CN102219596B - 一种沼液滴灌肥料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种沼液滴灌肥料及其制备方法，是由以下重量份原料制成：浓缩沼液100份，腐殖酸钾1-5份，尿素5-15份，磷酸二氢钾4-10份，氯化钾1-5份，乳化剂0.5-2.0份，消泡剂0.1-0.3份，微量元素0.5-2份。通过真空浓缩、加热溶解、乳化、过滤、砂磨机砂磨、罐装等步骤制得，生产的滴灌肥料含有作物、蔬菜、水果等生长所需要的多种氨基酸、腐植酸、氮、磷、钾及铁、锌、锌、硼等微量元素，极大提高了沼液的商品性，可以解决沼气工程沼液因利用率低而造成二次污染的问题。应用简便、经济效益高、易于普及，适于大中小型沼气工程、户用沼气池及日光温室蔬果、作物种植地区大面积推广。
Description
技术领域
本发明涉及一种沼液滴灌肥料及其制备方法，属于沼液肥料技术领域。
背景技术
随着社会的进步与发展，人们对能源的需求越来越大，沼气作为可再生能源在广大农村得到了广泛的应用，同时随着我国的畜牧养殖业向着规模化、集约化的方向发展，大中型沼气工程的数量也与日俱增，但也带来了一系列的问题。
不论是农村户用沼气池，还是大中型沼气工程，在运转过程中除产生新能源-沼气外，还会产生大量的沼液。沼液是很好的有机肥料，研究发现沼肥中含有植物所需的营养元素N、P、K、Ca、Mg、Cu、Fe、Zn、Mn、B等，还含有10多种氨基酸(如苏氨酸、缬氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸、精氨酸、亮氨酸、异亮氨酸等)、抗寒物质(如脯氨酸、亚油酸、黄腐酸等)、生长刺激素(如脱落酸、生长素、赤霉素等)、B族维生素以及某些抗菌素等，具有广泛的综合利用前景。但截至2009年年底，全国农村户用沼气池(12立方以下)累计保有量达到3507.03万户，处理工业废弃物的大型沼气工程(500立方米以上)322处，处理农业废弃物大中小型沼气工程56534处。如此多的户用沼气池和大中小型沼气工程运转，产生了大量的沼液，因目前沼液应用的方法很少，大部分沼液随意排放造成二次污染。
专利号为200910146926.0“一种沼液滴灌施肥***”中提到了一种包括沼液沉淀池、过滤装置及滴灌装置的沼液滴灌***，但没有提及沼液制备滴灌肥料的方法，专利号为200610155376.5“沼液安全无公害灌溉施用方法”中提到了对蔬菜进行沼液安全无公害灌溉施用方法，但只是将沼液作为基肥或追肥，没有提到滴灌。经查阅国内外相关文献，未发现有包含本发明沼液制备滴灌肥料方法的记载。
发明内容
根据当前沼液利用存在的问题，本发明提供一种沼液滴灌肥料及其制备方法。
本发明的技术方案如下：
一种沼液滴灌肥料，是由以下重量份原料制成：
浓缩沼液100份，腐殖酸钾1-5份，尿素5-15份，磷酸二氢钾4-10份，氯化钾1-5份，乳化剂0.5-2.0份，消泡剂0.1-0.3份，微量元素0.5-2份。
所述浓缩沼液是取自正常产气1个月以上的沼气池的新鲜沼液，真空浓缩至含水率为65-75wt％。沼液在沼气池中自然发酵1个月以上可使其富含有机养分。
所述的微量元素为钙、铁、锌、硼按质量比0.9-1∶0.5-0.6∶0.3-0.4∶0.2-0.3的组合；特别优选的，所述的微量元素为螯合态微量元素，即螯合钙、螯合铁、螯合锌、螯合硼按质量比0.9-1∶0.5-0.6∶0.3-0.4∶0.2-0.3的组合。
