CN103553731B - 一种有机复合叶面肥及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种有机复合叶面肥及其制备方法。从餐厨废弃物中经硫酸水解法制备出复合氨基酸，从废弃烟叶中经盐酸浸提法制备出烟碱浸提物，将两者进行不同比例的配伍，得出有机复合叶面肥配方为：复合氨基酸与烟碱浸提物的质量配比为：1：0.5~1：1.5。本发明提供的有机复合叶面肥，有利于促进小白菜种子发芽，提高发芽率和发芽指数；可以明显地促进芥菜的生长，提高芥菜产量和品质；对于空心菜的生长具有良好的促进作用；可增强苦瓜抗性，减轻病虫为害；是绿色食品生产的理想叶面肥料。

Description

一种有机复合叶面肥及其制备方法

技术领域

本发明属于有机肥料领域，具体涉及一种有机复合叶面肥及其制备方法。

背景技术

餐厨废弃物，是指人类饮食过程中产生的废弃品。餐厨废弃物主要由餐后残余废弃物和食品加工废弃物两部分组成。餐后残余废弃物是指人类用餐之后遗弃的残余，包含大量不能再次加工食用的油脂与油水参杂物；食品加工废弃物是指食品加工过程前后产生的废弃物料。在我国，餐厨废弃物是城市垃圾中的主要成分。餐厨废弃物含水率比较高，容易腐烂并散发浓重的臭味，严重影响社会环境卫生。但是餐厨废弃物从化学成分上分析，含有大量的有机物质，并且含有丰富的微量元素，具有营养元素多样、再回收加工价值高的优势。据相关研究分析，餐厨有机垃圾中85.3%为水分；餐厨废弃物干燥后约有1/4为粗脂肪 ，总能水平达 20 MJ/kg，粗蛋白约占1/4，是玉米的二倍。由此可见，餐厨废弃物具有良好的回收再利用意义。目前全球范围内针对餐厨废弃物回收再利用技术方式和手段各有特色，其中包括填埋法、焚烧处理、厌氧发酵制生物气、饲料化、机器处置法、生物处理制肥料。生物处理是指在一定人为可操作条件下，利用相关的微生物菌群，将餐厨废弃物残渣烘干粉碎，使用某些特定的处置方式形成有机肥。由生物处理方式制备的有机肥料具有能提供多种营养物质，施用便捷等优点，是当下农民接受度较高的肥料。因此寻求适合的方式将餐厨废弃物中的可再生资源充分利用，既可保护人类生态环境，节约社会资源，又可充分利用餐厨废弃物的价值，创造一定的经济效益。

我国是烟草种植大国， 每年烟叶产量250万吨左右， 但是有大约1/4的下脚料被丢弃，严重污染环境。烟草中包含很多不同化学成分，目前已经测定出包括烟碱、蛋白质等大约300种物质。而蛋白质和烟碱是可以再利用的主要物质。因此现如今对烟叶废弃物的再利用主要方式为蛋白质和烟碱的浸提分离，其他的再利用方式和技术还是比较薄弱，所以重视废弃烟叶资源的再利用的研究，不但可以将烟草废弃物变废为宝，还可为增加经济效益，保护环境，具有重要的现实意义。

发明内容

本发明的目的在于针对餐厨废弃物、烟叶废弃物的再利用现状，提供一种有机复合叶面肥及其制备方法。本发明通过从废弃烟叶中提取烟碱等物质，从餐厨废弃物中制备复合氨基酸，按不同比例进行配伍，制成有机复合叶面肥。从环境保护和经济效益出发，具有双重意义。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种有机复合叶面肥，组成为复合氨基酸与烟碱浸提物的质量配比为：1：0.5~1：1.5；所述的复合氨基酸为经硫酸水解法从餐厨废弃物中制得；所述的烟碱浸提物为经盐酸浸提法从废弃烟叶中制得。

