本发明属于农作物肥料技术领域，尤其涉及一种种植山药用水溶肥及其制备方法。
背景技术：
我国是一个农业大国，人口众多，为了增加粮食产量，有效的手段之一就是借助于施肥。目前世界范围内施肥都是以化肥为主，但是，由于长期过量或不合理施用化肥，致使土壤中各营养比例失调，造成了土壤的板结，降低了肥料的利用率和农产品质量，且化肥的生产和施用会引起大气和水资源污染，对环境造成很大的破坏。
腐植酸是自然界中广泛存在的大分子有机物质，基本结构是芳环和脂环，环上连有羧基、羟基、羰基、醌基、甲氧基等官能团。作为有机物原料，被广泛应用于农、林、牧、石油、化工、建材、医药、卫生、环保等领域。尤其是在农业方面，与氮、磷、钾等元素结合制成的腐植酸类肥料，经大量田间试验，可知腐植酸除了具有改良土壤、增效化肥、刺激植物生长等作用外，还在增强植物抗逆性、培育种子发育、增加土壤田间持水量、促进土壤中有益微生物生长、抑制病原微生物发生、改善土壤微生态环境等方面有重要作用，并且越来越受重视。
氨基酸是含有氨基和羧基的一类有机化合物，具有络合能力，能与金属络合形成相对稳定的配合物。氨基酸肥料与其他氮肥相比，具有肥效快、提高产量、改善土壤、增强抗逆性、减少污染等优势。多肽信号分子在植物的生长、发育、生殖以及对外界环境的响应中具有重要的调节作用。
目前，市场上水溶肥大都是成分简单的混合，或是添加腐植酸，没有将氨基酸与腐植酸配合后制备的水溶肥，且制备固体水溶肥溶解性差，易结块极大的降低了水溶肥的有效利用率。
技术实现要素：
本发明为了解决以上技术问题，提供了一种种植山药用水溶肥及其制备方法。
具体是通过以下技术方案来实现的：
一种种植山药用水溶肥，由以下质量份原料组成：腐植酸提取液100-500份、复合氨基酸提取液50-300份、铵态氮10-100份、水溶性磷10-80份、水溶性钾10-100份、脲态氮10-80份、硝态氮10-50份、七水硫酸亚铁1-20份、水溶性镁1-20份、七水硫酸锌0.1-10份、氧化锰0.1-10份、螯合剂0.1-10份、五水硫酸铜0.1-10份。
进一步，所述的种植山药用水溶肥，由以下质量份原料组成：腐植酸提取液450-500份、复合氨基酸提取液100-120份、铵态氮65-75份、水溶性磷65-70份、水溶性钾65-70份、脲态氮45-50份、硝态氮26-30份、七水硫酸亚铁18-20份、水溶性镁7.1-7.5份、七水硫酸锌1-1.5份、氧化锰1-1.5份、螯合剂1-1.5份、五水硫酸铜0.75-1.3份。
进一步，所述的腐植酸提取液，是将糠醛渣发酵后，采用碱提而得，包括以下步骤：
1)糠醛渣、作物秸秆按质量比30:9混合，粉碎，加水制成含水量为50％的混合料，建堆发酵，得发酵糠醛渣；
2)将发酵糠醛渣与清水按照质量比1:8.5混合，加入氢氧化钾，使得氢氧化钠其最终浓度为8.5％，75℃下搅拌2.2h反应，静置12h，离心分离，去提取液，既得腐植酸。
进一步，所述的复合氨基酸提取液，是用废弃皮革水解而得，包括以下制备步骤：
1)废弃皮革粉碎与等质量蒸馏水混合、加入氧化钙，水解，冷却，抽取，取滤液，将滤液浓缩至原体积的30-40％，得浓缩液；
2)将步骤1)得到的浓缩液中加入浓硫酸，酸解，冷却，调节ph为4，既得复合氨基酸提取液。
进一步，所述的加入氧化钙，其加入量为废弃皮革的6.5％。
进一步，所述的水解，是在80℃下水解3h。
进一步，所述的加入浓硫酸，其加入量为浓缩液的1.6倍。
进一步，所述的酸解，是在100℃条件下酸解6h。
进一步，所述的螯合剂为乙二胺四乙酸二钠、乙酸按质量比1.2-1.5:0.2-0.3混合而成。
进一步，所述的种植山药用水溶肥，包括以下制备步骤：
