本发明属于农用肥料技术领域，具体涉及一种含腐植酸高浓度液体水溶肥，还涉及一种该水溶肥的制备方法。
背景技术：
含腐植酸的液体水溶肥是将腐植酸和各种营养物质溶解于液体中的液态肥料，其具有产生效果快、营养均衡、节水能效高等特点。但是由于腐植酸本身为碱性，在加工成液体肥料时，目前含腐植酸的液体水溶肥中与之混合的许多肥料都是酸性的，如硫酸钾、氯化钾、磷酸二氢钾、硼酸、硫酸锌物质等都是酸性的，酸碱混合后制成的水溶肥会影响腐植酸的活性，从而影响含腐植酸的液体水溶肥的施肥效果。水溶肥在叶面喷施时因其与在叶面上附着性差也会影响其使用效果。
而且，水溶肥，尤其是高浓度水溶肥在制备时一般需要加热，而加热的能耗较高，再加之许多地区已严禁用煤的情况下更加大了生产高浓度水溶肥的难度。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种含腐植酸高浓度液体水溶肥，解决目前含腐植酸的液体水溶肥由于酸碱性肥料混合后影响腐植酸活性、水溶肥在叶面上附着性差影响肥效的问题。
本发明的目的还在于提供一种上述含腐植酸高浓度液体水溶肥的制备方法，解决了目前的水溶肥制备过程中需加热导致能耗较高的问题。
本发明所采用的一种技术方案是：一种含腐植酸高浓度液体水溶肥，按照质量份数包括以下原料：
腐植酸钾8-16份，水38-46份，磷酸38-43份，氢氧化钾40-45份，尿素8-12份，硼砂1份，乙二胺四乙酸二钠锌1份，脂肪醇聚氧乙烯醚2份；所述液体水溶肥中腐植酸钾的浓度不低于50g/l。
进一步地，按照质量份数包括以下原料：
腐植酸钾10-14份，水40-44份，磷酸38-43份，氢氧化钾40-45份，尿素9-10份，硼砂1份，乙二胺四乙酸二钠锌1份，脂肪醇聚氧乙烯醚2份；所述液体水溶肥中腐植酸钾的浓度不低于50g/l。
本发明所采用的另一种技术方案是：一种如上所述的含腐植酸高浓度液体水溶肥的制备方法，包括如下步骤：
步骤1，在水中加入磷酸，再缓慢加入部分氢氧化钾进行搅拌，利用酸碱反应使之产热，直到物料温度达到第一温度区间时，停止加入氢氧化钾；
步骤2，然后加入硼砂和乙二胺四乙酸二钠锌，搅拌使之完全溶解，并且在搅拌的同时再次缓慢加入剩余的氢氧化钾；
步骤3，在氢氧化钾完全溶解后将腐植酸钾缓慢加入水中，同时进行搅拌；
步骤4，待腐植酸完全溶解后，加入尿素和脂肪醇聚氧乙烯醚进行搅拌直至完全溶解；
步骤5，待降温至室温后，即得含腐植酸高浓度液体水溶肥。
进一步地，所述步骤1中第一温度区间为75-85℃。
进一步地，所述步骤2中加入剩余的氢氧化钾过程中，全程温度控制在85℃以下。
本发明的有益效果是：本发明的含腐植酸高浓度液体水溶肥至少具有如下优点：
1、将有机营养物质与无机营养物质结合，腐植酸可提高无机养分利用率，更利于无机养分的吸收；
2、针对液体腐植酸是碱性的特性，选择适量的氢氧化钾与磷酸反应得到是碱性物料，这样不会影响腐植酸的活性，可以与腐植酸很好的溶合；
3、一般液体大量元素水溶肥料标准要求n+p2o5+k2o≥500g/l，另一腐植酸标准要求腐植酸≥30g/l、n+p2o5+k2o≥200g/l，而本发明制备的肥料中腐植酸≥50g/l，n+p2o5+k2o≥850g/l，可以同时达到这两个肥料标准，同时有效养分更高。
