專利名稱：從米糠獲得的植物營養(yǎng)劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及農(nóng)業(yè)生物技術(shù)領(lǐng)域。具體而言，本發(fā)明涉及高效植物營養(yǎng)劑以及從植物體的部分(如包括農(nóng)作物在內(nèi)的植物的種皮、殼(hull)、糠(husk)或種子覆皮(seedcover))來制造營養(yǎng)劑的方法。更具體而言,本發(fā)明涉及從稻獲得生物氧化娃(bio silica)的方法，這是因為所述生物氧化硅具有用作植物營養(yǎng)劑以及生產(chǎn)用于太陽能電池的高純度硅的潛力。本文公開的農(nóng)業(yè)聚合物具有廣泛的工業(yè)應(yīng)用，并且可用于凈化被金屬或離子污染或弄臟的水溶液的水。本發(fā)明的背景和現(xiàn)有技術(shù)美國專利6958232中公開的農(nóng)業(yè)聚合物提供了具有金屬結(jié)合活性位點的生物聚合物，其中由于制備方法的目的不是改變氧化硅含量，所以氧化硅的含量較高。已知氧化硅主要是由通過焚燒米糠所獲得的白灰所生產(chǎn)。而本發(fā)明的目的是在不焚燒米糠的情況下由 其生產(chǎn)生物氧化硅。因此，本發(fā)明的目的是生產(chǎn)農(nóng)業(yè)聚合物，所述農(nóng)業(yè)聚合物來源于廉價的、廣泛可得的植物材料，優(yōu)選農(nóng)業(yè)原料，例如農(nóng)作物的種皮、殼、糠或種子覆皮。因此，本發(fā)明中公開的方法與美國專利6958232的不同之處在于本發(fā)明方法提供具有非常低的氧化硅含量的農(nóng)業(yè)聚合物。發(fā)明目的本發(fā)明的主要目的是在不焚燒米糠的情況下提供來自米糠的植物營養(yǎng)劑。本發(fā)明的另一目的是提供具有5至20%溶解氧化硅(生物氧化硅)含量的富含溶解氧化硅的來自米糠的植物營養(yǎng)劑。本發(fā)明的又一目的是提供用于葉施用、土壤處理的植物營養(yǎng)劑。本發(fā)明的又一目的是提供其中包含(embedded)有10至45%氧化硅含量的富含氧化硅的米糠農(nóng)業(yè)聚合物。本發(fā)明的又一目的是提供農(nóng)業(yè)聚合物，其具有與樹脂一起作為粘合材料的應(yīng)用以及用于填充土地以防止地下水和土壤免受工業(yè)或有毒金屬污染的用途。


圖I和IA涉及得自米糠的植物營養(yǎng)劑的對比FTIR分析。

發(fā)明內(nèi)容
為了滿足上述目的和其他目的，本發(fā)明涉及由稻農(nóng)業(yè)聚合物生產(chǎn)生物氧化硅的新方法。本發(fā)明涉及植物營養(yǎng)劑的生產(chǎn)方法，其中使微粉化的植物材料接受堿處理、過氧化氫處理或者過氧化氫堿處理的組合。用于處理微粉化植物材料的堿性溶液還提取米糠中存在的氧化硅。本發(fā)明可用于由稻農(nóng)業(yè)聚合物生產(chǎn)方法的改進出發(fā)來開發(fā)生物氧化硅的生產(chǎn)。
具體實施例方式雖然本發(fā)明可具有多種修改方案和變化形式，但是其特定形式已經(jīng)在示例性實施例中以舉例的方式示出并且將在下文詳細(xì)描述。然而，應(yīng)當(dāng)理解，不是意圖將本發(fā)明限制于所公開的具體形式，相反地，本發(fā)明也涵蓋所有的修改方案、等同方案和變化方案而不脫離由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明精神和范圍。在詳細(xì)描述實施方案之前，可以理解本發(fā)明的新穎性和創(chuàng)造性在于在不焚燒糠的情況下由米糠獲得高效植物營養(yǎng)劑，由此獲得具有5至20%溶解氧化硅含量的富含溶解氧化硅的提取物。注意，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以受本發(fā)明啟發(fā)，并且針對不同的作物修改所述提取物的應(yīng)用。然而，這類修改應(yīng)被視為落在本發(fā)明的范圍和精神內(nèi)。相應(yīng)地，實施例僅顯示與理解本發(fā)明方面有關(guān)的具體細(xì)節(jié)以使得細(xì)節(jié)公開內(nèi)容清楚明白，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將容易理解這些細(xì)節(jié)具有本說明書的益處。術(shù)語“包括”、“包含”或其變化形式涵蓋非排他性的包含，使得包括所列出的部件的裝備、裝置不僅包括所列出的部件，而且還可以包括未明確列出的或這些裝備或裝置所
