专利名称：一种腐植酸多营养元素液体肥料及其制造方法
技术领域：
本发明属于有机肥料的技术领域，具体涉及到一种腐植酸多营养元素液体肥料及其制造方法。
背景技术：
化学肥料(简称化肥)从成分上可分为无机肥料和有机肥料两类；从形态上则可分为固体肥料和液体肥料两类。化肥对提高作物产量起到显著的作用，是现代农业不可缺少的生产要素。人们长期使用无机化肥，其消极影响便是使土壤肥力严重降低，甚至于，既破坏了土壤的酸碱平衡，导致了土壤板结、盐碛化等问题的出现；又使农产品中硝酸盐含量超标，品质变差。在这种情况下，人们试图用有机肥(主要是传统的农家肥)取代无机肥以生产无公害农产品。诚然有机肥具有提高土壤肥力、改善作物品质等优点。但有机肥的缺点是肥效慢、农作物的产量提高不大，如果想提高产量就必须大量增加有机肥的施用量。而由于有机肥资源有限，远远不能满足现代农业发展的需求。
腐植酸肥料以其优点较好地弥补了无机肥和有机肥两者的不足，由于腐植酸是一种天然的有机高分子化合物，它含有碳、氢、氧、氮等元素，芳香核、羟基、羧基、羰基、醌基、甲氧基等活性基团。这些活性基团决定了腐植酸具有弱酸性、亲水性、离子交换性、络合性、氧化还原性及生理活性等，兼有改良土壤和刺激农作物生长双重作用。而腐植酸液体肥料与固体肥料相比较，更具有肥效快、营养均衡、施用简便等优点。因此随着现代农业的可持续发展，腐植酸液体肥料的生产规模不断地扩大，其应用也日益广泛。腐植酸液体肥料目前品牌很多，尤其从我国加入WTO后，大量腐植酸液体肥料涌入我国市场。但进口的这类肥料多存在如下问题其一是成本高、价格贵，很难为生产低价农产品的客户所接受；其二是营养成分的浓度低，相对而言，便增加了包装和运输费用。
发明内容
本发明的目的旨在寻求一种较高营养浓度、生产成本低、无公害、品质优、产量高的腐植酸液体肥料。该产品可供各种类型农作物蔬菜、果树、花草、谷物和经济作物等，以及供保护地、露地和无土栽培等各种栽种方式的使用。
本发明提供了一种腐植酸多营养元素液体肥料，它包含腐植酸铵、腐植酸钾、腐植酸磷、腐植酸氮磷钾和多种微量元素等，其特征在于另加有活化剂亚硫酸盐、碱或者碱金属碳酸盐和配合剂脱乙酰基甲壳素(又称可溶性甲壳素)，该肥料的有效成分按重量百分数计算为腐植酸4～16，有效氮5～14，有效磷2～5，有效钾3～6，微量元素锌0.02～0.35，锰0.04～0.70，铜0～0.6，铁0～0.7，钼0.02～0.35，脱乙酰基甲壳素0.01～0.5。
腐植酸多营养元素液体肥料中加入亚硫酸盐是做腐植酸的活化剂使用，它可以是亚硫酸钠，也可以是亚硫酸钾或者亚硫酸铵；此外，活化剂也可以用碱和碱金属碳酸盐，这里所说的碱可以是氢氧化钠，也可以是氢氧化钾；而碱金属碳酸盐则可以是碳酸钠或者碳酸钾，通过它们与腐植酸的作用能增加腐植酸的螯合常数与溶解度。
甲壳素(Chitin)本身为白色半透明固体，不溶于水、乙醇和乙醚。它为一类多糖，是由许多N-乙酰氨基葡萄糖以β-1，4-苷键连接而成的链状高分子化合物，其结构如下 当甲壳素与浓NaOH作用后可脱去乙酰基而生成壳聚糖(Chitosan)。壳聚糖是氨基葡萄糖的高聚物，可溶于2％的醋酸溶液中，又称为脱乙酰基甲壳素或可溶性甲壳素。加入配合剂可溶性甲壳素是利用它与腐植酸的协同作用，可增加作物的抗旱保湿能力和作物的抗逆能力，在作物生长的早期还能起到抑菌壮苗之功效。
本发明还提供了一种制造上述腐植酸多营养元素液体肥料的方法，其特征在于它由三道工序构成(1)制造腐植酸清液以重量百分数计算将富含腐植酸的原料(粒度在60～120目)、NaOH、(或KOH、Na2CO3、K2CO3)；亚硫酸盐；尿素按1∶0.05～0.1∶0.1～0.3∶1～3的比例投入搅拌釜中，再加入相当于腐植酸原料5～20倍的水在80～100℃的条件下反应1.5～5小时，经沉淀、离心分离去除固体杂质。