所述的乳化剂为吐温80。
所述的消泡剂为有机硅消泡剂。
所述的腐殖酸钾、尿素、磷酸二氢钾、氯化钾都为市售常规试剂。
根据本发明，一种沼液滴灌肥料，优选的重量份组成如下：
浓缩沼液100份，腐殖酸钾4份，尿素8份，磷酸二氢钾6份，氯化钾3份，乳化剂吐温800.6份，有机硅消泡剂0.1份，螯合态微量元素1.0份；
所述螯合态微量元素是螯合钙、螯合铁、螯合锌、螯合硼按质量比1∶0.5∶0.4∶0.3的组合；
所述浓缩沼液含水率为70wt％。
根据本发明，一种沼液滴灌肥料，优选的重量份组成如下：
浓缩沼液100份，腐殖酸钾5份，尿素7份，磷酸二氢钾8份，氯化钾4份，乳化剂吐温801.0份，有机硅消泡剂0.2份，螯合态微量元素1.2份；
所述螯合态微量元素是螯合钙、螯合铁、螯合锌、螯合硼按质量比1∶0.6∶0.5∶0.4的组合；
所述浓缩沼液含水率为68wt％。
根据本发明，一种沼液滴灌肥料，优选的重量份组成如下：
浓缩沼液100份，腐殖酸钾3份，尿素10份，磷酸二氢钾9份，氯化钾3份，乳化剂吐温801.5份，有机硅消泡剂0.2份，螯合态微量元素1.5份；
所述螯合态微量元素是螯合钙、螯合铁、螯合锌、螯合硼按质量比1∶0.5∶0.3∶0.2的组合；
所述浓缩沼液含水率为72wt％。
根据本发明，所述的沼液滴灌肥料的制备方法，步骤如下：
(1)真空浓缩
取正常产气1个月以上沼气池的新鲜沼液，加入1号反应釜，抽真空升温至60-75℃，压力为0.7-0.8×105Pa，浓缩时间为0.8-1.2h，浓缩至沼液含水率为65-75wt％。
(2)加热溶解
将浓缩后的沼液加入2号反应釜，开动搅拌，一次投入尿素、磷酸二氢钾、氯化钾、微量元素、消泡剂，温度保持在60-75℃，搅拌20-40min，溶解并混合均匀。
(3)乳化
将混合溶解好的原料打入3号反应釜，开动乳化机，加入腐殖酸钾和乳化剂，保持温度为60-75℃，搅拌乳化10-15min；得混合乳化液。
(4)过滤
将步骤(3)的混合乳化液降温至40-50℃，用孔径大小为0.7-1.2mm袋式过滤器过滤，滤出的残渣可施入农田作为有机肥料；
(5)将步骤(4)的滤液加入砂磨机进行砂磨，然后进入成品罐中储存，冷却至常温，罐装。
滴灌肥料经步骤(4)溶解过滤后还有少量结晶体和微小的颗粒物质，通过砂磨机可将这些颗粒物磨碎磨细，以防滴灌时堵塞滴灌管。
以上方法所使用的设备均为本领域常规设备。
本发明采用的沼液可为大中小型沼气工程中的沼液，也可以是户用沼气池中沼液，沼气工程原料可以为畜禽粪便，也可以为农作物秸秆，要求发酵1个月以上的沼液。
与现有技术相比，本发明的产品为液体形态，用作滴灌肥施用方便省力，增产增效作用明显。具体优势如下：
1、本发明以大中小型沼气工程或户用沼气池中沼液为原料，通过真空浓缩、加热溶解、乳化、过滤、砂磨机砂磨、成品罐储存、罐装等步骤，生产的滴灌肥料含有作物、蔬菜、水果等生长所需要的多种氨基酸、腐植酸、氮、磷、钾及钙、铁、锌、硼等微量元素，极大提高了沼液的商品性，可以解决沼气工程沼液因利用率低而造成二次污染的问题。
2、本发明方法简单，设备投资少，生产成本相对低廉，山东省目前仅寿光市就有80万个大棚，同时还有大量的果树和大田作物，生产的沼液滴灌肥易于推广应用，产品市场竞争力强。
