一種腐植酸有機肥的製備方法
2023-05-01 14:22:01
專利名稱：：一種腐植酸有機肥的製備方法
技術領域：
：本發明屬於有機肥料
技術領域：
，具體涉及一種腐植酸有機肥的製備方法。
背景技術：
：我國腐植酸有機肥的研究，是1974年出於農業發展的需要，國務院批轉了原燃料化學工業部、農林部關於試驗和推廣腐植酸類肥料的請示報告，在全國掀起了研究和生產腐植酸肥料的熱潮。1977年以後我國的腐植酸的研究和開發逐漸走上科學化發展的軌道。20世紀90年代至今，全球進入綠色產業革命和循環經濟時代，雖然我國也在經濟建設中實施人與自然、資源利用與環境保護協調和諧發展的戰略決策。但是我國還是一個農業大國，全國可耕地面積18.2億畝之多。我國農民為了增加農作物產量，大量長期施用美國和日本都不使用的化肥，每年達到7千多萬噸。化肥的過度使用，造成土壤板結化、鹽鹼化，使土壤肥力逐年喪失。另外，長期使用化肥，使農作物品質越來越差，做成食物後口感喪失，這是當前人們普遍感知到的問題，特別是蔬菜施用化肥，使果類硝酸鹽檢驗大於1000mg/kg，嚴重超標(國家標準A級品應小600mg/kg)。更為嚴重的是，人體從蔬菜攝取的硝酸鹽過多，硝酸鹽和胃腸中胺類物質合成極強的致癌物質硝銨，導致胃癌和食道癌的高發。為了維護生態農業，改善土壤環境，提供綠色環保食品，保證食品的安全，採用複合多元、緩釋_長效、無公害的腐植酸高效生態有機肥料，成為我國農業肥料發展的重要趨勢。該肥料含有的腐植酸，在農業生產中具有"改良土壤、增進肥效、剌激生長、促進抗逆、改善品質"五大作用，這是因為腐植酸被植物吸收體內後，會剌激酶活性促進根系發育和吸收功能，並對維生素、澱粉、胺基酸、核酸、蛋白質等合成和代謝發揮作用，從而提高植物健康水平和抗逆能力；間接地提高土壤肥力，通過改善土壤性質來改善水肥條件，或通過絡合增溶性來提高養分有效性促進植物生長發育。所以說，腐植酸類物質是土壤肥力的基礎、植物營養的儲庫、植物生長的活力劑。1960年以後，不少發達國家的腐植酸肥料工業產品已經形成規模。好多國家把腐植酸類產品作為長效環保肥大力推廣和使用。而這個產品在我國肥料界很少，幾乎空白，所以腐植酸高效生態複合肥的發明，是改良土壤，提供人們生態綠色食品的重要發明，是我國推動發展綠色農業政策重大舉措。
發明內容針對以上現有的技術問題，本發明提供一種腐植酸有機肥的製備方法，為生態農業提供長效、安全的有機肥。製備本發明的腐植酸有機肥的原料，按質量百分比計，質量濃度為2030%的雙氧水(過氧化氫水溶液)46%、碳酸氫銨1217%、重過磷酸鈣810%、硫酸鉀0.60.8%、氫氧化鈉1.72.2%、高錳酸鉀0.70.9%、硫酸鋅11.4%、硼砂11.5%、硫酸亞鐵0.91.3%、活化劑(採用碳酸鈉)O.50.8%，餘量為褐煤。褐煤，又名柴煤，煤化程度最低的礦產煤區煤礦，一種介於泥炭與瀝青煤之間的棕黑色、特點是水分和揮發分高，燃點低，不粘結，易風化變質，化學反應性強，富含原生腐植酸。褐煤含大量的碳、氫、氧、氮、硫等元素，各元素主要以脂族化合物、環烷化合物及酚化合物等高分子化合物形式存在。本發明方法中普通的市售褐煤均可採用。製備本發明的腐植酸有機肥的方法如下。