設定在50℃~60℃之間；濃縮時間為48.8小時，以得到一濃縮為28.7波美的深層海水濃縮液。

(3)將步驟(2)製得的深層海水濃縮液進行真空濃縮處理46.3小時，再在28℃至30℃之間的溫度下進行結晶沉澱，並透過高速離心機去除如氯化鈉等沉澱物，最後進行2.3小時的蒸氣壓縮處理，此時的蒸氣壓縮溫度是介於90℃至110℃之間，壓力為1 atm，進而得到一濃縮度為31.5波美的深層海水苦汁。

發明人以一感應偶合電漿原子發射光譜儀(ICP-OES；購自於PerkinElmer；型號為Optima2100DV)測量該深層海水苦汁中的離子含量，進而得知該深層海水苦汁中含有50,000 mg/L的鈉離子、9.852 mg/L的鋅離子、0.102 mg/L的銅離子、0.008 mg/L的錳離子、353.7 mg/L的硼離子，且硬度為300,000 mg/L。

製備有機液肥組成物 ＜實施例1＞

本實施例是將總重量為1 kg的原料，包含60 wt%由上述製法製得的深層海水苦汁、20 wt%之馬尾藻粉(馬尾藻是採集自台灣恆春地區)及20 wt%之海鳥磷肥(購自於益欣股份有限公司)，利用一高速乳化均質機(購自於全華精密股份有限公司；型號：HSLANGTAI HM-310)以10000 rpm/min的高轉速將上述原料混合均勻，使其達到均質狀態，以得到本發明有機液肥組成物，且以感應偶合電漿原子發射光譜儀測得其中的微量元素(呈離子態)總含量達2174.111 mg，而各微量元素的含量如下表1所示。

＜實施例2與3＞

實施例2與3是以與實施例1相同的方式製備本發明有機液肥組成物，不同的地方在於：所使用的原料的種類與用量不同，且得到的有機液肥組成物中的微量元素含量亦不同，而各微量元素的含量亦如下表1所示。其中，實施例2的原料改為70 wt%由上述製法製得的深層海水苦汁、10 wt%之頭髮菜粉(取自於石材暨資源產業研究發展中心海洋生物實驗室)及20 wt%之海鳥磷肥(購自於益欣股份有限公司)，而微量元素總含量達3352.043 mg；實施例3的原料改為76 wt%由上述製法製得的深層海水苦汁及24 wt%之滸苔粉(取自於石材暨資源產業研究發展中心海洋生物實驗室)，而微量元素總含量達2754.59 mg。

實施例1~3之有機液肥組成物中的微量元素總含量皆高於2000 mg，其中，實施例2甚至可高達3352.043 mg，且由表1之微量元素分析可知，實施例1~3中所含有的鋅、銅、鐵、錳、硼與鉀離子確實都是能幫助作物成長的微量元素。

綜上所述，本案利用提煉自深層海水的苦汁與經過深層海水培育的藻粉來製備有機液肥組成物時，因為兩者皆含有作物在合成葉綠素等酵素時所需的微量元素，特別是經過深層海水培育而富含微量元素的藻粉，因此提供給作物的養分確實優於現有的有機液肥。此外，將深層海水苦汁應用在有機作物的栽培，一方面增加作物的生長調控，另一方面也提升深層海水的的附加價值，再者，使用取自於天然的海洋環境中的深層海水及藻類，可克服農業環境的化學物質的汙染問題，故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

Claims (9)

1. 一種有機液肥組成物，包含：一有機資材組份，包括一含微量元素之藻粉，且該藻粉是藉由將一藻類經過一深層海水培育處理及一乾燥處理而製得；及一深層海水苦汁，其硬度為100,000 mg/L至410,000 mg/L。
2. 依據申請專利範圍第1項所述之有機液肥組成物，其中，以該有機液肥組成物的總重量計，該含微量元素之藻粉的含量為10 wt%~45 wt%。
3. 依據申請專利範圍第1項所述之有機液肥組成物，其中，以該有機液肥組成物的總重量計，該深層海水苦汁的含量為55 wt%~90 wt%。
4. 依據申請專利範圍第1項所述之有機液肥組成物，其中，該有機資材組份還包括海鳥磷肥、草木灰、海草精，或此等之一組合。
5. 依據申請專利範圍第1項所述之有機液肥組成物，其中，該深層海水培育處理是藉由將一大型藻類置於一硬度為5420 mg/L~7060 mg/L的深層海水中而達成的。
6. 依據申請專利範圍第5項所述之有機液肥組成物，其中，該大型藻類是選自於海帶、小海帶、喇叭藻、團扇藻、裙帶菜、馬尾藻、頭髮菜、石花菜、蠕枝藻、石蓴、孔石蓴、傘藻、松藻、蕨藻、滸苔，或此等之一組合。
7. 依據申請專利範圍第1項所述之有機液肥組成物，其中，該乾燥處理的溫度為0℃至-50℃。
8. 依據申請專利範圍第1項所述之有機液肥組成物，其中，該含微量元素之藻粉的平均粒徑為1 μm~200 μm。
9. 依據申請專利範圍第1項所述之有機液肥組成物，其中，該深層海水苦汁是藉由對一硬度為50,000 mg/L~160,000 mg/L的深層海水濃縮液依序施予一真空濃縮處理及一蒸氣壓縮處理而製得。