一種有機水溶肥及其製備方法和應用的製作方法
2023-06-02 13:59:51
專利名稱：一種有機水溶肥及其製備方法和應用的製作方法
技術領域：
本發明涉及肥料領域，特別涉及一種有機水溶肥及其製備方法和應用。
背景技術：
肥料的種類繁多，例如，能溶於水中的水溶肥，如多數氮肥、鉀肥中的硫酸鉀等；單 一或二元微量元素肥、中量元素肥等；胺基酸、腐植酸、海藻素、核苷酸等。其中，有機水溶肥 從製備方法上被定義為化肥，從營養成分上被定義為有機肥，又因其完全溶解於水故被稱 為有機水溶肥。 研究表明，作物所必需的營養元素多達16種，包括大量元素、中量元素和微量元 素等。但是，目前上市的肥料中很少有一種肥料能夠全部包含大量、中量和微量元素的全價 營養，營養比例單一，並且無法同時兼顧使用方式多樣、作物吸收快、不破壞土壤結構等要 求。 本發明的有機水溶肥解決了上述肥料的不足之處，營養元素全面，使用方便、方式 多樣，作物吸收快、不破壞土壤結構，並且既能提高作物產量又能改良作物品質。
發明內容
本發明的目的之一在於提供一種能同時達到肥料使用方便，用量少，營養元素全
面，吸收好，使用方式多樣，並且不破壞土壤結構等要求的有機水溶肥。 本發明的另一 目的在於提供所述有機水溶肥的製備方法。 本發明的目的還在於提供所述有機水溶肥的應用。 為了實現本發明目的，本發明的有機水溶肥，其採用如下方法製成 i)將含有半纖維素的物料、濃酸以及催化劑三種組分，按重量比i : l
3 : 0.00001 0. 001混合，在溫度為50 30(TC、壓力為1 3個大氣壓的條件下，反應 20min 8h，過濾，去除固體渣，收集反應液作為初提液； 2)將初提液在50 180°C的溫度下，用鹼調pH值至0. 1 7. 0，得到生成液；
3)按生成液與有機助溶劑的體積比1 : 0. 0001 0. 01，向生成液中加入有機助 溶劑，攪拌，過濾，取可溶部分作為有機水溶肥。 其中，步驟1)中所述含半纖維素的物料包括甘蔗渣、玉米芯、棉子殼、稻殼、稻杆、 向日葵殼、玉米杆、麥稈、蘆葦、棉花杆、向日葵杆中的一種或幾種。優選的是甘蔗渣、玉米 杆、蘆葦。 所述濃酸選自濃硫酸、濃硝酸、濃鹽酸、濃磷酸中的一種或幾種。 所述催化劑包括金屬氧化物、類金屬氧化物、金屬氯化物、金屬硫酸鹽中的一種或
幾種。具體地說，所述催化劑選自氧化鎂、氧化鐵、氧化錳、氧化鋅、氧化銅、氧化硼、氧化鉬、
氯化鎂、氯化鐵、氯化錳、氯化鋅、氯化銅、氯化鉬、硫酸鎂、硫酸亞鐵、硫酸錳、硫酸鋅、硫酸
鉬、硫酸銅中的一種或幾種。 反應時間優選為2. 5 3. 5h。
步驟2)中所述鹼選自氫氧化鈣、氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化鎂、氫氧化鋅中的一 種或幾種。 步驟3)中所述有機助溶劑為甲醇或乙醇。 本發明的有機水溶肥為淺色透明液體，密度為1. l 1.4g/mL，沸點為104 106°C，pH為3. 0 7. 0。所述有機水溶肥中可溶性有機質佔60 80%，無機成分佔20 40%，含有植物所需的下述16種營養元素碳、氫、氧、氮、磷、鉀、硫、鈣、鎂、鐵、銅、錳、鋅、 硼、鉬、氯，營養元素全面。 本發明的有機水溶肥的製備方法，包括如下步驟 1)將含有半纖維素的物料、濃酸以及催化劑三種組分，按重量比1 : l 3 : 0. 00001 0. 001混合，在溫度為50 30(TC，壓力為1 3個大氣壓的條件下，反應 20min 8h，過濾，去除固體渣，收集反應液作為初提液； 2)將初提液在溫度為50 180°C的條件下，用鹼調pH值至0. 1 7. 0，得到生成 液； 3)按生成液與有機助溶劑的體積比1 : 0. 0001 0. 01，向生成液中加入有機助