(1)將褐煤破碎粉碎，粒度達到《0.2mm;(2)將粉碎的褐煤煤粉、碳酸鈉和雙氧水，按照配比加入到反應釜中，以1525khz超聲波震動310分鐘，然後加熱到120150°C，在壓力0.40.6MPa條件下，保溫1520分鐘，進行裂解、氧化反應，產生含有腐植酸的混合物；(3)將系統溫度、壓力降至常溫常壓，在生成的腐植酸的混合物中，加入高錳酸鉀作為催化劑，再加入硫酸鉀，於常溫常壓下反應515分鐘，生成含有腐植酸鉀的混合物；(4)在生成含有腐植酸鉀的混合物中，加入碳酸氫銨、重過磷酸鈣和氫氧化鈉，在溫度140160°C、壓力0.71.0MPa條件下，攪拌混合1530分鐘，控制攪拌速率3002000轉/分鐘，進行絡合反應生成含磷、氮的腐植酸有機肥；(5)在160300khz高頻磁振蕩、溫度120150。C、壓力0.50.8MPa條件下，向生成的含磷、氮的腐植酸有機肥中，加入硫酸鋅、硼砂和硫酸亞鐵，反應520分鐘，經過螯合反應，生成本發明的腐植酸有機肥。本發明的腐植酸有機肥含有植物所需要的氫、氧、氮、磷、鉀、錳、鐵、鎂、硫、鈣、鉬、矽、硼、鋅、多種元素，高分子有序排列，易於植物吸收，肥效高。按質量百分比產品含氮、磷和鉀總量^18%，活性腐植酸>30%，黃腐植酸佔活性腐植酸的量>20%，有機質含量大>50%。本發明的優點如下。本發明製備的產品肥料營養全面，可依據土地測量的養分情況進行動態調整養分配比。該肥好處是能提高作物體內活性、增加肥效，促進作物快速而長久吸收營養；增強作物抗病能力；提高產量，改善產品品質，消除化肥給土壤帶來的不利影響，完善土壤養分，增強土壤肥力，改良土壤結構，提高保水能力。(1)肥料營養全面①營養含量高該肥料有機氮、磷、鉀總量^18%，為國內外新高。②高活性腐植酸高活性腐植酸與有機氮、磷、鉀螯合而形成螯合態生態有機肥，活性腐植酸含量>30%，其中黃腐植酸含量>20%，為國內外新高。③全營養肥使用碳酸鈉為活性劑，生成高效能腐植酸，各種營養元素倶全的腐植酸高效有機肥是全營養肥。(2)養分可調整該肥料，可以根據我國不同地區，不同時期的土壤養分檢測結果，調整肥料中無機質、有機質含量，調整氮、磷、鉀以及各微量元素含量。(3)土壤肥沃功能土壤肥力是土壤供給植物水、肥、氣、熱等要素的能力，是製造農作物產量的首要4因素，而佔土壤有機質60%以上的腐植酸類物質含量的高低是衡量土壤肥力的主要指標。長期以來，我國重用地輕養地、重化肥輕有機肥，使耕地養分失調，肥力不斷下降。目前，我國的土壤有機質含量平均只有1.8%左右(北方旱地<1%)，且仍以每年0.1%0.2%的速度減少。我國的總耕地乾旱、半乾旱面積佔1/2，鹽鹼地和鹽漬化土壤佔1/4，荒漠化土地佔27.9%。這些不利因素制約我國農業的發展。為了提高土壤肥力，改善中低產田，修復荒漠化土地，推進土壤生態建設的沃土工程，長期使用腐植酸高效有機肥，可大量增加土壤的有機質成分，既保證農作物所需養分，肥料中的活性官能團的增加可以改變土壤結構，對鹽鹼化的板結土地改良，起到了關鍵作用。(4)肥料增效作用研究表明，腐植酸能促進肥料中的氮、磷、鉀和微量元素的吸收，增加肥效，腐植酸生態高效有機肥是以天然腐植酸為主要原料，所以肥料中的腐植酸用高科技方法經催化氧化、活化、絡合、吸附有機氮、磷、鉀以及微量元素，成為具有生物生長所需要的豐富營養的成分的螯合態高效腐植酸有機肥。(5)剌激作物生長功能，提高產量腐植酸高效有機肥中的腐植酸，通過根部吸收，剌激根細胞分裂，促進根的生長，提高發芽率。在農作物生長階段，通過剌激作物提高呼吸強度和光合作用強度，提高作物生理代謝能力，充分發揮高的肥效，農作物在施種期苗壯，果實早熟，收穫期延長，產量提高。