一種液體有機水溶肥及其製備方法與流程

2023-10-10 22:11:14 9

本發明涉及一種含木糖母液的液體有機水溶肥及其製備方法，屬於植物營養領域。
背景技術：
：國內長期大量過量施用化肥，引起肥料利用率低，養分不均衡，盲目施肥，造成土壤板結，土壤微生物群落失、環境汙染、營養富集化等一系列環境問題。近年國家引導肥料產品優化升級，大力推廣高效新型肥料，其中新型肥料中就包含有機肥料。而其中的有機液體肥料因水溶性好、使用簡單、養分全面、肥效快，受到廣泛認可。然而，目前常用的有機液體肥料的原料一般為廢水水解或發酵或活化而製成的，如毛髮水解得到的胺基酸，畜禽糞便、生活垃圾經過發酵後的沼液，褐煤、風化煤等經過鹼化後產生的腐植酸，在製造蔗糖過程中的糖蜜液，這些原料有機質含量低、原料質量不穩定、施用後農作物利用率低。而且在生產中，由於粒子大小不均勻易分層；黏度增加與流動性變差；由於殘留某些微生物發生脹氣。木糖母液是木糖結晶後留下的顏色深的粘稠液體，主要成份為木糖、阿拉伯糖、葡萄糖和半乳糖等糖。木糖母液不同生產廠家以及不同批號的含總糖量不同，一般總糖在60-75％之間。木糖佔總糖的50-70％之間。木糖母液由於裡面的雜糖含量高，導致其中的木糖的溶解度大而無法採用傳統的方法結晶出來。如果採用色譜分離的方法則可以將裡面不同的糖分離出來，但由於裡面的糖(木糖，阿拉伯糖等)都是低價值的糖，採用色譜分離的技術由於成本太高而無法推廣。目前對於木糖母液的利用主要是發酵生產醇類及酵母、生產焦糖色素、作為原料合成生產其他糖苷、醇類等。然而相對於木糖母液龐大的產量，大多數利用途徑存在生產過程繁瑣、成本較高，利用量少等問題。因此，尋找大量有效利用木糖母液的途徑有著現實意義。木糖母液中的有機質、養分均為可溶性原料，而且其中糖分為單糖。相比於以蔗糖為主的常規糖蜜液，木糖母液是以五碳糖為主的單糖組成，無其他有害雜質，可被植物根系和葉片快速吸收，是一種良好的配製液體有機水溶肥的原料。技術實現要素：為解決目前木糖母液處理量少、處理成本高，液體有機水溶肥易分層、流動性差、易脹氣、作物利用低的問題，本發明提供了一種營養均衡、溶解性能好的含木糖母液的液體有機水溶肥。本發明的另一目的是提供一種含木糖母液的液體有機水溶肥的製備方法。為實現上述目的，本發明採用如下技術方案。一種液體有機水溶肥，包含有機質、大量元素與微量元素，其中有機質來源於木糖母液，所述木糖母液中有機質≥700g/l。上述液體有機水溶肥中，木糖≥400g/l，n≥25g/l，p≥23g/l(以p2o5計)，k≥17g/l(以k2o計)，zn≥2.6g/l，mn≥1.7g/l，fe≥4.0g/l，cu≥2.4g/l，b≥1.7g/l，mo≥4.9g/l。所述液體有機水溶肥密度為1.2g/ml-2.0g/ml，優選為1.1-1.5g/ml。所述液體有機水溶肥，包括以下重量份數的組分：木糖母液70-75份，尿素5-10份，磷酸二氫鉀(kh2po4)5-7份，硫酸錳(mnso4·h2o)2-4份，硫酸亞鐵(feso4·7h2o)2-4份，硫酸銅(cuso4·5h2o)1-1.5份，硼酸(h3bo3)1-2份，鉬酸銨((nh4)6mo7o24·4h2o)1-1.5份，硫酸鋅(znso4·7h2o)1-2份。所述液體有機水溶肥，還含有金屬螯合劑2-8重量份；所述金屬螯合劑選自乙二胺四乙酸二鈉、植酸、二乙烯三胺五羧酸鹽、葡萄糖酸鈉和羥基乙基乙二胺三乙酸中的一種或幾種的組合。所述液體有機水溶肥，還含有功能性外加劑0.1-0.6重量份；所述功能性外加劑選自聚穀氨酸、聚天冬氨酸、甲殼素和海藻酸鈉中的一種或幾種的組合。上述液體有機水溶肥在蔬菜水果上的應用，施用方法為葉面噴施或隨水衝施。