CN113880639A

CN113880639A - 腐植酸冲施肥料及其制备方法

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Publication number: CN113880639A
Application number: CN202111247486.5A
Authority: CN
Inventors: 邵长禄; 夏婕; 王丽娟
Original assignee: Zibo Xinnongji Crop Science Co ltd
Current assignee: Zibo Xinnongji Crop Science Co ltd
Priority date: 2021-10-26
Filing date: 2021-10-26
Publication date: 2022-01-04

Abstract

本发明涉及冲施肥料技术领域，具体涉及一种腐植酸冲施肥料及其制备方法。所述的腐植酸冲施肥料，由以下重量份的原料组分制成：木本泥炭100～150份，有机氮源50～70份，腐植酸活化酶5～15份，微生物菌剂5～20份，大量元素400～800份，微量元素5～40份，营养成分100～250份。本发明提供一种腐植酸冲施肥料，腐植酸活性高、易吸收，生产简单快捷、使用方便、对环境友好，成本低，适用于各经济作物。本发明还提供其制备方法。

Description

腐植酸冲施肥料及其制备方法

技术领域

本发明涉及冲施肥料技术领域，具体涉及一种腐植酸冲施肥料及其制备方法。

背景技术

泥炭的类型主要有木本泥炭、草本泥炭和藓类泥炭等，其中从腐植酸含量来看，木本泥炭明显优于草本泥炭。木本泥炭是由木本植物残体形成的泥炭，大多是在富营养化沼泽条件下形成，残体主要是桦、云杉等木本植物，颜色呈棕色和褐色、暗褐色，块状结构。木本泥炭相较于另外两种泥炭，其特点是含碳量高(可达60％～65％)，腐植酸(约为43％～55％)、黄腐酸、水不溶物(木质素、腐黑物)较高，水溶物、半纤维和纤维素含量低，腐植酸和泥炭蜡含量相对高。不同风化煤原料和活化工艺对腐植酸转化率和腐植酸活性差异较大。

目前，腐植酸提取工艺主要包括酸抽提剂法、碱抽提剂法、有机溶剂抽提法和微生物溶解法。腐植酸的微生物溶解法具有清洁转化腐植酸、腐植酸产品生物化学性高、反应条件温和的特点，但同时又具有生产周期长，腐植酸产品率低，且微生物容易发生异变失效的缺点。在溶液中把分子态的腐植酸转变为阴离子状态的腐植酸的过程称作“解离”或“离子化”，一般主要指羧基的解离，分子态的腐植酸难溶于水且活性不高，只有解离成阴离子态的腐植酸而溶于水才能被植物吸收而发挥作用。

市面上常见的腐植酸水溶肥，大多采用加入固体腐植酸原料和功能上的化工肥料复配而成，如此生产的腐植酸水溶肥，腐植酸活性差，生产成本高，产品效果一般。

CN103601597B公开了一种泥炭发酵制备的腐植酸复合肥料的制备方法，首先将泥碳接入混合菌液发酵，然后与草木灰、熟石灰、海藻精螯合反应，最后进行乳化反应，增强了作物对营养的吸收效率，但微生物溶解法制备腐植酸，没有经过强碱液浸提的泥炭原料腐植酸转化率低，造成较大浪费。

CN111499457A公开了一种泥炭腐植酸型功能性微生物肥料的制备方法，首先将泥炭腐植酸、氨基酸、有机物料、氮磷钾肥料、硫酸锰和二氧化硅进行造粒，然后制备复合微生物菌剂，最后将以上混合，制得泥炭腐植酸型功能性微生物肥料，综合提高植物的抗病防病能力，得到速效磷、速效氮，增强植物生长。泥碳采用有机溶剂萃取法，制备步骤复杂，腐殖酸活性低。

CN101024590B公开了一种含腐殖酸的水溶性肥料的制备方法，将含有腐殖酸的原料泥碳，进行氢氧化钾抽提法，制得腐殖酸溶液，然后加入尿素、磷酸二氢钾、硼酸、钼酸铵溶解，最后用络合剂与硫酸亚铁、硫酸铜等反应，然后乳化即得腐殖酸水溶性肥料，利用碱提取法，腐殖酸的活性差，成本高，效果较差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种腐植酸冲施肥料，腐植酸活性高、易吸收，生产简单快捷、使用方便、对环境友好，成本低，适用于各经济作物。本发明还提供其制备方法。

