CN101768031B - 一种腐植酸有机肥的制备方法 - Google Patents

Abstract

一种腐植酸有机肥的制备方法，原料采用双氧水、碳酸氢铵、重过磷酸钙、硫酸钾、氢氧化钠、高锰酸钾、硫酸锌、硼砂、硫酸亚铁、碳酸钠和褐煤；将褐煤煤粉、碳酸钠和双氧水加入到反应釜中，进行裂解、氧化反应，产生含有腐植酸的混合物；加入高锰酸钾、硫酸钾，生成含有腐植酸钾的混合物；加入碳酸氢铵、重过磷酸钙和氢氧化钠，进行络合反应生成腐植酸有机肥；加入硫酸锌、硼砂和硫酸亚铁，经过螯合反应，生成腐植酸有机肥。本发明制备的产品肥料营养全面，能提高作物体内活性、增加肥效，促进作物快速而长久吸收营养；增强作物抗病能力；提高产量，改善作物产品品质。

Description

一种腐植酸有机肥的制备方法

技术领域

本发明属于有机肥料技术领域，具体涉及一种腐植酸有机肥的制备方法。

背景技术

我国腐植酸有机肥的研究，是1974年出于农业发展的需要，国务院批转了原燃料化学工业部、农林部关于试验和推广腐植酸类肥料的请示报告，在全国掀起了研究和生产腐植酸肥料的热潮。1977年以后我国的腐植酸的研究和开发逐渐走上科学化发展的轨道。

20世纪90年代至今，全球进入绿色产业革命和循环经济时代，虽然我国也在经济建设中实施人与自然、资源利用与环境保护协调和谐发展的战略决策。但是我国还是一个农业大国，全国可耕地面积18.2亿亩之多。我国农民为了增加农作物产量，大量长期施用美国和日本都不使用的化肥，每年达到7千多万吨。化肥的过度使用，造成土壤板结化、盐碱化，使土壤肥力逐年丧失。另外，长期使用化肥，使农作物品质越来越差，做成食物后口感丧失，这是当前人们普遍感知到的问题，特别是蔬菜施用化肥，使果类硝酸盐检验大于1000mg/kg，严重超标(国家标准：A级品应小600mg/kg)。更为严重的是，人体从蔬菜摄取的硝酸盐过多，硝酸盐和胃肠中胺类物质合成极强的致癌物质硝铵，导致胃癌和食道癌的高发。

为了维护生态农业，改善土壤环境，提供绿色环保食品，保证食品的安全，采用复合多元、缓释-长效、无公害的腐植酸高效生态有机肥料，成为我国农业肥料发展的重要趋势。该肥料含有的腐植酸，在农业生产中具有“改良土壤、增进肥效、刺激生长、促进抗逆、改善品质”五大作用，这是因为腐植酸被植物吸收体内后，会刺激酶活性促进根系发育和吸收功能，并对维生素、淀粉、氨基酸、核酸、蛋白质等合成和代谢发挥作用，从而提高植物健康水平和抗逆能力；间接地提高土壤肥力，通过改善土壤性质来改善水肥条件，或通过络合增溶性来提高养分有效性促进植物生长发育。所以说，腐植酸类物质是土壤肥力的基础、植物营养的储库、植物生长的活力剂。1960年以后，不少发达国家的腐植酸肥料工业产品已经形成规模。好多国家把腐植酸类产品作为长效环保肥大力推广和使用。而这个产品在我国肥料界很少，几乎空白，所以腐植酸高效生态复合肥的发明，是改良土壤，提供人们生态绿色食品的重要发明，是我国推动发展绿色农业政策重大举措。

发明内容

针对以上现有的技术问题，本发明提供一种腐植酸有机肥的制备方法，为生态农业提供长效、安全的有机肥。

制备本发明的腐植酸有机肥的原料，按质量百分比计，质量浓度为20～30％的双氧水(过氧化氢水溶液)4～6％、碳酸氢铵12～17％、重过磷酸钙8～10％、硫酸钾0.6～0.8％、氢氧化钠1.7～2.2％、高锰酸钾0.7～0.9％、硫酸锌1～1.4％、硼砂1～1.5％、硫酸亚铁0.9～1.3％、活化剂(采用碳酸钠)0.5～0.8％，余量为褐煤。

