本發(fā)明涉及肥料領(lǐng)域，具體地說，涉及一種利用煙草下腳料生產(chǎn)的有機(jī)水溶肥料。

背景技術(shù)：

我國煙草的種植面積和產(chǎn)量均局世界首位，每年煙葉加工生產(chǎn)中也伴隨著產(chǎn)生約25％(90150萬噸)的不適用煙末、煙桿和煙草浸出液等下腳料，如果處理不當(dāng)，不僅會給環(huán)境帶來嚴(yán)重的污染和危害，而且也會造成資源的浪費(fèi)。這些下腳料不能用于卷煙生產(chǎn)，通常情況下都被隨意丟棄、焚燒和排放；有些企業(yè)采用提取煙堿、茄尼醇、植物蛋白、乙醇或煙酞胺等方法對其廢棄物進(jìn)行再利用，但是這些方法都多數(shù)停留在實(shí)驗(yàn)階段，未得到廣泛的產(chǎn)業(yè)化推廣；由于煙草廢棄物中含有果糖、氨基酸的生物有機(jī)成分和次生代謝產(chǎn)物，同時(shí)含有大量的氮、磷、鉀及微量元素等養(yǎng)分，因此，應(yīng)用于有機(jī)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)將具較高的利用價(jià)值。

我國現(xiàn)在有耕地1.3億公頃，農(nóng)田灌溉面積占耕地的總面積56％，根據(jù)我國節(jié)水灌溉發(fā)展規(guī)劃，預(yù)計(jì)到2030年，我國人口將達(dá)到19億，所需糧食約8000千億多公斤，比當(dāng)前增加2500多億公斤，為此農(nóng)業(yè)灌溉的面積，需要大量增加。即使傳統(tǒng)的施肥方式，如撒肥，如果沒有降雨，沒有灌溉，作物是無法吸收的。因此水溶性肥料結(jié)合灌溉農(nóng)業(yè)，做到水肥一體，具有節(jié)水、省肥，省工省時(shí)的特點(diǎn)。實(shí)踐證明，水肥一體化的施肥方式和傳統(tǒng)澆水施肥相比，節(jié)水達(dá)到50％以上，有的甚至能達(dá)到90％?！霸谒Y源供應(yīng)不能完全解決的情況下，灌溉面積的擴(kuò)大，將主要依靠節(jié)水灌溉區(qū)域。”中國農(nóng)科院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所所長王道龍說。

因此，近年來水肥一體化就成為了專家們熱議并提倡的話題，就當(dāng)前來看，其前景十分廣闊。提到水肥一體化的市場趨勢，不得不提的就是水溶肥料，它是水肥一體化的引導(dǎo)主打產(chǎn)品。

節(jié)水農(nóng)業(yè)發(fā)展的趨勢不僅為水溶性肥料的發(fā)展創(chuàng)造了條件，同時(shí)也對水溶性肥料的發(fā)展提出了新的需求。就我國水肥一體化發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢，農(nóng)業(yè)部全國農(nóng)技推廣中心節(jié)水處杜森處長指出，經(jīng)過多年的實(shí)踐證明，水肥一體化是“控水減肥”的關(guān)鍵途徑，目前水肥一體化推廣面積大概在467萬多公頃，根據(jù)農(nóng)業(yè)部部署，到2020年，將新增水肥一體化推廣面積533萬多公頃，未來需求量劇增。

目前，已獲得農(nóng)業(yè)部登記證的水溶肥料一共有6602個(gè)，其中大量元素水溶肥料1494個(gè)、微量元素水溶肥料1714個(gè)、氨基酸水溶肥料1679個(gè)、腐植酸水溶肥料1615個(gè)，而有機(jī)水溶肥料只有100個(gè)，可見有機(jī)水溶肥產(chǎn)品還是比較欠缺，而采用煙草浸出液來作為有機(jī)原料生產(chǎn)水溶肥是目前首創(chuàng)。

