一种粮食作物用生态矿溶液肥及其制备和使用方法与流程

文档序号:11123549阅读:613来源:国知局
一种粮食作物用生态矿溶液肥及其制备和使用方法与制造工艺
本发明涉及一种微量元素水溶肥料,特别是一种粮食作物用生态矿溶液肥及其制备和使用方法。
背景技术
:粮食作物用生态矿溶液肥具有高能态、高活性,具有激活、催化生命活力等多种功能,可促进作物光合作用,加强新陈代谢,抗御病虫及不良环境危害,增加农作物产量,提高品质。美国著名科学家兰纳斯﹒鲍林博士称“所有疾病均因缺乏微量矿物元素引起,没有微量矿物元素,维生素与酶无法作用,生命只有幻灭”。科学家野岛尚武认为:生命动力微量元素与人的生命关系极为密切,“缺少活不好,没有活不了。”由于现代人身上的生命动力元素和生命相关元素不断减少,使人类的疾病越来越多,甚至造成得病后久治不愈。众所周知,人身上的营养元素来源于食物。比如铁是人必须的生命动力元素,也都知道菠菜中铁的含量比较高,但我们现在吃的菠菜中铁的含量只有上世纪50年代的菠菜含铁量的二十分之一,其它蔬菜和粮食等食物也有类似的情况。“土为食之母”,经化验土壤,食物中这些生命动力元素减少的最终原因是土地中这些生命动力微量元素的减少。我国的粮总食产量由1980年的32055.5万吨,2014年增加到60702.6万吨,每公顷单产由2734公斤提高到5892公斤,增加了2倍。每生产100公斤玉米籽粒需要从土壤中吸收2.13公斤氮,1.1公斤磷,1.51公斤钾。土壤中被掠走的养分,主要是靠增施化肥来补充的。我国化肥的使用量由1980年的1269.4万吨,2014年增加到5995.9万吨,增加了4.7倍,其中,氮肥从934.2万吨增加到2392.9万吨,磷肥从273.3万吨增加到845.3万吨,钾肥从34.6万吨增加到641.9万吨,复合肥从27.2万吨增加到2115.8万吨。化肥的问世和不断增加使用,促进农作物产量大幅增长,基本满足了急速增长的人口基本生存的温饱需求,同时,也带来了不可忽视的负面影响。首先是土壤养分失衡。人们在获取大量的农作物产品时,土壤不仅消耗了大量氮、磷、钾养分,还消耗了大量矿物微量元素养分。而化肥的施用,只给土壤单纯补回了氮、磷、钾三要素等,未能补充矿物微量元素。土壤养分失衡直接影响农作物产品的微量元素含量,导致农作物产品的品质降低。二是土壤理化性质变坏。大量化肥的施用,使土壤结构板结,次生盐渍化加重,土壤微生物匮乏,污染土壤,污染(地下)水。解决办法是,向土壤增施足量的腐殖质,以有机农肥(堆肥)代替化肥。值得提及的是,现在的有机肥,无论是堆积的农家肥,还是工厂生产的有机肥,都是用缺乏矿物质微量元素的秸秆或是用缺乏矿物质微量元素的饲料喂养的家畜家禽粪便加工出来的。用这种肥料不能全面补充矿物质微量元素。粮以土为本,土以岩为母。因此,需要从天然矿石中索取矿物质微量元素,开发研制出广谱的矿物质微量元素新产品并广泛加以应用,这已成为进一步提高农作物产量,并从根本上改善农作物品质的重要途径。申请人曾采用已授权专利(专利号ZL00121456.X,
专利名称::生态矿溶液及其制备方法)生产的生态矿溶液尝试应用于农业方面。但是,上述专利的生产工艺和矿石原料制备出来的矿溶液,经权威检测发现其含铁2.19g/l,锰0.15g/l,硼0.002g/l,铜5.1ug/ml,锌596.1ug/ml,钼0.02ug/ml,合计7.96g/l,距农业部“微量元素水溶肥料”的部颁标准《NY1428~2010》相差甚远。因此,采用现有技术制备生态动力素无法满足农业生产的需要。目前,亟需研发一种新型的粮食作物用生态矿溶液肥。