CN107285950B - 一种液体有机水溶肥及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种液体有机水溶肥，包含有机质、大量元素与微量元素，有机质（木糖）≥400g/L；所述有机质来源于木糖母液，所述木糖母液中有机质≥700 g/L。本发明的液体有机水溶肥以木糖母液为原料，添加多种微量元素，可为作物提供全面营养，提高作物对肥料利用率；将木糖母液的应用由传统的食品领域应用到农业领域的新型肥料上，所生产的液体有机水溶肥具有有机质含量高、溶解性好、养分全面、极易被植物吸收的优点。

Description

一种液体有机水溶肥及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种含木糖母液的液体有机水溶肥及其制备方法，属于植物营养领域。

背景技术

国内长期大量过量施用化肥，引起肥料利用率低，养分不均衡，盲目施肥，造成土壤板结，土壤微生物群落失、环境污染、营养富集化等一系列环境问题。近年国家引导肥料产品优化升级，大力推广高效新型肥料，其中新型肥料中就包含有机肥料。而其中的有机液体肥料因水溶性好、使用简单、养分全面、肥效快，受到广泛认可。然而，目前常用的有机液体肥料的原料一般为废水水解或发酵或活化而制成的，如毛发水解得到的氨基酸，畜禽粪便、生活垃圾经过发酵后的沼液，褐煤、风化煤等经过碱化后产生的腐植酸，在制造蔗糖过程中的糖蜜液，这些原料有机质含量低、原料质量不稳定、施用后农作物利用率低。而且在生产中，由于粒子大小不均匀易分层；黏度增加与流动性变差；由于残留某些微生物发生胀气。

木糖母液是木糖结晶后留下的颜色深的粘稠液体，主要成份为木糖、***糖、葡萄糖和半乳糖等糖。木糖母液不同生产厂家以及不同批号的含总糖量不同，一般总糖在60-75％之间。木糖占总糖的50-70％之间。木糖母液由于里面的杂糖含量高，导致其中的木糖的溶解度大而无法采用传统的方法结晶出来。如果采用色谱分离的方法则可以将里面不同的糖分离出来，但由于里面的糖(木糖，***糖等)都是低价值的糖，采用色谱分离的技术由于成本太高而无法推广。目前对于木糖母液的利用主要是发酵生产醇类及酵母、生产焦糖色素、作为原料合成生产其他糖苷、醇类等。然而相对于木糖母液庞大的产量，大多数利用途径存在生产过程繁琐、成本较高，利用量少等问题。因此，寻找大量有效利用木糖母液的途径有着现实意义。木糖母液中的有机质、养分均为可溶性原料，而且其中糖分为单糖。相比于以蔗糖为主的常规糖蜜液，木糖母液是以五碳糖为主的单糖组成，无其他有害杂质，可被植物根系和叶片快速吸收，是一种良好的配制液体有机水溶肥的原料。

发明内容

为解决目前木糖母液处理量少、处理成本高，液体有机水溶肥易分层、流动性差、易胀气、作物利用低的问题，本发明提供了一种营养均衡、溶解性能好的含木糖母液的液体有机水溶肥。

本发明的另一目的是提供一种含木糖母液的液体有机水溶肥的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

一种液体有机水溶肥，包含有机质、大量元素与微量元素，其中有机质来源于木糖母液，所述木糖母液中有机质≥700g/L。

上述液体有机水溶肥中，木糖≥400g/L，N≥25g/L，P≥23g/L(以P₂O₅计)，K≥17g/L(以K₂O计)，Zn≥2.6g/L，Mn≥1.7g/L，Fe≥4.0g/L，Cu≥2.4g/L，B≥1.7g/L，Mo≥4.9g/L。

所述液体有机水溶肥密度为1.2g/mL-2.0g/mL，优选为1.1-1.5g/mL。

所述液体有机水溶肥，包括以下重量份数的组分：木糖母液70-75份，尿素5-10份，磷酸二氢钾(KH₂PO₄)5-7份，硫酸锰(MnSO₄·H₂O)2-4份，硫酸亚铁(FeSO₄·7H₂O)2-4份，硫酸铜(CuSO₄·5H₂O)1-1.5份，硼酸(H₃BO₃)1-2份，钼酸铵((NH₄)₆Mo₇O₂₄·4H₂O)1-1.5份，硫酸锌(ZnSO₄·7H₂O)1-2份。