水溶性肥料是一種可以完全溶于水的多元復(fù)合肥料，它能迅速地溶解于水中，更容易被作物吸收，而且其吸收利用率相對較高，一般的化肥型水溶肥中沒有有機(jī)成分。而“有機(jī)水溶肥料”，目前還沒有權(quán)威的國家標(biāo)準(zhǔn)予以命名，但目前普遍應(yīng)用的是有機(jī)物質(zhì)+化學(xué)肥料+水形成的溶液。其中，有機(jī)物質(zhì)可以包括任何具有化肥增效作用和絡(luò)合(螯合)作用的可溶有機(jī)物質(zhì)，比如分別或者同時(shí)存在的腐植酸、黃腐酸、氨基酸、果糖、海藻酸等等。來源于植物和動物，經(jīng)發(fā)酵、腐熟、萃取或活化后施于土壤以提供植物養(yǎng)分為其主要功效的含碳物料叫有機(jī)質(zhì)。

有機(jī)水溶肥的優(yōu)點(diǎn)：其一，采用水、肥同施，以水帶肥，實(shí)現(xiàn)了水肥一體化，施肥效率高，并可以減少施肥總量，發(fā)揮肥水協(xié)同效應(yīng)，使肥和水的利用效率都明顯提高。其二，肥效快，可解決高產(chǎn)作物快速生長期的營養(yǎng)需求?？蓱?yīng)用于噴施、噴灌、滴灌，實(shí)現(xiàn)水肥一體化，省水、省肥、省人工。

本技術(shù)所生產(chǎn)的有機(jī)水溶肥富含煙草浸出的氨基酸和果糖等有機(jī)物質(zhì)和作物生長所需的營養(yǎng)物質(zhì)，并溶解螯合了氮磷鉀營養(yǎng)，充分合理利用該肥料不僅能提供作物生長所需養(yǎng)分，改良土壤，部分或全部替代化學(xué)肥料可改善土壤環(huán)境與提高肥力，改善土壤微生態(tài)環(huán)境，提高作物產(chǎn)量，還可以改善農(nóng)作物品質(zhì)，同時(shí)可提高肥料利用率，降低生產(chǎn)成本。

本技術(shù)以集中利用煙草下腳料為原料開發(fā)生態(tài)肥還田為目的，即以制作生態(tài)肥料為紐帶，將煙草業(yè)和農(nóng)業(yè)種植進(jìn)行優(yōu)化組合，做到能量多級利用、物質(zhì)良性循環(huán)，形成“零”污染可持續(xù)發(fā)展的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，進(jìn)一步完善了煙草的產(chǎn)業(yè)鏈，為推動綠色環(huán)保盡到一份力量。

本技術(shù)以煙草生產(chǎn)中產(chǎn)生的煙桿煙末，以及經(jīng)煙草浸出液固液分離后收集的濾渣、濾液為處理對象，利用生物菌定向發(fā)酵技術(shù)對物料進(jìn)行發(fā)酵腐熟增肥處理，通過添加復(fù)合微生物菌劑或選擇理想鈍化劑對煙草廢棄物中的重金屬進(jìn)行無害化處理，將煙草廢棄物綜合利用開發(fā)出生物有機(jī)肥、有機(jī)水溶肥等系列生態(tài)肥料，實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)和廢棄物資源的高值化利用。由于項(xiàng)目實(shí)施所采用的設(shè)備均為國產(chǎn)設(shè)備，建設(shè)運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用較低，加上資源化處理效果好，能夠?qū)頍熒a(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢棄物做到100％回收利用，又能達(dá)到“零”污染排放從而實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)，因此具有很高的推廣應(yīng)用價(jià)值。

綜上，本發(fā)明具有良好創(chuàng)新性和可行性，利用本發(fā)明加工技術(shù)，利用煙草下腳料生產(chǎn)新型有機(jī)水溶肥的產(chǎn)品，在符合我國水溶肥料標(biāo)準(zhǔn)相應(yīng)指標(biāo)的基礎(chǔ)上，還可以自由調(diào)節(jié)氮磷鉀營養(yǎng)之間的比例，以適應(yīng)不同土壤條件和作物的要求，能滿足測土配方施肥的需要，既可噴施、噴灌，又可滴灌和葉面追肥，應(yīng)用性很強(qiáng)，而且市場需求量每年遞增，未來五年翻一番，因此，本專利產(chǎn)品在現(xiàn)代肥料行業(yè)具有巨大的價(jià)值空間的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于解決目前煙草下腳料在卷煙生產(chǎn)過程中的污染禍害問題，杜絕污染排放，變廢為寶，進(jìn)一步完善煙草的產(chǎn)業(yè)鏈，解決當(dāng)前我國土壤現(xiàn)階段急需補(bǔ)充有機(jī)質(zhì)和大量元素的現(xiàn)狀，提供一種利用煙草下腳料生產(chǎn)的有機(jī)水溶肥料。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種利用煙草下腳料生產(chǎn)的有機(jī)水溶肥料，由如下方法制成：