1)腐植酸提取液、复合氨基酸提取液加入反应釜中，0.8个大气压，75℃下浓缩1h，加入七水硫酸亚铁、水溶性镁、七水硫酸锌、氧化锰、螯合剂、五水硫酸铜，搅拌50min，得混合料1；
2)混合料1降温至60℃，加入铵态氮、水溶性磷、水溶性钾、脲态氮、硝态氮搅拌1.2-1.3h，得混合料2；
3)将很合料2浓缩1h，将反应釜的温度提高到1.0个大气压，将浓缩后的混合料2放入结晶槽，搅拌，结晶，得混合料3；
4)将混合料3粉碎，包装既得。
所述的硝态氮为硝酸钾、硝酸钠、硝酸钙中的一种或几种。
所述的铵态氮为液态氨、氨水、硫酸铵、氯化铵、碳酸氢铵中的一种或几种。
所述的脲态氮为尿素、脲、碳酰胺中的一种或几种。
所述的水溶性有磷酸、磷酸一铵、磷酸二氢钾中的一或几种。
所述的水溶性钾为氧化钾。
所述的水溶性镁为氧化镁。
有益效果，本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1)通过以上分析，本发明以废弃皮革为原料，通过工艺筛选，得到最佳的生产复合氨基酸提取液的工艺，使得氨基酸的含量高达20.00％，进一步通过与腐植酸提取液、七水硫酸亚铁、水溶性镁、七水硫酸锌、氧化锰、螯合剂、五水硫酸铜在一定的反应条件下螯合，随后加入铵态氮、水溶性磷、水溶性钾、脲态氮、硝态氮进行反应制备，使得得到的产品其ph值在5-7范围内，水中不容物含量低达0.15％，100ml中的最大溶解量高达57.5g，极大的保证了产品的安全性和稳定性。
2)土壤水是土壤的重要组成部分，它是土壤中最活跃的因素，它能够被植物吸收，溶解矿质养分，参与土壤有机质的矿质化与腐殖化，从而影响土壤的物理、化学性质,实施例1-3制备的水溶肥有效的增加了土壤的含水量，最高可达27.78％，可以提高植物对其它养分的吸收速度。有机质是衡量土壤养分的重要指标，其所含各种养分丰富，对土壤的理化性状有一定调节作用。它基本成分主要为纤维素、木质素、淀粉、糖类、油脂和蛋白质，使用本发明制备的水溶肥，其土壤中的有机质含量可高达24.78g/kg。
3)植物的单株块茎重、块茎粗、块茎长在一定程度上反映了植物的生长情况，是衡量一种植物生长态势的重要指标，实施例1-13及对照组的山药进行测量发现，实施例1-3得到的山药其单株山药块茎重0.60-0.63kg，单株山药块茎粗43-47mm，块茎长67-70cm，从而使得产量高达2498.61-2576.45kg/亩。山药中水分含量多少对山药的品质、营养及贮藏长短有一定的影响，一般来说，水分含量越少，越能够保持其良好的外光性状，从而延长贮藏期，防止其品质的下降和营养的流失。使用本发明制备的水溶肥种植得到的山药，其含水量为74.17-74.50％，明显低于对照组。总糖作为山药的营养物质和储能物质，在山药的生长发育过程中有这重要的作用。特别有些活性成分对人体的健康有着重要的作用，其总糖含量高达1.65％，显著的增加了山药的品质。
4)微量元素作为植物不可缺少的一部分，在作物体内含量很少，但它对植物的生长发育起着至关重要的作用，是植物体内酶或辅酶的重要组成部分。它在作物生长发育过程中起着不可缺少的和不可相互替代的作用，而农作物的抗逆性也多于微量元素有关。测定实施例1-3得到的山药中其zn含量高达24.14mg/kg，mn高达5.12mg/kg，fe高达53.12mg/kg，由于其微量元素含量增加，从而促使山药的生长速度增加，品质提高。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，但本发明并不局限于这些实施方式，任何在本实施例基本精神上的改进或代替，仍属于本发明权利要求所要求保护的范围。
实施例1
一种种植山药用水溶肥，由以下质量份原料组成：腐植酸提取液450g、复合氨基酸提取液100g、铵态氮65g、水溶性磷65g、水溶性钾65g、脲态氮45g、硝态氮26g、七水硫酸亚铁18g、水溶性镁7.1g、七水硫酸锌1g、氧化锰1g、螯合剂1g、五水硫酸铜0.75g。