复合氨基酸与烟碱浸提物的质量配比为：1：1。

所述的一种有机复合叶面肥的制备方法，包括以下步骤：

（1）复合氨基酸的制备：称取100g经过烘干、粉碎的餐厨废弃物样，添加质量分数为20%~45%的硫酸溶液350 mL ~550 mL，加少量沸石，搅拌，在85℃~100℃水解8~12h。水解结束后，冷却至室温。水解液用质量分数为30%的Ca(OH)₂溶液中和至pH值为7，过滤，去除硫酸钙和未被水解的杂质，所得滤液即为复合氨基酸液，经蒸发浓缩后置45~50℃的恒温箱中干燥3~5 h，得复合氨基酸产物。

（2）烟碱浸提物的制备：称取废弃烟叶20g移入250ml的容量瓶中，加入质量浓度为0.03~0.05g/ml的盐酸溶液150~200 ml，充分摇匀震荡10min后，放入70~85 ℃的恒温水浴中，浸提0.5~1.5h。浸提结束后，用质量浓度为0.04g/ml的氢氧化钠溶液调节溶液pH值为7，过滤，滤液经蒸发浓缩后置45~50℃的恒温箱中干燥3~5 h，得烟碱浸提物。

（3）复合氨基酸与烟碱浸提物配伍：将复合氨基酸和烟碱浸提物进行不同比例的配伍，根据不同配伍叶面肥溶液对蔬菜种子发芽率和发芽指数的影响，筛选出有机复合叶面肥配方。

本发明的有益效果在于：本发明提供的有机复合叶面肥，有利于促进小白菜种子发芽，提高发芽率和发芽指数；可以明显地促进芥菜的生长，提高芥菜产量和品质。本发明从餐厨废弃物和废弃烟叶中提取制备出的有机复合叶面肥，是绿色食品生产的理想叶面肥料。从环境保护和经济效益出发，具有双重意义。

附图说明

图1为实施例1中有机复合叶面肥对小白菜发芽的影响；图中实心正方形表示发芽指数，空心三角形表示发芽率。

图2为实施例2中喷施不同浓度有机复合叶面肥对芥菜株高的影响。

图3为实施例2中喷施不同浓度有机复合叶面肥对芥菜叶片数的影响。

具体实施方式

本发明用下列实施例来进一步说明本发明，但本发明的保护范围并不限于下列实施例。

实施例1

1. 复合氨基酸的制备

称取100g经过烘干、粉碎的餐厨废弃物样，添加质量分数为20%的硫酸溶液550 mL，加2-3g沸石，搅拌，在85℃水解12h。水解结束后，冷却至室温。水解液用质量分数为30%的Ca(OH)₂溶液中和至pH值为7，过滤，去除硫酸钙和未被水解的杂质，所得滤液即为复合氨基酸液，经蒸发浓缩后置45℃的恒温箱中干燥5 h，得复合氨基酸产物。

2. 烟碱浸提物的制备

称取废弃烟叶20g移入250ml的容量瓶中，加入质量浓度为0.03g/ml的盐酸溶液200 ml，充分摇匀震荡10min后，放入70℃的恒温水浴中，浸提1.5h。浸提结束后，用质量浓度为0.04g/ml的氢氧化钠溶液调节溶液pH值为7，过滤，滤液经蒸发浓缩后置45℃的恒温箱中干燥5 h，得烟碱浸提物。

3.有机叶面肥配方的筛选

对餐厨废弃物制备的复合氨基酸和废弃烟叶制备的烟碱浸提物，进行不同比例的配伍，根据不同配伍叶面肥溶液对蔬菜种子发芽率和发芽指数的影响，筛选出复合有机叶面肥配方。

以小白菜（矮脚黑叶）种子为试验对象，将从餐厨废弃物提取的复合氨基酸和从废弃烟叶提取的烟碱浸提物按不同比例配伍，观察小白菜种子的发芽率。结果表明，当复合氨基酸和烟碱浸提物按1：1.5、1：1和1：0.5配伍，小白菜种子发芽率结果分别为85.30%、92.50%和89.60%；而按其他比例配伍，小白菜种子发芽率均低于80%。因此，确定有机复合叶面肥中复合氨基酸和烟碱浸提物的质量配比1：0.5~1：1.5，其中，较佳的质量配比为1：1。

4.有机复合叶面肥用于浸泡小白菜种子

以小白菜（矮脚黑叶）种子为试验对象，对照组（CK）为清水浸泡、试验组分别为配方为复合氨基酸和烟碱浸提物的质量配比为1:1的有机复合叶面肥稀释100倍、300倍、500倍、700倍、900倍的稀释液浸泡。试验重复3次。