一種上述液體有機水溶肥的製備方法，包括以下步驟：(1)將木糖母液在反應釜中40℃-50℃加熱並攪拌；(2)將硫酸錳，硫酸亞鐵，硫酸銅，硼酸，鉬酸銨，硫酸鋅加入步驟(1)的反應釜中，30℃-50℃保溫攪拌；(3)將尿素，磷酸二氫鉀加入步驟(2)的反應釜中，30℃-50℃保溫攪拌至全部溶解；(4)將反應釜降至常溫，取溶液檢測指標合格後，過濾出料，即為含木糖母液的液體有機水溶肥。所述製備方法，步驟(1)中加入反應釜的物料還包括金屬螯合劑或/和功能性外加劑。本發明中木糖母液主要含有木糖，相比其他糖類，木糖作為農作物營養在水果、蔬菜病害防治中的安全性高，可調節土壤微生物有益菌群，促進植物的生長速度和抗病能力能提高化肥的利用率，木糖促進對作物植株的生物量、根重有明顯的增加效果；木糖有促進植物對土壤中n、k等養分的吸收增加，同時提高土壤微生物的活性，表現為土壤微生物碳氮比的增加。本發明中木糖母液不但能夠提供有機質，其中的無機元素還能夠提供多種微量元素，減少了液體有機水溶肥配方中微量元素的加入量；配方中的金屬螯合劑可以與液體有機水溶肥中多種金屬離子配位，對金屬離子有緩釋作用，既可防止短時間內濃度過高造成的金屬離子毒害，又可以為作物提供中長期營養，而且能夠防止貨架期內產品分層或沉澱；配方中的功能性外加劑，具有保水作用，可以提高作物抗逆性，促進植物對肥料的吸收利用，增強農產品品質，同時可以平衡土壤ph值，吸附土壤中的重金屬、增強液體有機水溶肥在葉面的附著。本發明具有以下優點：本發明的液體有機水溶肥以木糖母液為原料，添加多種微量元素，可為作物提供全面營養，提高作物對肥料利用率；將木糖母液的應用由傳統的食品領域應用到農業領域的新型肥料上，所生產的液體有機水溶肥具有有機質含量高、溶解性好、養分全面、極易被植物吸收、抗重茬的優點。本發明的液體有機水溶肥的製備方法，各組分按照溶解的難易程度和水溶液粘稠程度分步加入，製得的液體有機水溶肥不易析出、不易分層。具體實施方式下面結合實施例對本發明做進一步說明，但本發明不受下述實施例的限制。實施例1含木糖母液液體有機水溶肥的製備按照下列重量份數配製：木糖母液70份，乙二胺四乙酸二鈉6份，聚穀氨酸0.3份，硫酸錳4份，硫酸亞鐵3份，硫酸銅1份，硼酸2份，鉬酸銨1份，硫酸鋅1.5份，尿素10份，磷酸二氫鉀5份。配製方法如下：(1)將木糖母液，乙二胺四乙酸二鈉，聚穀氨酸加入反應釜中加熱至50℃，攪拌至全部溶解；(2)將硫酸錳，硫酸亞鐵，硫酸銅，硼酸，鉬酸銨，硫酸鋅加入步驟(1)的反應釜中，繼續40℃保溫攪拌；(3)將尿素，磷酸二氫鉀加入步驟(2)的反應釜中，繼續30℃保溫攪拌至全部溶解；(4)將反應釜降至常溫，取溶液檢測指標合格後，過濾出料，即為含木糖母液的液體有機水溶肥樣品s1，成分含量如表1所示。實施例2含木糖母液液體有機水溶肥的製備按照下列重量份數配製：木糖母液71份，植酸6份，聚天冬氨酸0.2份，硫酸錳2份，硫酸亞鐵4份，硫酸銅1.5份，硼酸1份，鉬酸銨1.5份，硫酸鋅2份，尿素8份，磷酸二氫鉀5.5份。配製方法如實施例1，不同在於步驟(1)的溫度為40℃，步驟(2)的溫度為40℃，步驟(3)的溫度為40℃，得樣品s2，成分含量如表1所示。實施例3含木糖母液液體有機水溶肥的製備按照下列重量份數配製：木糖母液72份，二乙烯三胺五羧酸鹽4份，海藻酸鈉0.2份，硫酸錳4份，硫酸亞鐵2份，硫酸銅1.5份，硼酸2份，鉬酸銨1份，硫酸鋅1份，尿素7份，磷酸二氫鉀6份。配製方法如實施例1，不同在於步驟(1)的溫度為50℃，步驟(2)的溫度為30℃，步驟(3)的溫度為30℃，得樣品s3，成分含量如表1所示。實施例4含木糖母液液體有機水溶肥的製備按照下列重量份數配製：木糖母液75份，葡萄糖酸鈉4份，甲殼素0.3份，硫酸錳2.5份，硫酸亞鐵3份，硫酸銅1.5份，硼酸1份，鉬酸銨1.5份，硫酸鋅1.5份，尿素6份，磷酸二氫鉀6.5份。