本发明的目的是在原有生态矿溶液从天然矿石中抽溶多元矿溶液、在交变强磁场剪切活化的工艺基础上,进行了深入研发,对原材料和工艺方法均做了重大改进,目的在于研制出生命动力素的农用系列产品,即粮食作物用生态矿溶液肥,并提供其配套的制备使用方法。为实现上述技术目的,本发明采用如下技术方案:一种粮食作物用生态矿溶液肥,为液体水溶液,其特征在于:其中至少含有20种金属离子,其配方原料为天然矿石,所述天然矿石为麦饭石、菱锌矿、软锰矿、铜精矿和硼铁石的混合物,所述天然矿石中,所含组分及各组分的重量比为:麦饭石10~20%;菱锌矿20~30%;软锰矿20~30%;铜精矿20~30%;硼铁石5~10%,石灰石0~10%,制成的液体250倍稀释液的pH为3.0~3.5。其中,当所述粮食作物用生态矿溶液肥用于种植玉米,所述天然矿石中麦饭石、菱锌矿、软锰矿,铜精矿和硼铁石的重量比为:麦饭石20%;菱锌矿30%;软锰矿20%;铜精矿20%;硼铁石10%。其中,粮食作物用生态矿溶液肥用于种植水稻时,优选麦饭石、菱锌矿、软锰矿,铜精矿和硼铁石的重量比为:麦饭石15%;菱锌矿25%;软锰矿20%;铜精矿20%;硼铁石10%;石灰石10%。进一步的,所述粮食作物用生态矿溶液肥用于小麦种植时,优选麦饭石、菱锌矿、软锰矿、铜精矿和硼铁石的重量比为:麦饭石25%;菱锌矿25%;软锰矿20%;铜精矿20%;硼铁石10%。本发明还提供上述的粮食作物用生态矿溶液肥的制备方法,其特征在于:将天然矿石粉碎成粉末,依次经过震动筛分、悬浮分离、浸泡溶解煮沸反应、陈化抽提和过滤,制成多元矿溶液,然后经过交变强磁场驱动的超声场进行聚能剪切,最后经陈化过滤、净化和灌装,制成成品的粮食作物用生态矿溶液肥。优选的,所述浸泡溶解煮沸反应中,使用的浸泡溶解剂为浓度98%的硫酸和浓度36%的盐酸;所述浓度98%的硫酸的加入体积相当于天然矿石混合物体积的2倍;浓度36%的盐酸的加入体积与天然矿石混合物的体积相同。优选的,所述浸泡溶解煮沸反应中,搅拌浸泡10~16小时,煮沸3~5小时。此外,上述制备方法的制备生产线包括依次布设并顺次连通的粉碎机、风选筛网震动机、煮沸溶解反应罐、压滤机、陈化反应罐、聚能装置、锰砂过滤器、净化罐和成品罐,所述煮沸溶解反应罐上分别连接硫酸储罐和盐酸储罐,所述压滤机连接废渣处理系统。最后,本发明还提供利用上述制备方法制备出的粮食作物用生态矿溶液肥的使用方法,其特征在于:(1)种植玉米:在苗期(5-7叶)、拔节期、喇叭口期各喷洒一次,每次每亩用粮食作物用生态矿溶液肥100ml对水60L喷雾;(2)种植水稻:秧田使用方法:在1叶1心期、2叶1心期各施一次,每次每平方米苗床用粮食作物用生态矿溶液肥1ml,对水1000倍泼浇;本田使用方法:在返青期、拔节期、孕穗期各喷一次,每次每亩用粮食作物用生态矿溶液肥100ml对水60L喷雾;(3)种植小麦:在分蘖期、拔节期、灌浆期各喷一次,每次每亩用粮食作物用生态矿溶液肥100ml对水60L喷雾。与现有技术相比,本发明整体作了以下两大改进:一、调整原材料品种和配方设计本发明对基础原料进行筛选研究,选用了富含矿物质微量元素的麦饭石、菱锌矿、软锰矿、铜精矿、硼铁石作为基础配方原料,制备富含矿物质微量元素农用型生态动力素,从根本上为解决微量元素含量低的问题提供了物质基础;其中,菱锌矿主要提供锌元素,菱锌矿中的锌,部分会被铁或锰所置换,或被少量的镁、钙、镉、铜、钴或铅所取代,其与多数碳酸盐矿物类似,溶于盐酸并会产生气泡。菱锌矿在方解石群中属于硬度较高、比重较大的一种;软锰矿,主要成分是二氧化锰,是一种常见的锰矿物,含锰63.19%,是重要的锰矿石。