实验步骤：

（1）先用1%浓度的NaClO溶液将试验所用种子、滤纸及培养皿进行杀菌处理；

（2）分别用不同浓度的有机复合叶面肥稀释液对种子进行浸种处理，对照组用清水处理，浸种10小时，各取20粒处理过的种子平铺在有滤纸的培养皿中，并将培养皿放在25℃恒温培养箱中进行48小时的常规催芽，在培养期间及时补充水分、换气，并记录发芽种子数；

（3）催芽培养后，统计不同浓度溶液中种子的平均发芽率及发芽指数。

主要测定项目及方法

芽长：用普通直尺测量；

发芽数：均在第2天后直接观察；

所有数据采用Excel、SPSS等软件进行处理和统计分析。

实验结果分析：

图1是复合有机叶面肥对小白菜种子发芽率的影响，横坐标为有机复合叶面肥的稀释倍数，纵坐标为发芽率。从图1可以明显看出，浸泡有机复合叶面肥后小白菜种子的发芽率和发芽指数都大于清水对照组，说明有机复合叶面肥能促使小白菜种子在发芽阶段有更好的生长趋势和较强的活力，其中可能与有机复合叶面肥中含有的某种促进种子胚芽生长的营养物质有关。小白菜种子在用复合有机叶面肥稀释500倍浸泡发芽率和发芽指数都最高，发芽率为87%，发芽指数为92.44%，且差异显著。稀释100倍和300倍处理时发芽率和发芽指数虽然比对照组的值高，但是差异不显著，原因可能由于复合有机叶面肥浓度太大，某些营养物质抑制小白菜种子发芽。稀释700倍和900倍处理时发芽率和发芽指数相对较高，也呈显著差异，但是效果次于500倍稀释的处理。所以，利用复合有机叶面肥浸泡小白菜种子后，有利于促进小白菜种子发芽，提高发芽率和发芽指数，用有机复合叶面肥稀释500倍浸泡效果最好。

实施例2

1. 复合氨基酸的制备

称取100g经过烘干、粉碎的餐厨废弃物样，添加质量分数为45%的硫酸溶液350 mL，加2-3g沸石，搅拌，在100℃水解8 h；水解结束后，冷却至室温；水解液用质量分数为30%的Ca(OH)₂溶液中和至pH值为7，过滤，去除硫酸钙和未被水解的杂质，所得滤液即为复合氨基酸液，经蒸发浓缩后置50℃的恒温箱中干燥3 h，得复合氨基酸产物；

2. 烟碱浸提物的制备

称取废弃烟叶20g移入250ml的容量瓶中，加入质量浓度为0.05g/ml的盐酸溶液150 ml，充分摇匀震荡10min后，放入85 ℃的恒温水浴中，浸提0.5h；浸提结束后，用质量浓度为0.04g/ml的氢氧化钠溶液调节溶液pH值为7，过滤，滤液经蒸发浓缩后置50℃的恒温箱中干燥3 h，得烟碱浸提物；

3. 有机叶面肥配方的筛选

对餐厨废弃物制备的复合氨基酸和废弃烟叶制备的烟碱浸提物，进行不同比例的配伍，根据不同配伍叶面肥溶液对蔬菜种子发芽率和发芽指数的影响，筛选出复合有机叶面肥配方。

以小白菜（矮脚黑叶）为试验对象，将从餐厨废弃物提取的复合氨基酸和从废弃烟叶提取的烟碱浸提物按不同比例配伍，观察小白菜种子的发芽率。结果表明，当复合氨基酸和烟碱浸提物按1：1.5、1：1和1：0.5配伍，小白菜种子发芽率结果分别为86.30%、93.00%和88.60%；而按其他比例配伍，小白菜种子发芽率均低于80%。因此，确定有机复合叶面肥中复合氨基酸和烟碱浸提物的质量配比1：0.5~1：1.5，其中，较佳的质量配比为1：1。