(1)卷煙生產(chǎn)中產(chǎn)生的煙草酒精浸出液的收集和過濾；

(2)將煙草浸出液采用在100-120℃高溫下滅菌、濃縮后形成富含有機(jī)質(zhì)和含鉀的基底液；

(3)將基底液溫度降溫至40-50℃，然后添加氮磷鉀源，攪拌至完全溶解螯合，攪拌速度480r/min-560r/min，調(diào)整pH值；

(4)研磨，靜置去泡，即得有機(jī)水溶肥料。

作為優(yōu)選的，在上述的利用煙草下腳料生產(chǎn)的有機(jī)水溶肥料中，所述氮磷鉀源為尿素、硫酸鉀、硝酸鉀、硫酸銨、碳酸銨、磷酸二氫鉀、磷酸二氫銨、氯化鉀、氯化銨和含氮磷鉀的復(fù)合肥，添加量為基底液質(zhì)量的10-20％。

作為優(yōu)選的，在上述的利用煙草下腳料生產(chǎn)的有機(jī)水溶肥料中，所述調(diào)整pH值是采用碳酸銨或氨水，調(diào)整pH5-9之間。作為優(yōu)選的，在上述的利用煙草下腳料生產(chǎn)的有機(jī)水溶肥料中，步驟(2)所述滅菌和濃縮過程所采用的設(shè)備是帶高壓的搪瓷反應(yīng)釜或不銹鋼反應(yīng)釜。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

(1)本發(fā)明將煙草浸出液下腳料生產(chǎn)出新型有機(jī)水溶肥，從根本上解決煙草生產(chǎn)中的環(huán)保問題，杜絕污水排放，并變廢為寶煙草下腳料開發(fā)了新的高值化利用途徑。

(2)本發(fā)明得到的有機(jī)水溶肥料可用于高效肥料和農(nóng)業(yè)高效土壤改良，減少了化肥施用量，改善當(dāng)前我國土壤欠有機(jī)質(zhì)和營養(yǎng)元素的現(xiàn)狀，并且產(chǎn)品是水溶性，螯合態(tài)的形態(tài)存在于產(chǎn)品中可完全被植物有效吸收，適用滴灌、噴灌等水肥一體化現(xiàn)代農(nóng)業(yè)。利用這種肥料，每畝地施用2-10kg，改良板結(jié)、酸化土壤，作物產(chǎn)量可提高20-30％，而且提高農(nóng)作物品質(zhì)。

(3)本專利制備方法操作簡單，采用“一釜合成法”制備出高濃度有機(jī)大量元素肥，而且同樣方法可以復(fù)配三元及三元以上多元有機(jī)水溶肥，并且營養(yǎng)元素比例可控。能夠?qū)頍熒a(chǎn)過程中產(chǎn)生的下腳料做到100％回收利用，又能達(dá)到“零”污染排放。

(4)有機(jī)水溶肥料我國暫無現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，先與氨基酸微量元素水溶肥料(NY1429-2010)和大量元素微量元素型水溶肥料標(biāo)準(zhǔn)(NY1107-2010)作對比，有機(jī)質(zhì)指標(biāo)顯優(yōu)。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：利用煙草下腳料生產(chǎn)有機(jī)水溶肥料的生產(chǎn)步驟如下：