溶劑，攪拌，過濾，取可溶部分作為有機水溶肥。 其中，步驟1)中所述含半纖維素的物料包括甘蔗渣、玉米芯、棉子殼、稻殼、稻杆、 向日葵殼、玉米杆、麥稈、蘆葦、棉花杆、向日葵杆中的一種或幾種。優選的是甘蔗渣、玉米 杆、蘆葦。 所述濃酸選自濃硫酸、濃硝酸、濃鹽酸、濃磷酸中的一種或幾種。 所述催化劑包括金屬氧化物、類金屬氧化物、金屬氯化物、金屬硫酸鹽中的一種或
幾種。具體地說，所述催化劑選自氧化鎂、氧化鐵、氧化錳、氧化鋅、氧化銅、氧化硼、氧化鉬、
氯化鎂、氯化鐵、氯化錳、氯化鋅、氯化銅、氯化鉬、硫酸鎂、硫酸亞鐵、硫酸錳、硫酸鋅、硫酸
鉬、硫酸銅中的一種或幾種。 反應時間優選為2. 5 3. 5h。 步驟2)中所述鹼選自氫氧化鈣、氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化鎂、氫氧化鋅中的一 種或幾種。 步驟3)中所述有機助溶劑為甲醇或乙醇。
本發明的有機水溶肥在種植、栽培作物中的應用。 所述作物包括大田作物如玉米、小麥等；經濟作物如菸草、亞麻等；蔬菜如空心 菜、黃瓜等；果樹如獼猴桃、蘋果等；花卉如玫瑰、蘭花等；觀賞植物如文竹、橡皮樹等；食用 菌如蘑菇、木耳、銀耳、猴頭菇、靈芝、蟲草等。 本發明的有機水溶肥使用方便，使用方式多樣，包括浸種，蘸根，灌根，輸液，葉面
噴灑等。 本發明中使用的有機助溶劑可以提取不溶於水的植物所需的營養物質，有利於提 取植物所需的全部營養元素；同時還有利於植物的葉面吸收，使得本發明的使用方式多樣； 同時還能夠使作物吸收更快，且用量更少。 本發明的優點在於，本發明的有機水溶肥能同時滿足營養元素全面、使用方便、使 用方式多樣、用量少、作物吸收快、不破壞土壤結構等要求，並且既能提高作物產量又能改 良作物品質。
具體實施例方式
以下實施例是對本發明的進一步說明，但不以任何形式限制本發明。
實施例1 將10. 5kg甘蔗渣、15. 3kg濃鹽酸和1.7g氧化錳混合，在溫度為18(TC，壓力為 1個大氣壓的條件下，反應8h，過濾，去除其中固體部分，收集12. 6kg反應液作為初提液； 在8(TC溫度下，向初提液中加入氫氧化鈣中和，調節pH到3. 5，得到11. 8L生成液；再加 入126mL乙醇，攪拌，用200目過濾網過濾，取可溶部分，得到13. 7kg有機水溶肥，密度為 1. 15g/mL，沸點為104。C，pH為3. 5。
實施例2 將12. 2kg玉米芯、10. 3kg玉米杆混合，加入30. 6kg濃硫酸以及2. 9g混合催化劑 (含1. 3g氧化鎂、1. 6g硫酸銅)，在溫度為150°C ，壓力為2個大氣壓的條件下反應3. 5h，過 濾，去除其中固體部分，收集25. 4kg反應液作為初提液；在5(TC溫度下，用氫氧化鉀中和， 調pH值為5. O，得到23. 7L生成液；再加入335mL甲醇，攪拌，用500目過濾網過濾，取可溶 部分得到27. 6kg有機水溶肥，密度為1. 14g/mL，沸點為104°C， pH為5. 0。
實施例3 將15. 7kg棉籽殼、12. 4kg稻杆、16. 3kg稻殼混合，向其中加入52. 9kg濃酸混合物 (含28. 6kg濃硫酸、24. 3kg濃鹽酸)和7. 5g催化劑(含1. 2g氧化鋅、2. 7g氯化鎂、3. 6g 硫酸亞鐵)，在溫度為300°C ，壓力為3個大氣壓的條件下，反應20min，過濾，去除其中固體 部分，收集43. 6kg反應液作為初提液；在12(TC溫度下，向初提液中加入氫氧化鈉中和，調 pH值為4. 5，得到44. 2L生成液；再加入673mL乙醇，攪拌，用800目過濾網過濾，取可溶部 分，得到48. 3kg有機水溶肥，密度為1. 37g/mL，沸點為106°C， pH為4. 5。