4.有机复合叶面肥用于芥菜

本试验以芥菜为试验材料进行盆栽，每盆装风干土壤6Kg，共设10个处理，1个对照组，9个试验组，实验重复3次，选用较佳质量配比1：1的有机复合叶面肥。

表1 试验设计方案

表2 供试土壤的基本理化性状

将土壤过筛处理后，每盆施入0.19g/kg尿素和0.25g/kg磷素二氢钾作基肥，肥料与土壤混匀，装盆，试验盆随机排列。然后种植芥菜幼苗，间隔5天喷施一次，喷施时用喷到叶面至有液滴滴下为止，至采收前10天停止喷肥，其余按常规管理。30天后采收。鲜样105℃下杀青半小时，然后65℃下烘干。

试验测定项目与方法：

试验测定项目：芥菜单株植株产量、Vc含量、硝酸盐含量。

试验测定方法：芥菜Vc含量用2，6-二氯靛酚滴定法；硝酸盐含量用紫外分光光度法。

所有数据均采用Excel、SPSS等软件进行处理和统计分析。

实验结果分析：

（1）喷施不同浓度复合有机叶面肥对芥菜株高的影响

图2横坐标为不同浓度复合有机叶面肥，纵坐标为芥菜株高。由图2可看出，相比较于清水对照处理，不同浓度复合有机叶面肥喷施于芥菜株高性状都有显著提高，其中处理喷500倍2次的株高为32.245cm，株高增高49.98%，为所有处理中最高，说明喷施复合有机叶面肥可以促进芥菜的生长。

（2）喷施不同浓度有机复合叶面肥对芥菜叶片数的影响

图3 横坐标为不同浓度复合有机叶面肥，纵坐标为芥菜叶片数。从图3中可看出，与对照组相比，喷施不同浓度有机复合叶面肥芥菜的叶片并无显著差异，大多为5片叶片左右。而从相同浓度不同处理比较，喷施两次叶面肥的处理平均叶片数都最高，喷施三次复合有机叶面肥的平均叶片数都比喷施二次略少，可能是由于叶面肥喷施量增多，没有继续促进芥菜的叶片生长的效果。因此，说明复合有机叶面肥喷施二次最适。

（3）喷施有机复合叶面肥对芥菜产量的影响

表3   喷施不同浓度复合有机叶面肥对芥菜产量的影响

注：同列数据后附不同小写字母表示差异显著（p<0.05），字母相同表示差异不显著（p>0.05）.

由表3可以明显看出，喷施复合有机叶面肥后，芥菜产量显著提高，说明该肥可促进芥菜生长，提高芥菜产量。与对照组比较，喷施稀释900倍新型复合有机叶面肥后，芥菜产量平均提高3.8%，但差异不显著，而喷施稀释500倍和稀释700倍的叶面肥产量平均分别提高20.66%和12.09%，差异显著。芥菜喷施不同浓度新型复合有机叶面肥中，稀释500倍叶面肥对于芥菜的产量提高最为显著，而在稀释500倍三个不同处理中。喷施两次的产量最大，产量为39.52g，产量增加量为29.74%，原因可能是新型复合有机叶面肥含有促进芥菜生长的物质，在一定的浓度对于芥菜的生长具有良好的促进作用，而喷施三次之后，喷施叶面肥的量增多，对于芥菜的生长并无明显促进效果。

（4）喷施复合有机叶面肥对芥菜Vc、硝酸盐的影响

表4  喷施复合有机叶面肥对芥菜Vc、硝酸盐的影响

注：同列数据后附不同小写字母表示差异显著（p<0.05），字母相同表示差异不显著（p>0.05）.

表4是盆栽试验喷施不同浓度有机复合叶面肥对芥菜Vc含量和硝酸盐含量的影响。蔬菜中的维生素含量是衡量蔬菜营养品质的一个关键指标，因为蔬菜是人类摄取维生素的重要来源。对于Vc含量，从表4可看出，和对照组比较，喷施复合有机叶面肥后芥菜的Vc含量均有所增加，稀释900倍的处理增加4.14%，差异不显著，原因可能是叶面肥浓度太低，对芥菜所需营养提供不足。稀释500倍和700倍增加32.26%和21.44%，差异显著，且两组比较，稀释500倍的效果明显优于稀释700倍。因此复合有机叶面肥在提高芥菜Vc含量效果明显。