配製方法如實施例1，不同在於步驟(1)的溫度為50℃，步驟(2)的溫度為50℃，步驟(3)的溫度為40℃，得樣品s4，成分含量如表1所示。實施例5含木糖母液液體有機水溶肥的製備按照下列重量份數配製：木糖母液73份，羥基乙基乙二胺三乙酸5份，聚穀氨酸0.2份，硫酸錳3份，硫酸亞鐵4份，硫酸銅1份，硼酸2份，鉬酸銨1份，硫酸鋅2份，尿素5份，磷酸二氫鉀7份。配製方法如實施例1，不同在於步驟(1)的溫度為40℃，步驟(2)的溫度為40℃，步驟(3)的溫度為50℃，得樣品s5，成分含量如表1所示。對比例1含糖蜜液液體有機水溶肥的製備按照下列重量份數配製：糖蜜液(市購甘蔗糖蜜液，有機質424g/l，n為10.63g/l，p以p2o5計為4.79g/l，k以k2o計為26.57g/l)70份，乙二胺四乙酸二鈉6份，聚穀氨酸0.3份，硫酸錳4份，硫酸亞鐵3份，硫酸銅1份，硼酸2份，鉬酸銨1份，硫酸鋅1.5份，尿素10份，磷酸二氫鉀5份。配製方法如下：配製方法如實施例1，不同在於步驟(1)的木糖母液以同等質量份數的糖蜜液代替，得樣品c1。實施例6含木糖母液液體有機水溶肥的產品質量檢測參照《gb/t23532-2009木糖》的要求對各實施例液體有機水溶肥中有機質(木糖)含量進行測定；參照《ny/t1976-2010水溶肥料有機質含量的測定》對對比例中液體有機水溶肥中有機質含量進行測定；參照《ny/t1977-2010水溶肥料總氮、磷、鉀含量的測定》的要求對各液體有機水溶肥中總n、p、k含量；參照《ny/t1974-2010水溶肥料銅、鐵、錳、鋅、硼、鉬含量的測定》的要求對各液體有機水溶肥中微量元素含量進行測定；參照《ny/t197-2010液體肥料密度的測定》的要求對各液體有機水溶肥的密度進行測定。各實施例液體有機水溶肥指標結果如表1所述。由表中數據可知，各樣品的有機質(木糖)≥400g/l，n≥25g/l，p2o5≥23g/l，k2o≥17g/l，zn≥2.6g/l，mn≥1.7g/l，fe≥4.0g/l，cu≥2.4g/l，b≥1.7g/l，mo≥4.9g/l，均為合格產品。表1液體有機水溶肥的質量檢測實施例7含木糖母液液體有機水溶肥的田間肥效7.1黃瓜肥效試驗試驗採用樣品s1與對照水溶肥(總養分≥50％，n-p2o5-k2o含量20-20-20，zn+b+fe≥0.2％)葉面肥作為對照)，選用大棚春黃瓜，品種為魯黃瓜2號，試驗地點位於山東省章丘區刁鎮舊軍村，施用方式為葉面噴施，肥料用量為50g/畝，畝用水量為50kg。試驗分為3個處理組，每處理3次重複，每個重複25m2：s1樣品組、對照液體有機水溶肥組、噴施等量的清水的為空白對照組。從定植開始每7天噴施一次，在初花期前統計其長勢，初花期後3個處理組均施用n-p2o5-k2o：16-16-16，總含量≥50％的肥料100千克/畝，並對初花期和收穫期相關數據進行統計，具體結果如表2所示。試驗期間，各處理對黃瓜植株安全，無燒葉、蜷曲等現象。表2樣品s1對黃瓜肥效試驗結果由以上表格可知，本發明液體有機肥在初花期前對黃瓜長勢有明顯的促進作用，相對同類其他液體肥組及對照組，可提高黃瓜產量14.57％和17.40％。7.2對番茄品質影響試驗試驗採用樣品s1、s2與對照水溶肥(總養分≥50％，n-p2o5-k2o含量20-20-20，zn+b+fe≥0.2％)，選用大棚番茄，品種為亨利番茄，試驗地點位於山東省肥城市羅窯村，施用方式為衝施，肥料用量為5kg/畝。試驗設置3個處理，每個處理3次重複，每重複面積為25m2。各處理其它田間管理如中耕、抹杈、病蟲防治等均一致。具體處理如下：(1)s1組：在番茄始花期、幼果期、果實膨大期，分別隨澆水衝施1次，每次5kg/畝，共3次。