所述液体有机水溶肥，还含有金属螯合剂2-8重量份；所述金属螯合剂选自乙二胺四乙酸二钠、植酸、二乙烯三胺五羧酸盐、葡萄糖酸钠和羟基乙基乙二胺三乙酸中的一种或几种的组合。

所述液体有机水溶肥，还含有功能性外加剂0.1-0.6重量份；所述功能性外加剂选自聚谷氨酸、聚天冬氨酸、甲壳素和海藻酸钠中的一种或几种的组合。

上述液体有机水溶肥在蔬菜水果上的应用，施用方法为叶面喷施或随水冲施。

一种上述液体有机水溶肥的制备方法，包括以下步骤：

(1)将木糖母液在反应釜中40℃-50℃加热并搅拌；

(2)将硫酸锰，硫酸亚铁，硫酸铜，硼酸，钼酸铵，硫酸锌加入步骤(1)的反应釜中，30℃-50℃保温搅拌；

(3)将尿素，磷酸二氢钾加入步骤(2)的反应釜中，30℃-50℃保温搅拌至全部溶解；

(4)将反应釜降至常温，取溶液检测指标合格后，过滤出料，即为含木糖母液的液体有机水溶肥。

所述制备方法，步骤(1)中加入反应釜的物料还包括金属螯合剂或/和功能性外加剂。

本发明中木糖母液主要含有木糖，相比其他糖类，木糖作为农作物营养在水果、蔬菜病害防治中的安全性高，可调节土壤微生物有益菌群，促进植物的生长速度和抗病能力能提高化肥的利用率，木糖促进对作物植株的生物量、根重有明显的增加效果；木糖有促进植物对土壤中N、K等养分的吸收增加，同时提高土壤微生物的活性，表现为土壤微生物碳氮比的增加。本发明中木糖母液不但能够提供有机质，其中的无机元素还能够提供多种微量元素，减少了液体有机水溶肥配方中微量元素的加入量；配方中的金属螯合剂可以与液体有机水溶肥中多种金属离子配位，对金属离子有缓释作用，既可防止短时间内浓度过高造成的金属离子毒害，又可以为作物提供中长期营养，而且能够防止货架期内产品分层或沉淀；配方中的功能性外加剂，具有保水作用，可以提高作物抗逆性，促进植物对肥料的吸收利用，增强农产品品质，同时可以平衡土壤pH值，吸附土壤中的重金属、增强液体有机水溶肥在叶面的附着。

本发明具有以下优点：

本发明的液体有机水溶肥以木糖母液为原料，添加多种微量元素，可为作物提供全面营养，提高作物对肥料利用率；将木糖母液的应用由传统的食品领域应用到农业领域的新型肥料上，所生产的液体有机水溶肥具有有机质含量高、溶解性好、养分全面、极易被植物吸收、抗重茬的优点。本发明的液体有机水溶肥的制备方法，各组分按照溶解的难易程度和水溶液粘稠程度分步加入，制得的液体有机水溶肥不易析出、不易分层。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明，但本发明不受下述实施例的限制。

