专利名称：制备液体肥料基质的方法
技术领域：
本发明涉及肥料。具体地讲，本发明涉及一种制备液体肥料的方法，一种制备液体肥料掺和物的方法，一种液体肥料，一种液体肥掺和物以及一种给植物施肥的方法。
根据本发明的第一方面，本发明提供了一种制备液体肥料的方法，该方法包括下述步骤制备天然有机物料的提取物；以及将上述提取物与肥料基质混合在一起。
所述的天然有机物料可以是天然有机肥料。该天然有机物料可包括动物粪便。例如，它可以是(人、畜)粪便以及如海鸟粪或鸡粪等的动物粪便。
所述提取物可以是水提取物。因此，制备天然有机物料的提取物可包括如下步骤将天然有机肥料与水混合，制得含有水溶相和不溶材料相的含水混合物，振荡并搅拌该混合物，由此以水来从含水混合物中提取天然有机肥料。另外，制备所述提取物还可包括用碱的水溶液从含水混合物中提取天然有机肥料的步骤。所述的碱可选自氢氧化钠和氢氧化钾。一般碱的用量为约1.5-3.0％(质量/总的体积，即m/v)。因此，例如，对于含有10吨天然有机物料和10000升水的20000升含水混合物而言，氢氧化钾的用量一般应为300～600克。因此，以质量对水溶液和天然有机肥料的总体积计，上述碱含量为约1.5～3.0％。氢氧化钾的使用将导致含水混合物的温度有所升高，如果采用1.5％(m/v)的氢氧化钾，则含水混合物将升至40°，而如果采用约3.0％(m/v)的氢氧化钾，则温度将升至60°。通常，在约pH5.0～6.5的条件下进行上述的提取。
存在于含水混合物中的氢氧化钾或氢氧化钠还起到将所述混合物中的蛋白质水解成氨基酸的作用。一般其中60％的蛋白质会被水解。该碱还有助于从所述天然有机物料中提取含碳物质。一般约80％的存在于天然有机物料中的含碳物质被提取出来。由于氢氧化钾或氢氧化钠的存在，下文将详述的螯合作用也会得到加强。
上述的提取步骤也可在升高的温度下进行。例如，它可在约60-90℃的温度下进行，优选在约75-85℃下进行。该提取步骤可进行约15～40分钟。
在提取步骤之后，制备提取物的过程还可包括将不溶的材料从含水混合物中除去以得到水溶相的步骤。可通过使所述混合物通过旋风分离器而使水不溶的材料相与水溶相分离开，并使水溶相通过压滤器以得到经过滤过的水溶相，从而将上述水不溶的物料除去。当然，可采用任何其它适合的方法来从含水混合物中分离水不溶的材料。
制备提取物还可进一步包括部分蒸发或浓缩水溶相以制得提取物的步骤。一般，将经过过滤的水溶相浓缩直至产生其碳、氮比为24∶1的提取物。因此，该方法可包括将水溶相浓缩直至提取物的碳、氮比为24∶1的步骤。当达到该比率时，基本上所有过量的水已得到了蒸发，仅留有足够的溶解提取物中的大多可溶物质的水。
上述提取物一般含有约35％(m/m)的已溶解的固体。
所述的肥料基质可选自水溶性的盐及水溶性盐的混合物。上述水溶性盐可以是选自钙、镁、钾、铵盐等的金属盐和选自硝酸盐、乙酸盐、氯化物、硫酸盐、磷酸盐等的阴离子盐。
将上述提取物与水溶性盐或水溶性盐的混合物混合的过程可包括事先将水溶性盐或水溶性盐的混合物至少部分溶解于水中以得到至少部分溶液，并将该至少部分溶液与提取物混合的步骤。该混合步骤可包括加热所得的混合物以将任何未溶的肥料基质进一步溶解。它还包括使所得的混合物静置约24小时的步骤。
在将肥料基质溶液与提取物混合以得到液体肥料之前，上述的至少部分溶液的浓度可在约35克/升～80克/升之间，这取决于肥料基质的溶解度。
例如，在使用硝酸钙和乙酸钙的情况下，上述浓度可在约53～64克/升之间，优选为约56克/升。在使用硝酸镁时，其浓度可在约33～38克/升之间，优选为约35克/升。在使用硝酸钾、氯化钾和硫酸钾的情况下，其浓度可在约65～80克/升之间，优选为约75克/升。在使用硝酸铵、硫酸铵和尿素硝酸铵的情况下，其浓度可在约85～95克/升之间，优选为约90克/升。在使用磷酸一铵、磷酸二铵、磷酸一钾和磷酸二钾的情况下，其浓度可在约30～40克/升之间，优选为约35克/升。