3、本发明的方法将沼液生产成商品滴灌肥，是对废弃物的合理再利用，能够变废为宝，保护环境，同时产生的沼液滴灌肥施用于农田、大棚可提高作物、蔬果品质，促进生态农业，促进农民增收。同时适应我国可持续发展、循环经济的国策，推动循环经济与可持续发展。
4、本方法具有很好的经济效益。由于没有施用化肥和农药，且沼液滴灌肥的肥效优于普通农家肥和化肥，所生产的蔬果的质量都明显优于使用普通化肥的蔬果，而且产量也有很大的提高。施用沼液滴灌肥，每个大棚每年比采用普通措施的增加收入15000～20000元。
综上所述，本发明提供的一种沼液滴灌肥料及其制备方法，应用简便、经济效益高、易于普及，适于大中小型沼气工程、户用沼气池及日光温室蔬果、作物种植地区大面积推广。
本发明的方法中没有特别限定的，按本领域常规技术选择即可。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明，实施例中未详加说明的均按本领域现有技术，实施例中所用乳化剂均为吐温80(广州市晨易化工有限公司产)，消泡剂均为有机硅消泡剂(东莞市澳达化工有限公司产)，螯合钙肥，沈阳五木果松农业科技有限公司售；螯合铁肥，陕西杨凌澳邦生物科学有限公司有售；螯合锌肥，武汉格林凯尔公司有售；螯合硼肥，黑龙江埃格瑞生物技术有限公司有售。其他原料未加特别说明的均为市售常规试剂。
实施例制备方法中的1号反应釜为夹套搪瓷反应釜，山东龙兴化工机械集团有限公司有售。2号反应釜与1号反应釜型号和容积均相同，带搅拌装置；3号反应釜与2号反应釜型号和容积均相同，仅将搅拌配置改为乳化配置。真空泵为ZJ型罗茨式真空泵，无锡市邦杰机械设备厂有售。袋式过滤器为广州菱田过滤设备有限公司生产的单袋式过滤器(型号40AM)。砂磨机为山东龙兴化工机械集团有限公司生产的SK20砂磨机。
实施例1：沼液滴灌肥料，原料组分如下：
浓缩沼液100kg，腐殖酸钾4kg，尿素8kg，磷酸二氢钾6kg，氯化钾3kg，乳化剂0.6kg，消泡剂0.1kg，螯合态微量元素1.0kg。所述螯合态微量元素是螯合钙、螯合铁、螯合锌、螯合硼按质量比1∶0.5∶0.4∶0.3的组合。浓缩沼液含水率为70wt％。
制备方法如下：
将正常产气的沼气池的新鲜沼液，在沼气池中自然发酵1个月以上，加入1号反应釜，抽真空升温至65℃，压力为0.7×105Pa，浓缩时间为1h，浓缩至沼液含水率为70wt％。将浓缩后的沼液加入2号反应釜，开动搅拌，一次投入尿素、磷酸二氢钾、氯化钾、螯合态微量元素、消泡剂，温度保持在65℃，搅拌25min，溶解并混合均匀；将混合溶解好的原料打入3号反应釜，开动乳化机，加入腐殖酸钾和乳化剂，保持温度为65℃，搅拌乳化10min；得混合乳化液；将混合乳化液降温至40℃，用孔径大小为0.7-1.2mm袋式过滤器过滤，滤出的残渣可施入农田作为有机肥料；将上述所得的滤液加入砂磨机进行砂磨，然后进入成品罐中储存；冷却至常温，罐装。
实施例2：制备方法与实施例1相同，所不同的是，原料组分如下：
浓缩沼液100kg，腐殖酸钾5kg，尿素7kg，磷酸二氢钾8kg，氯化钾4kg，乳化剂1.0kg，消泡剂0.2kg，螯合态微量元素1.2kg。
所述螯合态微量元素是螯合钙、螯合铁、螯合锌、螯合硼按质量比1∶0.6∶0.5∶0.4的组合。
所述浓缩沼液是将取自正常产气的沼气池的新鲜沼液在沼气池中自然发酵1个月以上，经真空浓缩，含水率为68wt％。