(2)制造可溶性甲壳素将甲壳素投入40wt％的氢氧化钠溶液中，在60～140℃下保温1～24小时，反应生成脱乙酰基甲壳素，并将它溶于2wt％的CH3COOH溶液中；(3)制造腐植酸多营养液体肥料以腐植酸清液重量为100Kg计算，将各种原料粉末投入盛有腐植酸清液的反应釜中磷酸氢铵 3～20.0Kg硫酸铜 0～1.5Kg磷酸氢钾 0～19.0Kg硫酸亚铁 0～2.0Kg钾盐 4～18Kg 钼酸盐 0.05～0.5Kg硫酸锰0.1～2.0Kg 硼酸 0.1～0.2Kg硫酸锌0.1～2.0Kg 可溶性甲壳素醋酸溶液 500～2000ml反应釜工作温度为15～50℃，当各种原料粉末经搅拌充分溶解后，再用酸或碱将溶液调至PH值为6～7.5即成。
上述各种原料中，富含腐植酸的原料可以是风化煤、褐煤或者草炭。而钾盐可以是硫酸钾或者氯化钾，而钼酸盐可以是钼酸钾或者钼酸铵，而硼酸也可以是硼酸钠(即硼砂)。而调整肥料PH值所用的酸可以是磷酸或者硫酸，所用的碱可以是氢氧化钾或者氢氧化钠。
本发明所提供的腐植酸多营养元素液体肥料，在使用时具有以下特点(1)充分利用燃烧值较低、却富含腐植酸的风化煤褐煤和草碳等作原料，经活化、提取后用做液体肥料，既是“废物利用”又能创造出极大的经济价值；(2)营养价值丰富，不仅富含氮、磷、钾农作物生长的三要素，而且富含有锌、锰、铁、铜等微量元素，肥效既高，而且既有速效性又有一定的缓释长效性，其肥效具有双向调节的优点；(3)由于它是一种不沉淀和不凝絮的液体肥料，特别适合于滴灌和喷施装置使用；(4)由于加入了可溶性甲壳素，不仅能提高肥效还使肥料具有抑菌壮苗的特效，使作物具有较好的抗旱和抗逆的能力。
具体实施例方式
下面结合具体实施方式
对本发明的内容作进一步的说明和补充。由于腐植酸的来源多为就近取材，可以用风化煤、褐煤；也可用东北黑土地的草炭，其腐植酸的含量会略有差异，但这并不会影响本发明产品的质量，这在实施过程中可通过尿素和其它原料来调节。
实施例1以霍林河风化煤为原料制造腐植酸多营养元素液体肥料，按下述工序进行；(1)制造腐植酸清液取霍林河风化煤(腐植酸含量＞50％)，粉碎粒度在60目以上，重10Kg；KOH1.2Kg，尿素30Kg，亚硫酸钾0.4Kg，水100Kg投入搅拌釜中，温度控制在100±5℃，反应3小时。然后经离心分离式或经20小时自然沉淀，将上层清液转输到反应釜中。
(2)制造可溶性甲壳素将甲壳素白色半透明粉末1000克投入20Kg的40wt％的NaOH溶液中，在60℃搅拌保温24小时，溶液呈微黄色，再加入2wt％的CH3COOH制成可溶性甲壳素(即壳多糖)溶液。
(3)制造腐植酸多营养液体肥料按下述比例(重量比)将各种原料粉末投入盛有腐植酸清液的反应釜中磷酸氢铵10Kg 硼酸 0.6Kg氯化钾 15Kg 硫酸亚铁 0.5Kg硫酸锌 0.4Kg钼酸铵 0.05Kg硫酸锰 0.4Kg可溶性甲壳素溶液 1000ml硫酸铜 0.5Kg在室温(20℃)下充分搅拌，直至所有加入的粉末完全溶解后测定溶液的PH值＝6.76，因为酸碱适度不必再用酸碱调配。
经化验上述液体中按重量百分数计算含腐植酸16，有效氮10，有效磷2，有效钾6，微量元素锌0.35，锰0.4，铜0.6，铁0.7，钼0.02，硼0.35，脱乙酰基甲壳素0.5，水余量。质量符合预定的标准。
用这些液体肥料在暖棚蔬菜上施用，效果良好，不仅增产明显，且蔬菜、水果食用时口味纯正。
实施例2以褐煤为原料实施本发明，其工艺如下(1)制造腐植酸清液将腐植酸含量约40％的褐煤粉碎至100目以上，重15Kg；NaOH(或Na2CO3)1.0Kg，尿素45Kg，亚硫酸钠0.2Kg，水180Kg投入搅拌釜中在80℃，反应5小时。经沉淀，离心分离去除固体杂质或不溶物，将其清液转输入反应釜中。
