本发明属于肥料
技术领域：
，具体涉及一种含有机活性基团的肥料活化剂及其制备方法。
背景技术：
：合理的化肥施用是保障粮食产量及安全的基础；但是，近年来，受高投入高产出种植模式的影响，大田种植生产过程中不合理施肥甚至过量施肥的问题越来越突出，不仅导致了土壤板结化及土壤肥力降低；同时过量的养分由于雨水淋溶进入水体，还导致了严重的面源污染。目前公开较多的肥料活化剂有土壤磷素活化剂，磷素活化剂是指能改变肥料中一些性质，将无效化的、被固定的大量磷素分解出来，减少磷被土壤固定吸附，增加磷素的有效性的材料。磷素活化剂分为以下几种：一是复杂有机物，例如造纸造糖等有机废弃物、有机肥；二是酸性有机物，如腐植酸、柠檬酸等有机酸；三是激素类，如abt生根粉；四是高表面积与高表面活性物质，如沸石、粉煤灰等；五是水溶性有机高分子材料，如聚乙烯醇，聚乙二醇等；六是活体生物类，如解磷菌等。上述活化剂能够活化的肥料元素较少，功能比较单一，目前也没有一种功能全面的肥料活化剂的具体公开。技术实现要素：本发明要解决的技术问题是，提供一种含有机活性基团的肥料活化剂及其制备方法，使得该肥料活化剂不仅能够显著提高肥料利用率，降低化肥投入，并能够促进作物和微生物的呼吸作用，增加养分吸收量和干物质积累，促进植物吸收，提高内含质量和增产，并达到培育改良土壤的目的。本发明解决上述技术问题所采取的技术方案如下：一种含有机活性基团的肥料活化剂的制备方法，包括以下具体步骤：(1)制备胺化基质：将有机腐殖质、膨润土及胺化剂按照重量比例60-71：8-13：8-15混合均匀后，调节含水量为40-60％，盖膜胺化12-15天，得到胺化基质；有机腐殖质来源于褐煤、风化煤、泥炭或草木灰；所述的胺化过程翻动混合物2-3次。(2)制备催化基质：在步骤(1)得到的胺化基质中，按照胺化基质的重量，加入2-11％的磷二铵、2-5％硫酸钾、5-11％氯化钾、2-9％硅、2-6％钙、3-7％硼、0.5-4％镁、2-5％硫、0.8-1％锌；混合均匀，再次调节含水量为40-60％，盖膜催化10-12天，得到催化基质；(3)精配：在步骤(2)得到的催化基质中，按照肥料活化剂的总重量，添加微量元素0.1-0.5％cu、0.05-0.16％mn、0.03-0.08％mo、0.02-0.09％na、0.03-0.08％co、0.05-0.09％cl、0.06-0.011％ti进行精配。还可以进一步添加有稀土元素、稀有分散性元素、稀有轻元素及高能元素进行精配。本发明还保护上述制备方法所制得的肥料活化剂。本发明同时保护上述肥料活化剂与其他肥料混合制成复混肥料的应用。与现有技术相比，本发明具备速效、高效、长效功能，安全无毒；处在国内同类产品领先水平，达到国际先进水平，能够使化肥用量减半，肥料利用率提高1倍以上，还能改善自然环境，促进农业持续发展。其有益效果具体表现为：四大功能：松土改土功能、平衡土壤功能、保水保肥功能、防虫抑病功能；五大效应：刺激生理代谢、改变化肥特性、增强抗性、改良土壤结构、高产优质；十大优势：省肥、省水、省药、省种、省时、省工、省钱、高产、高质、高效益。具体实施方式下面结合原理及试验进一步说明本发明的技术方案及有益效果，除有特殊声明以外，本发明所述的百分比均为重量百分比。本发明所述的有机腐殖质，来源于石油副产品的软褐煤、风化煤、泥炭及草木炭等。这些物质是不定型的混合聚合物，由碳、氢、氧、氮、硫等元素组成一个大复合体。腐殖酸结构中的活性基，特别是羧基、羟基、酚基、醌基等，能使腐殖酸具备亲水性、吸附性、与大部分金属离子生成螯合物的性质。本发明所述的有机腐殖质三分之一来源于贵州，三分之一来源于内蒙包头地区(含少量稀土元素)，还有三分之一来源于广西；本发明所述的膨润土来源于广西。