本发明的含腐植酸高浓度液体水溶肥的制备方法全程不需要外界加热，利用酸碱反应产生的热即可完成产品的制备，而且步骤简单，易于操作，适合工业化的大量生产。
具体实施方式
本发明提供的含腐植酸高浓度液体水溶肥，按照质量份数包括以下原料：
腐植酸钾8-16份，水38-46份，磷酸38-43份，氢氧化钾40-45份，尿素8-12份，硼砂1份，乙二胺四乙酸二钠锌1份；所述液体水溶肥中腐植酸钾的浓度不低于50g/l。
进一步的，本发明的含腐植酸高浓度液体水溶肥按照质量份数包括以下原料：
腐植酸钾10-14份，水40-44份，磷酸38-43份，氢氧化钾40-45份，尿素9-10份，硼砂1份，乙二胺四乙酸二钠锌1份；所述液体水溶肥中腐植酸钾的浓度不低于50g/l。
优选的，所述含腐植酸高浓度液体水溶肥按照质量份数还包括2份脂肪醇聚氧乙烯醚。
本发明还公开一种如上所述的含腐植酸高浓度液体水溶肥的制备方法，包括如下步骤：
步骤1，在水中加入磷酸，再缓慢加入部分氢氧化钾进行搅拌，利用酸碱反应使之产热，直到物料温度达到75-85℃时，停止加入氢氧化钾；
步骤2，然后加入硼砂和乙二胺四乙酸二钠锌，搅拌使之完全溶解，并且在搅拌的同时再次缓慢加入剩余的氢氧化钾，全程反应温度控制在85℃以下；
步骤3，在氢氧化钾完全溶解后将腐植酸钾缓慢加入水中，同时进行搅拌；
步骤4，待腐植酸完全溶解后，加入尿素进行搅拌直至完全溶解；根据需要，还可以在加入尿素的时候加入脂肪醇聚氧乙烯醚进行搅拌直至完全溶解；
步骤5，待降温至室温后，即得含腐植酸高浓度液体水溶肥。
下面从原理方面对本发明的水溶肥各组分、元素的作用进行说明：
腐植酸(humicacid，ha)主要组成元素为碳(c)、氢(h)、氧(o)、硫(s)、氮(n)，是动、植物遗骸经过微生物的分解和转化以及地球化学的一系列过程形成和积累起来的一类大分子有机物质，是一组天然的羟基芳香族羧酸。其化学结构至今还不十分清楚，一般认为腐植酸分子结构的基本单元是缩合程度不大的带侧链的芳环、脂肪环，也有杂环，周围连有羧基、羟基、羰基、醌基、胺基、磺酸基、甲氧基等活性基团，由于这些活性基团的存在，决定了腐植酸的碱性、亲水性、离子交换性、络合性和较高的吸附能力、缓冲、催化能力等特点，使得其与金属离子之间有交换、吸附、络合、螯合等作用，在分散体系中可作为聚电解质，有凝聚、胶溶、分散等作用，且其分子上还有一定数量的自由基，具有生理活性，因此，在工业、农业、环保及医药等行业有着广泛的应用。
氮(n)的生理作用：氮是核酸、辅酶、磷脂、叶绿素、细胞色素、植物激素(ctk)和维生素等的成分。是蛋白质和核苷酸的组成元素，参与叶绿素的形成，提高光合作用。
磷(p)的生理作用：磷对细胞分裂和开花结实起重要作用。对提高抗逆性(抗病、抗寒、抗旱)有良好作用。促进根系发育，特别是促进侧根和细根的生长。加速花芽分化，提早开花和成熟。
钾(k)的生理作用：在植物体内的含量超过磷，高产作物中还超过氮，主要以离子状态存在，是生物体内很多酶(60多种)的活化剂，是构成细胞渗透势的重要成分,调节气孔的开闭，促进光合磷酸化，促进同化物的运输。