本发明所述的腐植酸冲施肥料，由以下重量份的原料组分制成：

有机氮源为牛肉膏或者酵母膏。

腐植酸活化酶由以下重量份数组分组成：α-淀粉酶1-4份、蛋白酶1-2份、果胶酶1-3份、纤维素酶3-5份、核酸外切酶2-5份。

微生物菌剂为枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、绿色木霉中的一种或多种。

大量元素为尿素、硝酸铵、尿素硝铵、氢氧化钾、磷酸、硫酸铵、亚磷酸钾、硝酸钾、磷酸二氢钾、焦磷酸钾、三聚磷酸钾、甲酸钾、硝酸钾中的一种或多种。

微量元素为五水硝酸铜、七水硝酸亚铁、一水硝酸亚铁、一水硝酸锰、七水硝酸锌、EDTA-Cu、EDTA-Fe、EDTA-Mn、EDTA-Zn、柠檬酸铜、柠檬酸铁、柠檬酸锰、柠檬酸锌、七钼酸铵、硼酸、硼砂、四水八硼酸钠中的一种或多种。

营养成分为红糖、多肽粉、糖蜜发酵液、鱼蛋白、海藻酸、海藻精、壳寡糖、γ-聚谷氨酸、γ-氨基丁酸中的一种或多种。

所述的腐植酸冲施肥料的制备方法，包括以下制备步骤：

(1)粉碎木本泥炭，过筛；

(2)配置浸提剂；

(3)将粉碎后的木本泥炭与浸提剂混合，搅拌反应，调节pH至6.0～7.0，得到泥炭浆液；

(4)将泥炭浆液、牛肉膏和腐植酸活化酶混合，升温至30～40℃保温发酵，搅拌混匀，发酵9-11天，过滤，得到腐植酸溶液；

(5)将微生物菌剂、大量元素、微量元素和营养成分，依次加入腐植酸溶液中，搅拌，得到腐植酸冲施肥料。

粉碎木本泥炭，过16目筛。

配置浸提剂的方法为：将氨水配制成0.1mol/L的稀溶液，焦磷酸钾配制成的0.1mol/L稀溶液，将两者按照1:1的质量比混合均匀，配成浸提剂。

木本泥炭与浸提剂的质量比为(1:4)～(1:5)。

具体地，腐植酸冲施肥料的制备方法，包括以下制备步骤：

(1)将木本泥炭用粉碎机粉碎后过16目筛，备用；

(2)配置浸提剂：将氨水配制成0.1mol/L的稀溶液，焦磷酸钾配制成的0.1mol/L稀溶液，将两者按照1:1的质量比混合均匀，得到浸提剂；

(3)将粉碎后的100～150份木本泥炭与浸提剂按照(1:4)～(1:5)的质量比投入到反应釜中，开启搅拌，调节至4-6Hz，搅拌反应9-12h，加入0.5mol/L的硝酸稀溶液调节pH至6.0～7.0，得到泥炭浆液；

(4)将泥炭浆液转移至发酵罐中，将50～70份牛肉膏和5～15份腐植酸活化酶投入其中，升温至35～40℃保温，开启搅拌，先调节至4-6Hz，待原料充分混匀后，调节转速至14-16Hz，连续发酵9-11天，发酵完成后过滤，得到腐植酸溶液；

(5)将5～20份微生物菌剂、400～800份大量元素、5～40份微量元素和100～250份营养成分，依次加入腐植酸溶液中，搅拌0.5～1h，得到腐植酸冲施肥料。

本发明的腐植酸冲施肥料的制备方法中，利用木本泥碳原料，采用碱-生物酶腐植酸活化方法，利用稀碱溶液活化木本泥炭中易活化的腐植酸组分，利用生物酶对木本泥炭中除腐植酸外的其它有机养分进行活化，提升腐植酸的活化率和腐植酸的活性，本发明的腐植酸冲施肥料配方是在高活性腐植酸液中辅以微生物菌剂、大量元素、微量元素和营养成分，平衡作物营养，刺激快速生长，提高肥料吸收利用效率，适用于作物整个生育期。