(2)制造可溶性甲壳素将500克甲壳素粉投入20Kg的40wt％的NaOH溶液中，在140℃温度反应1小时，得到黄褐色液体再投入到2wt％的CH3COOH溶液中备用。
(3)制造腐植酸多营养元素液体肥料以腐植酸清液为100Kg计算，添加如下的各种原料
磷酸氢铵5Kg 硫酸铜0.2Kg磷酸氢钾5Kg 硫酸亚铁 0.1Kg硫酸钾 10Kg 钼酸铵0.5Kg硫酸锌 0.1Kg硼砂 0.1Kg硫酸锰 0.1KgChitosan溶液 1000ml在50℃充分搅拌，完全溶解后测PH值为8，用磷酸调节至PH值为7.5即成。
成品经化验后，按重量百分数计算含腐植酸8，有效氮5，有效磷5，有效钾6，微量元素锌0.02，锰0.04，铜0.2，铁0.12，钼0.35，硼0.02，脱乙酰基甲壳素0.01，水余量。质量合格。
实施例3以含腐植酸30wt％的草炭为原料，由于草炭杂质较多必须先粉碎去杂后方能使用。
(1)制造腐植酸清液将去杂后含腐植酸约30％的草炭粉碎至120目，重25Kg；Na2CO32Kg，(NH4)SO33Kg，尿素75Kg加入300Kg的水一同投进搅拌釜中，在90℃的温度下反应4小时，经沉淀24小时将部清液抽出转输进反应釜中。
(2)制造可溶性甲壳素将甲壳素粉500克投8Kg的40wt％的NaOH溶液中，在100℃下反应3小时，得到浅黄色液体再向其中加入22Kg的2wt％的醋酸溶液中备用。
(3)制造腐植酸多营养元素液体肥料以腐植酸清液为100Kg计算，添加如下的各种原料磷酸氢铵15Kg磷酸亚铁 0.01Kg硫酸钾 4Kg 钼酸铵 0.3Kg硫酸锌 0.1Kg 硼砂 0.5Kg硫酸锰 0.8Kg Chitosan溶液 800ml反应釜工作温度为40℃，当各种原料粉末经过搅拌完全溶解后，测PH值为5经用氢氧化钾或氢氧化钠调到PH为6即成。
经化学分析后，确认在上述液体肥料中，按重量百分数计算含腐植酸4，有效氮14，有效磷3，有效钾3，锌0.02，锰0.70，铁0.01，钼0.21，铜未检出，Chitosan0.25，水余量。其质量亦符合预定标准。
实施例4
用风化煤为原料，条件基本上与实施例1相近。
(1)制造腐植酸清液将风化煤粉碎成100目，重10Kg；用它同K2CO30.8Kg，Na2SO31Kg，尿素30Kg加入200Kg的水中并共同投入搅拌釜。在100℃条件下反应1.5小时，经沉淀、离心分离去除固体杂质得到清液。
(2)制造可溶性甲壳素将甲壳素粉800克投入10Kg的40wt％的NaOH溶液中，在80℃保温10小时，得到可溶性甲壳素(Chitosan)，再加入2wt％的CH3COOH溶液中备用。
(3)制造腐植酸多营养元素液体肥料以腐植酸清液重量为100Kg计算，将各种原料粉末投入盛有腐植酸清液的反应釜中磷酸氢铵8Kg硫酸铜 0.1Kg磷酸氢钾5Kg钼酸钾 0.5Kg硫酸钾 10Kg 硼酸 0.5Kg硫酸锌 0.2Kg Chitosan溶液 800ml硫酸锰 0.5Kg反应工作温度为40℃，当各种原料粉末经过搅拌充分溶解后测PH值，结果PH值为8.5，经用稀硫酸调至7即可作液体肥料。
本实施例的产品经化验，得出其有效成分按重量百分数计算为腐植酸10，有效氮8，有效磷5，有效钾5，微量元素锌0.2，锰0.50，铜0.01，钼0.35，硼0.10，脱乙酰基甲壳素0.2，质量合格。
还可举出更多的实施例来。必须注意在施用本发明的液体肥料时，要视当地土壤中化学成分而确定微量元素的组成和含量，并相应地在上述第三步工序中调整各种原料的配比。
本发明的腐植酸多营养元素液体肥料的开发不仅是变废为宝，而且本发明的产品和制造方法大量推广应用之后能大幅度地提高土壤肥力，使农作物枝叶茁壮，抗逆能力强，产量提高。VC和糖分等营养增多，改善了农产品的品质。长期使用本发明的产品，还能起到活化和改良土壤、保护农业生态环境的作用，故可以创造很好的社会效益和经济效益。
权利要求