所述的腐植酸提取液，是将糠醛渣发酵后，采用碱提而得，包括以下步骤：
1)糠醛渣、作物秸秆按质量比30:9混合，粉碎，加水制成含水量为50％的混合料，建堆发酵，得发酵糠醛渣；
2)将发酵糠醛渣与清水按照质量比1:8.5混合，加入氢氧化钾，使得氢氧化钠其最终浓度为8.5％，75℃下搅拌2.2h反应，静置12h，离心分离，去提取液，既得腐植酸。
所述的复合氨基酸提取液，是用废弃皮革水解而得，包括以下制备步骤：
1)废弃皮革粉碎与等质量蒸馏水混合、加入氧化钙，水解，冷却，抽取，取滤液，将滤液浓缩至原体积的30％，得浓缩液；
2)将步骤1)得到的浓缩液中加入浓硫酸，酸解，冷却，调节ph为4，既得复合氨基酸提取液。
所述的加入氧化钙，其加入量为废弃皮革的6.5％。
所述的水解，是在80℃下水解3h。
所述的加入浓硫酸，其加入量为浓缩液的1.6倍。
所述的酸解，是在100℃条件下酸解6h。
所述的螯合剂为乙二胺四乙酸二钠、乙酸按质量比1.2:0.2混合而成。
所述的种植山药用水溶肥，包括以下制备步骤：
1)腐植酸提取液、复合氨基酸提取液加入反应釜中，0.8个大气压，75℃下浓缩1h，加入七水硫酸亚铁、水溶性镁、七水硫酸锌、氧化锰、螯合剂、五水硫酸铜，搅拌50min，得混合料1；
2)混合料1降温至60℃，加入铵态氮、水溶性磷、水溶性钾、脲态氮、硝态氮搅拌1.2h，得混合料2；
3)将很合料2浓缩1h，将反应釜的温度提高到1.0个大气压，将浓缩后的混合料2放入结晶槽，搅拌，结晶，得混合料3；
4)将混合料3粉碎，包装既得。
所述的硝态氮为硝酸钾。
所述的铵态氮为硫酸铵。
所述的脲态氮为尿素。
所述的水溶性有磷酸。
所述的水溶性钾为氧化钾。
所述的水溶性镁为氧化镁。
实施例2
一种种植山药用水溶肥，由以下质量份原料组成：腐植酸提取液470g、复合氨基酸提取液110g、铵态氮70g、水溶性磷68g、水溶性钾68g、脲态氮47g、硝态氮28g、七水硫酸亚铁19g、水溶性镁7.4g、七水硫酸锌1.3g、氧化锰1.3g、螯合剂1.2g、五水硫酸铜1.0g。
所述的腐植酸提取液，是将糠醛渣发酵后，采用碱提而得，包括以下步骤：
1)糠醛渣、作物秸秆按质量比30:9混合，粉碎，加水制成含水量为50％的混合料，建堆发酵，得发酵糠醛渣；
2)将发酵糠醛渣与清水按照质量比1:8.5混合，加入氢氧化钾，使得氢氧化钠其最终浓度为8.5％，75℃下搅拌2.2h反应，静置12h，离心分离，去提取液，既得腐植酸。
所述的复合氨基酸提取液，是用废弃皮革水解而得，包括以下制备步骤：
1)废弃皮革粉碎与等质量蒸馏水混合、加入氧化钙，水解，冷却，抽取，取滤液，将滤液浓缩至原体积的35％，得浓缩液；
2)将步骤1)得到的浓缩液中加入浓硫酸，酸解，冷却，调节ph为4，既得复合氨基酸提取液。
所述的加入氧化钙，其加入量为废弃皮革的6.5％。
所述的水解，是在80℃下水解3h。
所述的加入浓硫酸，其加入量为浓缩液的1.6倍。
所述的酸解，是在100℃条件下酸解6h。
所述的螯合剂为乙二胺四乙酸二钠、乙酸按质量比1.3:0.25混合而成。
所述的种植山药用水溶肥，包括以下制备步骤：
1)腐植酸提取液、复合氨基酸提取液加入反应釜中，0.8个大气压，75℃下浓缩1h，加入七水硫酸亚铁、水溶性镁、七水硫酸锌、氧化锰、螯合剂、五水硫酸铜，搅拌50min，得混合料1；
2)混合料1降温至60℃，加入铵态氮、水溶性磷、水溶性钾、脲态氮、硝态氮搅拌1.25h，得混合料2；
3)将很合料2浓缩1h，将反应釜的温度提高到1.0个大气压，将浓缩后的混合料2放入结晶槽，搅拌，结晶，得混合料3；