褐煤，又名柴煤，煤化程度最低的矿产煤区煤矿，一种介于泥炭与沥青煤之间的棕黑色、特点是水分和挥发分高，燃点低，不粘结，易风化变质，化学反应性强，富含原生腐植酸。褐煤含大量的碳、氢、氧、氮、硫等元素，各元素主要以脂族化合物、环烷化合物及酚化合物等高分子化合物形式存在。本发明方法中普通的市售褐煤均可采用。

制备本发明的腐植酸有机肥的方法如下。

(1)将褐煤破碎粉碎，粒度达到≤0.2mm；

(2)将粉碎的褐煤煤粉、碳酸钠和双氧水，按照配比加入到反应釜中，以15～25khz超声波震动3～10分钟，然后加热到120～150℃，在压力0.4～0.6MPa条件下，保温15～20分钟，进行裂解、氧化反应，产生含有腐植酸的混合物；

(3)将***温度、压力降至常温常压，在生成的腐植酸的混合物中，加入高锰酸钾作为催化剂，再加入硫酸钾，于常温常压下反应5～15分钟，生成含有腐植酸钾的混合物；

(4)在生成含有腐植酸钾的混合物中，加入碳酸氢铵、重过磷酸钙和氢氧化钠，在温度140～160℃、压力0.7～1.0MPa条件下，搅拌混合15～30分钟，控制搅拌速率300～2000转/分钟，进行络合反应生成含磷、氮的腐植酸有机肥；

(5)在160～300khz高频磁振荡、温度120～150℃、压力0.5～0.8MPa条件下，向生成的含磷、氮的腐植酸有机肥中，加入硫酸锌、硼砂和硫酸亚铁，反应5～20分钟，经过螯合反应，生成本发明的腐植酸有机肥。

本发明的腐植酸有机肥含有植物所需要的氢、氧、氮、磷、钾、锰、铁、镁、硫、钙、钼、硅、硼、锌、多种元素，高分子有序排列，易于植物吸收，肥效高。按质量百分比产品含氮、磷和钾总量≥18％，活性腐植酸≥30％，黄腐植酸占活性腐植酸的量≥20％，有机质含量大≥50％。

本发明的优点如下。

本发明制备的产品肥料营养全面，可依据土地测量的养分情况进行动态调整养分配比。该肥好处是能提高作物体内活性、增加肥效，促进作物快速而长久吸收营养；增强作物抗病能力；提高产量，改善产品品质，消除化肥给土壤带来的不利影响，完善土壤养分，增强土壤肥力，改良土壤结构，提高保水能力。

(1)肥料营养全面

①营养含量高

该肥料有机氮、磷、钾总量≥18％，为国内外新高。

②高活性腐植酸

高活性腐植酸与有机氮、磷、钾螯合而形成螯合态生态有机肥，活性腐植酸含量≥30％，其中黄腐植酸含量≥20％，为国内外新高。

③全营养肥

使用碳酸钠为活性剂，生成高效能腐植酸，各种营养元素俱全的腐植酸高效有机肥是全营养肥。

(2)养分可调整

该肥料，可以根据我国不同地区，不同时期的土壤养分检测结果，调整肥料中无机质、有机质含量，调整氮、磷、钾以及各微量元素含量。

(3)土壤肥沃功能

土壤肥力是土壤供给植物水、肥、气、热等要素的能力，是制造农作物产量的首要因素，而占土壤有机质60％以上的腐植酸类物质含量的高低是衡量土壤肥力的主要指标。长期以来，我国重用地轻养地、重化肥轻有机肥，使耕地养分失调，肥力不断下降。目前，我国的土壤有机质含量平均只有1.8％左右(北方旱地＜1％)，且仍以每年0.1％～0.2％的速度减少。我国的总耕地干旱、半干旱面积占1/2，盐碱地和盐渍化土壤占1/4，荒漠化土地占27.9％。这些不利因素制约我国农业的发展。为了提高土壤肥力，改善中低产田，修复荒漠化土地，推进土壤生态建设的沃土工程，长期使用腐植酸高效有机肥，可大量增加土壤的有机质成分，既保证农作物所需养分，肥料中的活性官能团的增加可以改变土壤结构，对盐碱化的板结土地改良，起到了关键作用。