实施例1含木糖母液液体有机水溶肥的制备

按照下列重量份数配制：

木糖母液70份，乙二胺四乙酸二钠6份，聚谷氨酸0.3份，硫酸锰4份，硫酸亚铁3份，硫酸铜1份，硼酸2份，钼酸铵1份，硫酸锌1.5份，尿素10份，磷酸二氢钾5份。

配制方法如下：

(1)将木糖母液，乙二胺四乙酸二钠，聚谷氨酸加入反应釜中加热至50℃，搅拌至全部溶解；

(2)将硫酸锰，硫酸亚铁，硫酸铜，硼酸，钼酸铵，硫酸锌加入步骤(1)的反应釜中，继续40℃保温搅拌；

(3)将尿素，磷酸二氢钾加入步骤(2)的反应釜中，继续30℃保温搅拌至全部溶解；

(4)将反应釜降至常温，取溶液检测指标合格后，过滤出料，即为含木糖母液的液体有机水溶肥样品S1，成分含量如表1所示。

实施例2含木糖母液液体有机水溶肥的制备

按照下列重量份数配制：

木糖母液71份，植酸6份，聚天冬氨酸0.2份，硫酸锰2份，硫酸亚铁4份，硫酸铜1.5份，硼酸1份，钼酸铵1.5份，硫酸锌2份，尿素8份，磷酸二氢钾5.5份。

配制方法如实施例1，不同在于步骤(1)的温度为40℃，步骤(2)的温度为40℃，步骤(3)的温度为40℃，得样品S2，成分含量如表1所示。

实施例3含木糖母液液体有机水溶肥的制备

按照下列重量份数配制：

木糖母液72份，二乙烯三胺五羧酸盐4份，海藻酸钠0.2份，硫酸锰4份，硫酸亚铁2份，硫酸铜1.5份，硼酸2份，钼酸铵1份，硫酸锌1份，尿素7份，磷酸二氢钾6份。

配制方法如实施例1，不同在于步骤(1)的温度为50℃，步骤(2)的温度为30℃，步骤(3)的温度为30℃，得样品S3，成分含量如表1所示。

实施例4含木糖母液液体有机水溶肥的制备

按照下列重量份数配制：

木糖母液75份，葡萄糖酸钠4份，甲壳素0.3份，硫酸锰2.5份，硫酸亚铁3份，硫酸铜1.5份，硼酸1份，钼酸铵1.5份，硫酸锌1.5份，尿素6份，磷酸二氢钾6.5份。

配制方法如实施例1，不同在于步骤(1)的温度为50℃，步骤(2)的温度为50℃，步骤(3)的温度为40℃，得样品S4，成分含量如表1所示。

实施例5含木糖母液液体有机水溶肥的制备

按照下列重量份数配制：

木糖母液73份，羟基乙基乙二胺三乙酸5份，聚谷氨酸0.2份，硫酸锰3份，硫酸亚铁4份，硫酸铜1份，硼酸2份，钼酸铵1份，硫酸锌2份，尿素5份，磷酸二氢钾7份。

配制方法如实施例1，不同在于步骤(1)的温度为40℃，步骤(2)的温度为40℃，步骤(3)的温度为50℃，得样品S5，成分含量如表1所示。

对比例1含糖蜜液液体有机水溶肥的制备

按照下列重量份数配制：

糖蜜液(市购甘蔗糖蜜液，有机质424g/L，N为10.63g/L，P以P₂O₅计为4.79g/L，K以K₂O计为26.57g/L)70份，乙二胺四乙酸二钠6份，聚谷氨酸0.3份，硫酸锰4份，硫酸亚铁3份，硫酸铜1份，硼酸2份，钼酸铵1份，硫酸锌1.5份，尿素10份，磷酸二氢钾5份。

配制方法如下：

配制方法如实施例1，不同在于步骤(1)的木糖母液以同等质量份数的糖蜜液代替，得样品C1。

实施例6含木糖母液液体有机水溶肥的产品质量检测

参照《GB/T23532-2009木糖》的要求对各实施例液体有机水溶肥中有机质(木糖)含量进行测定；参照《NY/T 1976-2010水溶肥料有机质含量的测定》对对比例中液体有机水溶肥中有机质含量进行测定；参照《NY/T 1977-2010水溶肥料总氮、磷、钾含量的测定》的要求对各液体有机水溶肥中总N、P、K含量；参照《NY/T 1974-2010水溶肥料铜、铁、锰、锌、硼、钼含量的测定》的要求对各液体有机水溶肥中微量元素含量进行测定；参照《NY/T 197-2010液体肥料密度的测定》的要求对各液体有机水溶肥的密度进行测定。各实施例液体有机水溶肥指标结果如表1所述。由表中数据可知，各样品的有机质(木糖)≥400g/L，N≥25g/L，P₂O₅≥23g/L，K₂O≥17g/L，Zn≥2.6g/L，Mn≥1.7g/L，Fe≥4.0g/L，Cu≥2.4g/L，B≥1.7g/L，Mo≥4.9g/L，均为合格产品。

表1液体有机水溶肥的质量检测

实施例7含木糖母液液体有机水溶肥的田间肥效

7.1黄瓜肥效试验

试验采用样品S1与对照水溶肥(总养分≥50％，N-P₂O₅-K₂O含量20-20-20，Zn+B+Fe≥0.2％)叶面肥作为对照)，选用大棚春黄瓜，品种为鲁黄瓜2号，试验地点位于山东省章丘区刁镇旧军村，施用方式为叶面喷施，肥料用量为50g/亩，亩用水量为50kg。