硼(b)的生理作用：硼是影响生殖器官发育，影响作物体内细胞的伸长和分裂，对开花结实有重要作用。
锌(zn)的生理作用：是多种酶的组分和活化剂，已发现80多种含锌酶，参与生长素的合成。
本发明水溶肥的腐植酸与以上各种营养元素结合后不仅及时给农作物提供了养分，同时也在改良土壤、刺激作物生长、对化肥增效、增强植物的抗逆性、改善农产品品质等方面效果明显；在添加脂肪醇聚氧乙烯醚后，提高了肥料在叶面的展着性，提高了养分的吸收率，另外腐植酸用于叶面喷施可引起植物叶面气孔关闭、起到抗旱作用等。
腐植酸具有较高的盐基交换量，能够减少氮的挥发流失，提高土壤有效氮含量。一般氮肥由于挥发性强，利用率较低，与腐植酸混施可提高吸收利用率20％～40％；腐植酸可刺激土壤微生物活性增加，提高有机氮矿化速度，使土壤速效氮的含量提高；研究表明，腐植酸对磷矿分解效果明显，且对速效磷具有保护作用，减少土壤对速效磷的固定，促进作物根部对磷的吸收，从而提高磷肥利用率；腐植酸其中的功能团可以吸收和贮存钾离子，防止在沙土及淋溶性强的土壤中随水流失，又可防止黏性土壤对钾的固定，对含钾的硅酸盐、钾长石等矿物有溶蚀作用，使其缓慢分解以利于钾的释放，从而提高土壤速效钾的含量腐植酸可与难溶性微量元素发生螯合反应，生成溶解度好、易被作物吸收的腐植酸微量元素螯合物，有利于根部或叶面吸收，并能促进被吸收的微量元素从根部向地上部位转移，这种作用是无机微量元素肥料所不具备的。
而且，由于腐植酸含有多种官能团，被活化后，腐植酸成为高效生物活性物质，对作物生长发育及体内生理代谢有刺激作用，这种特性是一般肥料所不具备的。本发明水溶肥中的活化腐植酸按一定浓度采用浸种、浸根、蘸根、喷洒浇灌、做底肥等方式，对各种作物生长都有明显的促进效果。如可加速种子发芽，提高出苗率，在早春、低温下尤为显著，一般可提早1～3天发芽，出苗率可提高10％～30％；促进根系发育，而使作物吸收水分和养分的能力大大增强。在养分供应充足的基础上，腐植酸可使植株地上部分营养体生长旺盛，具有增加有效分数、穗粒数、与千粒重以及减少空率的作用，从而提高产量；使果实提前着色、成熟，提高产品品质。尤其是腐植酸对植物呼吸作用的促进比较突出，有文献曾把它称为“呼吸肥料”，在缺氧的环境下显得更为突出。
添加脂肪醇聚氧乙烯醚后，通过叶面喷施能使植物叶片气孔张开度减少，叶片蒸腾量降低，耗水量减少，植株体内的水分状况得到改善，使叶片含水率提高，从而提高作物抗旱能力；还能够提高叶绿素含量，促进光合作用，对于物质的积累和千粒重的提高是非常重要的。另外，本发明的水溶肥还具有增强作物抗寒性、提高作物免疫力的作用，如我国北方大部分地区的冬小麦，由于经常出现“倒春寒”，麦苗普遍受到冬害，施用本发明含腐植酸的水溶肥后可有效提高小麦的抗寒能力，不同程度地减轻冻害。通过大量研究试验证明，本发明的水溶肥对果树的腐烂、小叶、黄叶病，黄瓜的霜霉病，辣椒的炭疽病、病毒病等都有明显的防治和抑菌、杀菌效果。而且经过试验，在施用本发明的水溶肥而不使用任何农药的情况下，种植黄瓜两年自始至终都没有发生过大的病虫害。
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