(4)肥料增效作用

研究表明，腐植酸能促进肥料中的氮、磷、钾和微量元素的吸收，增加肥效，腐植酸生态高效有机肥是以天然腐植酸为主要原料，所以肥料中的腐植酸用高科技方法经催化氧化、活化、络合、吸附有机氮、磷、钾以及微量元素，成为具有生物生长所需要的丰富营养的成分的螯合态高效腐植酸有机肥。

(5)刺激作物生长功能，提高产量

腐植酸高效有机肥中的腐植酸，通过根部吸收，刺激根细胞***，促进根的生长，提高发芽率。在农作物生长阶段，通过刺激作物提高呼吸强度和光合作用强度，提高作物生理代谢能力，充分发挥高的肥效，农作物在施种期苗壮，果实早熟，收获期延长，产量提高。(这在石家庄黄瓜采收期可延长28天，产量与同期施用化肥的作物增长30％)

(6)增强作物抗逆功能

黄腐植酸是植物生长的高效调节剂，有力促进植物根系发育，增加植物叶绿素含量，增强光合作用，是植物的抗病虫害、抗旱、抗涝、抗寒、抗盐碱、抗倒伏能力显著提高。

(7)改善农产品品质

农产品品质包括营养水平和污染物含量两个方面。一是提高营养物质(蛋白质、氨基酸、单糖、维生素等)的含量，二是降低有害物质(如某些重金属、硝酸盐、残留农药等)。施用复合酸高效有机肥，肥料中不仅氮、磷、钾和微量元素全面，农作物不仅有充足的氮、磷、钾，而腐植酸和微量元素络合后，促进了作物吸收，再加上腐植酸对作物中的酶活性的影响，使作物有效地生长，促进作物的营养物质的形成。腐植酸可减少植物体内硝酸盐含量，在通过和重金属络合成难溶的大分子螯合物，减少了植物吸收重金属的几率，降低了重金属污染。提高农产品品质，达到人们对农作物，特别是果品蔬菜的口感要求，使人们重新体会以前不用化肥、农药时的产品口味要求，并能达到有机食品和绿色食品标准，与世界接轨。

(8)抗旱保墒

腐植酸高效有机肥，主要成分是高分子有机物，能够改善土壤的物理性能，使土壤形成团粒结构，曾增强土壤的透气性，使土壤的吸水、吸氧、吸收营养能力增强。加之肥料的缓释效应，能长期稳定土壤酸碱度，有效贮存水分，保证农作物的生长。

(9)环境保护

腐植酸高效有机肥，是以纯天然的腐植酸，经过多种工序反应生成的高含量活性腐植酸生态有机肥料，他能活化土壤中的原有的固定的氮、磷、钾，并被植物重新有效的吸收，。从而避免了长期使用化肥，导致土壤中的氮磷钾过高而流失造成的自然界污染。还有腐植酸对土壤中的化学农药、除草剂等残留的重金属的络合作用，避免的残留的农药污染环境，损害人的健康，对自然界起到了保护化境的作用。

以上的优点皆是发明人具体对产品进行试验的结论。以下几个具体的例子：

(1)腐植酸肥料、一般有机肥和化肥，在北宁市农民的暖棚进行了黄瓜、茄子、辣椒等蔬菜的一个完全生长期的对比试验，产品经北京市农业推广站工作人员样品分析：施用腐植酸有机肥的黄瓜等蔬菜作物产量，比施用一般有机肥料增产22.9％～41.1％；比施用等肥料量的化肥增产21.8％，比等养分量施用化肥处理，增产10.6％～81.8％，增产效果明显。施用腐植酸肥料的产品糖分、Vc含量普遍高于施用化肥的产品，口感变好。施用腐植酸肥料的产品和施用化肥的产品比较，硝酸盐含量低2.4％-73％。在试验中发现，施用腐植酸肥料的作物，抗干旱、抗冻害、抗病毒能力增强，生长期延长。

