一種亞微米有機(jī)碳肥及其生產(chǎn)方法
【專利說(shuō)明】一種亞微米有機(jī)碳肥及其生產(chǎn)方法 【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于肥料生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。更具體地，本發(fā)明涉及一種亞微米有機(jī)碳肥，還涉 及所述亞微米有機(jī)碳肥的生產(chǎn)方法。 【【背景技術(shù)】】
[0002] 在作物生長(zhǎng)過程中必不可少的營(yíng)養(yǎng)元素有C、H、0、N、P、K等，由此可見，碳是植物 必需營(yíng)養(yǎng)元素之首，占農(nóng)作物有機(jī)質(zhì)質(zhì)量的約58%，干物質(zhì)質(zhì)量的30~35%，因此，是作物 生長(zhǎng)最重要的營(yíng)養(yǎng)元素之一。農(nóng)作物所需要的碳主要來(lái)源是農(nóng)作物在光能作用下通過葉片 氣孔吸收空氣中的二氧化碳，二氧化碳在葉綠素光合作用下與水合成碳水化合物，形成農(nóng) 作物的組織結(jié)構(gòu)，提供植物生長(zhǎng)過程的營(yíng)養(yǎng)，并進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為植物果實(shí)。
[0003] 光合作用強(qiáng)度的制約因素是光照強(qiáng)度和二氧化碳濃度。當(dāng)空氣中光照強(qiáng)度較弱或 二氧化碳濃度較低時(shí)，光合作用速度減緩，于是合成碳水化合物的量就會(huì)明顯減少，從而導(dǎo) 致果實(shí)產(chǎn)量降低。
[0004] 目前，大氣中的二氧化碳濃度約為0.04% (400ppm，2014年5月9日美國(guó)夏威夷冒 納羅亞天文臺(tái)數(shù)據(jù)為400. 03ppm)，高產(chǎn)密植作物的植株群間二氧化碳濃度為200ppm(-般 大田作物株間二氧化碳濃度120~180ppm)，而經(jīng)葉片氣孔吸收時(shí)，通過葉綠素的光合作用 轉(zhuǎn)化為碳水化合物的二氧化碳最佳濃度為〇. 1% (即1000 ppm)。
[0005] 同時(shí)，光照不足必然會(huì)影響光合作用，而在夜間和陰雨天缺乏光合作用的條件下， 植物就要消耗體內(nèi)已積累的碳化合物，在貧瘠土地和大棚種植的情況下，二氧化碳的供應(yīng) 量（二氧化碳濃度）更是嚴(yán)重不足。
[0006] 碳對(duì)于植物而言，既是營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，又是能源物質(zhì)，一旦發(fā)生缺碳，不僅影響植物的 營(yíng)養(yǎng)積累，而且消耗植物已經(jīng)積累的營(yíng)養(yǎng)，必然引起植物處于"亞健康"狀態(tài)。
[0007] 因此，植物通過氣孔吸收碳而對(duì)碳的供應(yīng)，不能全部替代根部吸收碳的作用，作物 根部吸收不到有機(jī)碳，就容易出現(xiàn)根部衰弱，葉片變薄，莖桿易折（干物質(zhì)少，虛胖），容易 發(fā)病，果實(shí)口感差。
[0008] 例如，在弱光照條件下，黃瓜生長(zhǎng)光合作用速率明顯降低，葉綠素含量下降。在溫 室中，弱光照使黃瓜產(chǎn)量降低37% (天津市黃瓜研究所）；美國(guó)BHN公司開發(fā)的微碳肥料 增效劑，系1~6個(gè)碳鏈的有機(jī)小分子（分子量小于500)，應(yīng)用于農(nóng)業(yè)可節(jié)約氮肥施用量 30 % ;福建綠洲生化公司開發(fā)的有機(jī)碳肥含有效碳12. 5 %，平均顆粒粒徑為800nm，其肥力 相當(dāng)于普通有機(jī)肥短近期肥力的20倍，畝施2kg有效碳就有顯著效果（參見《磷肥與復(fù)肥》 2013年第4期）。
[0009] 通過前面分析知道，現(xiàn)有技術(shù)利用碳元素作用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中取得了一定效果，但 仍存在一些技術(shù)缺陷，例如我國(guó)西南地區(qū)秋季病、蟲害發(fā)生率高，農(nóng)作物產(chǎn)量低。其原因是 這些地區(qū)每年8-9月份長(zhǎng)時(shí)間陰雨天多，農(nóng)作物光照極度不足，碳轉(zhuǎn)化量太低，作物失去自 身正常狀態(tài)下具備的對(duì)逆境的抵御機(jī)能，抗寒、抗旱、抗?jié)?、抗病蟲害功能低造成。