实施例1
本实施例的含腐植酸高浓度液体水溶肥，按照质量份数包括以下原料：
腐植酸钾10份，水40份，磷酸42份，氢氧化钾45份，尿素9份，乙二胺四乙酸二钠锌1份，脂肪醇聚氧乙烯醚2份。
本实施例还公开上述含腐植酸高浓度液体水溶肥的制备方法，称取好各原料后，包括如下步骤：
步骤1，在水中加入磷酸，开启搅拌，再缓慢加入部分氢氧化钾，物料温度达到76℃时，停止加入氢氧化钾；
步骤2，加入硼砂和乙二胺四乙酸二钠锌，搅拌使之完全溶解，并且在搅拌的同时分四次缓慢加入剩余的氢氧化钾，全程反应温度均在85℃以下；
步骤3，在氢氧化钾完全溶解后将腐植酸钾缓慢加入水中，同时进行搅拌30分钟；
步骤4，加入尿素和脂肪醇聚氧乙烯醚进行搅拌30分钟；
步骤5，待降温后，即得含腐植酸高浓度液体水溶肥。
实施例2
本实施例的含腐植酸高浓度液体水溶肥，按照质量份数包括以下原料：
腐植酸钾12份，水44份，磷酸42份，氢氧化钾45份，尿素10份，乙二胺四乙酸二钠锌1份，脂肪醇聚氧乙烯醚2份。
本实施例还公开上述含腐植酸高浓度液体水溶肥的制备方法，称取好各原料后，包括如下步骤：
步骤1，在水中加入磷酸，开启搅拌，再缓慢加入部分氢氧化钾，物料温度达到78℃时，停止加入氢氧化钾；
步骤2，加入硼砂和乙二胺四乙酸二钠锌，搅拌使之完全溶解，搅拌的同时分四次缓慢加入剩余的氢氧化钾，全程物料反应温度均在85℃以下；
步骤3，在氢氧化钾完全溶解后将腐植酸钾缓慢加入水中，同时进行搅拌25分钟；
步骤4，加入尿素和脂肪醇聚氧乙烯醚进行搅拌30分钟；
步骤5，待降温后，即得含腐植酸高浓度液体水溶肥。
实施例3
本实施例的含腐植酸高浓度液体水溶肥，按照质量份数包括以下原料：
腐植酸钾15份，水41份，磷酸42份，氢氧化钾45份，尿素10份，乙二胺四乙酸二钠锌1份。本实例中不含表面活性剂(脂肪醇聚氧乙烯醚)，故主要用在除叶面喷施外的滴灌、喷灌和冲施中。
本实施例还公开上述含腐植酸高浓度液体水溶肥的制备方法，称取好各原料后，包括如下步骤：
步骤1，在水中加入磷酸，开启搅拌，再缓慢加入部分氢氧化钾，物料温度达到76℃时，停止加入氢氧化钾；
步骤2，加入硼砂和乙二胺四乙酸二钠锌，搅拌使之完全溶解，在搅拌的同时分四次缓慢加入剩余的氢氧化钾，全程物料温度均在85℃以下。
步骤3，在氢氧化钾完全溶解后将腐植酸钾缓慢加入水中，同时进行搅拌30分钟；
步骤4，加入尿素进行搅拌30分钟；
步骤5，待降温后，即得含腐植酸高浓度液体水溶肥。
实施例4
本实施例的含腐植酸高浓度液体水溶肥，按照质量份数包括以下原料：
腐植酸钾9份，水40份，磷酸40份，氢氧化钾42份，尿素8份，乙二胺四乙酸二钠锌1份，脂肪醇聚氧乙烯醚2份。
本实施例还公开上述含腐植酸高浓度液体水溶肥的制备方法，称取好各原料后，包括如下步骤：
步骤1，在水中加入磷酸，开启搅拌，再缓慢加入部分氢氧化钾，物料温度达到82℃时，停止加入氢氧化钾；
步骤2，加入硼砂和乙二胺四乙酸二钠锌，搅拌使之完全溶解，搅拌的同时分四次缓慢加入剩余的氢氧化钾，全程物料反应温度均在85℃以下；
步骤3，在氢氧化钾完全溶解后将腐植酸钾缓慢加入水中，同时进行搅拌25分钟；