为了验证本发明的有益效果，发明人做了非常细致的大量的工作，从胺化基质、催化基质、微量元素等各类配方的筛选以及使用技术，持续研究35年，试验作物几十种，如粮食作物、蔬菜作物、水果作物和其他作物。一配方设计及活化剂产品制备为了筛选本发明所述的含有机活性基团的肥料活化剂的最优及较优配方，申请人进行了无数次的反复试验，以下仅列举部分试验数据予以对比说明，配方表如表1和表2所示，其中，有机腐殖质为风化煤；胺化剂为氨水。表1部分肥料活化剂的配方表1表2部分肥料活化剂的配方表2将上述配方按照以下制备方法，分别制得活化剂1#-20#。(1)制备胺化基质：将有机腐殖质、膨润土及胺化剂混合均匀后，调节含水量为50-60％，盖膜胺化15天，胺化过程翻动混合物3次，得到胺化基质；(2)制备催化基质：在步骤(1)得到的胺化基质中，加入磷二铵、硫酸钾、氯化钾、硅、钙、硼、镁、硫、锌；混合均匀，再次调节含水量为50-60％，盖膜催化10天，得到催化基质；(3)添加微量元素：在步骤(2)得到的催化基质中，添加微量元素cu、mn、mo、na、co、cl、ti进行精配，再分别制成颗粒剂，制得肥料活化剂1#-20#。二不同配方所得活化剂对于复混肥的增效试验对比试验采用的复混肥为n-p-k(18-12-18)≥48％的复合肥与10％肥料活化剂混合制成，依据肥料活化剂1#-20#分为20个处理，另加一个使用n-p-k(18-12-18)≥48％复合肥的对照处理。1水稻试验试验地点：南宁市五塘镇2016年在五塘镇的晚稻田中针对21块肥力和其他管理等基础状况相似的水稻田进行施肥增产试验，结果如表3所示：表3不同配方所得活化剂对于复混肥的增效试验对比(水稻)从表3可知，肥料活化剂3#、4#、6#、7#、15#、16#、17#这7个活化剂能够显现提高复合肥的肥效；而其他配方所得的活化剂与单用复合肥相比，仅仅是略微增效或者拮抗作用。2甘蔗试验2015年在南宁市横县良圻农场对甘蔗进行施肥增产试验，结果如表4所示：表4不同配方所得活化剂对于复混肥的增效试验对比(甘蔗)从表4可知，肥料活化剂3#、4#、6#、7#、15#、16#、17#这7个活化剂能够显现提高复合肥的肥效；而其他配方所得的活化剂与单用复合肥相比，仅仅是略微增效或者拮抗作用。三本发明所得复混肥与国产大牌肥料或进口肥料的大田试验对比近几年的试验，我们以进口肥为对象打擂台，屡战屡胜。除有特殊声明外，以下大田试验中各处理的肥料使用量均相同。所述大田试验采用以下两种复混肥配方：bb肥1：n-p-k(25-6-17)≥48％复合肥+10％活性基团的3#2。无机肥部分经过反复筛选，采用了高n，中k，低p的配方。高n，是因为植物体内，80％以上由含n物质构成的，故需高n，k量与n量比，k量要次之，p更次之。它属广谱肥，任何作物均可使用。bb肥2：n-p-k(18-12-18)≥48％+10％活性基团3#2。该bb肥主要用在任何作物的生殖生长阶段。但营养生长阶段也好用。除特殊声明外，以下大田试验中的粮食、蔬菜、甘蔗作物所采用的本发明的肥料指的是bb肥1。1、粮食作物(1)试验地点：南宁市五塘镇2016年在五塘镇农业技术推广站主持下验收晚稻，使用本发明亩产1152斤，狮马肥亩产864斤，芭田肥亩产960斤，等量试验条件下，使用本发明比狮马肥亩多收稻谷288斤，增产33.3％；比芭田肥亩多收192斤，增产20％。(2)试验地点：南宁市延安镇那齐村2013年，某田块种早稻1.3亩。水稻移栽回青后，连续38天不下雨，这块稻田灌溉条件差，稻田裂开近1-2㎝。这时来了一场台风雨，对水稻是一场救命水，尔后不到1周，又来了第二场台风雨，致使这块水稻田水深达70㎝，将稻株叶尖淹没3天之久，大水退后，天气转好，水稻迅猛生长，最终亩产达913斤。村民及当地村干部都表示，使用本发明后作物抗旱抗涝能力显著提高。(3)无独有偶，当年贺州市富川县有大片水稻遭洪水淹没，水淹过顶叶达5天之后，几乎所有水稻全部被淹死，洪水退后，唯有施用本发明的bb肥，其中两块水稻田长起来了，最后还有亩产500多斤的收成。