试验分为3个处理组，每处理3次重复，每个重复25m²：S1样品组、对照液体有机水溶肥组、喷施等量的清水的为空白对照组。从定植开始每7天喷施一次，在初花期前统计其长势，初花期后3个处理组均施用N-P₂O₅-K₂O：16-16-16，总含量≥50％的肥料100千克/亩，并对初花期和收获期相关数据进行统计，具体结果如表2所示。试验期间，各处理对黄瓜植株安全，无烧叶、蜷曲等现象。

表2样品S1对黄瓜肥效试验结果

由以上表格可知，本发明液体有机肥在初花期前对黄瓜长势有明显的促进作用，相对同类其他液体肥组及对照组，可提高黄瓜产量14.57％和17.40％。

7.2对番茄品质影响试验

试验采用样品S1、S2与对照水溶肥(总养分≥50％，N-P₂O₅-K₂O含量20-20-20，Zn+B+Fe≥0.2％)，选用大棚番茄，品种为亨利番茄，试验地点位于山东省肥城市罗窑村，施用方式为冲施，肥料用量为5kg/亩。

试验设置3个处理，每个处理3次重复，每重复面积为25m²。各处理其它田间管理如中耕、抹杈、病虫防治等均一致。具体处理如下：

(1)S1组：在番茄始花期、幼果期、果实膨大期，分别随浇水冲施1次，每次5kg/亩，共3次。

(2)S2组：处理如处理(1)。

(3)对照液体有机水溶肥：在处理(1)同一时期追施与等施量液体有机水溶肥，

施肥方式相同。

(4)空白对照：与处理(1)在同一时期浇水，不施肥。

表3施用样品S1、S2对番茄品质与产量的影响

由以上表格可知：相比同类其他液体肥和对照，使用本发明的含木糖母液的液体有机水溶肥，供试番茄品质大幅提高，增产明显，具有显著的增产增收效益。

7.3对韭菜品质影响试验

试验采用样品S1、C1与对照液体有机水溶肥(总养分≥20％，有机质≥20％，Zn+B+Fe+Mn≥3％，以糖蜜液为原料的液体有机水溶肥)，选用春韭菜，品种为791韭菜，试验地点位于山东省章丘旧军村，试验地块连年种植韭菜，施用方式为冲施，肥料用量为5kg/亩。

试验设置3个处理，每个处理3次重复，每重复面积为16m²。在韭菜割完毕后开始冲施肥料。具体处理如下：

(1)S1组：共3次，每次5kg/亩。

(2)C1组：处理如处理(1)。

(3)对照液体有机水溶肥：在处理(1)同一时期追施推荐量的液体有机水溶肥，施肥方式相同。

(4)空白对照：与处理(1)在同一时期浇水，不施肥。

表4不同液体有机水溶肥对重茬种植韭菜产量的影响

处理	长度/cm	单棵质量/g	首茬亩产量/kg	三茬总亩产/kg	平均每茬亩产量/kg
						S1	40.50	3.06	1636.34	4929.01	1643.00
C1	39.77	2.85	1452.62	4291.21	1430.40
						对照液体有机水溶肥	39.23	2.73	1394.21	4153.59	1384.53
空白对照	38.50	2.51	1280.64	3687.88	1229.29

以上数据显示，首茬种植时，各处理组的韭菜长度差异较小，但单棵质量差异显著；三次重茬种植韭菜后，亩产量差异显著，本发明的S1组亩均产量与首茬种植亩产量差别较小，其他液体水溶肥及空白对照差别较大。表明本发明的液体有机水溶肥可提高重茬种植的韭菜产量。

7.3对葡萄肥效影响试验

试验采用样品S1、C1与对照液体有机水溶肥(总养分≥20％，有机质≥20％，Zn+B+Fe+Mn≥3％，以糖蜜液为原料的液体有机水溶肥)，选用5年生巨峰葡萄，试验地点位于山东省章丘高官村，施用方式为冲施，肥料用量为5kg/亩/次。