實施例4 將3. 2kg向日葵殼、4. 5kg向日葵杆、5. 8kg麥稈混合，加入35. 5kg濃酸混合物(含 18. 5kg濃硝酸、17. Okg濃磷酸)和8. 5g催化劑(含2. 7g氧化硼、3. 5g氯化鉬、2. 3g硫酸 錳)，在溫度為5(TC，壓力為3個大氣壓的條件下，反應2. 5h，過濾，去除其中固體部分，收集 29. 2kg反應液作為初提液；在18(TC溫度下，向初提液中加入氫氧化鎂、氫氧化鋅的混合物 中和，調pH值為6. 5，得到33. 7L生產液；再加入134mL甲醇攪拌，用800目過濾網過濾，取 可溶部分，得到40. 6kg有機水溶肥，密度為1. 19g/mL，沸點為105°C， pH為6. 5。
實施例5 將實施例1的有機水溶肥，以有機水溶肥與水的體積比為1 : 5000稀釋，對海南 省瓊海市農科所的兩畝峇里種菠蘿試驗田進行肥效試驗，在果實膨大期葉面噴施三次，每 次每畝噴施100mL，間隔15天。結果與未噴施該肥的對照組相比，畝產量提高15%。
實施例6 將實施例2的有機水溶肥，以有機水溶肥與水的體積比為1 : 3500稀釋，對廈門 市同安區綠色種植基地的一畝細葉空心菜進行肥效試驗，在出苗一周後灌根使用一次，每 畝用量200mL，結果試驗組與未使用該肥的對照組相比，畝產量提高30%。
實施例7 將實施例3的有機水溶肥，以有機水溶肥與水的體積比為1 : IOOOO稀釋，在福建省武平縣的香菇種植基地，對一畝閩香2號香菇進行肥效試驗，出菇後，間隔5天噴施一次， 每次每畝噴施lOOmL，結果試驗組與未使用該肥的對照組比較香菇多糖含量提高12%。
實施例8 將實施例4所得的有機水溶肥，按1 : 5000倍稀釋，在北京市門頭溝區玫瑰花種 植基地，對一畝玫瑰花進行肥效試驗，上市前三周進行葉面噴施，5天一次。每次每畝用量 200mL。試驗結果表明，與未噴施該肥的對照組比較，切花保鮮期延長7 10天。
實施例9 將實施例4所得的有機水溶肥，按1 : 5000倍稀釋，在河北省廊坊市農科院花卉 種植基地，對100盆文竹進行抗旱試驗，其中對照組試驗組各50盆，試驗組葉面噴施該有機 水溶肥3次，5天1次。 試驗結果試驗結束時，在夏季日平均氣溫29. 2t:條件下，對照組存活率為12%， 試驗組存活率為94% 。試驗結果表明，與未噴施該肥的對照組比較，試驗組的存活率顯著提 高。 實施例10 將實施例1所得的有機水溶肥，按1 : 3000倍稀釋，在河北省廊坊市農科院大田 作物試驗基地，對10畝冀豐18號春播玉米進行肥效試驗，定苗後開始噴施，前兩次間隔10 天，以後15天1次。每次每畝噴施200mL。試驗結果表明，與未噴施該肥的對照組比較，試 驗組畝產量提高18%。 通過以上實施例可知，本發明的有機水溶肥使用方便、用量少、吸收好、不破壞土 壤結構，並且既能提高作物產量又可改良作物品質。 雖然，上文中已經用一般性說明及具體實施方案對本發明作了詳盡的描述，但在 本發明基礎上，所屬領域的普通技術人員可以對之作一些修改或改進，這對本領域技術人 員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本發明精神的基礎上所做的這些修改或改進，均屬於 本發明要求保護的範圍。
權利要求