(2)腐植酸有机肥在山东栾城范台蔬菜大棚基地，和化肥进行了对比试验，试验作物草莓、黄瓜等。草莓的试验结果是，采用腐植酸有机肥的草莓植株健壮、叶片肥厚、根系发达，上市草莓个大形好、口感柔软多汁、酸甜适度，色泽鲜亮。施用化肥的草莓植株一般，叶片少且根系少，果实小、色泽暗、口感不好，酸度浓。施用腐植酸肥的草莓比施用化肥的亩产高45.1％。黄瓜的试验结果：施用腐植酸肥料的黄瓜抗病力强、叶片增厚增大、叶片发绿、瓜条直且长，黄瓜口感好、细脆、香甜、无异味，亩产16500斤；施用复合化肥的黄瓜抗病力差、病情严重，叶片发黄，畸形较多，口感皮厚瓜硬，涩感明显，亩产7500斤。

(3)腐植酸肥料还在辽宁窟窿台、葫芦岛、彰武、新宾、朝阳、赵县、河南方成及北京农科院示范基地、沈阳农业大学温室等地进行了大量试验，试验产品水稻、小麦、玉米、梨、葡萄、甜瓜、西瓜、茄子、辣椒等。试验的部分结果如下：

本发明制备的腐植酸有机肥，适合于粮食、水果、蔬菜、花卉、药材、茶叶等各类植物。

具体实施方式

以下通过实施例进一步说明本发明的方法。

实施例1

制备本发明的腐植酸有机肥的原料，按质量百分比计，质量浓度为25％的双氧水(过氧化氢水溶液)5％、碳酸氢铵15％、重过磷酸钙9％、硫酸钾0.7％、氢氧化钠2.0％、高锰酸钾0.8％、硫酸锌1.2％、硼砂1.3％、硫酸亚铁1.1％、活化剂(采用碳酸钠)0.7％，余量为褐煤。

本发明方法采用普通的市售褐煤。

制备本发明的腐植酸有机肥的方法如下。

(1)将褐煤破碎粉碎，粒度达到≤0.2mm；

(2)将粉碎的褐煤煤粉、碳酸钠和双氧水，按照配比加入到反应釜中，以20khz超声波震动7分钟，然后加热到135℃，在压力0.5MPa条件下，保温17分钟，进行裂解、氧化反应，产生含有腐植酸的混合物；

(3)将***温度、压力降至常温常压，在生成的腐植酸的混合物中，加入高锰酸钾作为催化剂，再加入硫酸钾，于常温常压下反应10分钟，生成含有腐植酸钾的混合物；

(4)在生成含有腐植酸钾的混合物中，加入碳酸氢铵、重过磷酸钙和氢氧化钠，在温度150℃、压力0.8MPa条件下，搅拌混合22分钟，控制搅拌速率1000转/分钟，进行络合反应生成含磷、氮的腐植酸有机肥；

(5)在220khz高频磁振荡、温度135℃、压力0.6MPa条件下，向生成的含磷、氮的腐植酸有机肥中，加入硫酸锌、硼砂和硫酸亚铁，反应12分钟，经过螯合反应，生成本发明的腐植酸有机肥。

(2)～(5)步骤均在同一反应釜中完成。

实施例2

制备本发明的腐植酸有机肥的原料，按质量百分比计，质量浓度为30％的双氧水(过氧化氢水溶液)4％、碳酸氢铵17％、重过磷酸钙10％、硫酸钾0.8％、氢氧化钠2.2％、高锰酸钾0.9％、硫酸锌1.4％、硼砂1.5％、硫酸亚铁1.3％、活化剂(采用碳酸钠)0.8％，余量为褐煤。

本发明方法采用普通的市售褐煤。

制备本发明的腐植酸有机肥的方法如下。

(1)将褐煤破碎粉碎，粒度达到≤0.2mm；

(2)将粉碎的褐煤煤粉、碳酸钠和双氧水，按照配比加入到反应釜中，以25khz超声波震动3分钟，然后加热到150℃，在压力0.6MPa条件下，保温15分钟，进行裂解、氧化反应，产生含有腐植酸的混合物；

(3)将***温度、压力降至常温常压，在生成的腐植酸的混合物中，加入高锰酸钾作为催化剂，再加入硫酸钾，于常温常压下反应15分钟，生成含有腐植酸钾的混合物；

(4)在生成含有腐植酸钾的混合物中，加入碳酸氢铵、重过磷酸钙和氢氧化钠，在温度160℃、压力1.0MPa条件下，搅拌混合15分钟，控制搅拌速率2000转/分钟，进行络合反应生成含磷、氮的腐植酸有机肥；