我们做了调查，种植户都说使用本发明bb肥种植水稻，连洪水都淹不死。(4)2016年早造，在广西大学教学试验基地，做水稻的肥料对比试验，水稻品种为蜜香稻8号(优质谷)，插植规格6×4(寸)，25000蔸/亩，每蔸播4-5苗，供试肥料为本发明的30㎏/亩n-p-k(15-15-15)≥45％+10％活性基团3#2，进口肥选狮马肥，30㎏/亩n-p-k(15-15-15)≥45％，差别在于10％的活性基团3#2。等量试验。肥料一次作基肥使用。整个水稻生育过程中，不施追肥、不喷农药。本发明试验区932斤/亩，狮马肥试验区578斤/亩，前者比后者亩多收稻谷354斤，增产61.2％。(5)南宁市武鸣县庆乐乡庆乐村某地块，2016年上半年种玉米1.3亩，亩产达1140斤，在该村种玉米从来没有这样高产过，没有病虫害。(6)北海市合浦县党江镇西山村种粮大户陈某，转包稻田330多亩，使用本发明前三年，亩产500-600斤之间，土壤ph值在6.1左右，酸性，病虫多，2015年开始大面积使用本发明，平均亩产达到700-800斤，米优质，出米率高达75％左右，和以前比，一袋谷子要重20-25斤。土壤ph值由“6.1”上升到“7”左右，中性，很少或不施农药。省工省时，种田很轻松。2、蔬菜作物(1)北海市合浦县豇豆高产试验。2015年，北海市科技局对合浦县农业局技术推广站立项的新型肥料bb肥(使用的是本发明的肥料)在蔬菜上应用研究与示范推广项目进行验收，验收面积1.5万亩，高产的亩产达1万斤以上，一般亩产在8000斤左右，与进口的狮马肥比，增产34.9％。以单位营养计算产量，本发明是狮马肥1.6倍。土壤有机质提高1.5％。(2)南宁市郊区延安镇那齐村肉芥菜高产试验。2012年那齐村党支部谢某在同一块地1.1亩，分成2块地，各为0.55亩，一边用本发明bb肥75斤/亩，另一边为芭田肥75斤/亩，全生育期95天，本发明亩产16360斤，芭田肥亩产10900斤，前者比后者增产50.1％。品质优。(3)生菜在广西大学教学农场做肥料对比试验。用本发明单株平均产量332.26g，俄罗斯复合肥平均单株产量207.26g，前者为后者增1.6倍左右。品质特优。3、果树(1)对九龄柑桔产量的对比试验。全部试验过程相同，等值试验，本发明单株产果平均为25㎏，狮马肥平均单株果产量为18.5㎏。前者比后者增产35.1％，品质优。糖分前者比后者提高4.8％，对黄龙病的抑制效果达31.8％。(2)2016年南宁市武鸣县杨李村韦某种火龙果3亩，每株施本发明0.3斤，狮马肥0.3斤，挪威肥0.3斤，施肥后收第一批果如下表。本发明比狮马肥增产76.5％，比挪威肥增产78.4％，品质优。糖度提高2-3度。结果数本发明狮马肥挪威肥单株最多果362523单株中等果281614单株最少果1889合计824946平均27.316.315.3对比试验1，活性基团对病害的抑制效果明显，配比1“牛头”肥n-p-k(18-12-18)≥48％+10％活性基团，狮马肥n-p-k(18-12-18)≥48％，后者溃疡病树的发病率44.3％，前者仅为3.4％；同样的试验方法，在灵川县椪柑生产基地，对100株帒黄龙病树，两种肥料各施50株，施“牛头”肥的帒病树的正常果率达48％，施狮马肥病树基本绝收。4、甘蔗(1)2010年在南宁市横县良圻农场试验。供试品种为新台糖16号，供试肥料，本发明、良圻农场自配复合肥，等量试验，结果，本发明比良圻农场自配的复合肥原料蔗增产8.8-17.6％，糖分提高16.1-25.4％。(2)2010在广西农科院做甘蔗试验。按每千克营养分计算，本发明产蔗茎分别比进口肥和丰岭肥多82.9㎏和113.8㎏，增幅度分别达到50.46％和85.31％，证明施用本发明单位养分增产潜力是大的。