本试验共设3个处理，每个处理重复3次，试验地每个小区面积为30平米，试验地总面积666.7平米。所有处理间葡萄开墩及基施肥料为有机肥200公斤/亩，16-16-16复合肥50公斤/亩，时间4月6日，平均亩株数122株。5月19日、7月26日进行中耕，4月8日、6月7日、6月31日、8月4日进行浇水，共浇4次水，夏季修剪3次，既4月30日、5月22日、7月29日。具体处理如下：

(1)S1组：3次，每次5kg/亩。

(2)C1组：处理如处理(1)。

(3)对照液体有机水溶肥：在处理(1)同一时期追施推荐量的液体有机水溶肥，施肥方式相同。

表5不同液体有机水溶肥对葡萄品质与产量的影响

处理	单粒重(g)	单穗重(kg)	株/亩	株产(kg)	糖度(％)	亩产量(kg)
							S1	6.92	0.476	122	21.3	14.6	2598.6
C1	6.56	0.512	122	19.4	13.1	2366.8
							对照液体有机水溶肥	6.22	0.544	122	18.7	12.4	2281.4

由上表数据可知，在葡萄上施用本发明液体有机水溶肥的对葡萄品质与产量增加明显：从糖度数据，施用本发明液体有机水溶肥的糖度均高于其他处理；从产量数据，施用本发明液体有机水溶肥S1的处理组平均亩产比C1组与对照肥分别增加了231.8kg和317.2kg，增产率分别为9.8％和13.9％。以上数据说明，本发明的含木糖母液的液体有机水溶肥对葡萄的增产及品质提升均优于市场常规产品及以糖蜜液为原料的液体有机肥。本发明中所含木糖对葡萄品质与产量的提升优于蔗糖。

Claims (10)

1.一种液体有机水溶肥，包含有机质、大量元素与微量元素，其特征在于，所述有机质来源于木糖母液，所述木糖母液中有机质≥700 g/L；所述液体有机水溶肥中，木糖≥400g/L。

2.根据权利要求1所述的液体有机水溶肥，其特征在于，所述液体有机水溶肥中，N≥25g/L，P（以P₂O₅计）≥23g/L，K（以K₂O计）≥17g/L，Zn≥2.6g/L，Mn≥1.7g/L，Fe≥4.0g/L，Cu≥2.4g/L，B≥1.7g/L，Mo≥4.9g/L；所述液体有机水溶肥密度为1.2g/mL-2.0g/mL。

3.根据权利要求1或2所述的液体有机水溶肥，其特征在于，包括以下重量份数的组分：木糖母液70-75份，尿素5-10份，磷酸二氢钾5-7份，硫酸锰2-4份，硫酸亚铁2-4份，硫酸铜1-1.5份，硼酸1-2份，钼酸铵1-1.5份，硫酸锌1-2份。

4.根据权利要求3所述的液体有机水溶肥，其特征在于，还含有金属螯合剂2-8重量份。

5.根据权利要求4所述的液体有机水溶肥，其特征在于，所述金属螯合剂选自乙二胺四乙酸二钠、植酸、二乙烯三胺五羧酸盐、葡萄糖酸钠和羟基乙基乙二胺三乙酸中的一种或几种的组合。

6.根据权利要求3所述的液体有机水溶肥，其特征在于，还含有功能性外加剂0.1-0.6重量份。

7.根据权利要求6所述的液体有机水溶肥，其特征在于，所述功能性外加剂选自聚谷氨酸、聚天冬氨酸、甲壳素和海藻酸钠中的一种或几种的组合。

8.一种如权利要求1-7任一所述的液体有机水溶肥在蔬菜水果上的应用，其特征在于，施用方法为叶面喷施或随水冲施。

9.一种如权利要求3所述的液体有机水溶肥的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将木糖母液在反应釜中40℃-50℃加热并搅拌；

（2）将硫酸锰，硫酸亚铁，硫酸铜，硼酸，钼酸铵，硫酸锌加入步骤（1）的反应釜中，30℃-50℃保温搅拌；

（3）将尿素，磷酸二氢钾加入步骤（2）的反应釜中，30℃-50℃保温搅拌至全部溶解；

（4）将反应釜降至常温，取溶液检测指标合格后，过滤出料，即为含木糖母液的液体有机水溶肥。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中加入反应釜的物料还包括金属螯合剂或/和功能性外加剂。