(5)在300khz高频磁振荡、温度150℃、压力0.8MPa条件下，向生成的含磷、氮的腐植酸有机肥中，加入硫酸锌、硼砂和硫酸亚铁，反应5分钟，经过螯合反应，生成本发明的腐植酸有机肥。

(2)～(5)步骤均在同一反应釜中完成。

实施例3

制备本发明的腐植酸有机肥的原料，按质量百分比计，质量浓度为20％的双氧水(过氧化氢水溶液)6％、碳酸氢铵12％、重过磷酸钙8％、硫酸钾0.6％、氢氧化钠1.7％、高锰酸钾0.7％、硫酸锌1％、硼砂1％、硫酸亚铁0.9％、活化剂(采用碳酸钠)0.5％，余量为褐煤。

本发明方法采用普通的市售褐煤。

制备本发明的腐植酸有机肥的方法如下。

(1)将褐煤破碎粉碎，粒度达到≤0.2mm；

(2)将粉碎的褐煤煤粉、碳酸钠和双氧水，按照配比加入到反应釜中，以15khz超声波震动10分钟，然后加热到120℃，在压力0.4MPa条件下，保温20分钟，进行裂解、氧化反应，产生含有腐植酸的混合物；

(3)将***温度、压力降至常温常压，在生成的腐植酸的混合物中，加入高锰酸钾作为催化剂，再加入硫酸钾，于常温常压下反应5分钟，生成含有腐植酸钾的混合物；

(4)在生成含有腐植酸钾的混合物中，加入碳酸氢铵、重过磷酸钙和氢氧化钠，在温度140℃、压力0.7MPa条件下，搅拌混合30分钟，控制搅拌速率300转/分钟，进行络合反应生成含磷、氮的腐植酸有机肥；

(5)在160khz高频磁振荡、温度120℃、压力0.5MPa条件下，向生成的含磷、氮的腐植酸有机肥中，加入硫酸锌、硼砂和硫酸亚铁，反应20分钟，经过螯合反应，生成本发明的腐植酸有机肥。

(2)～(5)步骤均在同一反应釜中完成。

Claims (3)

1.一种腐植酸有机肥的制备方法，其特征在于原料配比按质量百分比计，质量浓度为20～30％的双氧水4～6％、碳酸氢铵12～17％、重过磷酸钙8～10％、硫酸钾0.6～0.8％、氢氧化钠1.7～2.2％、高锰酸钾0.7～0.9％、硫酸锌1～1.4％、硼砂1～1.5％、硫酸亚铁0.9～1.3％、碳酸钠0.5～0.8％，余量为褐煤；步骤如下：

(1)将褐煤破碎粉碎；

(2)将粉碎的褐煤煤粉、碳酸钠和双氧水，按照配比加入到反应釜中，以超声波震动3～10分钟，超声波频率为15～25khz，然后加热到120～150℃，在压力0.4～0.6MPa条件下，保温15～20分钟，进行裂解、氧化反应，产生含有腐植酸的混合物；

(3)将***温度、压力降至常温常压，在生成的腐植酸的混合物中，加入高锰酸钾作为催化剂，再加入硫酸钾，于常温常压下反应5～15分钟，生成含有腐植酸钾的混合物；

(4)在生成含有腐植酸钾的混合物中，加入碳酸氢铵、重过磷酸钙和氢氧化钠，在温度140～160℃、压力0.7～1.0MPa条件下，搅拌混合15～30分钟，进行络合反应生成含磷、氮的腐植酸有机肥；

(5)在160～300khz高频磁振荡、温度120～150℃、压力0.5～0.8MPa条件下，向生成的含磷、氮的腐植酸有机肥中，加入硫酸锌、硼砂和硫酸亚铁，反应5～20分钟，经过螯合反应，生成腐植酸有机肥。

2.按照权利要求1所述的腐植酸有机肥的制备方法，其特征在于步骤(1)中，将褐煤破碎粉碎，粒度达到≤0.2mm。

3.按照权利要求1所述的腐植酸有机肥的制备方法，其特征在于步骤(3)中，控制搅拌速率300～2000转/分钟。