5、其他作物使用bb肥2，试验结果表示，本发明能够使龙眼、荔枝、芒果早熟10-15天，增产30％左右；香蕉早熟10天，增产30％；甘蔗早熟15天，增产20-30％，糖度提高0.5-1.0度；黑皮果蔗早熟15天，糖分提高1度，增产40-50％；甜玉米早熟7天，增产30％；芥兰包及包心菜增产50-60％；苦瓜及豆角早熟5-7天，增产40-50％。西瓜早熟7天，增产30％左右。本发明是发明人花费了35年心血研制成功的，是一种无论是营养成分组成还是制备方法、施用技术都完全与当前大量使用的化肥、有机肥、生物肥、冲施肥等完全不同的新型肥料。从营养来说，它能在让化肥用量减半的情况下，不但可以做到让农作物吃饱吃好，还能让地越种越肥；在施用技术方面，能够变繁为简，譬如说种一造水稻，过去从基肥到追肥，起码要施3-4次才能收割，施用本发明只需1次；其他生长期为7-8个月以内的作物也是如此；生长期长达一年的果树，则只需施2次肥就够了。因此，本发明拥有了“省肥、省水、省药、省种、省时、省工，高产量、高质量、高效益”十大优势。也正因为如此，本发明与进口化肥和国产大牌化肥的对比试验中，多方面均表现出明显的优势。综上可见，本发明处在世界同类产品的领先水平，具体表现为：①化肥用量减半，肥效增倍。与世界最好的复肥料比，同等的投入(等值或等量)，施在任何作物和任何土壤上，增产30％至50％，甚至成倍增产，品质特优。②用地和养地紧密结合，由于活性基团的独特作用，使土壤越种越疏松，越种越肥。同时可以清除土垠垃圾(农药、化肥、重金属残留)实现土壤内部的良性循环。③给作物提供速效、高效、长效齐全的养分，作物不会出现缺素症。④为人类提供健康食品，bb肥是生态型多功能肥料。四关于本发明的其他说明本发明还可以添加稀土元素、稀有分散性元素、稀有轻元素及高能元素进行精配。本发明在调制过程中还可以添加如硫酸盐、磷酸盐、氯化物、碳氢化合物等多种化合物，它们与腐殖酸结合，以离子态分布在大分子结构上，成为不规则的密布的活化点，产生分子离子化，物化反应生成自然的结构。在调制生产过程中发生的化学反应如下：由于腐殖酸有机胶体与土壤中的钙离子结合形成絮状凝胶，这种胶体是很好的胶结物质，能把土粒胶结起来，使土壤中水稳性团粒结构增加，土壤的水、热、肥、氧状况得以协调，尤其对改良过粘或过砂等脊薄土壤，效果更好。本发明所得产品具有较高的阳离子交换量，对土壤中阳离子的吸收能力较强，因此在酸性红黄壤地区可以吸收、结合游离的铁铝离子，形成络合物。因而减少游离铁铝的危害和磷酸的固定。在盐碱地区，由于本产品可以使土壤的团粒结构增加，有利于减少水分的蒸发和盐分在土壤表面的积累；此外，本产品中所含有的活性基，对土壤中的阳离子na+、ca++、al++和阴离子cl_、等具有很强的交换能力和吸附作用，从而可以减少土壤盐分对作物的危害。本发明所得产品中腐殖酸可以吸附、交换及活化土壤中很多矿质营养元素，如磷、钾、钙、铁、硫以及微量元素等，使这些元素的有效性大大增加，从而改善了作物的营养条件，还可以减少nh4-n的挥发损失，提高氮肥效果。此外，本发明还可以络合土壤中游离的铁铝，从而减少了磷的固定。同时，能吸附和交换ca++，也可提高磷酸钙的有效利用。在活性基团中的酚基和醌基，参与作物和微生物体内的氧化还原过程，加强作物和微生物体内多种酶，如多酚氧化酶、过氧化氢酶、抗坏血酸氧化酶等的活性。本发明中的多酚化合物在多酚氧化酶的作用下，能放出活化态氧，氧化呼吸基质中的氢，所形成的醌具有很高的氧化电位，又可从呼吸基质中得到氢还原醌为多酚化合物，从而氧化了呼吸基质。本发明活化剂中有机肥内容潜力的发挥，能促进作物和微生物的呼吸作用，增加养分吸收量和干物质积累，有利于改变土壤团粒结构和土壤结合产生活性能力，因此，不仅能促进植物吸收，提高内含质量和增产，还具备培育改良土壤多效的功能。当前第1页12