[0010] 本發(fā)明人針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)缺陷，在總結(jié)現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上，通過大量實(shí)驗(yàn)研究，終于完 成了本發(fā)明。 【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0011][要解決的技術(shù)問題]
[0012] 本發(fā)明的目的是提供一種亞微米有機(jī)碳肥。
[0013] 本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供所述亞微米有機(jī)碳肥的生產(chǎn)方法。
[0014] [技術(shù)方案]
[0015] 本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
[0016] 本發(fā)明涉及一種亞微米有機(jī)碳肥。
[0017] 所述亞微米有機(jī)碳肥含有以所述有機(jī)碳肥干基總質(zhì)量計(jì)30%~70%有機(jī)質(zhì)、 20%~45%可溶性腐植酸、(λ 1%~10%氨基酸、5%~18% Ν+Ρ205+Κ20。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述亞微米有機(jī)碳肥的顆粒D50為100~ 600nm〇
[0019] 本發(fā)明涉及一種亞微米有機(jī)碳肥的生產(chǎn)方法。
[0020] 該生產(chǎn)方法的步驟如下：
[0021 ] 按照活化促進(jìn)劑質(zhì)量為工業(yè)有機(jī)廢液質(zhì)量的0. 01~4. 0%，把工業(yè)有機(jī)廢液與活 化促進(jìn)劑裝入超聲反應(yīng)器中，在頻率21kHz~75kHz與聲強(qiáng)0. 1~30W/cm2的條件下進(jìn)行超 聲混合反應(yīng)10~50min，接著將反應(yīng)混合物的溫度降至室溫后，得到液體亞微米有機(jī)碳肥； 或者將反應(yīng)混合物進(jìn)行濃縮、干燥，得到固體亞微米有機(jī)碳肥。
[0022] 根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述的工業(yè)有機(jī)廢液是含有機(jī)質(zhì)、可溶性腐植 酸、氨基酸、氮磷鉀營(yíng)養(yǎng)元素以及其它有利于作物生長(zhǎng)與土壤環(huán)境的有機(jī)物的廢液。
[0023] 根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述的工業(yè)有機(jī)廢液是一種或多種選自乳糖 生產(chǎn)廢水、味精生產(chǎn)廢水、酵母生產(chǎn)廢液、酒生產(chǎn)廢液或造紙生產(chǎn)廢液。
[0024] 根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述的活化促進(jìn)劑選自偏磷酸鹽、脂肪醇聚 氧乙烯醚、聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯、烷基苯磺酸鹽、烷基苯硫酸鹽或脂肪醇聚氧乙烯 醚硫酸鹽。
[0025] 根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述的超聲反應(yīng)器選自單頻、雙頻或三頻正 交輻照超聲場(chǎng)的超聲反應(yīng)器。
[0026] 根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選實(shí)施方式，在過濾時(shí)，使用的過濾設(shè)備選自間歇式、連續(xù) 式或離心分離式過濾設(shè)備。
[0027] 根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述的濾餅在溫度90°C~125°C與真空度 200Pa~400Pa的條件下進(jìn)行干燥，直到水含量為以質(zhì)量計(jì)1. 0%~3. 0%。
[0028] 采用所述生產(chǎn)方法得到的亞微米有機(jī)碳肥，它的顆粒D50為100~600nm，它含 有以所述有機(jī)碳肥干基總重量計(jì)30 %~70 %有機(jī)質(zhì)、20 %~45 %可溶性腐植酸、0. 1 %~ 10%氨基酸與 5%~18% Ν+Ρ205+Κ20。
[0029] 下面將更詳細(xì)地描述本發(fā)明。
[0030] 本發(fā)明涉及一種亞微米有機(jī)碳肥。