对于硝酸盐含量，与对照组比较，喷施复合有机叶面肥后芥菜的硝酸盐含量都有所减少，且差异显著。.一般蔬菜硝酸盐积累随氮肥用量增加而增加，但从表4可看出，芥菜喷施复合有机叶面肥后，硝酸盐含量减少，可能由于复合有机叶面肥中含有能够被芥菜直接吸收利用的游离氨基酸态等简单有机氮，吸收后立即参与代谢作用，促进植物生长发育，从而使其吸收土壤中硝态氮量减少，从而使硝酸盐在其体内积累量降低。其中硝酸盐含量降低最显著的是喷施复合有机叶面肥稀释500倍2次处理，硝酸盐含量为720.67mg/kg，降低23.74%，这可能是由于Vc含量与硝酸盐含量有一定的关系，高含量的Vc能与亚硝酸迅速反应，生成一氧化氮，本身被氧化成脱氢抗坏血酸，从而降低蔬菜中硝酸盐含量。因此复合有机叶面肥在改善芥菜硝酸盐方面具有较好的效果，也符合对绿色农产品的要求。

实施例3

1. 复合氨基酸的制备

称取100g经过烘干、粉碎的餐厨废弃物样，添加质量分数为30%的硫酸溶液450 mL，加2-3g沸石，搅拌，在90℃水解10h；水解结束后，冷却至室温；水解液用质量分数为30%的Ca(OH)₂溶液中和至pH值为7，过滤，去除硫酸钙和未被水解的杂质，所得滤液即为复合氨基酸液，经蒸发浓缩后置48℃的恒温箱中干燥4 h，得复合氨基酸产物；

2. 烟碱浸提物的制备

称取废弃烟叶20g移入250ml的容量瓶中，加入质量浓度为0.04g/ml的盐酸溶液180 ml，充分摇匀震荡10min后，放入78 ℃的恒温水浴中，浸提1h；浸提结束后，用质量浓度为0.04g/ml的氢氧化钠溶液调节溶液pH值为7，过滤，滤液经蒸发浓缩后置48℃的恒温箱中干燥4h，得烟碱浸提物；

3. 有机叶面肥配方的筛选

对餐厨废弃物制备的复合氨基酸和废弃烟叶制备的烟碱浸提物，进行不同比例的配伍，根据不同配伍叶面肥溶液对蔬菜种子发芽率和发芽指数的影响，筛选出复合有机叶面肥配方。

以小白菜（矮脚黑叶）为试验对象，将从餐厨废弃物提取的复合氨基酸和从废弃烟叶提取的烟碱浸提物按不同比例配伍，观察小白菜种子的发芽率。结果表明，当复合氨基酸和烟碱浸提物按1：1.5、1：1和1：0.5配伍，小白菜种子发芽率结果分别为83.30%、93.70%和88.90%；而按其他比例配伍，小白菜种子发芽率均低于80%。因此，确定有机复合叶面肥中复合氨基酸和烟碱浸提物的质量配比1：0.5~1：1.5，其中，较佳的质量配比为1：1。

4.有机复合叶面肥用于空心菜

由实施例1和2的实验结果，选取稀释700倍和500倍的有机复合叶面肥，在田间试验中对空心菜喷施2次。并由此观察新型复合有机叶面肥在田间喷施的效果。

   表5  不同处理的空心菜生物学性状

根据田间观察记载，喷施新型复合有机叶面肥处理后相较于对照组，从株高、茎粗、叶宽、叶色、生长势及生物量这些指标均高于对照组，由此可以推测新型复合有机叶面肥对于空心菜的生长具有良好的促进作用。其中喷施500倍新型复合有机叶面肥2次株高增加30.51%，茎粗增加37.5%，生物量增加20.41%，而喷施700倍新型复合有机叶面肥2次株高增加40%，茎粗增加47.92%，生物量增加30.61%。综合各因素，喷施500倍新型复合有机叶面肥的效果更优于700倍。

表6 不同处理空心菜产量情况

注：同列数据后附不同小写字母表示差异显著（p<0.05），不同大写字母表示差异极显著（p<0.01）.