步骤4，加入尿素和脂肪醇聚氧乙烯醚进行搅拌30分钟；
步骤5，待降温后，即得含腐植酸高浓度液体水溶肥。
本发明的含腐植酸高浓度液体水溶肥可以作用于棉花、水稻、小麦、番茄等多种农作物和瓜果蔬菜，下面通过几个田间试验的对照例对本发明的水溶肥效果进行说明。
一、种植棉花
在同一片土地上，划分三个一亩的片区，分别种植同品种棉花，三个片区的土地分别对应施用本发明腐植酸高浓度液体水溶肥料800倍叶面喷施(处理1)、施用同等用量的其它液体肥料(处理2)、不施肥作为空白对照(处理3)。
1.不同处理对棉花的生物学性状的影响
表1不同处理对棉花的生物学性状的影响(3次重复均值)
通过表1可以看出：处理1有效果枝数比处理2和处理3分别增加1.9合和2.2合，单株铃数分别增加1.6个和2.1个，单铃重分别增加0.31g和0.89g，衣分率分别增加3.48％和7.13％。
2.不同处理方式对棉花产量的影响则如表2所示
表2不同处理对棉花产量(籽棉)的影响
二、种植水稻
在同一地区，选取三个片区，种植同品种的水稻，其中处理1为冲施本发明的腐植酸高浓度液体水溶肥料(实施例3)15l/ha，处理2为施加同等用量的其它液体肥料，处理3为未施肥的空白对照。
1.不同处理对水稻产量构成因素的影响
表3不同处理产量构成因素调查表
由表3可以看出，通过上表可以看出：处理1的株高、茎粗、有效穗数、单穗粒数和千粒重比处理3分别增加了9.9cm、0.09cm、1.0万穗、3.7粒和0.3克；处理2的株高、茎粗、有效穗数、单穗粒数和千粒重比处理3分别增加了4.2cm、0.06cm、0.02万穗、0.5粒和0.05g；说明在常规施肥基础上，使用含腐植酸高浓度液体水溶肥能增加水稻株高、茎粗、有效穗数、单穗粒数和千粒重。
2.不同处理对水稻产量的影响
表4不同处理产量统计表
由表4所示，处理1和处理2分别比处理3(对照)增产54.8kg/亩和23.7kg/亩，增产率分别为9.5％和4.1％。
三、种植番茄
在同一地区，选取三个片区，均种植番茄。其中，处理1为喷施800倍本发明的腐植酸高浓度液体水溶肥料，处理2为施加同等用量的其它液体肥料，处理3为空白对照。
1.腐植酸高浓度液体水溶肥料对番茄生育性状的影响
表5番茄生育性状调查结果
由表5可以看出：使用含腐植酸高浓度液体水溶肥的处理1与处理3(对照)、处理2相比，叶色浓绿，单株结果数分别增加13个、12个，固形物含量分别增加0.08％、0.09％。从性状调查结果看，施用含腐植酸高浓度液体水溶肥的番茄叶片浓绿、果实大小均匀、果型正、果色好、外观漂亮，可溶性固形物含量高。说明使用含腐植酸高浓度液体水溶肥能促进番茄生长发育，改善果实品质和固形物含量。
2.含腐植酸高浓度液体水溶肥对番茄产量的影响
表6番茄产量调查结果
有表6可知，处理1和处理2分别比处理3(对照)增产807.6kg/亩和42.6kg/667m2，增产率分别为11.2％和0.6％，说明施加本发明的水溶肥对于番茄的增产效果明显。
肥料是影响农产品品质的主要因素之一，施用本发明含腐植酸的液体水溶肥，不仅有明显的增产效果和经济效益，而且可以提高或改善农产品品质。在肥力差的土壤上，施用效果更显著。