一種有機水溶肥，其特徵在於，所述有機水溶肥採用如下方法製成1)將含有半纖維素的物料、濃酸以及催化劑三種組分，按重量比1∶1～3∶0.00001～0.001混合，在溫度為50～300℃，壓力為1～3個大氣壓的條件下，反應20min～8h，過濾，去除固體渣，收集反應液作為初提液；2)將初提液在溫度為50～180℃的條件下，用鹼調pH值至0.1～7.0，得到生成液；3)按生成液與有機助溶劑的體積比1∶0.0001～0.01，向生成液中加入有機助溶劑，攪拌，過濾，取可溶部分作為有機水溶肥。
2. 根據權利要求l所述的有機水溶肥，其特徵在於，所述步驟l)中的含半纖維素的物 料包括甘蔗渣、玉米芯、棉子殼、稻殼、稻杆、向日葵殼、玉米杆、麥稈、蘆葦、棉花杆、向日葵 杆中的一種或幾種。
3. 根據權利要求l所述的有機水溶肥，其特徵在於，所述步驟l)中的濃酸選自濃硫酸、 濃硝酸、濃鹽酸、濃磷酸中的 一種或幾種。
4. 根據權利要求l所述的有機水溶肥，其特徵在於，所述步驟l)中的催化劑包括金屬 氧化物、類金屬氧化物、金屬氯化物、金屬硫酸鹽中的一種或幾種。
5. 根據權利要求4所述的有機水溶肥，其特徵在於，所述催化劑選自氧化鎂、氧化鐵、 氧化錳、氧化鋅、氧化銅、氧化硼、氧化鉬、氯化鎂、氯化鐵、氯化錳、氯化鋅、氯化銅、氯化鉬、 硫酸鎂、硫酸亞鐵、硫酸錳、硫酸鋅、硫酸鉬、硫酸銅中的一種或幾種。
6. 根據權利要求1所述的有機水溶肥，其特徵在於，所述步驟2)中的鹼包括氫氧化鈣、 氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化鎂、氫氧化鋅中的 一種或幾種。
7. 根據權利要求1所述的有機水溶肥，其特徵在於，所述步驟3)中的有機助溶劑為甲 醇或乙醇。
8. 製備權利要求l-7任意一項所述的有機水溶肥的方法，其特徵在於，包括如下步驟1) 將含有半纖維素的物料、濃酸以及催化劑三種組分，按重量比i : l 3 : 0. 00001 0. 001混合，在溫度為50 30(TC，壓力為1 3個大氣壓的條件下，反應 20min 8h，過濾，去除固體渣，收集反應液作為初提液；2) 將初提液在溫度為50 18(TC的條件下，用鹼調pH值至0. 1 7. O，得到生成液；3) 按生成液與有機助溶劑的體積比1 : 0. 0001 0. 01，向生成液中加入有機助溶劑， 攪拌，過濾，取可溶部分作為有機水溶肥。
9. 權利要求l-7任意一項所述的有機水溶肥在種植、栽培作物中的應用。
10. 根據權利要求9所述的有機水溶肥在種植、栽培作物中的應用，其特徵在於，所述 作物包括大田作物、經濟作物、蔬菜、果樹、花卉、觀賞植物、食用菌。
全文摘要
本發明提供了一種有機水溶肥，其採用如下方法製成將含有半纖維素的物料、濃酸以及催化劑三種組分，按重量比1∶1～3∶0.00001～0.001混合，在溫度為50～300℃，壓力為1～3個大氣壓的條件下，反應20min～8h，過濾，去除固體渣，收集反應液作為初提液；然後在50～180℃下用鹼調pH，得到生成液；按生成液與有機助溶劑的體積比1∶0.0001～0.01，向生成液中加入有機助溶劑，攪拌，過濾，取可溶部分作為有機水溶肥。所述有機水溶肥能同時滿足營養元素全面、使用方便、使用方式多樣、用量少、吸收快、不破壞土壤結構等要求，並且既能提高作物產量又能改良作物品質。
文檔編號C05F11/00GK101759447SQ200910236519
公開日2010年6月30日 申請日期2009年10月23日 優先權日2009年10月23日
發明者曲京平 申請人:曲京平