上述提取物和肥料基质的至少部分溶液间的体积比为约1∶4。
该方法还可包括将微量养料掺和物与上述提取物和肥料基质混合的步骤。该微量养料掺和物可包括选自下列物质的元素锌、铜、锰、铁、钼、硼及其任意两种或两种以上的混合物。上述微量养料掺合物可以是由Chemserve Colloids(Pty)有限公司提供的BMX。
本发明还提供了制备液体肥料掺和物的方法，该方法包括将按照本文上述方法制备的至少两种液体肥料混合或掺和在一起的步骤。
该方法还包括将预定量的上述液体肥料混合或掺和以得到含有多种肥料基质的掺和物，所述的各肥料基质均以预定的量存在。
因此，该方法可用于制备含有预定量的不同肥料基质的混合物或掺和物，用来满足例如特殊类型的作物或植物的需要或用来满足特殊种类的作物或植物在其生长的某一阶段的需要。
令人惊奇的是，本申请人已经发现，本发明的方法允许制备液体肥料的掺和物，所述掺和物中含有如果仅溶于水而一般将导致有沉淀形成的肥料基质。因此，例如，可将根据本发明方法制备的含有钙的液体肥料与另一种例如含有磷酸盐、硫酸盐或碳酸盐的液体肥料掺和在一起，而不会有预期的硫酸钙、磷酸钙或碳酸钙沉淀。
本发明还延及按本文上述方法制备的液体肥料。
本发明还进一步延及按本文上述方法制备的液体肥料掺和物。
本发明还进一步延及给植物施肥的方法，该方法包括给植物施用有效量的肥料，该肥料选自上述所述的液体肥料、液体肥料掺和物及其任意两种或两种以上的混合物。
在给挂果柑桔树施用的情况下，该施肥方法可包括通过下列方式施用液体肥料或液体肥料掺和物喷物器喷洒、淹水灌溉、喷灌、微孔灌溉或采用滴灌系统。
现结合实施例，以实施例的方式描述本发明。实施例1为制备提取物，将鸡粪(1kg)加入水(1.5升)中，将该混合物在搅拌下加热到80℃，加热30分钟。使含有水溶相和不溶材料的所得混合物通过旋风分离器，以将水不溶材料从混合物中分离出来。然后将水溶相通过压滤器，以除去悬浮的固体物质。
通过将经过过滤的水溶相浓缩至约1升的体积来制备所述的提取物。所得的提取物其碳、氮之比为24∶1，并含有约35％(m/m)已溶解的固体。
在另一批，将氢氧化钾(50g)加入上述混合物。氢氧化钾的加入导致初始温度升至40℃。实施例2如下制备含肥料基质硝酸钙的液体肥料。通过将硝酸钙(53g)溶解于100ml水中制得浓度为53％(m/v)的溶液，以此制得硝酸钙溶液。接着将该溶液(100ml)与实施例1的提取物(400ml)混合(所述提取物与硝酸钙溶液间的比率为1∶4)。将所得的混合物加热至60℃，并静置24小时，以得到含有肥料基质硝酸钙的液体肥料。
采用肥料基质乙酸钙(53g)和同样量的水及提取物，重复实施例2的过程，制备含肥料基质乙酸钙的液体肥料。
上述含钙的液体肥料可与其它的液体肥料(其制备过程如下文所述)掺和，或与其它营养物掺和，以得到适于特定作物需要的肥料掺和物或肥料。该含钙液体肥料还可通过灌溉系统作为钙源而被直接使用，或作为叶片养料来克服在植物的生长季节可以发生的某些钙缺乏症(如可由对叶的分析而检测到)。实施例3如下制备含肥料基质硝酸镁的液体肥料。通过将硝酸镁(53g)溶解于100ml水中制得浓度为53％(m/v)的溶液，以此制得硝酸镁溶液。接着将该溶液(100ml)与实施例1的提取物(400ml)混合(所述提取物与硝酸镁溶液间的比率为1∶4)。将所得的混合物静置48小时，以得到含有肥料基质硝酸镁的液体肥料。
上述含镁的液体肥料可以掺和物的形式按上文所述直接通过灌溉系统而使用，或在植物缺乏镁时(例如通过组织分析而检测出)作为叶片养料而使用。实施例4如下制备含肥料基质硝酸钾的液体肥料。通过将硝酸钾(1kg)于70-90℃溶解于600ml水中，机械搅拌5-10分钟，制得浓度为62.5％(m/m)的溶液，以此制得硝酸钾溶液。接着将所得的溶液(100ml)与实施例1的提取物(400ml)混合(所述提取物与硝酸钾溶液间的比率为1∶4)，以得到含有肥料基质硝酸钾的液体肥料。