与现有技术相比，本发明具有以下的有益效果：

(1)本发明的腐植酸冲施肥料，活性高易吸收，适用于各种作物，以及各种作物整个生育期，扩大使用范围；

(2)本发明的腐植酸冲施肥料的制备方法，步骤简单，操作快捷、使用方便；

(3)本发明的腐植酸冲施肥料，采用碱-生物酶活化法对木本泥炭进行活化，提高腐植酸转化率，加快作物生长，平衡营养。

具体实施方式

本发明提供了一种腐植酸冲施肥料及其制备方法，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都属于本发明保护的范围。本发明的制备方法已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本发明的制备方法进行改动和适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。

为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的腐植酸冲施肥料及其制备方法进行详细描述。

实施例1

所述的腐植酸冲施肥料的制备方法，包括以下制备步骤：

(1)将木本泥炭用粉碎机粉碎后过16目筛，备用；

(3)将粉碎后的110份木本泥炭与440份浸提剂投入到反应釜中，开启搅拌，调节至5Hz，搅拌反应10h，加入0.5mol/L的硝酸稀溶液调节pH至6.0～7.0，得到泥炭浆液；

(4)将泥炭浆液转移至1000L发酵罐中，将酵母膏50份和11份腐殖酸活化酶投入其中，升温至35℃保温，开启搅拌，先调节至5Hz，待原料充分混匀后，调节转速至15Hz，连续发酵10天，发酵完成后过滤，得到腐植酸溶液；所述的腐殖酸活化酶按质量分数组成为：α-淀粉酶2份、蛋白酶1份、果胶酶1份、纤维素酶4份、核酸外切酶3份；

(5)将枯草芽孢杆菌5份、地衣芽孢杆菌3份、绿色木霉2份，磷酸二氢钾60份、氢氧化钾13份、尿素235份、甲酸钾50份、三聚磷酸钾70份、磷酸5份，EDTA-Zn 12份、EDTA-Cu 0.3份、EDTA-Mn 6份、硼砂8份、七钼酸铵2份，糖蜜发酵液180份、鱼蛋白30份，依次加入腐植酸溶液中，搅拌1h，得到腐植酸冲施肥料。

实施例2

所述的腐植酸冲施肥料的制备方法，包括以下制备步骤：

(1)将木本泥炭用粉碎机粉碎后过16目筛，备用；

(3)将粉碎后的150份木本泥炭与600份浸提剂投入到反应釜中，开启搅拌，调节至5Hz，搅拌反应10h，加入0.5mol/L的硝酸稀溶液调节pH至6.0～7.0，得到泥炭浆液；

(4)将泥炭浆液转移至1000L发酵罐中，将酵母膏70份和13份腐殖酸活化酶投入其中，升温至35℃保温，开启搅拌，先调节至5Hz，待原料充分混匀后，调节转速至15Hz，连续发酵10天，发酵完成后过滤，得到腐植酸溶液；所述的腐殖酸活化酶按质量分数组成为：α-淀粉酶3份、蛋白酶1份、果胶酶1份、纤维素酶3份、核酸外切酶5份；

(5)将枯草芽孢杆菌10份、地衣芽孢杆菌5份，磷酸二氢钾50份、氢氧化钾10份、尿素150份、硫酸铵400份、甲酸钾50份、三聚磷酸钾60份、磷酸3份，EDTA-Zn 8份、EDTA-Cu 1份、EDTA-Mn 4份、四水八硼酸钠8份、七钼酸铵2份，糖蜜发酵液100份、γ-聚谷氨酸40，依次加入腐植酸溶液中，搅拌1h，得到腐植酸冲施肥料。

实施例3

所述的腐植酸冲施肥料的制备方法，包括以下制备步骤：

(1)将木本泥炭用粉碎机粉碎后过16目筛，备用；

(3)将粉碎后的130份木本泥炭与600份浸提剂投入到反应釜中，开启搅拌，调节至5Hz，搅拌反应10h，加入0.5mol/L的硝酸稀溶液调节pH至6.0～7.0，得到泥炭浆液；

(4)将泥炭浆液转移至1000L发酵罐中，将牛肉膏60份和14份腐殖酸活化酶投入其中，升温至35℃保温，开启搅拌，先调节至5Hz，待原料充分混匀后，调节转速至15Hz，连续发酵10天，发酵完成后过滤，得到腐植酸溶液；所述的腐殖酸活化酶按质量分数组成为：α-淀粉酶4份、蛋白酶2份、果胶酶3份、纤维素酶3份、核酸外切酶2份；