贵州省铜仁市松桃苗族自治县普觉锰矿探明锰矿资源量1.92亿吨,堪称亚洲第一;铜精矿是低品位的含铜原矿石经过选矿工艺处理达到一定质量指标的精矿,可直接供冶炼厂炼铜。铜精矿大部分是原生硫化物氧化分解再经还原作用而成的次生矿物,含铜成分高,是最重要的炼铜矿石。我国云南东川铜矿等有大量铜精矿;硼铁矿是提炼硼的原料,富含硼和铁;石灰石含有丰富的钙元素,还有硅、铁、镁、铝等;麦饭石是一种天然的硅酸盐矿物,主要化学成分是无机的硅铝酸盐,其中包括SiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO、MgO、CaO、K2O、Na2O、TiO2、P2O5、MnO等,还含有动物所需的全部常量元素,微量元素和稀土元素,如K、Na、Ca、Mg、Cu、Mo等,约58种之多。由于在麦饭石基础上采用了铜、铁、锰、锌、硼矿石,确保了这5种元素的来源,为提高矿石制备生态动力素中铜、铁、锰、锌、硼元素的含量并达到农业部“微量元素水溶肥料”的部颁标准《NY1428~2010》的要求指标,提供了物质基础保证。在配方设计上,创造性地选用麦饭石10~20%、菱锌矿20~30%、软锰矿20~30%、铜精矿20~30%、硼铁石5~10%重量比的矿石进行配置,制备的粮食作物用生态矿溶液肥中铜、铁、锰、锌、硼、钼元素的含量均得到提高,达到了农业部部颁标准的要求,即铜Cu+铁Fe+锰Mn+锌Zn+硼B+钼Mu的含量之和达到≧100g/L。本发明微量元素的最高含量达到144.5g/L。二、生产工艺的改进(1)调整浸泡液种类和浓度:用高浓度98%浓硫酸配合36%浓盐酸即高浓度强酸混合作为浸泡溶液,产品中的微量元素含量可直接靠近并达到农业部部颁标准的要求,而如果利用现有技术用2~10%浓度的稀盐酸、稀硫酸、枸橼酸其中一种稀浓度酸浸泡矿石,在其中投入相同比例的矿石制备水溶肥料,进行检测,结果表明浸泡溶液的浓度太稀,微量元素含量很少,而且需要浓缩处理,无法达到农业部部颁标准的要求;(2)改变搅拌浸泡和煮沸时间:将搅拌浸泡3~5小时,调整为搅拌浸泡10~16小时;将煮沸时间由2~5小时,调整为煮沸3~5小时,反应时间加长;经反复试验证明,延长搅拌浸泡反应和煮沸时间,才能使矿粉充分溶解,有效地提高微量元素含量。本发明粮食作物用生态矿溶液肥的功效成分及含量如表1:表1.粮食作物用生态矿溶液肥的功效成分及含量元素含量(mg/l)元素含量(mg/l)铜30000~35000铁15000~23000锰19000~23000锌29000~34000钙300~400钴5~10磷1000~1450镍5~10镁3200~4200钼800~1000钾1400~2000锂300~400钠150~200钒40~60硒30~50硅360~480钡180~230钛800~1400铝11000~15000硼3000~4000经北京市肥料质量监督检验站和国家地质测试中心检测,这种矿溶液矿物质微量元素的含量符合农业部的“微量元素水溶肥料”的部颁标准《NY1428~2010》规定,铜Cu+铁Fe+锰Mn+锌Zn+硼B+钼Mu的含量之和达到≧100g/L。在谱尼测试的报告中,铜+铁+锰+锌+硼+钼含量合计为153.47g/L。本发明产品中Cu≥20g/L,Fe≥5g/L,Mn≥30g/L,Zn≥44g/L,B≥2g/L,微量元素的最高含量达到144.5g/L。