分别采用同样量的肥料基质氯化钾和硫酸钾再重复实施例4的过程两次，制得分别含有肥料基质氯化钾和硫酸钾的液体肥料。
上述含钾的液体肥料可如上所述与其它的液体肥料或其它营养物掺和，或以其本身单独使用并通过灌溉系统或作为叶片养料来施用。实施例5如下制备含肥料基质硝酸铵的液体肥料。通过将21％(m/m)的硝酸铵溶液(100ml)与实施例1的提取物(400ml)混合(所述提取物与硝酸铵溶液间的比率为1∶4)。将所得的混合物静置24小时，以得到含有肥料基质硝酸铵的液体肥料。
分别采用同样量的肥料基质硫酸铵80％(m/m)溶液和尿素硝酸铵80％(m/m)溶液再重复实施例5的过程两次，制得分别含有肥料基质硫酸铵和尿素硝酸铵的液体肥料。
上述含铵的液体肥料可如上所述与其它的液体肥料或其它营养物掺和，或以其本身单独使用并通过灌溉系统或作为叶片养料以规定的量来施用。实施例6如下制备含肥料基质磷酸-铵的液体肥料。将30％(m/m)的磷酸一铵溶液(100ml)与实施例1的提取物(400ml)混合(所述提取物与磷酸一铵溶液间的比率为1∶4)。将所得的混合物机械搅拌5分钟，并静置48小时，以得到含有肥料基质磷酸一铵的液体肥料。
分别采用同样量的肥料基质磷酸二铵、磷酸一钾和磷酸二钾(均为30％(m/m)的溶液)，重复实施例6的过程三次，制备得分别含肥料基质磷酸二铵、磷酸一钾和磷酸二钾的液体肥料。
上述含磷酸盐的液体肥料可如上所述与其它的液体肥料或其它的营养物掺和，以满足特定的作物或地区的需要；或以其本身通过灌溉系统或作为叶片养料来使用以克服磷酸盐缺乏症(例如可由对组织的分析而检测到)。实施例7通过将实施例4的含钾液体肥料(20千克)与实施例5的含铵液体肥料(40千克)、实施例6的含磷酸盐液体肥料(33千克)以及由Chemserve Colloids(Pty)有限公司提供的BMX微量养料掺和物(0.2千克)混合，由此制备一种液体肥料掺和物。实施例8通过将实施例4的含钾液体肥料(20千克)与实施例5的含铵液体肥料(61千克)、实施例2的含钙液体肥料(7.3千克)、实施例3的含镁液体肥料(2.5千克)以及BMX微量养料掺和物(0.2千克)混合，由此制备一种液体肥料掺和物。
由于钙盐倾向于从含水介质中沉淀下来，通常不能通过将含钙肥料与许多其它肥料混合来制备液体肥料，即在含水介质中含有已溶解的肥料组分的肥料。例如，由于会有磷酸钙(例如磷酸三钙)、硫酸钙或碳酸钙沉淀，在液体肥料里不能将钙盐与磷酸盐、硫酸盐(例如硫酸铵、硫酸镁)或碳酸盐混合。既使当将可溶性的钙盐施于土壤中时(例如，作为土表追肥的成分施用时)，该可溶性钙盐亦可在土壤中转变成不溶性的碳酸钙或氢氧化钙。这就限制了生长在土壤中的植物对可溶性钙盐中的钙的获取。含镁的盐在土壤中也可类似地转化为部分可溶的碳酸镁或氢氧化镁，这样生长在土壤中的植物对可溶性镁盐中的镁的获取也受到了限制。
本发明提供了一种液体肥料，该肥料含有如果仅溶解于水一般会产生沉淀的肥料基质，这是本发明描述的一个优点。不受理论的束缚，本申请人认为发生了螯合作用，其中至少肥料基质中的阳离子与从天然有机物料提取出的物质发生了作用。相信上述的螯合作用是防止沉淀发生的原因。本申请人还相信该螯合作用还可防止肥料基质从土壤中沥出。
本发明的再一个优点在于，可将预定量的不同的液体肥料掺和在一起，形成含有预定量的不同肥料的掺和物。这使制备能满足不同植物需要或在特定植物的生长周期的不同阶段满足其需要的液体肥料掺和物成为可能。例如，某些植物在其生长阶段需要某些养份，而在其生殖阶段却需要另外的养份。本发明还提供了能在这些阶段施用于植株附近土地中的掺和物。而且，本申请人知道现有技术中的有机肥料不含有大量的微量养料。因此，通常必须使用相对大量的所述现有的有机肥料，以提供满足特殊类型的植物所需的足够的微量养料。所述本发明的又一个优点在于，本发明提供了包含相对大量的微量养料的液体肥料，由此，不必再使用大量的液体肥料来给植物提供适量的微量养料。