(5)将枯草芽孢杆菌10份、绿色木霉5份，磷酸二氢钾20份、尿素硝铵100份、尿素130份、硝酸钾100份、亚磷酸钾30、焦磷酸钾35份、氢氧化钾3份，EDTA-Zn 10份、EDTA-Fe 5份、硼酸8份、七钼酸铵5份，鱼蛋白60份、γ-聚谷氨酸100份，依次加入腐植酸溶液中，搅拌1h，得到腐植酸冲施肥料。

对比例1

一种腐植酸复合肥料的制备：

按照CN103601597B的实施例1的泥炭发酵制备的腐植酸复合肥料的制备步骤：

(1)泥炭发酵

将木本泥炭用粉碎机粉碎后过16目筛，按照木本泥炭：糖蜜＝100：1的质量比加入糖蜜，接入枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、侧孢短芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌混合菌液至混合物含水量为80％，在27～33℃下发酵5天，得发酵泥炭；

(2)螯合反应

在反应釜中，依次将草木灰、熟石灰加入到去离子水中充分搅拌，1h后加入碱法提取的海藻精，充分搅拌30min，再加入发酵泥炭，在温度70℃条件充分反应，待pH＝6.0～7.2，反应停止，取上清液；草木灰、熟石灰和去离子水三者的质量比为10：4：49；

(3)乳化反应

将上清液导入乳化罐中，依次加入尿素、磷酸二氢钾、硫酸镁、胺鲜酯、5-硝基愈创木酚钠，乳化10min，调节pH＝6.0～7.0。

对比例2

市场上购买的腐植酸冲施肥，由河北晁群农业科技公司生产的加得夫腐植酸水溶肥，技术指标为：腐植酸≥30g/L，N+P2O5+K2O≥200g/L。

应用

所述实施例1-3和对比例1-2制备的腐殖酸肥料的应用试验；

实验类型：芹菜田间肥效实验

地点：山东省滨州市博兴县店子镇芹菜园

供试作物：芹菜

芹菜幼苗定植时间：2020年4月5日

供试土壤：芹菜田间土壤，该土壤的基本理化性状，如表1所示：

表1供试土壤理化性质

检测指标	有机质(g·kg<sup>-1</sup>)	全氮(g·kg<sup>-1</sup>)	速效磷(mg·kg<sup>-1</sup>)	速效钾(mg·kg<sup>-1</sup>)	pH
						接测结果	18.54	1.43	11.27	52.31	6.62

实验设计：将试验田间采用随机区组排列，每个小区面积为20m²，共设置6组试验，每组重复5次处理(即每组有5个小区相同的处理实验)；

每组试验的其他管理措施均按照单一差异原则保持一致，变量仅为所使用的肥料；

第一、二、三组使用的肥料为实施例1，实施例2，实施例3制备的腐植酸冲施肥料，第四、五组使用的肥料为对比例1制备的复合肥料和对比例2的市售肥料，第六组为使用清水作为对照组。

施肥步骤：

2020年4月5日，芹菜幼苗定植，20天后对芹菜第1次冲施肥料，用量为5公斤/亩，此时芹菜株高约为20cm；

2020年6月25日，即为芹菜收获前20天，对芹菜第2次冲施肥料，用量为5公斤/亩，此时芹菜株高约为50cm；

2020年7月15日，芹菜收获，对所有试验芹菜进行分区收割。

对收货后的芹菜进行肥效试验检测，测量并记录芹菜株高、茎粗、单株重量，并对重复性检测数据进行数据处理，所有结果均为平行数据处理后的平均值，且平行数据之间采用Excel进行统计，SPSS17.0软件进行显著性分析处理，确定0.05的显着性水平；

其中检测数据结果中的a、b、c字母是根据SPSS17.0软件中单因素方差分析得到，表示的意义为：各组之间的数据差异是否存在显著性差异；SPSS自动计算统计值，若P小于显著性水平0.05，认为控制变量不同水平下各总体均值有显著差异，反之，即没有差异。例如：a与a表示无显著性差异，a与b表示差异显著，b与c表示差异显著，a与ab表示差异不显著。

经处理后的检测结果的数据，如表2所示，表中的值为平均值±方差，n＝5；同一列不同字母表示显著性差异(P＜0.05，n＝5)，p表示显著性水平，n为平行实验的数量：

