腐植酸的制備方法、水溶性番茄葉面肥及其制備和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及腐植酸的制備方法、水溶性番茄葉面肥及其制備和應(yīng)用，具體涉及一 種利用禽畜糞便和作物秸桿制備腐植酸的方法和含腐植酸的水溶性番茄葉面肥及其制備、 應(yīng)用，屬于有機(jī)廢棄物資源化技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及工業(yè)生態(tài)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003] 腐植酸是自然界中廣泛存在的大分子有機(jī)物質(zhì)，廣泛應(yīng)用于農(nóng)林牧、石油、化工、 建材、醫(yī)藥衛(wèi)生、環(huán)保等各個(gè)領(lǐng)域，橫跨幾十個(gè)行業(yè)。特別是眼下提倡生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)、無(wú)公害 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、綠色食品、無(wú)污染環(huán)保產(chǎn)品等，更使〃腐植酸〃備受推崇，事實(shí)證明，人類的生活 和生存離不開腐植酸，它的確是一個(gè)發(fā)展中的有希望的朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)，屬于一個(gè)新型的特殊行 業(yè)。
[0004] 腐植質(zhì)由死亡生物物質(zhì)，如木質(zhì)素，經(jīng)微生物降解產(chǎn)生，難以進(jìn)一步降解。其特定 的性能和結(jié)構(gòu)取決于給定樣本從水或土壤源中提取時(shí)的具體條件。
[0005] 腐植酸作為一種多價(jià)酚型芳香族化合物與氮化合物的聚合物，由于存在酚羥基、 羥基、醌基、甲氧基等多種活性官能團(tuán)決定了腐植酸的酸性、親水性、絡(luò)合性，以及較高的吸 附、緩沖、催化能力。腐植酸與氮、磷、鉀等營(yíng)養(yǎng)元素結(jié)合施用具有改良土壤理化性質(zhì)、與有 機(jī)肥或化肥配施提高肥效、調(diào)節(jié)并促進(jìn)作物生長(zhǎng)發(fā)育、提高作物抗逆性(抗寒性、抗旱性、抗 病蟲害等)，并能搞改善作物品質(zhì)等多項(xiàng)功能，因此腐植酸類肥料順應(yīng)并符合我國(guó)綠色無(wú)公 害農(nóng)業(yè)發(fā)展的需要。
[0006] 禽畜糞便和作物秸桿是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中主要的副產(chǎn)品。
[0007] 正如"禽畜糞便的危害和資源化利用處理"一文中所指出的，自從20世紀(jì)90年代 以來(lái)，我國(guó)興建了許多大中型集約化的禽畜養(yǎng)殖場(chǎng)，養(yǎng)殖業(yè)規(guī)模及產(chǎn)值均發(fā)生了巨大的變 化，同時(shí)禽畜糞便的排放量也急劇增加。有資料顯示，2000年全國(guó)已有1632個(gè)大中型禽畜 養(yǎng)殖場(chǎng)，到達(dá)奶牛6萬(wàn)頭，生豬500萬(wàn)頭、雞1. 4億羽的飼養(yǎng)規(guī)模，畜禽糞便年產(chǎn)生量已達(dá)到 約17.3億t，是工業(yè)廢棄物的2. 7倍。而進(jìn)入21世紀(jì)的今天，這些數(shù)據(jù)一定是不足的。由 于集約化禽畜生產(chǎn)迅速發(fā)展，禽畜糞便的發(fā)生量急劇增加。
[0008] 但是限于技術(shù)與經(jīng)濟(jì)可行性，絕大多數(shù)禽畜糞便未能做任何處理直接排出場(chǎng)外。 而養(yǎng)殖場(chǎng)在地域分布上多在水源保護(hù)區(qū)，這樣經(jīng)過多年運(yùn)行后，這種直接排放已造成地表 水、飲用水的嚴(yán)重污染，同時(shí)也是大氣與地下水的嚴(yán)重污染源。畜禽糞便堆放期間在微生物 的作用下，其中有機(jī)物質(zhì)被分解而產(chǎn)生一些諸如甲烷、硫化氫、氨氣、甲硫醇等惡臭氣體?？?氣中這些有害氣體含量達(dá)到一定濃度時(shí)會(huì)對(duì)人和動(dòng)物產(chǎn)生有害影響。糞便中含有大量的有 害微生物、致病菌、寄生蟲以及寄生蟲卵等有害物質(zhì)，這些病原菌也是人類傳播疾病的病原 菌，糞便和排泄物中的病原菌通過土壤、水體、大氣及農(nóng)畜產(chǎn)品來(lái)傳染疾病。禽畜養(yǎng)殖業(yè)禽 畜糞便污染 已成為與工業(yè)廢水、生活污水相并列的三大污染源之一。因此，科學(xué)合理地利用禽糞 便，不僅可增加經(jīng)濟(jì)效益，而且可治理它對(duì)環(huán)境帶來(lái)的污染是一項(xiàng)變廢，為寶化害為利，一 舉兩得的技術(shù)措施。