(2)s2組：處理如處理(1)。(3)對照液體有機水溶肥：在處理(1)同一時期追施與等施量液體有機水溶肥，施肥方式相同。(4)空白對照：與處理(1)在同一時期澆水，不施肥。表3施用樣品s1、s2對番茄品質與產量的影響由以上表格可知：相比同類其他液體肥和對照，使用本發明的含木糖母液的液體有機水溶肥，供試番茄品質大幅提高，增產明顯，具有顯著的增產增收效益。7.3對韭菜品質影響試驗試驗採用樣品s1、c1與對照液體有機水溶肥(總養分≥20％，有機質≥20％，zn+b+fe+mn≥3％，以糖蜜液為原料的液體有機水溶肥)，選用春韭菜，品種為791韭菜，試驗地點位於山東省章丘舊軍村，試驗地塊連年種植韭菜，施用方式為衝施，肥料用量為5kg/畝。試驗設置3個處理，每個處理3次重複，每重複面積為16m2。在韭菜割完畢後開始衝施肥料。具體處理如下：(1)s1組：共3次，每次5kg/畝。(2)c1組：處理如處理(1)。(3)對照液體有機水溶肥：在處理(1)同一時期追施推薦量的液體有機水溶肥，施肥方式相同。(4)空白對照：與處理(1)在同一時期澆水，不施肥。表4不同液體有機水溶肥對重茬種植韭菜產量的影響處理長度/cm單棵質量/g首茬畝產量/kg三茬總畝產/kg平均每茬畝產量/kgs140.503.061636.344929.011643.00c139.772.851452.624291.211430.40對照液體有機水溶肥39.232.731394.214153.591384.53空白對照38.502.511280.643687.881229.29以上數據顯示，首茬種植時，各處理組的韭菜長度差異較小，但單棵質量差異顯著；三次重茬種植韭菜後，畝產量差異顯著，本發明的s1組畝均產量與首茬種植畝產量差別較小，其他液體水溶肥及空白對照差別較大。表明本發明的液體有機水溶肥可提高重茬種植的韭菜產量。7.3對葡萄肥效影響試驗試驗採用樣品s1、c1與對照液體有機水溶肥(總養分≥20％，有機質≥20％，zn+b+fe+mn≥3％，以糖蜜液為原料的液體有機水溶肥)，選用5年生巨峰葡萄，試驗地點位於山東省章丘高官村，施用方式為衝施，肥料用量為5kg/畝/次。本試驗共設3個處理，每個處理重複3次，試驗地每個小區面積為30平米，試驗地總面積666.7平米。所有處理間葡萄開墩及基施肥料為有機肥200公斤/畝，16-16-16複合肥50公斤/畝，時間4月6日，平均畝株數122株。5月19日、7月26日進行中耕，4月8日、6月7日、6月31日、8月4日進行澆水，共澆4次水，夏季修剪3次，既4月30日、5月22日、7月29日。具體處理如下：(1)s1組：3次，每次5kg/畝。(2)c1組：處理如處理(1)。(3)對照液體有機水溶肥：在處理(1)同一時期追施推薦量的液體有機水溶肥，施肥方式相同。表5不同液體有機水溶肥對葡萄品質與產量的影響處理單粒重(g)單穗重(kg)株/畝株產(kg)糖度(％)畝產量(kg)s16.920.47612221.314.62598.6c16.560.51212219.413.12366.8對照液體有機水溶肥6.220.54412218.712.42281.4由上表數據可知，在葡萄上施用本發明液體有機水溶肥的對葡萄品質與產量增加明顯：從糖度數據，施用本發明液體有機水溶肥的糖度均高於其他處理；從產量數據，施用本發明液體有機水溶肥s1的處理組平均畝產比c1組與對照肥分別增加了231.8kg和317.2kg，增產率分別為9.8％和13.9％。以上數據說明，本發明的含木糖母液的液體有機水溶肥對葡萄的增產及品質提升均優於市場常規產品及以糖蜜液為原料的液體有機肥。本發明中所含木糖對葡萄品質與產量的提升優於蔗糖。當前第1頁12