本发明属于肥料领域，具体涉及一种含有机小分子的水溶肥及其制备方法。
背景技术：
目前，肥料在农业生产中大量使用，但仅有小部分营养元素能够被植物所吸收，这主要是由于单一肥料的大量使用及土壤酸碱性过大或过小引起的土壤团粒结构的破坏，造成了土壤板结，不利于植物对营养元素的吸收，导致作物产生一系列缺素症状，影响作物生长，最终使农作物的产量和品质大大降低。农民施肥普遍存在“三重三轻”现象，即重化肥、轻有机肥，重氮磷肥、轻钾肥，重大量元素肥、轻中微量元素。
并且，我国也是盐渍土分布广泛的国家，大部分农田都是连作的种植方式，农户对耕地施肥量也逐年增加，现有的肥料长期使用的话，更加会加速土地盐碱化，导致土壤养分有效性降低，发生土传病害，长期使用对环境还会造成一定的危害。
我国味精产量占世界总产量的三分之二左右，目前年产量约200万吨，每年产生约1600万吨高浓度谷氨酸发酵废液(浓污水)，低浓度谷氨酸废液约350万吨(淡污水)，其他味精生产废水约3500万吨。治理生产味精所产生的废液给味精生产企业带来了巨大的压力，治理废液的设备投资约占味精生产设备总投资的25-30％。味精废液中富含丰富的蛋白质、氨基酸、菌体和其他营养物质，具有较高的营养价值。对味精废液进行综合利用，既处理废水又能生产有用物质，具有较好的经济、社会和环境效益。
糖蜜是制糖工业的副产品，是甘蔗糖厂典型的三大废弃产物之一，也是糖厂综合利用和循环发展的对象。糖蜜中富含氮、磷、钾等多种元素，还含有矿物质和多种微量元素。
各生产企业的先后投资建设治污工程后，能够达到国家排放标准要求，但大部分采用的是末端治理技术，不仅投资大、治理费用高，也严重束缚了味精行业的自身健康发展，而且废水中有用物质得不到利用，难以符合节约资源、发展循环经济的要求。随着味精行业的快速发展，国家对环境保护的要求越来越严格，再加上我国水资源日益短缺，对发酵工业产生的中水进行合理有效的循环再利用，是发酵行业合理用水和节约水资源的唯一出路。只有彻底解决了废水深度治理与回用等问题，发酵工业的清洁生产才算真正解决，从而也能实现物料清洁生产，水的清洁利用，形成一个完整的闭路循环利用圈。
由于味精废液和糖蜜中的氨基酸、腐殖酸和有机酸等成分，可以满足农作物的营养需要，提高作物的产量以及品质；并且能够快速改良土壤，提高土壤质量。于是本发明提出一种采用味精废液和糖蜜为原料的水溶性肥料及其制备方法。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种含有机小分子的水溶肥，该水溶肥采用了味精废液和糖蜜制备的有机小分子干粉，使废弃资源综合利用，并且该水溶肥富含有机小分子，养分齐全，可以改善土壤结构，提高作物产量和品质。
为了实现上述目的，所采用的技术方案为：
一种含有机小分子的水溶肥，
所述水溶肥包括以下原料：有机小分子干粉35-40份，磷酸一铵25-28份，硫酸钾6-9份，硫酸铵22-25份，硫酸镁2-5份和螯合态微量元素1-3份；其中，所述有机小分子干粉由味精废液与糖蜜按3:1的质量比混合后通过喷雾干燥制备而成。
进一步的，所述螯合态微量元素为螯合态锌、螯合态铁、螯合态锰和螯合态铜中的一种螯合态微量元素或多种螯合态微量元素。
进一步的，所述味精废液和糖蜜混合后，其中氨基酸的含量大于10％，腐植酸的含量大于3％，有机质的含量大于15％，干物质的含量大于45％。
进一步的，所述水溶肥包括以下原料：有机小分子干粉38份，磷酸一铵27份，硫酸钾8份，硫酸铵23份，硫酸镁4份和螯合态微量元素2份。
本发明的另一个目的在于提供上述水溶肥的制备方法，该制备方法工艺简单，可以有效利用废弃资源，减少环境污染。
为了实现上述目的，所采用的技术方案为：
上述水溶肥的制备方法，包括以下步骤：
(1)将味精废液与糖蜜按照3：1的质量比混合均匀后，进行一次压滤，得到一级滤液和沉淀物；
(2)将沉淀物进行二次压滤，得到二级滤液和滤渣；
(3)将一级滤液与二级滤液混合，得到混合滤液；
(4)将混合滤液送入喷雾流化床，通过喷枪使混合滤液雾化为细小雾滴后，送入干燥机干燥，得有机小分子干粉；
(5)将有机小分子干粉、磷酸一铵、硫酸钾、硫酸铵、硫酸镁和螯合态微量元素复配，得到所述含有机小分子的水溶肥。
进一步的，所述步骤(2)中，沉淀物采用板框式压滤机；
所述步骤(4)中，干燥温度为75-85℃，干燥时间为1.2-1.5h。
再进一步的，所述步骤(4)中，干燥机通过1.2-1.8m3/min风量的热空气干燥。
再进一步的，所述步骤(4)中，喷雾流化床的压力为0.3-0.5mpa。
再进一步的，所述步骤(4)中，喷雾流化床的压力为0.4mpa。
再进一步的，所述步骤(4)中，送入干燥机的流速为5l/min。