1.一种腐植酸多营养元素液体肥料，它包含有腐植酸铵、腐植酸钾、腐植酸磷、腐植酸氮磷钾和多种微量元素等成分，其特征在于另加有活化剂亚硫酸盐、碱或者碱金属碳酸盐并加入配合剂可溶性甲壳素溶液，该肥料的有效成分按重量百分数计算为腐植酸4～16，有效氮5～14，有效磷2～5，有效钾3～6，微量元素锌0.02～0.35，锰0.04～0.70，铜0～0.6，铁0～0.7，钼0.02～0.35，硼0.02～0.35，脱乙酰基甲壳素0.01～0.5。
2.按权利要求1所述的腐植酸多营养元素液体肥料，其特征在于所说的活化剂亚硫酸盐可以是亚硫酸钾、也可以是亚硫酸钠或者亚硫酸铵。
3.按权利要求1所述的腐植酸多营养元素液体肥料，其特征在于所说的活化剂的碱为氢氧化钠或者氢氧化钾；碱碳酸盐可以是碳酸钠或者碳酸钾。
4.一种按权利要求1所述的腐植酸多营养元素液体肥料的制造方法，其特征在于它由下述三步工序构成(1)制造腐植酸清液将富含腐植酸的原料粉碎成60～120目的粉末，用它同NaOH、(或KOH、Na2CO3、K2CO3)；K2SO3(或Na2SO3(NH4)2SO3)；尿素按1∶0.05～0.1∶0.1～0.3∶1～3的比例投入搅拌釜中，再加入相当于腐植酸原料5～20倍的水在80～100℃的条件下反应1.5～5小时，经沉淀、离心分离去除固体杂质或不溶物即成清液；(2)制造可溶性甲壳素将甲壳素投入40wt％的NaOH溶液中，在60～140℃下保温1～24小时，反应生成脱乙酰基甲壳素，并将它溶于2wt％的CH3COOH溶液中；(3)制造腐植酸多营养元素液体肥料以腐植酸清液100Kg计算，将下述各种原料粉末投入盛有腐植酸清液的反应釜中磷酸氢铵 3～20.0Kg 硫酸铜 0～1.5Kg磷酸氢钾 0～19.0Kg 硫酸亚铁0～2.0Kg钾盐 4～18Kg 钼酸盐 0.05～0.5Kg硫酸锰0.1～2.0Kg硼酸0.1～0.2Kg硫酸锌0.1～2.0Kg可溶性甲壳素醋酸溶液500～2000ml反应釜工作温度为15～50℃，当各种原料粉末经搅拌充分溶解后，再用酸或碱将溶液调至PH值为6～7.5即成。
5.按权利要求4所述的腐植酸多营养元素液体肥料制造方法，其特征在于所说的富含腐植酸的原料可以是风化煤、褐煤或者草炭。
6.按权利要求4所述的腐植酸多营养元素液体肥料制造方法，其特征在于所说的制造腐植酸多营养元素液体肥料的原料中钾盐可以是硫酸钾，也可以是氯化钾。
7.按权利要求4所述的腐植酸多营养元素液体肥料制造方法，其特征在于所说的制造腐植酸多营养元素液体肥料的原料中钼酸盐可以是钼酸铵，也可以是钼酸钾。
8.按权利要求4所述的腐植酸多营养元素液体肥料制造方法，其特征在于所说的制造腐植酸多营养元素液体肥料的调节PH值的酸可以是磷酸，也可以是硫酸。
9.按权利要求4所述的腐植酸多营养元素液体肥料制造方法，其特征在于所说的制造腐植酸多营养元素液体肥料的调节PH值的碱可以是氢氧化钠；也可以是氢氧化钾。
全文摘要
一种腐植酸多营养元素液体肥料，包含腐植酸铵、腐植酸钾、腐植酸磷、腐植酸氮磷钾和多种微量元素等成分，其特征在于另外有活化剂亚硫酸盐、碱或者碱金属碳酸盐和配合剂可溶性甲壳素溶液，该肥料的有效成分按重量百分数计算为腐植酸4～16，有效氮5～14，有效磷2～5，有效钾3～6，微量元素锌0.02～0.35，锰0.04～0.70，铜0～0.6，铁0～0.7，钼0.02～0.35，硼0.02～0.35，脱乙酰基甲壳素0.01～0.5。本发明还提供了一种制造上述液体肥料的方法，其特征是由三步工序构成制造腐植酸清液；制造可溶性甲壳素；制造腐植酸多营养元素液体肥料。本发明的肥料既高效又长效；适于滴灌和喷施使用。
文档编号C05F11/00GK1693292SQ200510046149
公开日2005年11月9日 申请日期2005年3月31日 优先权日2005年3月31日
发明者马增禄 申请人:马增禄