实施例3：制备方法与实施例1相同，所不同的是，原料组分如下：
浓缩沼液100kg，腐殖酸钾3kg，尿素10kg，磷酸二氢钾9kg，氯化钾3kg，乳化剂1.5kg，消泡剂0.2kg，螯合态微量元素1.5kg。
所述螯合态微量元素是螯合钙、螯合铁、螯合锌、螯合硼按质量比1∶0.5∶0.3∶0.2的组合。
所述浓缩沼液是将取自正常产气的沼气池的新鲜沼液在沼气池中自然发酵1个月以上，经真空浓缩，含水率为72wt％。
实施例4：草莓日光温室肥效试验
为验证沼液滴灌肥的施用效果，2010年我们进行了草莓日光温室沼液滴灌肥肥效试验，试验地点选在济南市历城区郭店镇。
该镇现有80个草莓日光温室，选择9个日光温室，每个棚占地面积1.2亩，基肥相同，草莓品种相同，设3个处理，3个重复。处理1：实施例1的沼液滴灌肥，每个棚在草莓生长期每隔10天滴灌1次，每次5L，共50L；处理2：普通有机肥滴灌，每个棚在草莓生长期每隔10天滴灌1次，每次5L，共50L；处理3：农民习惯追肥，化肥200kg。
试验于11月10日开始，4月10日结束，各处理效果见下表1。
表1滴灌肥和化肥处理对草莓果实产量、品质及效益指标的影响
从试验结果可以看出，施用沼液滴灌肥进行滴灌，比农民习惯施肥(单纯施用化肥)显著增产，每亩增产900公斤，增产33.3％，同时品质有很大的改善和提高，单价提高3.0元/公斤，每个棚经济效益提高16900元；与普通商品有机肥比较，每亩增产草莓280公斤，增产8.4％，同时品质有很大的改善和提高，单价提高2.0元，每个棚经济效益提高5890元。
综上所述，沼液滴灌肥对日光温室草莓产量有很大的提高，对草莓品质有很大的改善，明显优于普通有机肥和化肥，因此，通过该工艺生产的沼液滴灌肥，能够大幅度减少化肥用量，显著提高草莓的产量，改善其品质，减轻由于大量施用化肥造成的地下水污染，具有明显的经济和环境效益。
实施例5：番茄日光温室肥效试验
为验证沼液滴灌肥的施用效果，2010年我们进行了番茄日光温室沼液滴灌肥肥效试验，试验地点选在寿光市稻田镇。
选择9个日光温室，每个棚占地面积1.0亩，基肥相同，番茄品种相同，设3个处理，3个重复。处理1：实施例1的沼液滴灌肥，每个棚在番茄生长期每隔7天滴灌1次，每次4L，共40L；处理2：普通有机肥滴灌，每个棚在番茄生长期每隔7天滴灌1次，每次4L，共40L；处理3：农民习惯追肥，化肥180kg。
试验于11月10日开始，4月10日结束，各处理效果见下表2。
表2滴灌肥和化肥处理对西红柿果实产量、品质及效益指标的影响
从试验结果可以看出，施用沼液滴灌肥进行滴灌，比农民习惯施肥(单纯施用化肥)显著增产，每亩增产1000公斤，增产16.7％，同时品质有很大的改善和提高，单价提高2.0元/公斤，每个棚经济效益提高17800元；与普通有机肥比较，每亩增产草莓200公斤，增产2.9％，同时品质有很大的改善和提高，单价提高1.0元/公斤，每个棚经济效益提高8100元。
综上所述，沼液滴灌肥对日光温室番茄产量有很大的提高，对番茄品质有很大的改善，明显优于普通有机肥和化肥，因此，通过该工艺生产的沼液滴灌肥，能够大幅度减少化肥用量，显著提高番茄的产量，改善其品质，减轻由于大量施用化肥造成的地下水污染，具有明显的经济和环境效益。
Claims (4)
1.一种沼液滴灌肥料，其特征在于，是由以下重量份原料制成：