固有的其他部件。換言之，在以“包括......”為開頭描述的方法或植物營養(yǎng)劑中的一種或
更多種要素并不(沒有更多的約束)排除在組合物或方法中存在其他要素或額外的要素。下文解釋關(guān)于包含米糠提取物的高效植物營養(yǎng)劑，所述米糠提取物包含10至24%的氧化硅，其中利用用于種子或幼苗處理的金屬硅酸鹽對含有或不含有堿性溶液的所述提取物進行處理。所述金屬硅酸鹽的金屬選自諸如銅、鋅、鐵、錳、鑰及其混合物。相應(yīng)地，本發(fā)明涉及包含米糠提取物的植物營養(yǎng)劑，所述米糠提取物包含5至20%的氧化硅。本發(fā)明的另一方面，其中用于制備得自米糠的植物營養(yǎng)劑的方法包括以下步驟a.將I : 3至I : 20w/v比例的米糠和堿性溶液與水一起混合，加熱混合物以獲得其溶液，以及具有低于5%的低氧化娃含量的米糠的殘洛或余留物(left over)b.通過以下方式獲得沉淀將步驟(a)的所述混合物酸化、將其過濾和獲得生物氧化硅沉淀，和c.將步驟(b)的所述生物氧化硅溶解在10至20%的堿金屬硅酸鹽如硅酸鉀中，以及與其他植物營養(yǎng)劑一起或不一起使用。本發(fā)明的又一方面，其中將步驟(b)中獲得的提取物另外溶解在堿性溶液中以用作葉營養(yǎng)劑。本發(fā)明的又一方面，其中所述堿性溶液為5%至25%。本發(fā)明的又一方面，其中通過添加諸如此1或&504的酸將所述步驟(a)的混合物酸化至最高pH 2。本發(fā)明的又一方面，其中在步驟(b)中用5至25% H2O2處理由此獲得的余留物以獲得具有低于5%的低氧化硅含量的米糠農(nóng)業(yè)聚合物。本發(fā)明的又一方面，其中用金屬硅酸鹽進一步處理米糠的農(nóng)業(yè)聚合物以獲得包含有5至45%氧化硅含量的富含氧化硅的農(nóng)業(yè)聚合物。本發(fā)明的提取物可包括單寧酸、腐殖酸、全細(xì)胞生物質(zhì)、甲殼素和甲殼素衍生物、金屬硫因(metallothionein)、微生物多糖、黑色素(melannin)、多酹類生物色素、細(xì)菌細(xì)胞壁聚合物、微生物產(chǎn)生的螯合劑(細(xì)菌嗜鐵素(siderophore))等。然而，上述物質(zhì)可能是昂貴的且經(jīng)常不能以足量獲得。本發(fā)明的另一些方面提供了來自稻農(nóng)業(yè)聚合物生產(chǎn)方法改進的生物氧化硅。在一個優(yōu)選實施方案中，利用氫氧化鈉或氫氧化鉀或碳酸鈉或者向反應(yīng)混合物添加任何堿性溶液和/或添加過氧化氫來進行米糠的堿處理。過氧化氫(5-30%濃度的處理，以及1-10%w/w)產(chǎn)生稻農(nóng)業(yè)聚合物。用較高濃度的堿(11-20% w/w，含有或不含過氧化氫)處理米糠。堿性溶液(NaOH或KOH或碳酸鈉或任意的堿性溶液)從米糠中除去更多的氧化硅。用諸如HCl的酸將所得溶液酸化以沉淀氧化硅下面將詳細(xì)描述本發(fā)明以舉例說明和解釋本發(fā)明的多種突出特征。實施例I在該實施例中，利用20% KOH溶液以及5-10升水處理I. OKg米糠，加熱混合物以獲得其溶液，將溶液保持6小時，其間伴隨規(guī)律的攪拌/振搖，隨后過濾。在過濾溶液之后，獲得米糠的提取物以及米糠提取物的殘渣或余留物。米糠的提取物包含5-20%的主要量的氧化硅；用HCl或H2SO4將該提取物酸化至低于pH 2以獲得富含氧化硅(生物氧化硅)的沉淀，獲得約10至20%的干物料重量。