一种亚微米有机碳肥及其生产方法
【专利说明】一种亚微米有机碳肥及其生产方法 【技术领域】
[0001] 本发明属于肥料生产技术领域。更具体地，本发明涉及一种亚微米有机碳肥，还涉 及所述亚微米有机碳肥的生产方法。 【【背景技术】】
[0002] 在作物生长过程中必不可少的营养元素有C、H、0、N、P、K等，由此可见，碳是植物 必需营养元素之首，占农作物有机质质量的约58%，干物质质量的30~35%，因此，是作物 生长最重要的营养元素之一。农作物所需要的碳主要来源是农作物在光能作用下通过叶片 气孔吸收空气中的二氧化碳，二氧化碳在叶绿素光合作用下与水合成碳水化合物，形成农 作物的组织结构，提供植物生长过程的营养，并进一步转化为植物果实。
[0003] 光合作用强度的制约因素是光照强度和二氧化碳浓度。当空气中光照强度较弱或 二氧化碳浓度较低时，光合作用速度减缓，于是合成碳水化合物的量就会明显减少，从而导 致果实产量降低。
[0004] 目前，大气中的二氧化碳浓度约为0.04% (400ppm，2014年5月9日美国夏威夷冒 纳罗亚天文台数据为400. 03ppm)，高产密植作物的植株群间二氧化碳浓度为200ppm(-般 大田作物株间二氧化碳浓度120~180ppm)，而经叶片气孔吸收时，通过叶绿素的光合作用 转化为碳水化合物的二氧化碳最佳浓度为〇. 1% (即1000 ppm)。
[0005] 同时，光照不足必然会影响光合作用，而在夜间和阴雨天缺乏光合作用的条件下， 植物就要消耗体内已积累的碳化合物，在贫瘠土地和大棚种植的情况下，二氧化碳的供应 量（二氧化碳浓度）更是严重不足。
[0006] 碳对于植物而言，既是营养物质，又是能源物质，一旦发生缺碳，不仅影响植物的 营养积累，而且消耗植物已经积累的营养，必然引起植物处于"亚健康"状态。
[0007] 因此，植物通过气孔吸收碳而对碳的供应，不能全部替代根部吸收碳的作用，作物 根部吸收不到有机碳，就容易出现根部衰弱，叶片变薄，茎杆易折（干物质少，虚胖），容易 发病，果实口感差。
[0008] 例如，在弱光照条件下，黄瓜生长光合作用速率明显降低，叶绿素含量下降。在温 室中，弱光照使黄瓜产量降低37% (天津市黄瓜研究所）；美国BHN公司开发的微碳肥料 增效剂，系1~6个碳链的有机小分子（分子量小于500)，应用于农业可节约氮肥施用量 30 % ;福建绿洲生化公司开发的有机碳肥含有效碳12. 5 %，平均颗粒粒径为800nm，其肥力 相当于普通有机肥短近期肥力的20倍，亩施2kg有效碳就有显著效果（参见《磷肥与复肥》 2013年第4期）。
[0009] 通过前面分析知道，现有技术利用碳元素作用在农业生产中取得了一定效果，但 仍存在一些技术缺陷，例如我国西南地区秋季病、虫害发生率高，农作物产量低。其原因是 这些地区每年8-9月份长时间阴雨天多，农作物光照极度不足，碳转化量太低，作物失去自 身正常状态下具备的对逆境的抵御机能，抗寒、抗旱、抗涝、抗病虫害功能低造成。
[0010] 本发明人针对现有技术缺陷，在总结现有技术基础上，通过大量实验研究，终于完 成了本发明。 【
【发明内容】
】
[0011][要解决的技术问题]
[0012] 本发明的目的是提供一种亚微米有机碳肥。
[0013] 本发明的另一个目的是提供所述亚微米有机碳肥的生产方法。
[0014] [技术方案]
[0015] 本发明是通过下述技术方案实现的。
[0016] 本发明涉及一种亚微米有机碳肥。
[0017] 所述亚微米有机碳肥含有以所述有机碳肥干基总质量计30%~70%有机质、 20%~45%可溶性腐植酸、(λ 1%~10%氨基酸、5%~18% Ν+Ρ205+Κ20。
[0018] 根据本发明的一种优选实施方式，所述亚微米有机碳肥的颗粒D50为100~ 600nm〇
[0019] 本发明涉及一种亚微米有机碳肥的生产方法。
[0020] 该生产方法的步骤如下：
[0021 ] 按照活化促进剂质量为工业有机废液质量的0. 01~4. 0%，把工业有机废液与活 化促进剂装入超声反应器中，在频率21kHz~75kHz与声强0. 1~30W/cm2的条件下进行超 声混合反应10~50min，接着将反应混合物的温度降至室温后，得到液体亚微米有机碳肥； 或者将反应混合物进行浓缩、干燥，得到固体亚微米有机碳肥。
[0022] 根据本发明的一种优选实施方式，所述的工业有机废液是含有机质、可溶性腐植 酸、氨基酸、氮磷钾营养元素以及其它有利于作物生长与土壤环境的有机物的废液。