与现有技术相比,本发明具有如下技术优势:一、粮食作物用生态矿溶液肥中溶有促进生命化学过程中的催化、激活作用的动力元素群,它们都以含水络合离子的形式存在,如,Cu++,Fe++,Mn++,Zn++,Mo++,Ti++等含有d轨道的元素离子,这些离子都能与水分子作用,形成络合结构,使其有比较温和的表面电荷密度;二、这些元素均有d轨道电子或空轨道,当上述元素达到一定浓度时,引起电子转移,产生羟基自由基,能够降解有毒有机物、沉淀重金属;三、在氧气浓度较高的条件下,自动产生生态氧,增强作物的新陈代谢;四、粮食作物用生态矿溶液肥具有高能态,水分子团的串联结构被切断,形成小分子水,极易被植物根茎叶吸收;五、可有效提高产品中的矿物质微量元素含量,粮食作物用生态矿溶液肥所含矿物质微量元素种类多,具有不同电荷亲和标度值的金属阳离子所切割形成的线形水聚体的长度、规整度不同,对不同的细胞体起不同的作用。这些元素进入植物体内可以做到各司其职,代谢平衡,植株健壮,叶色靓丽,口感变好,品质改善;六、使用方法简单,便于推广应用;七、增产效果显著:经过对粮食作物用生态矿溶液肥的广泛试验和应用,能够补充农作物生长发育必需的多种微量元素,能够提高作物产量,其增产效果显著,同时提高了作物品质。从各地提供的试验报告看,使用粮食作物用生态矿溶液肥,小麦平均增产7.4%,最高增产20.4%;水稻秧田能壮根键苗,防治立枯病效果达95%;水稻本田能够提高抗御低温冷害能力,平均增产18.6%,最高增产28.6%;玉米在苗期和拔节期喷洒,平均增产7.9%,最高增产12.6%;大豆在始花期和结荚期喷洒,平均增产10.8%,最高增产20.9%。1.吉林省土肥站在梨树县小宽乡新家村做了水稻试验,在返青期、拔节期、灌浆期各喷洒一次粮食作物用生态矿溶液肥,喷洒的水稻表现返青快、分蘖早、生长旺盛,在供水供肥不足的情况下表现尤为突出。在生殖生长过程中表现早拔节、早孕穗、灌浆快、成熟早2-3天,增加千粒重,增产27.5%;2.黑龙江省绥绫县农业技术推广中心在玉米田进行喷洒粮食作物用生态矿溶液肥试验,分别在玉米苗期、拔节期各喷洒一次,每亩用粮食作物用生态矿溶液肥100ml对水500倍,进行叶面喷洒,增产效果达到14.6-18.8%;3.吉林省延边朝鲜族自治州农业技术推广总站2014年在延吉市朝阳川镇太东村进行了75亩水稻的粮食作物用生态矿溶液肥应用示范,实测亩产533公斤,比常规栽培增产16.5%;4、延边东城无公害农特产品有限公司将利用本水溶肥料种植的有机大米分别于2009年和2010年送延边朝鲜族自治州产品质量检验所检验,大米检测报告中,施用矿溶液肥的有机大米比未用的有机大米的矿物质含量高很多,其中锰9.5>6.3;锂0.08>0.002;锌15.2>9.1;硒0.03>0.005;钴0.07>0.02;铁2.7<2.8;钙95.5>54.2;铬0.53>0.04。单位:μg/kg。此外,本专利涉及的水溶肥料对于人参的作用也很显著。人参是闻名遐迩的“东北三宝”之一,几十年来,人参产业发展迅猛,使可栽培人参的林地资源几近枯竭,在老参地30年内不能再种人参是已传下多少年的定论,改造利用老参地种植人参迫在眉睫,而人参连作是在世界上还没能完全解决的重大技术难题。申请人在进行实地调研和咨询国内外著名专家学者的基础上,于2011年秋天到2013年秋,在吉林省集安市麻线乡石庙村,用粮食作物用生态矿溶液肥进行了老参地人参连作试验,2年后人参存活率达到70%以上,取得了突破性的成果。附图说明通过结合以下附图所作的详细描述,本发明的上述和/或其他方面和优点将变得更清楚和更容易理解,这些附图只是示意性的,并不限制本发明,其中:图1是粮食作物用生态矿溶液肥制备工艺流程示意图。附图标记:1-粉碎机、2-风选筛网震动机、3-煮沸溶解反应罐、4-硫酸储罐、5-盐酸储罐、6-压滤机、7-陈化反应罐、8-聚能装置、9-锰砂过滤器、10-净化罐、11-成品罐、12-废渣处理系统。