(這在石家莊黃瓜採收期可延長28天，產量與同期施用化肥的作物增長30%)(6)增強作物抗逆功能黃腐植酸是植物生長的高效調節劑，有力促進植物根系發育，增加植物葉綠素含量，增強光合作用，是植物的抗病蟲害、抗旱、抗澇、抗寒、抗鹽鹼、抗倒伏能力顯著提高。(7)改善農產品品質農產品品質包括營養水平和汙染物含量兩個方面。一是提高營養物質(蛋白質、胺基酸、單糖、維生素等)的含量，二是降低有害物質(如某些重金屬、硝酸鹽、殘留農藥等)。施用複合酸高效有機肥，肥料中不僅氮、磷、鉀和微量元素全面，農作物不僅有充足的氮、磷、鉀，而腐植酸和微量元素絡合後，促進了作物吸收，再加上腐植酸對作物中的酶活性的影響，使作物有效地生長，促進作物的營養物質的形成。腐植酸可減少植物體內硝酸鹽含量，在通過和重金屬絡合成難溶的大分子螯合物，減少了植物吸收重金屬的機率，降低了重金屬汙染。提高農產品品質，達到人們對農作物，特別是果品蔬菜的口感要求，使人們重新體會以前不用化肥、農藥時的產品口味要求，並能達到有機食品和綠色食品標準，與世界接軌。(8)抗旱保墒腐植酸高效有機肥，主要成分是高分子有機物，能夠改善土壤的物理性能，使土壤形成團粒結構，曾增強土壤的透氣性，使土壤的吸水、吸氧、吸收營養能力增強。加之肥料的緩釋效應，能長期穩定土壤酸鹼度，有效貯存水分，保證農作物的生長。(9)環境保護腐植酸高效有機肥，是以純天然的腐植酸，經過多種工序反應生成的高含量活性腐植酸生態有機肥料，他能活化土壤中的原有的固定的氮、磷、鉀，並被植物重新有效的吸收，。從而避免了長期使用化肥，導致土壤中的氮磷鉀過高而流失造成的自然界汙染。還有5腐植酸對土壤中的化學農藥、除草劑等殘留的重金屬的絡合作用，避免的殘留的農藥汙染環境，損害人的健康，對自然界起到了保護化境的作用。以上的優點皆是發明人具體對產品進行試驗的結論。以下幾個具體的例子(1)腐植酸肥料、一般有機肥和化肥，在北寧市農民的暖棚進行了黃瓜、茄子、辣椒等蔬菜的一個完全生長期的對比試驗，產品經北京市農業推廣站工作人員樣品分析施用腐植酸有機肥的黃瓜等蔬菜作物產量，比施用一般有機肥料增產22.9%41.1%;比施用等肥料量的化肥增產21.8%，比等養分量施用化肥處理，增產10.6%81.8%，增產效果明顯。施用腐植酸肥料的產品糖分、Vc含量普遍高於施用化肥的產品，口感變好。施用腐植酸肥料的產品和施用化肥的產品比較，硝酸鹽含量低2.4%-73%。在試驗中發現，施用腐植酸肥料的作物，抗乾旱、抗凍害、抗病毒能力增強，生長期延長。(2)腐植酸有機肥在山東欒城範臺蔬菜大棚基地，和化肥進行了對比試驗，試驗作物草莓、黃瓜等。草莓的試驗結果是，採用腐植酸有機肥的草莓植株健壯、葉片肥厚、根系發達，上市草莓個大形好、口感柔軟多汁、酸甜適度，色澤鮮亮。施用化肥的草莓植株一般，葉片少且根系少，果實小、色澤暗、口感不好，酸度濃。施用腐植酸肥的草莓比施用化肥的畝產高45.1%。黃瓜的試驗結果施用腐植酸肥料的黃瓜抗病力強、葉片增厚增大、葉片發綠、瓜條直且長，黃瓜口感好、細脆、香甜、無異味，畝產16500斤；施用複合化肥的黃瓜抗病力差、病情嚴重，葉片發黃，畸形較多，口感皮厚瓜硬，澀感明顯，畝產7500斤。(3)腐植酸肥料還在遼寧窟窿臺、葫蘆島、彰武、新賓、朝陽、趙縣、河南方成及北京農科院示範基地、瀋陽農業大學溫室等地進行了大量試驗，試驗產品水稻、小麥、玉米、梨、葡萄、甜瓜、西瓜、茄子、辣椒等。試驗的部分結果如下tableseeoriginaldocumentpage6本發明製備的腐植酸有機肥，適合於糧食、水果、蔬菜、花卉、藥材、茶葉等各類植物。