表6是不同施肥处理对空心菜产量及产值的影响，从表中可以看出，喷施新型复合有机叶面肥之后，空心菜的产量及产值增大显著，其中喷施700倍复合有机叶面肥产量增加量比对照组提高了13.97%，而500倍则提高了27.57%。表明喷施新型复合有机叶面肥对于空心菜田间种植具有增产的特殊效果，其中喷施500倍2次效果最好。从产值来看，产量增高，产值自然随之提高，因此，喷施新型复合有机叶面肥具有较好的经济效益。

5. 有机复合叶面肥用于苦瓜

（1）对苦瓜产量的影响

根据田间试验观察记载，喷施500倍液2次处理的苦瓜比对照处理的长势较旺，叶色较浓绿，初花期和初结瓜期分别早1天、3天，且结瓜期延长3天、5天。

喷施500倍液2次处理的果较大且粗直，皮色较翠绿有光泽，外观较美观，肉较厚，质较脆，味较甘苦，品质优，平均长24cm，肩宽6cm，单果重335g；比对照处理的分别增加3cm、0.5cm、73g；比 喷施700倍液2次处理的平均分别增加2.5cm、0.4cm、45g。

试验测产结果经方差分析见表7。按当时当地苦瓜市价2元/kg计。

表7   不同处理对苦瓜产量和产值的影响

注：同列数据后附不同小写字母表示差异显著（p<0.05），不同大写字母表示差异极显著（p<0.01）.

由表7对苦瓜产量和产值的影响可以看出，与对照组比较，喷施新型复合有机叶面肥后，苦瓜的产量和产值均有所提高。其中产量增加量，喷施700倍2次为8.97%，喷施500倍2次为11.45%，产量增大，产值也会提高，因此，喷施新型复合有机叶面肥对于苦瓜的产量提高具有较好的效果并具有一定的经济效益。

（2）对苦瓜病虫害的影响

于2013年9月15日、20日、30日分别调查霜霉病、根结线虫病和枯萎病的发病情况。各处理在每一畦中连续调查100株枯萎病和根结线虫病发病情况，在相同的病虫害防治等田间管理条件下，苦瓜喷施500倍液2次处理的枯萎病株发病率2.7%，比对照处理的枯萎病株发病率4.5%，减轻1.8个百分点；苦瓜喷施500倍液2次处理的霜霉病病叶率4.9%，比对照处理的霜霉病病叶率7.6%，减轻2.7个百分点。喷施500倍液2次处理的根结线虫病发病轻病株症状不明显，植物枯死的仅0.2%；而对照根结线虫病情较重，发病植株结瓜不良，提前植物枯死高达4%。喷施700倍液2次处理的根结线虫病发病植物枯死为4.1%，与对照相近。因此，可以认为喷施500倍液2次可能够增强苦瓜抗性，抑制根结线虫病的发生，减轻病虫害为害。

Claims (2)

1.一种有机复合叶面肥的制备方法，其特征在于：步骤如下：

（1）复合氨基酸的制备：称取100g经过烘干、粉碎的餐厨废弃物样，添加质量分数为20%~45%的硫酸溶液350 mL ~550 mL，加2-3g沸石，搅拌，在85℃~100℃水解8~12h；水解结束后，冷却至室温；水解液用质量分数为30%的Ca(OH)₂溶液中和至pH值为7，过滤，去除硫酸钙和未被水解的杂质，所得滤液即为复合氨基酸液，经蒸发浓缩后置45~50℃的恒温箱中干燥3~5 h，得复合氨基酸产物；

（2）烟碱浸提物的制备：称取废弃烟叶20g移入250ml的容量瓶中，加入质量浓度为0.03~0.05g/ml的盐酸溶液150~200 ml，充分摇匀震荡10min后，放入70~85 ℃的恒温水浴中，浸提0.5~1.5h；浸提结束后，用质量浓度为0.04g/ml的氢氧化钠溶液调节溶液pH值为7，过滤，滤液经蒸发浓缩后置45~50℃的恒温箱中干燥3~5 h，得烟碱浸提物；

（3）将复合氨基酸与烟碱浸提物按质量比1：0.5~1：1.5混合制得复合叶面肥。

2.根据权利要求1所述的有机复合叶面肥的制备方法，其特征在于：步骤（3）中复合氨基酸与烟碱浸提物的质量配比为：1：1。