具体实施方式在下文中,将参照附图描述本发明的粮食作物用生态矿溶液肥及其制备使用方法的实施例。在此记载的实施例为本发明的特定的具体实施方式,用于说明本发明的构思,均是解释性和示例性的,不应解释为对本发明实施方式及本发明范围的限制。除在此记载的实施例外,本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案,这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。本发明涉及一种粮食作物用生态矿溶液肥,其至少含有20种金属离子,其配方原料为天然矿石,所述天然矿石为麦饭石、菱锌矿、软锰矿、铜精矿和硼铁石的混合物。作为本发明的优选技术方案,所述天然矿石中,原料组分及各组分重量比为:麦饭石10~20%;菱锌矿20~30%;软锰矿20~30%;铜精矿20~30%;硼铁石5~10%,石灰石0~10%。如图1是粮食作物用生态矿溶液肥制备工艺流程示意图。按照制备工艺流程制备粮食作物用生态矿溶液肥,首先用粉碎机1将麦饭石、菱锌矿、软锰矿、铜精矿、硼铁石等天然矿石粉碎成粉末,经风选筛网震动机2选取60目粉末,然后将重量百分比分别为麦饭石10~20%、菱锌矿20~30%,软锰矿10~20%,铜精矿20~30%,硼铁石5~10%的比例投入煮沸溶解反应罐3中混合,加入相当于矿石体积2倍的浓度98%的硫酸和与天然矿石等体积的浓度36%的盐酸,由酸储罐4、5加入反应罐3中,搅拌浸泡10~16小时,煮沸3~5小时,进行溶解,经过压滤机6固液分离,溶液装入陈化反应罐7陈化,通过交变强磁场驱动的高能超声场8,剪切、打碎粮食作物用生态矿溶液肥原液的线团结构提高能态,经过锰砂过滤器8过滤,净化罐9净化,送至成品储罐10,待灌装线11灌装。下面结合实施例对本技术实现要素:进行具体说明:实施例1制备玉米专用粮食作物用生态矿溶液肥,用粉碎机1将麦饭石、菱锌矿、软锰矿、铜精矿、硼铁石等天然矿石粉碎成粉末,经风选筛网震动机2选取60目粉末,然后将重量%分别为麦饭石20%、菱锌矿30%,软锰矿20%,铜精矿20%,硼铁石10%的比例投入煮沸溶解反应罐3中混合,加入相当于矿石体积2倍的浓度98%的硫酸和矿石等体积的浓度36%的盐酸由酸储罐4、5加入反应罐3中,搅拌浸泡10~16小时,煮沸3~5小时,进行溶解,经过压滤机6固液分离,溶液装入陈化反应罐7陈化,通过交变强磁场驱动的高能超声场聚能装置8,剪切、打碎粮食作物用生态矿溶液肥原液的线团结构提高能态,经锰砂过滤器9过滤,净化罐10净化,送至成品储罐11,待灌装线灌装。玉米专用粮食作物用生态矿溶液肥的功效成分及含量如表2:表2.玉米专用粮食作物用生态矿溶液肥的功效成分及含量元素含量(mg/l)元素含量(mg/l)铜19000~25000铁7600~12000锰28000~36000锌48000~56000钙250~450钠260~320磷900~1500镍15~30镁2500~4000钼800~1000钾2400~3700锂80~400硒30~50硅360~480钡180~230钛800~1400铝11000~15000硼3000~4000本发明制备的玉米专用粮食作物用生态矿溶液肥富含铜、铁、锰、锌、硼、钼等微量元素,达到农业部关于微量元素水溶肥料的技术指标,其中锌元素的含量偏高,有助于防治由于过量施用磷酸二铵导致的玉米花白苗病的发生与蔓延。