具體實施例方式以下通過實施例進一步說明本發明的方法。實施例1製備本發明的腐植酸有機肥的原料，按質量百分比計，質量濃度為25%的雙氧水(過氧化氫水溶液)5%、碳酸氫銨15%、重過磷酸鈣9%、硫酸鉀0.7%、氫氧化鈉2.0%、高錳酸鉀0.8%、硫酸鋅1.2%、硼砂1.3%、硫酸亞鐵1.1%、活化劑(採用碳酸鈉)O.7%，餘量為褐煤。本發明方法採用普通的市售褐煤。製備本發明的腐植酸有機肥的方法如下。(1)將褐煤破碎粉碎，粒度達到《0.2mm;(2)將粉碎的褐煤煤粉、碳酸鈉和雙氧水，按照配比加入到反應釜中，以20khz超聲波震動7分鐘，然後加熱到135°C，在壓力0.5MPa條件下，保溫17分鐘，進行裂解、氧化反應，產生含有腐植酸的混合物；(3)將系統溫度、壓力降至常溫常壓，在生成的腐植酸的混合物中，加入高錳酸鉀作為催化劑，再加入硫酸鉀，於常溫常壓下反應10分鐘，生成含有腐植酸鉀的混合物；(4)在生成含有腐植酸鉀的混合物中，加入碳酸氫銨、重過磷酸鈣和氫氧化鈉，在溫度150°C、壓力0.8MPa條件下，攪拌混合22分鐘，控制攪拌速率1000轉/分鐘，進行絡合反應生成含磷、氮的腐植酸有機肥；(5)在220khz高頻磁振蕩、溫度135。C、壓力0.6MPa條件下，向生成的含磷、氮的腐植酸有機肥中，加入硫酸鋅、硼砂和硫酸亞鐵，反應12分鐘，經過螯合反應，生成本發明的腐植酸有機肥。(2)(5)步驟均在同一反應釜中完成。實施例2製備本發明的腐植酸有機肥的原料，按質量百分比計，質量濃度為30%的雙氧水(過氧化氫水溶液)4%、碳酸氫銨17%、重過磷酸鈣10%、硫酸鉀0.8%、氫氧化鈉2.2%、高錳酸鉀0.9%、硫酸鋅1.4%、硼砂1.5%、硫酸亞鐵1.3%、活化劑(採用碳酸鈉)0.8%，餘量為褐煤。本發明方法採用普通的市售褐煤。製備本發明的腐植酸有機肥的方法如下。(1)將褐煤破碎粉碎，粒度達到《0.2mm;(2)將粉碎的褐煤煤粉、碳酸鈉和雙氧水，按照配比加入到反應釜中，以25khz超聲波震動3分鐘，然後加熱到150°C，在壓力0.6MPa條件下，保溫15分鐘，進行裂解、氧化反應，產生含有腐植酸的混合物；(3)將系統溫度、壓力降至常溫常壓，在生成的腐植酸的混合物中，加入高錳酸鉀作為催化劑，再加入硫酸鉀，於常溫常壓下反應15分鐘，生成含有腐植酸鉀的混合物；(4)在生成含有腐植酸鉀的混合物中，加入碳酸氫銨、重過磷酸鈣和氫氧化鈉，在溫度160°C、壓力1.0MPa條件下，攪拌混合15分鐘，控制攪拌速率2000轉/分鐘，進行絡合反應生成含磷、氮的腐植酸有機肥；(5)在300khz高頻磁振蕩、溫度15(TC、壓力0.8MPa條件下，向生成的含磷、氮的腐植酸有機肥中，加入硫酸鋅、硼砂和硫酸亞鐵，反應5分鐘，經過螯合反應，生成本發明的腐植酸有機肥。(2)(5)步驟均在同一反應釜中完成。實施例3製備本發明的腐植酸有機肥的原料，按質量百分比計，質量濃度為20%的雙氧水(過氧化氫水溶液)6%、碳酸氫銨12%、重過磷酸鈣8%、硫酸鉀0.6%、氫氧化鈉1.7%、高錳酸鉀0.7%、硫酸鋅1%、硼砂1%、硫酸亞鐵0.9%、活化劑(採用碳酸鈉)0.5%，餘量為褐煤。本發明方法採用普通的市售褐煤。製備本發明的腐植酸有機肥的方法如下。