[0023] 根据本发明的另一种优选实施方式，所述的工业有机废液是一种或多种选自乳糖 生产废水、味精生产废水、酵母生产废液、酒生产废液或造纸生产废液。
[0024] 根据本发明的另一种优选实施方式，所述的活化促进剂选自偏磷酸盐、脂肪醇聚 氧乙烯醚、聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯、烷基苯磺酸盐、烷基苯硫酸盐或脂肪醇聚氧乙烯 醚硫酸盐。
[0025] 根据本发明的另一种优选实施方式，所述的超声反应器选自单频、双频或三频正 交辐照超声场的超声反应器。
[0026] 根据本发明的另一种优选实施方式，在过滤时，使用的过滤设备选自间歇式、连续 式或离心分离式过滤设备。
[0027] 根据本发明的另一种优选实施方式，所述的滤饼在温度90°C~125°C与真空度 200Pa~400Pa的条件下进行干燥，直到水含量为以质量计1. 0%~3. 0%。
[0028] 采用所述生产方法得到的亚微米有机碳肥，它的颗粒D50为100~600nm，它含 有以所述有机碳肥干基总重量计30 %~70 %有机质、20 %~45 %可溶性腐植酸、0. 1 %~ 10%氨基酸与 5%~18% Ν+Ρ205+Κ20。
[0029] 下面将更详细地描述本发明。
[0030] 本发明涉及一种亚微米有机碳肥。
[0031] 所述亚微米有机碳肥含有以所述有机碳肥干基总质量计30%~70%有机质、 20%~45%可溶性腐植酸、(λ 1%~10%氨基酸、5%~18% Ν+Ρ205+Κ20。
[0032] 所述亚微米有机碳肥的颗粒D50为100~600nm。
[0033] 在本发明的所述亚微米有机碳肥中，所述的有机质应该理解是具有生命机能的有 机物质，其中包括土壤微生物和土壤动物及其分泌物以及土体中植物残体和植物分泌物。 它的含量是根据标准方法NY525-2012测定的。
[0034] 所述的可溶性腐植酸应该理解是可溶于水的腐植酸或腐植酸盐，它的含量是根据 标准方法NY/T1971.测定的。
[0035] 所述的氨基酸应该理解是一类含有氨基和羧基的有机化合物的通称，它的含量是 根据标准方法NY1429-2010测定的。
[0036] Ν+Ρ205+Κ20应该理解是氮营养元素以N元素计，磷营养元素以P 2O5形式计，钾营 养元素以K2O形式计，三者之和为5 %~18 %，它们中的一个或两个营养元素含量可以为 零。氮、磷、钾营养元素含量是分别根据标准方法GB/T8572-2001.、GB/T8573-1999与GB/ T8574-1988 测定的。
[0037] 根据本发明，在所述亚微米有机碳肥中，可溶性腐植酸、氨基酸与Ν+Ρ20 5+Κ20含 量在所述范围内时，如果有机质的含量小于30 %，则会显示有机质的含量不足；如果有机 质的含量大于70%，则会导致有机质过多，而其它组分含量太低，不能正常发挥有机碳肥 作用；因此，有机质的含量为30 %~70 %是合理的，优选地是45 %~65 %，更优选地是 48%~60%〇
[0038] 同样地，有机质、氨基酸与Ν+Ρ205+Κ20含量在所述范围内时，如果可溶性腐植酸的 含量小于20%，则会降低肥效；如果可溶性腐植酸的含量大于45%，则会导致生产困难； 因此，可溶性腐植酸的含量为20 %~45 %是合理的，优选地是30 %~40%，更优选地是 33%~36%。
[0039] 有机质、可溶性腐植酸与Ν+Ρ205+Κ20含量在所述范围内时，如果氨基酸的含量小于 0. 1%，则会失去容效能力；如果氨基酸的含量大于10%，则会不利营养平衡；因此，氨基酸 的含量为〇. 1 %~10%是恰当的，优选地是3%~9%，更优选地是6%~8%。
[0040] 有机质、可溶性腐植酸与氨基酸含量在所述范围内时，如果Ν+Ρ205+Κ 20的含量 小于5%，则会养分不足；如果Ν+Ρ205+Κ20的含量大于18%，则会出现疯长和烧伤；因此， Ν+Ρ205+Κ20的含量为5%~18%是可取的，优选地是10%~16%，更优选地是12%~14%。
[0041] 在本发明中，所述亚微米有机碳肥颗粒D50应该理解是在亚微米有机碳肥中，粒 径在100~600nm范围内的颗粒数为其颗粒总数的50%，而粒径超过100~600nm范围的 颗粒数也为其颗粒总数的50%，它是根据标准方法HG/T3821-2006.测定的。
[0042] 本发明涉及一种亚微米有机碳肥的生产方法。
[0043] 该生产方法的步骤如下：
[0044] 按照活化促进剂质量为工业