其中利用堿將得自所述米糠提取物的生物氧化硅以多種濃度溶解，并以多種濃度用于葉營養(yǎng)劑，以及以2%葉噴霧使用時該產(chǎn)品將稻產(chǎn)量提高聞達(dá)15 % o實施例2其中利用堿將所述米糠提取物以多種濃度進一步溶解，并且與其他營養(yǎng)劑如尿素一起以多種濃度用于葉營養(yǎng)劑，以及以2-3%葉噴霧使用時該產(chǎn)品將稻產(chǎn)量提高高達(dá)25%。實施例3用5-20% H2O2將米糠的余留物依次處理兩到三次或者處理單次以獲得農(nóng)業(yè)聚合物。在去除H2O2后，將所獲得的農(nóng)業(yè)聚合物再次浸泡在飽和硅酸鉀中12小時，隨后酸化以獲得包含有高氧化硅含量[5-45% ]的農(nóng)業(yè)聚合物。本發(fā)明的優(yōu)點本發(fā)明的植物營養(yǎng)劑的主要優(yōu)點是增強了作物的生長且增加了產(chǎn)量。本發(fā)明營養(yǎng)劑的另一優(yōu)點是具有含5-25%的溶解氧化硅的性質(zhì)。本發(fā)明植物營養(yǎng)劑的又一優(yōu)點是可以與其他常規(guī)植物營養(yǎng)劑一起使用。本發(fā)明通過工作開發(fā)了本發(fā)明，使得可以以經(jīng)濟、可行和容易的方式實現(xiàn)優(yōu)點。雖然已經(jīng)顯示并描述了優(yōu)選的方面和示例性配置，但是應(yīng)當(dāng)理解，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，多種其他修改方案和額外的配置將是明顯的。本文公開的具體實施方案和配置的意圖是對本發(fā)明的優(yōu)選性質(zhì)進行舉例說明，而不應(yīng)被視為對本發(fā)明范圍的限制。
權(quán)利要求
1.包含米糠提取物的植物營養(yǎng)劑，其包含5至20%的氧化硅。
2.用于制備得自米糠的植物營養(yǎng)劑的方法，其包括以下步驟 d.將I: 3至I : 20w/v比例的米糠和堿性溶液與水一起混合，加熱所述混合物以獲得其溶液，以及具有低于5%的低氧化硅含量的所述米糠的殘渣或余留物 e.通過下述方式獲得沉淀將步驟(a)的所述混合物酸化、將其過濾和獲得生物氧化硅沉淀，和 f.將步驟(b)的所述生物氧化硅溶解在10至20%的堿金屬硅酸鹽如硅酸鉀中，以及與其他植物營養(yǎng)劑一起或不一起使用。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中將在步驟(b)中獲得的提取物另外溶解在堿性溶液中以用作葉營養(yǎng)劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中所述堿性溶液為5%至25%。
5.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其中通過添加酸如HCl或H2SO4將步驟(a)的所述混合物酸化至最高pH 2。
6.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其中在步驟(b)中用5至25%H2O2處理由此獲得的余留物以獲得具有低于5%的低氧化硅含量的米糠農(nóng)業(yè)聚合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中用金屬硅酸鹽進一步處理所述米糠農(nóng)業(yè)聚合物以獲得包含有5至45%氧化硅含量的富含氧化硅的農(nóng)業(yè)聚合物。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種包含米糠提取物的植物營養(yǎng)劑以及獲得其的方法，所述米糠提取物具有5至20％的溶解的氧化硅，其中通過向反應(yīng)混合物添加過氧化氫對米糠進行堿處理，從而產(chǎn)生具有低氧化硅的稻農(nóng)業(yè)聚合物。
文檔編號C05D9/02GK102639468SQ201080050170
公開日2012年8月15日 申請日期2010年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月4日
發(fā)明者杜爾加·普拉薩德·揚達(dá)帕利 申請人:必研姆生物科技私人有限公司