4)将混合料3粉碎，包装既得。
所述的硝态氮为硝酸钾、硝酸钠、硝酸钙等质量混合。
所述的铵态氮为液态氨、氨水等质量混合而得。
所述的脲态氮为尿素、脲、碳酰胺等质量混合。
所述的水溶性有磷酸、磷酸一铵、磷酸二氢钾等质量混合。
所述的水溶性钾为氧化钾。
所述的水溶性镁为氧化镁。
实施例3
一种种植山药用水溶肥，由以下质量份原料组成：腐植酸提取液500g、复合氨基酸提取液120g、铵态氮75g、水溶性磷70g、水溶性钾70g、脲态氮50g、硝态氮30g、七水硫酸亚铁20g、水溶性镁7.5g、七水硫酸锌1.5g、氧化锰1.5g、螯合剂1.5g、五水硫酸铜1.3g。
所述的腐植酸提取液，是将糠醛渣发酵后，采用碱提而得，包括以下步骤：
1)糠醛渣、作物秸秆按质量比30:9混合，粉碎，加水制成含水量为50％的混合料，建堆发酵，得发酵糠醛渣；
2)将发酵糠醛渣与清水按照质量比1:8.5混合，加入氢氧化钾，使得氢氧化钠其最终浓度为8.5％，75℃下搅拌2.2h反应，静置12h，离心分离，去提取液，既得腐植酸。
所述的复合氨基酸提取液，是用废弃皮革水解而得，包括以下制备步骤：
1)废弃皮革粉碎与等质量蒸馏水混合、加入氧化钙，水解，冷却，抽取，取滤液，将滤液浓缩至原体积的40％，得浓缩液；
2)将步骤1)得到的浓缩液中加入浓硫酸，酸解，冷却，调节ph为4，既得复合氨基酸提取液。
所述的加入氧化钙，其加入量为废弃皮革的6.5％。
所述的水解，是在80℃下水解3h。
所述的加入浓硫酸，其加入量为浓缩液的1.6倍。
所述的酸解，是在100℃条件下酸解6h。
所述的螯合剂为乙二胺四乙酸二钠、乙酸按质量比1.5:0.3混合而成。
所述的种植山药用水溶肥，包括以下制备步骤：
1)腐植酸提取液、复合氨基酸提取液加入反应釜中，0.8个大气压，75℃下浓缩1h，加入七水硫酸亚铁、水溶性镁、七水硫酸锌、氧化锰、螯合剂、五水硫酸铜，搅拌50min，得混合料1；
2)混合料1降温至60℃，加入铵态氮、水溶性磷、水溶性钾、脲态氮、硝态氮搅拌1.3h，得混合料2；
3)将很合料2浓缩1h，将反应釜的温度提高到1.0个大气压，将浓缩后的混合料2放入结晶槽，搅拌，结晶，得混合料3；
4)将混合料3粉碎，包装既得。
所述的硝态氮为硝酸钙中。
所述的铵态氮为硫酸铵、氯化铵、碳酸氢铵等质量混合而成。
所述的脲态氮为尿素。
所述的水溶性有磷酸二氢钾。
所述的水溶性钾为氧化钾。
所述的水溶性镁为氧化镁。
实施例4
实施例4不加入复合氨基酸提取液，其它原料与实施例3相同，制备方法与实施例3相同。
实施例5-10复合氨基酸提取液的制备条件如表1所示。
表1
实施例5-10其它制备步骤与实施例3相同。
实施例11
实施例11所述的螯合剂为乙二胺四乙酸二钠，其它的制备步骤与实施例3相同。
实施例12
实施例12原料配比与实施例3相同，所述的种植山药用水溶肥，包括以下制备步骤：
1)腐植酸提取液、复合氨基酸提取液加入反应釜中，0.8个大气压，80℃下浓缩1h，加入七水硫酸亚铁、水溶性镁、七水硫酸锌、氧化锰、螯合剂、五水硫酸铜，搅拌1.2h，得混合料1；
2)混合料1降温至50℃，加入铵态氮、水溶性磷、水溶性钾、脲态氮、硝态氮搅拌1.3h，得混合料2；
3)将很合料2浓缩1h，将反应釜的温度提高到1.0个大气压，将浓缩后的混合料2放入结晶槽，搅拌，结晶，得混合料3；
4)将混合料3粉碎，包装既得。
实施例13
实施例13不加入腐植酸提取液，其它制备步骤与实施例3相同。
实验例
1、水溶给质量评价
按照实施例1-13的方法制备水溶肥，产品按照ny1110-2010《水溶肥料汞、砷、镉、铅、铬的限量要求》，参考文献报道的方法对其进行检测(周丽群,陈延军,陈清.大量元素水溶肥产品性状差异性分析[j].磷肥与复肥,2014,29(2).)，结果如表2所示。其中溶解速度是在20℃，不搅拌的条件下1g∶250ml条件下进行。