(1)將褐煤破碎粉碎，粒度達到《0.2mm;(2)將粉碎的褐煤煤粉、碳酸鈉和雙氧水，按照配比加入到反應釜中，以15khz超聲波震動10分鐘，然後加熱到12(TC，在壓力0.4MPa條件下，保溫20分鐘，進行裂解、氧化反應，產生含有腐植酸的混合物；(3)將系統溫度、壓力降至常溫常壓，在生成的腐植酸的混合物中，加入高錳酸鉀作為催化劑，再加入硫酸鉀，於常溫常壓下反應5分鐘，生成含有腐植酸鉀的混合物；(4)在生成含有腐植酸鉀的混合物中，加入碳酸氫銨、重過磷酸鈣和氫氧化鈉，在溫度140°C、壓力0.7MPa條件下，攪拌混合30分鐘，控制攪拌速率300轉/分鐘，進行絡合反應生成含磷、氮的腐植酸有機肥；(5)在160khz高頻磁振蕩、溫度12(TC、壓力0.5MPa條件下，向生成的含磷、氮的腐植酸有機肥中，加入硫酸鋅、硼砂和硫酸亞鐵，反應20分鐘，經過螯合反應，生成本發明的腐植酸有機肥。(2)(5)步驟均在同一反應釜中完成。權利要求一種腐植酸有機肥的製備方法，其特徵在於原料配比按質量百分比計，質量濃度為20～30％的雙氧水4～6％、碳酸氫銨12～17％、重過磷酸鈣8～10％、硫酸鉀0.6～0.8％、氫氧化鈉1.7～2.2％、高錳酸鉀0.7～0.9％、硫酸鋅1～1.4％、硼砂1～1.5％、硫酸亞鐵0.9～1.3％、碳酸鈉0.5～0.8％，餘量為褐煤；步驟如下(1)將褐煤破碎粉碎；(2)將粉碎的褐煤煤粉、碳酸鈉和雙氧水，按照配比加入到反應釜中，以超聲波震動3～10分鐘，然後加熱到120～150℃，在壓力0.4～0.6MPa條件下，保溫15～20分鐘，進行裂解、氧化反應，產生含有腐植酸的混合物；(3)將系統溫度、壓力降至常溫常壓，在生成的腐植酸的混合物中，加入高錳酸鉀作為催化劑，再加入硫酸鉀，於常溫常壓下反應5～15分鐘，生成含有腐植酸鉀的混合物；(4)在生成含有腐植酸鉀的混合物中，加入碳酸氫銨、重過磷酸鈣和氫氧化鈉，在溫度140～160℃、壓力0.7～1.0MPa條件下，攪拌混合15～30分鐘，進行絡合反應生成含磷、氮的腐植酸有機肥；(5)在高頻磁振蕩、溫度120～150℃、壓力0.5～0.8MPa條件下，向生成的含磷、氮的腐植酸有機肥中，加入硫酸鋅、硼砂和硫酸亞鐵，反應5～20分鐘，經過螯合反應，生成腐植酸有機肥。2.按照權利要求l所述的腐植酸有機肥的製備方法，其特徵在於步驟(l)中，將褐煤破碎粉碎，粒度達到《0.2mm。3.按照權利要求1所述的腐植酸有機肥的製備方法，其特徵在於步驟(2)中，超聲波頻率為1525khz。4.按照權利要求l所述的腐植酸有機肥的製備方法，其特徵在於步驟(3)中，控制攪拌速率3002000轉/分鐘。5.按照權利要求l所述的腐植酸有機肥的製備方法，其特徵在於步驟(5)中，高頻磁振蕩的頻率為160300khz。全文摘要一種腐植酸有機肥的製備方法，原料採用雙氧水、碳酸氫銨、重過磷酸鈣、硫酸鉀、氫氧化鈉、高錳酸鉀、硫酸鋅、硼砂、硫酸亞鐵、碳酸鈉和褐煤；將褐煤煤粉、碳酸鈉和雙氧水加入到反應釜中，進行裂解、氧化反應，產生含有腐植酸的混合物；加入高錳酸鉀、硫酸鉀，生成含有腐植酸鉀的混合物；加入碳酸氫銨、重過磷酸鈣和氫氧化鈉，進行絡合反應生成腐植酸有機肥；加入硫酸鋅、硼砂和硫酸亞鐵，經過螯合反應，生成腐植酸有機肥。本發明製備的產品肥料營養全面，能提高作物體內活性、增加肥效，促進作物快速而長久吸收營養；增強作物抗病能力；提高產量，改善作物產品品質。文檔編號C05G3/00GK101768031SQ20091024888公開日2010年7月7日申請日期2009年12月30日優先權日2009年12月30日發明者胡曉社,陳志一,馬與濃申請人:馬增祿