浓缩沼液100份，腐殖酸钾1-5份，尿素5-15份，磷酸二氢钾4-10份，氯化钾1-5份，乳化剂0.5-2.0份，消泡剂0.1-0.3份，微量元素0.5-2份；
所述浓缩沼液是取自正常产气1个月以上沼气池的新鲜沼液，真空浓缩至含水率为65-75wt%；所述的微量元素为螯合态微量元素，即螯合钙、螯合铁、螯合锌、螯合硼按质量比0.9-1:0.5-0.6:0.3-0.4:0.2-0.3的组合；所述的乳化剂为乳化剂吐温80；所述的消泡剂为有机硅消泡剂；
按照如下方法制备而成的：
（1）真空浓缩
将正常产气1个月以上沼气池的新鲜沼液，加入1号反应釜，抽真空升温至60-75℃，压力为0.7-0.8×105Pa，浓缩时间为0.8-1.2h，浓缩至沼液含水率为65-75wt%；
（2）加热溶解
将浓缩后的沼液加入2号反应釜，开动搅拌，一次投入尿素、磷酸二氢钾、氯化钾、微量元素、消泡剂，温度保持在60-75℃，搅拌20-40min，溶解并混合均匀；
（3）乳化
将混合溶解好的原料打入3号反应釜，开动乳化机，加入腐殖酸钾和乳化剂，保持温度为60-75℃，搅拌乳化10-15min；得混合乳化液；
（4）过滤
将步骤（3）的混合乳化液降温至40-50℃，用孔径大小为0.7-1.2mm袋式过滤器过滤，滤出的残渣可施入农田作为有机肥料；
（5）将步骤（4）的滤液加入砂磨机进行砂磨，然后进入成品罐中储存；冷却至常温，罐装。
2.如权利要求1所述的沼液滴灌肥料，其特征在于，是由以下重量份原料制成：浓缩沼液100份，腐殖酸钾4份，尿素8份，磷酸二氢钾6份，氯化钾3份，乳化剂吐温800.6份，有机硅消泡剂0.1份，螯合态微量元素1.0份；
所述螯合态微量元素是螯合钙、螯合铁、螯合锌、螯合硼按质量比1:0.5:0.4:0.3的组合；
所述浓缩沼液含水率为70wt%。
3.如权利要求1所述的沼液滴灌肥料，其特征在于，是由以下重量份原料制成：浓缩沼液100份，腐殖酸钾3份，尿素10份，磷酸二氢钾9份，氯化钾3份，乳化剂吐温801.5份，有机硅消泡剂0.2份，螯合态微量元素1.5份；
所述螯合态微量元素是螯合钙、螯合铁、螯合锌、螯合硼按质量比1:0.5:0.3:0.2的组合；
所述浓缩沼液含水率为72wt%。
4.如权利要求1所述的沼液滴灌肥料，其特征在于，是由以下原料制成：
浓缩沼液100kg，腐殖酸钾4kg，尿素8kg，磷酸二氢钾6kg，氯化钾3kg，乳化剂0.6kg，消泡剂0.1kg，螯合态微量元素1.0kg；所述螯合态微量元素是螯合钙、螯合铁、螯合锌、螯合硼按质量比1:0.5:0.4:0.3的组合；
按照如下方法制备而成的：
将正常产气1个月以上的沼气池的新鲜沼液，加入1号反应釜，抽真空升温至65℃，压力为0.7×105Pa，浓缩时间为1h，浓缩至沼液含水率为70wt%；将浓缩后的沼液加入2号反应釜，开动搅拌，一次投入尿素、磷酸二氢钾、氯化钾、螯合态微量元素、消泡剂，温度保持在65℃，搅拌25min，溶解并混合均匀；将混合溶解好的原料打入3号反应釜，开动乳化机，加入腐殖酸钾和乳化剂，保持温度为65℃，搅拌乳化10min；得混合乳化液；将混合乳化液降温至40℃，用孔径大小为0.7-1.2mm袋式过滤器过滤，滤出的残渣可施入农田作为有机肥料；将上述所得的滤液加入砂磨机进行砂磨，然后进入成品罐中储存；冷却至常温，罐装。
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