[0009] 秸桿是成熟農(nóng)作物莖葉(穗）部分的總稱。通常指小麥、水稻、玉米、薯類、油菜、棉 花、甘蔗和其它農(nóng)作物(通常為粗糧）在收獲籽實(shí)后的剩余部分。農(nóng)作物光合作用的產(chǎn)物有 一半以上存在于秸桿中，秸桿富含氮、磷、鉀、鈣、鎂和有機(jī)質(zhì)等，是一種具有多用途的可再 生的生物資源，秸桿也是一種粗飼料。隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，中國(guó)自20世紀(jì)80年代以來(lái)， 糧食產(chǎn)量大幅提高，秸桿數(shù)量也多，加之省柴節(jié)煤技術(shù)的推廣，燒煤和使用液化氣的普及， 使農(nóng)村中有大量富余秸桿。同時(shí)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平的提高，使秸桿的利用由 原來(lái)的堆慪肥轉(zhuǎn)變?yōu)榻諚U直接還田。
[0010] 經(jīng)過檢索，我們發(fā)現(xiàn)目前大部分的研宄集中在腐植酸的應(yīng)用中，但是對(duì)于如何獲 取腐植酸，特別是如何從禽畜糞便和作物秸桿這些農(nóng)業(yè)廢品中獲取腐植酸很少，更談不及 適合于工業(yè)化的成本低、工藝簡(jiǎn)單、產(chǎn)量高的資源化利用方法，可以說(shuō)幾乎是沒有。
[0011]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 本發(fā)明的目的在于以禽畜糞便與作物秸桿為原料，將其好氧堆肥過程中產(chǎn)生的滲 濾液通過生物、化學(xué)、物理等手段得到富含腐植酸等營(yíng)養(yǎng)元素的水溶性肥料，并且進(jìn)一步將 其應(yīng)用在番茄葉面肥中，從而不僅解決滲濾液難以處理的問題，同時(shí)也降低滲濾液直接排 入環(huán)境中造成的嚴(yán)重危害，達(dá)到資源化利用的目的。
[0013] 為了實(shí)現(xiàn)這一發(fā)明目的，我們首先公開了一種利用禽畜糞便和作物秸桿制備腐植 酸的方法，包括如下步驟： 1) 以畜禽糞便和作物秸桿為原料進(jìn)行堆肥，收集第一天至第十天產(chǎn)生的滲濾液并標(biāo)注 為m級(jí)滲濾液，存儲(chǔ)于m級(jí)濾液池中；收集第十一天至第二十天產(chǎn)生的滲濾液并標(biāo)注為n 級(jí)滲濾液，存儲(chǔ)于n級(jí)濾液池中；收集第二十一天之后收集的滲濾液并標(biāo)注為I級(jí)滲濾液， 存儲(chǔ)于I級(jí)濾液池中； 2) H[級(jí)滲濾液常溫靜置30至35天，n級(jí)滲濾液常溫靜置20至25天；1級(jí)滲濾液常溫 靜置10至15天； 3) 將三個(gè)濾液池中的沉淀?xiàng)壢?，合并三個(gè)濾液池中的滲濾液，使用高壓滅菌鍋對(duì)總滲 濾液進(jìn)行滅菌，控制溫度在120~121°c，壓強(qiáng)為0. 105Mpa條件下，維持20~35分鐘；然后自 然冷卻至室溫，得到富含腐植酸的溶液。
[0014] 我們這里所說(shuō)的堆肥是現(xiàn)有技術(shù)中的堆肥技術(shù)，可以采用一般的常溫堆肥或者是 高溫堆肥，堆肥工藝中根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的指導(dǎo)設(shè)置堆肥坑、氣溝。一般來(lái)說(shuō)，發(fā)酵一般發(fā)酵56 °C以上5~6d，高溫50~60 °C持續(xù)10d即可。如果堆肥的溫度驟然下降，則應(yīng)及時(shí)補(bǔ) 充水分。