实施例2制备水稻专用粮食作物用生态矿溶液肥,用粉碎机1将麦饭石、菱锌矿、软锰矿、铜精矿、硼铁石、石灰石等天然矿石粉碎成粉末,经风选筛网震动机2选取60目粉末,然后将麦饭石15%、菱锌矿25%,软锰矿20%,铜精矿20%,硼铁石10%,石灰石10%的比例(重量%)投入煮沸溶解反应罐3中混合,加入相当于矿石体积2倍的浓度98%硫酸和矿石等体积的浓度36%盐酸由酸储罐4、5加入反应罐3中,搅拌浸泡10~16小时,煮沸3~5小时,进行溶解,经过压滤机6固液分离,溶液装入陈化反应罐7陈化,通过交变强磁场驱动的高能超声场聚能装置8,剪切、打碎粮食作物用生态矿溶液肥原液的线团结构提高能态,经过锰砂过滤器9过滤,净化罐10净化,送至成品储罐11,待灌装线灌装。水稻专用粮食作物用生态矿溶液肥的功效成分及含量如表3:表3.水稻专用粮食作物用生态矿溶液肥的功效成分及含量元素含量(mg/l)元素含量(mg/l)铜18000~25000铁8000~14000锰34000~41000锌48000~52000钙1200~1500钠260~320磷1000~1500镍15~30镁2000~4000钼800~1000钾2000~3000锂180~400硒30~50硅1800~2800钡200~230钛1200~1400铝8800~12000硼4000~6000本发明制备的水稻专用粮食作物用生态矿溶液肥不仅富含铜、铁、锰、锌、硼、钼等微量元素,达到农业部关于微量元素水溶肥料的技术指标,其中硅元素的含量偏高,有助于提高水稻的生长发育和抗倒伏、抗病能力,从而提高产量。实施例3制备小麦专用粮食作物用生态矿溶液肥,用粉碎机1将麦饭石、菱锌矿、软锰矿、铜精矿、硼铁石、石灰石等天然矿石粉碎成粉末,经风选筛网震动机2选取60目粉末,然后将麦饭石25%;菱锌矿25%;软锰矿20%;铜精矿20%;硼铁石10%的比例(重量%)投入煮沸溶解反应罐3中混合,加入相当于矿石体积2倍的浓度98%硫酸和矿石等体积的浓度36%盐酸由酸储罐4、5加入反应罐3中,搅拌浸泡10~16小时,煮沸3~5小时,进行溶解,经过压滤机6固液分离,溶液装入陈化反应罐7陈化,通过交变强磁场驱动的高能超声场聚能装置8,剪切、打碎粮食作物用生态矿溶液肥原液的线团结构提高能态,经过锰砂过滤器9过滤,净化罐10净化,送至成品储罐11,待灌装线灌装。小麦专用生态矿溶液肥的功效成分及含量如表4:表4.小麦专用粮食作物用生态矿溶液肥的功效成分及含量元素含量(mg/l)元素含量(mg/l)铜16000~24000铁9000~12000锰34000~41000锌42000~52000钙400~500钠260~360磷1000~1500镍25~50镁2600~4000钼1800~3000钾1500~3000锂280~400硒30~60硅380~580钡200~280钛9800~1400铝9800~15000硼4000~6000本发明制备的粮食作物用生态矿溶液肥富含铜、铁、锰、锌、硼、钼等微量元素,达到农业部关于微量元素水溶肥料的技术指标,广泛适用于禾谷类、豆科作物及薯类作物。此外,在实验过程中总结出粮食作物用生态矿溶液肥的优选使用方法,见下表5:表5.粮食作物用生态矿溶液肥优选使用方法注意事项:(1)本产品不能代替化肥。(2)本产品不能与农药混用,与喷洒农药间隔5天以上使用。(3)本产品对人、畜无毒,使用安全。以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明。本发明还可制作多种含量矿溶液微量元素水溶肥,广泛适用于瓜果类、茄果类、根菜类及叶菜类各种果蔬,也可用于果树的叶面喷洒及灌根等。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页1 2 3 
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