[0031] 所述亞微米有機(jī)碳肥含有以所述有機(jī)碳肥干基總質(zhì)量計(jì)30%~70%有機(jī)質(zhì)、 20%~45%可溶性腐植酸、(λ 1%~10%氨基酸、5%~18% Ν+Ρ205+Κ20。
[0032] 所述亞微米有機(jī)碳肥的顆粒D50為100~600nm。
[0033] 在本發(fā)明的所述亞微米有機(jī)碳肥中，所述的有機(jī)質(zhì)應(yīng)該理解是具有生命機(jī)能的有 機(jī)物質(zhì)，其中包括土壤微生物和土壤動(dòng)物及其分泌物以及土體中植物殘?bào)w和植物分泌物。 它的含量是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)方法NY525-2012測(cè)定的。
[0034] 所述的可溶性腐植酸應(yīng)該理解是可溶于水的腐植酸或腐植酸鹽，它的含量是根據(jù) 標(biāo)準(zhǔn)方法NY/T1971.測(cè)定的。
[0035] 所述的氨基酸應(yīng)該理解是一類含有氨基和羧基的有機(jī)化合物的通稱，它的含量是 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)方法NY1429-2010測(cè)定的。
[0036] Ν+Ρ205+Κ20應(yīng)該理解是氮營(yíng)養(yǎng)元素以N元素計(jì)，磷營(yíng)養(yǎng)元素以P 2O5形式計(jì)，鉀營(yíng) 養(yǎng)元素以K2O形式計(jì)，三者之和為5 %~18 %，它們中的一個(gè)或兩個(gè)營(yíng)養(yǎng)元素含量可以為 零。氮、磷、鉀營(yíng)養(yǎng)元素含量是分別根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)方法GB/T8572-2001.、GB/T8573-1999與GB/ T8574-1988 測(cè)定的。
[0037] 根據(jù)本發(fā)明，在所述亞微米有機(jī)碳肥中，可溶性腐植酸、氨基酸與Ν+Ρ20 5+Κ20含 量在所述范圍內(nèi)時(shí)，如果有機(jī)質(zhì)的含量小于30 %，則會(huì)顯示有機(jī)質(zhì)的含量不足；如果有機(jī) 質(zhì)的含量大于70%，則會(huì)導(dǎo)致有機(jī)質(zhì)過多，而其它組分含量太低，不能正常發(fā)揮有機(jī)碳肥 作用；因此，有機(jī)質(zhì)的含量為30 %~70 %是合理的，優(yōu)選地是45 %~65 %，更優(yōu)選地是 48%~60%〇
[0038] 同樣地，有機(jī)質(zhì)、氨基酸與Ν+Ρ205+Κ20含量在所述范圍內(nèi)時(shí)，如果可溶性腐植酸的 含量小于20%，則會(huì)降低肥效；如果可溶性腐植酸的含量大于45%，則會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)困難； 因此，可溶性腐植酸的含量為20 %~45 %是合理的，優(yōu)選地是30 %~40%，更優(yōu)選地是 33%~36%。
[0039] 有機(jī)質(zhì)、可溶性腐植酸與Ν+Ρ205+Κ20含量在所述范圍內(nèi)時(shí)，如果氨基酸的含量小于 0. 1%，則會(huì)失去容效能力；如果氨基酸的含量大于10%，則會(huì)不利營(yíng)養(yǎng)平衡；因此，氨基酸 的含量為〇. 1 %~10%是恰當(dāng)?shù)?，?yōu)選地是3%~9%，更優(yōu)選地是6%~8%。
[0040] 有機(jī)質(zhì)、可溶性腐植酸與氨基酸含量在所述范圍內(nèi)時(shí)，如果Ν+Ρ205+Κ 20的含量 小于5%，則會(huì)養(yǎng)分不足；如果Ν+Ρ205+Κ20的含量大于18%，則會(huì)出現(xiàn)瘋長(zhǎng)和燒傷；因此， Ν+Ρ205+Κ20的含量為5%~18%是可取的，優(yōu)選地是10%~16%，更優(yōu)選地是12%~14%。
[0041] 在本發(fā)明中，所述亞微米有機(jī)碳肥顆粒D50應(yīng)該理解是在亞微米有機(jī)碳肥中，粒 徑在100~600nm范圍內(nèi)的顆粒數(shù)為其顆粒總數(shù)的50%，而粒徑超過100~600nm范圍的 顆粒數(shù)也為其顆粒總數(shù)的50%，它是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)方法HG/T3821-2006.測(cè)定的。
[0042] 本發(fā)明涉及一種亞微米有機(jī)碳肥的生產(chǎn)方法。
[0043] 該生產(chǎn)方法的步驟如下：
[0044] 按照活化促進(jìn)劑質(zhì)量為工業(yè)