通过检测分析，实施例1-13制备的水溶肥其汞、砷、镉、铅，铬的含量均小于标准指标。
表2水溶肥质量评价结果
2、复合氨基酸提取液分析
对实施例1-3,5-10提取的复合氨基酸提取液进行测量分析，结果如表3所示。
表3复合氨基酸提取液分析结果
3、水溶肥应用分析
选择14亩肥力相当的土地，均分为14组，1-13组用实施例1-13制备的水溶肥分别种植山药，14组用复合肥种植，每组除了使用的水溶肥不同外，其它的种植步骤都相同，。每亩50公斤复合肥作为基肥一次施用，3月中下旬播种，6月山药生长盛期分别用5种水溶肥和清水浇灌山药，每次用量5kg/667m2，稀释1000倍，每10天一次，共5次。采收后统计每组的产量，并对其进行分析。参照ny/1974-2010，采用火焰原子吸收分光光度计法测定山药铁、锰、锌的含量。
表4山药种植情况
表4山药品质分析
植物的单株块茎重、块茎粗、块茎长在一定程度上反映了植物的生长情况，是衡量一种植物生长态势的重要指标，实施例1-13及对照组的山药进行测量发现，实施例1-3得到的山药其单株山药块茎重0.60-0.63kg，单株山药块茎粗43-47mm，块茎长67-70cm，从而使得产量高达2498.61-2576.45kg/亩。山药中水分含量多少对山药的品质、营养及贮藏长短有一定的影响，一般来说，水分含量越少，越能够保持其良好的外光性状，从而延长贮藏期，防止其品质的下降和营养的流失。使用本发明制备的水溶肥种植得到的山药，其含水量为74.17-74.50％，明显低于对照组。总糖作为山药的营养物质和储能物质，在山药的生长发育过程中有这重要的作用。特别有些活性成分对人体的健康有着重要的作用，其总糖含量高达1.65％，显著的增加了山药的品质。
微量元素作为植物不可缺少的一部分，在作物体内含量很少，但它对植物的生长发育起着至关重要的作用，是植物体内酶或辅酶的重要组成部分。它在作物生长发育过程中起着不可缺少的和不可相互替代的作用，而农作物的抗逆性也多于微量元素有关。测定实施例1-3得到的山药中其zn含量高达24.14mg/kg，mn高达5.12mg/kg，fe高达53.12mg/kg，由于其微量元素含量增加，从而促使山药的生长速度增加，品质提高。
4、土壤肥力分析
对实施例1-13种植山药的土壤，及对照组种植的土壤进行分析：
土壤含水量：利用烘干法测定土壤含水量；
土壤有机质含量：参照农标ny/t1121.6-2006进行测定；
表5土壤肥力分析
土壤水是土壤的重要组成部分，它是土壤中最活跃的因素，它能够被植物吸收，溶解矿质养分，参与土壤有机质的矿质化与腐殖化，从而影响土壤的物理、化学性质,实施例1-3制备的水溶肥有效的增加了土壤的含水量，最高可达27.78％，可以提高植物对其它养分的吸收速度。有机质是衡量土壤养分的重要指标，其所含各种养分丰富，对土壤的理化性状有一定调节作用。它基本成分主要为纤维素、木质素、淀粉、糖类、油脂和蛋白质，使用本发明制备的水溶肥，其土壤中的有机质含量可高达24.78g/kg。
通过以上分析，本发明以废弃皮革为原料，通过工艺筛选，得到最佳的生产复合氨基酸提取液的工艺，使得氨基酸的含量高达20.00％，进一步通过与腐植酸提取液、七水硫酸亚铁、水溶性镁、七水硫酸锌、氧化锰、螯合剂、五水硫酸铜在一定的反应条件下螯合，随后加入铵态氮、水溶性磷、水溶性钾、脲态氮、硝态氮进行反应制备，使得得到的产品其ph值在5-7范围内，水中不容物含量低达0.15％，100ml中的最大溶解量高达57.5g，极大的保证了产品的安全性和稳定性。通过应用实例进行分析，其克有效的增加山药的产量，改善土壤的肥力。