(1)煙草浸出液的收集：卷煙生產(chǎn)中有一工序是先用酒精浸泡煙草，溶出果糖和氨基酸等有機(jī)質(zhì)，然后蒸餾回收酒精，剩余的即是煙草浸出液；

(2)將煙草浸出液采用搪瓷反應(yīng)釜100℃高溫滅菌濃縮時(shí)間3h，濃縮后形成富含有機(jī)質(zhì)和含鉀的基底液，水分是60％；

(3)在基底液溫度降溫40-50℃，按基底液添加質(zhì)量5％尿素和硫酸鉀5％，攪拌速度480r/min，攪拌2h完全溶解螯合；

(4)測量pH值，用碳酸銨調(diào)整酸堿度至pH等于6.8；

(5)后經(jīng)膠體磨研磨，過濾機(jī)100目過濾，最后放入儲備池靜置24小時(shí)消泡、檢測合格，罐裝出廠。

所得有機(jī)水溶肥料外觀為棕黃色液體，氣味為煙草甜香味，有機(jī)質(zhì)含量超過180g/L，氮磷鉀含量大于100g/L，不溶物小于50g/L，非常適合作為農(nóng)業(yè)滴灌沖施肥。用量為每畝施用3-10kg，使作物迅速轉(zhuǎn)綠，促進(jìn)作物生長，提高產(chǎn)量和作物品質(zhì)甜度效果明顯。

實(shí)施例2：利用煙草下腳料生產(chǎn)有機(jī)水溶肥料的生產(chǎn)步驟如下：

(1)煙草浸出液的收集：卷煙生產(chǎn)中有一工序是先用酒精浸泡煙草，溶出果糖和氨基酸等有機(jī)質(zhì)，然后蒸餾回收酒精，剩余的即是煙草浸出液；

(2)將煙草浸出液采用搪瓷反應(yīng)釜121℃高溫滅菌2h、下降溫度持續(xù)濃縮后形成富含有機(jī)質(zhì)和含鉀的基底液，達(dá)到水分為70％；

(3)在基底液溫度降溫50-55℃，按基底液添加質(zhì)量10％磷酸二氫鉀5％，攪拌速度560r/min，攪拌2個(gè)小時(shí)完全溶解螯合；

(4)測量pH值，用碳酸銨調(diào)整酸堿度至pH等于6.5；

(5)后經(jīng)膠體磨研磨，過濾機(jī)100目過濾，最后放入儲備池靜置24小時(shí)去泡、檢測合格，罐裝出廠。

所得有機(jī)水溶肥料外觀為棕黃色液體，氣味為煙草甜香味，有機(jī)質(zhì)含量超過150g/L，氮磷鉀含量大于100g/L，不溶物小于50g/L，非常適合作為農(nóng)業(yè)噴施用葉面肥。用量為每畝施用3-5kg，提高座果率、防止裂果，提升農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)效果明顯。

實(shí)施例3：利用煙草下腳料生產(chǎn)有機(jī)水溶肥料的生產(chǎn)步驟如下：

(1)煙草浸出液的收集：卷煙生產(chǎn)中有一工序是先用酒精浸泡煙草，溶出果糖和氨基酸等有機(jī)質(zhì)，然后蒸餾回收酒精，剩余的即是煙草浸出液；

(2)將煙草浸出液采用搪瓷反應(yīng)釜110℃高溫滅菌2h、濃縮后形成富含有機(jī)質(zhì)和含鉀的基底液，水分是65％；

(3)在基底液溫度降溫35-45℃，按基底液添加質(zhì)量15％硝酸銨和5％硫酸鉀，攪拌速度560r/min，攪拌2h完全溶解螯合；

(4)測量pH值，用氨水調(diào)整酸堿度至pH等于8.5；

(5)后經(jīng)膠體磨研磨，過濾機(jī)100目過濾，最后放入儲備池靜置24小時(shí)去泡、檢測合格，罐裝出廠。

所得有機(jī)水溶肥料外觀為棕黃色液體，氣味為煙草甜香味，有機(jī)質(zhì)含量超過160g/L，氮磷鉀含量大于100g/L，不溶物小于50g/L，非常適合作為土壤調(diào)理功能的滴灌沖施肥使用。用量為每畝施用5-10kg，對酸性土質(zhì)改良、作物復(fù)綠效果顯著。

數(shù)據(jù)測試：有機(jī)水溶肥料我國暫無現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，先與氨基酸微量元素水溶肥料(NY1429-2010)和大量元素微量元素型水溶肥料標(biāo)準(zhǔn)(NY1107-2010)作對比，結(jié)果顯示三個(gè)實(shí)施例不單不溶物和酸堿度Ph值都符合對照兩個(gè)國家標(biāo)準(zhǔn)的要求，而且三個(gè)實(shí)施例的有機(jī)質(zhì)含量超過150g/L，而對照兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的有機(jī)質(zhì)含量都為0。具體參數(shù)見表1所示：

表1