[0015] 優(yōu)選地，我們公開了所述步驟1)中將畜禽糞便與作物秸桿按體積比8~10:1混 合均勻后堆置于發(fā)酵槽中，控制堆體碳氮比，25~35:1，含水量60%左右，按每120min通風(fēng) IOmin的頻率向堆體進(jìn)行靜置通風(fēng)，進(jìn)行堆肥。
[0016]為了更好的獲得滲濾液，我們考慮在堆肥的下方放置網(wǎng)格狀的設(shè)施，從而保證在 堆肥過程中及時(shí)分離堆肥原料與滲濾液。
[0017] 作為優(yōu)選，我們公開了一種利用畜禽糞便和作物秸桿制備腐殖酸和番茄腐殖酸的 水溶性葉面肥的制備方法：畜禽糞便與作物秸桿按體積比8~10:1混合均勻后堆置于發(fā)酵 槽中，控制堆體碳氮比，25~35:1，含水量60%左右，按每120min通風(fēng)IOmin的頻率向堆體 進(jìn)行靜置通風(fēng)，按照堆體產(chǎn)生的滲濾液的時(shí)間順序分類收集滲濾液。進(jìn)一步地，我們還公 開了由上述腐植酸溶液形成的水溶性番茄葉面肥，所述的水溶性番茄葉面肥是向腐植酸溶 液中加入一定量的營(yíng)養(yǎng)成分形成，所述的營(yíng)養(yǎng)成分的添加量，尿素0. 175~0. 200kg/L、過磷 酸鈣 0. 290~0. 300kg/L、硫酸鉀 0. 240~0. 250kg/L、生石灰 0. 025~0. 030kg/L、七水硫酸鎂 0? 085~0. 090kg/L。
[0018] 進(jìn)一步地，我們還公開了水溶性番茄葉面肥的制備方法，首先向腐植酸溶液中按 照尿素 0. 175~0. 200kg/L、過磷酸鈣 0. 290~0. 300kg/L、硫酸鉀 0. 240~0. 250kg/L、生石灰 0. 025~0. 030kg/L、七水硫酸鎂0. 085~0. 090kg/L的添加比例，向其中加入尿素、過磷酸鈣、 硫酸鉀、生石灰、七水硫酸鎂，然后將混合均勻的腐植酸溶液倒入強(qiáng)制外循環(huán)真空濃縮機(jī)組 中，控制蒸發(fā)溫度在在50°C~55°C，蒸發(fā)真空度彡0. 0093Mpa，加熱3. 0~3. 5小時(shí)，當(dāng)腐植酸 溶液的體積濃縮至原來(lái)體積的1/4~1/5時(shí)，調(diào)節(jié)溶液pH至7~9,即得到含腐植酸的水溶性 番茄葉面肥。
[0019] 優(yōu)選地，我們采用硫酸作為pH調(diào)節(jié)液。
[0020] 同時(shí)，我們公開了一種優(yōu)選的添加方式為，向腐植酸溶液中先添加處方量的尿素、 過磷酸鈣、硫酸鉀，然后于水浴下攪拌充分溶解后，再加入生石灰，水浴下攪拌充分溶解后， 再加入七水硫酸鎂，水浴下攪拌充分溶解，得到混合均勻的腐植酸溶液。
[0021] 進(jìn)一步地，我們所說(shuō)的水浴是指溫度為45°C的水浴。
[0022] -種利用本發(fā)明所述的腐植酸溶液得到的水溶性番茄葉面肥的應(yīng)用，包括如下步 驟，將1體積的富含腐植酸的水溶性番茄葉面肥與40~50體積的水混合，得到的稀釋液噴灑 于番前葉面。
[0023] 利用本發(fā)明所獲得的水溶性番茄葉面肥噴灑時(shí)，其具體的噴灑方式為：番茄苗秧 齡25天時(shí)，采用背負(fù)式手動(dòng)噴霧器噴灑葉面肥于葉片正反面，間隔時(shí)間為7至10天。
[0024] 本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)： 采用本發(fā)明所公開的番茄葉面肥與傳統(tǒng)的根部施肥相比，養(yǎng)分吸收快，肥效與肥料利 用率高，同時(shí)避免根部施肥造成養(yǎng)分在土壤中的固定、淋溶，而且葉面肥用量少，噴施方法 簡(jiǎn)便。
[0025] 同時(shí)，由于本發(fā)明研制出的葉面肥是結(jié)合番茄的生長(zhǎng)特點(diǎn)、需肥特性和測(cè)土配方 施肥技術(shù)配置而成，具有較強(qiáng)的作物針對(duì)性，與現(xiàn)有技術(shù)中存在的傳統(tǒng)番茄葉面肥相比，肥 效更好，番茄果實(shí)增產(chǎn)效果明顯。
[0026]
【具體實(shí)施方式】
[0027] 為了更好的說(shuō)明本發(fā)明，下面我們結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0028] 實(shí)施例1 按照以下步驟制備水溶性番茄葉面肥： 以畜禽糞便和作物秸桿為原料進(jìn)行堆肥， (1