表2芹菜肥效试验检测结果

项目	施用肥料	株高均值/cm	茎粗均值/cm	单株重均值/kg
					第一组	实施例1	63.8±4.06a	3.32±0.29a	0.168±0.01ab
第二组	实施例2	61.8±4.56a	3.30±0.42a	0.158±0.02ab
					第三组	实施例3	62.8±6.99a	3.36±0.35a	0.172±0.02a
第四组	对比例1	61.4±5.17a	3.28±0.27a	0.156±0.35ab
					第五组	对比例2	59.6±4.64a	3.08±0.40a	0.150±0.01ab
对照组	清水	57.6±5.54a	3.02±0.39a	0.138±0.01b

同时，2020年7月15日，对收获的芹菜进行分区收割、称重，并对每一组试验田的产量进行统计分析，统计结果如表3所示，表中的值为平均值±方差，n＝5；同一列不同字母表示显著性差异(P＜0.05，n＝5)，p表示显著性水平，n为平行实验的数量：

表3芹菜的长势和产量对比

根据表2可以看出，冲施腐植酸冲施肥在株高、茎粗和单株重方面均有明显的效果。施用本发明的冲施肥对市售肥料及清水对照均达到显著差异，效果明显。

根据表3可以看出，市售腐植酸冲施肥与本发明腐植酸冲施肥均能显著提升芹菜产量，但本发明腐植酸冲施肥的增产效果更明显，本发明冲施肥较市售腐植酸冲施肥增产3.9％，较清水对照增产10.9％。

此外，在收获时发现，施用本发明的实施例的腐植酸冲施肥的芹菜生长比较均匀整齐，茎粗基本一致，叶柄肥厚，颜色翠绿，商品性较好；而市售腐植酸冲施肥及清水处理的芹菜，植株在生长和茎粗整齐度上稍差，商品性一般；可以看出，本发明腐植酸冲施肥在芹菜上使用，对芹菜株高、茎粗、单株重等生物学性状具有明显的改善作用。

当然，上述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定对本发明的实施例范围。本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的均等变化与改进等，均应归属于本发明的专利涵盖范围内。

Claims

1.一种腐植酸冲施肥料，其特征在于：由以下重量份的原料组分制成：

2.根据权利要求1所述的腐植酸冲施肥料，其特征在于：有机氮源为牛肉膏或者酵母膏。

3.根据权利要求1所述的腐植酸冲施肥料，其特征在于：腐植酸活化酶由以下重量份数组分组成：α-淀粉酶1-4份、蛋白酶1-2份、果胶酶1-3份、纤维素酶3-5份、核酸外切酶2-5份。

4.根据权利要求1所述的腐植酸冲施肥料，其特征在于：微生物菌剂为枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、绿色木霉中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的腐植酸冲施肥料，其特征在于：大量元素为尿素、硝酸铵、尿素硝铵、氢氧化钾、磷酸、硫酸铵、亚磷酸钾、硝酸钾、磷酸二氢钾、焦磷酸钾、三聚磷酸钾、甲酸钾、硝酸钾中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的腐植酸冲施肥料，其特征在于：微量元素为五水硝酸铜、七水硝酸亚铁、一水硝酸亚铁、一水硝酸锰、七水硝酸锌、EDTA-Cu、EDTA-Fe、EDTA-Mn、EDTA-Zn、柠檬酸铜、柠檬酸铁、柠檬酸锰、柠檬酸锌、七钼酸铵、硼酸、硼砂、四水八硼酸钠中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的腐植酸冲施肥料，其特征在于：营养成分为红糖、多肽粉、糖蜜发酵液、鱼蛋白、海藻酸、海藻精、壳寡糖、γ-聚谷氨酸、γ-氨基丁酸中的一种或多种。

8.一种权利要求1-7任一项所述的腐植酸冲施肥料的制备方法，其特征在于：包括以下制备步骤：

(1)粉碎木本泥炭，过筛；

(2)配置浸提剂；

9.根据权利要求8所述的腐植酸冲施肥料的制备方法，其特征在于：配置浸提剂的方法为：将氨水配制成0.1mol/L的稀溶液，焦磷酸钾配制成的0.1mol/L稀溶液，将两者按照1:1的质量比混合均匀，配成浸提剂。

10.根据权利要求8所述的腐植酸冲施肥料的制备方法，其特征在于：木本泥炭与浸提剂的质量比为(1:4)～(1:5)。