权利要求
1．一种制备液体肥料的方法，该方法包括如下步骤制备天然有机物料的提取物；和将所述提取物与肥料基质混合。
2．权利要求1所述的制备液体肥料的方法，其中所述的天然有机物料为天然有机肥料。
3．权利要求2所述的制备液体肥料的方法，其中所述的天然有机肥料包括动物粪便。
4．权利要求2所述的制备液体肥料的方法，其中所述的制备天然有机肥料提取物的过程包括在含水混合物中用水提取天然有机肥料的步骤。
5．权利要求2所述的制备液体肥料的方法，其中所述的制备天然有机肥料提取物的过程包括在含水混合物中用碱的水溶液提取天然有机肥料的步骤。
6．权利要求5所述的制备液体肥料的方法，其中所述的碱选自氢氧化钠和氢氧化钾。
7．权利要求5所述的制备液体肥料的方法，其中以质量对含水溶液和所述天然有机肥料的总体积计，上述的碱含量为1.5～3.0％。
8．权利要求4所述的制备液体肥料的方法，其中所述的提取步骤是在约60-90℃的温度下进行的。
9．权利要求5所述的制备液体肥料的方法，其中所述的提取步骤是在约60-90℃的温度下进行的。
10．权利要求4所述的制备液体肥料的方法，其中所述的提取步骤进行约15-40分钟的时间。
11．权利要求4所述的制备液体肥料的方法，该方法在提取步骤之后还包括将水不溶性的材料从含水混合物中除去以得到水溶相的步骤。
12．权利要求11所述的制备液体肥料的方法，该方法还包括将所述的水溶相浓缩以得到提取物的步骤。
13．权利要求12所述的制备液体肥料的方法，该方法包括将所述的水溶相浓缩直至该提取物中的碳、氮之比为约24∶1的步骤。
14．权利要求1所述的制备液体肥料的方法，其中所述的肥料基质选自水溶性的盐和水溶性盐的混合物。
15．权利要求14所述的制备液体肥料的方法，其中所述的水溶性盐是自包含钙盐、镁盐、钾盐和铵盐的组中选择的金属盐和自包含硝酸盐、乙酸盐、氯化物、硫酸盐和磷酸盐的组中选择的阴离子盐。
16．权利要求14所述的制备液体肥料的方法，其中将所述的提取物与水溶性盐或水溶性盐的混合物混合的过程包括如下的预先步骤将所述的水溶性盐或水溶性盐的混合物的至少一部分溶解于水中以得到至少部分溶液并将该至少部分溶液与所述提取物混合。
17．权利要求16所述的制备液体肥料的方法，其中所述的至少部分溶液的浓度在35克/升～80克/升之间。
18．权利要求16所述的制备液体肥料的方法，其中所述提取物与所述至少部分溶液之间的体积比为约1∶4。
19．权利要求1所述的制备液体肥料的方法，该方法包括将微量养料掺和物与所述提取物和肥料基质混合的步骤。
20．权利要求19所述的制备液体肥料的方法，其中所述的微量养料掺和物包括自包含锌、铜、锰、铁、钼、硼和其任意两种或两种以上的混合物的组中选择的成分。
21．一种制备液体肥料掺和物的方法，该方法包括将按照权利要求1的方法制备的至少两种液体肥料混合或掺和的步骤。
22．按照权利要求1所述的方法制备的液体肥料。
23．按照权利要求21所述的方法制备的液体肥料掺和物。
24．一种给植物施肥的方法，该方法包括给植物施用有效量肥料的步骤，所述肥料选自按照权利要求1所述的方法制备的液体肥料和按照权利要求21所述的方法制备的液体肥料掺和物。
全文摘要
本文公开了一种制备液体肥料的方法,该方法包括制备天然有机物料的提取物并将所述提取物与肥料基质混合的步骤。所述天然有机物料包括动物粪便,所述肥料基质选自水溶性的盐和水溶性盐的混合物。
文档编号C05F7/00GK1223627SQ97195843
公开日1999年7月21日 申请日期1997年6月25日 优先权日1997年6月25日
发明者威廉·亚伯拉罕·范路易詹 申请人:奥根诺弗劳尔(控股)有限公司