与现有技术相比，本发明的有益之处在于：
1、本发明所述的一种含有机小分子的水溶肥及其制备方法，充分利用味精废液和糖蜜这两种废弃资源，将味精废液和糖蜜按3:1的质量比混合后，进行喷雾干燥，减少对环境的污染，改善生态环境。
2、本发明所述的一种含有机小分子的水溶肥及其制备方法，采用味精废液和糖蜜制备有机小分子干粉，其干粉中含有的微生物蛋白、氨基酸、腐殖酸、有机酸、寡糖和多肽等小分子物质，可以为作物提供理想的碳源和氮源，同时还可以提高养分利用率，增加土壤中微生物活性，能抑制土传病害和提高农作物抗逆性。
3、本发明所述的一种含有机小分子的水溶肥及其制备方法，该水溶肥养分全面，可以改良土壤结构，提高养分利用率，提高作物产量和品质。
4、本发明所述的一种含有机小分子的水溶肥及其制备方法，该制备方法制备方法工艺简单，可以有效利用废弃资源，减少环境污染。
具体实施方式
为了进一步阐述本发明一种含有机小分子的水溶肥及其制备方法，达到预期发明目的，以下结合较佳实施例，对依据本发明提出的一种含有机小分子的水溶肥及其制备方法，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构或特点可由任何合适形式组合。
在详细阐述本发明一种含有机小分子的水溶肥及其制备方法之前，有必要对本发明中提及的营养物质和相关材料等做进一步说明，以达到更好的效果。
有机小分子可以提高养分利用率，避免化学残留污染；能调动作物抗病虫害基因快速表达，分泌植保素，增强作物自身抗病虫害能力，大幅度减少化学农药的施用；能促进作物新陈代谢，加快对营养的吸收，加快作物生长起到调控作用；还起到保健作用，抑制土壤病虫害，促进作物健康生长发育，还能提高土壤的微生物活性。此外，小分子水溶性、速效性有机肥不仅使作物根系直接快速吸收，还能促进作物体内养分平衡，避免化肥残留污染。小分子作为土壤微生物的理想碳源和氮源，加速繁殖，使之化肥氮转化为微生物氮，形成土壤的有机氮库，减少了氮肥的流失，提高了无机氮肥利用率。
腐植酸的主要元素组成为碳、氢、氧、氮、硫，是一种多价酚型芳香族化合物与氮化合物的缩聚物。腐植酸能刺激作物快速生长，使其生长旺盛，提高干物质的积累，促进农作物中淀粉、蛋白质、糖分、维生素等有机营养物质的形成，提高氮肥的利用率，从而增加作物产量和改善品质；并且可以增强作物的抗逆性；还可直接补充土壤腐殖质，提升有机质含量，促进土壤团粒结构的形成，调节土壤ph值，疏松土壤，培肥地力，增强土壤保水保肥能力。
本发明中所述原料均为可以通过市售购买获得的常规产品。
本发明采用的味精废液为高浓度谷氨酸发酵废液(浓污水)。
糖蜜是制糖工业的副产品，是一种粘稠、黑褐色、呈半流动的物体。
本发明中味精废液和糖蜜按照3:1的质量比混合后，其混合液中氨基酸的含量大于10％，腐植酸的含量大于3％，有机质的含量大于15％，干物质的含量大于45％。
磷酸一铵，化学名为磷酸二氢铵，化学制剂，是一种白色的晶体，化学式为nh4h2po4，加热会分解成偏磷酸铵(nh4po3)，可用氨水和磷酸反应制成。磷酸一铵(map)是一种水溶性速效复合肥，有效磷与总氮(tn)含量的比例约5.44:1，是高浓度磷复肥的主要品种之一。一般作追肥，也是生产三元复混肥、bb肥最主要的基础原料。
硫酸钾是由硫酸根离子和钾离子组成的盐，通常状况下为无色或白色结晶、颗粒或粉末，无气味，味苦，溶于水，不溶于醇、丙酮和二硫化碳。农业上用作化学肥料是制造钾盐的原料。
硫酸铵((nh4)2so4)，无色结晶或白色颗粒，无气味；不溶于乙醇和丙酮，相对密度1.77。硫酸铵主要用作肥料，适用于各种土壤和作物。
硫酸镁，或七水硫酸镁，是一种含镁的化合物，分子式为mgso4·7h2o；可以用作制革、炸药、造纸、瓷器、肥料，以及医疗上口服泻药等。硫酸镁在农业中被用于一种肥料，因为镁是叶绿素的主要成分之一。硫酸镁比起其他肥料的优点是溶解度较高。
微量元素的金属离子被螯合后，形成较少有机分子，被作物以有机分子态吸收，进入作物体内直接参与转化；并且经螯合后有着极高的生物活性，其功效是一般有机微肥的几十倍，无机盐类的几百倍；螯合态微量元素溶解较高、稳定性好，不易流失，能迅速补充养分，提高利用率。因此，螯合态微量元素对作物有效性较高，施入土壤后能减少微量元素被土壤固定，效果比无机盐类好，用量也少。本发明中的螯合态微量元素为螯合态锌、螯合态铁、螯合态锰和螯合态铜中的一种螯合态微量元素或多种螯合态微量元素。
在了解了上述相关原料之后，下面将结合具体的实施例，对本发明一种含有机小分子的水溶肥及其制备方法做进一步的详细介绍：
实施例1.
原料：有机小分子干粉35kg，磷酸一铵25kg，硫酸钾7kg，硫酸铵23kg，硫酸镁2kg和螯合态微量元素3kg(所述螯合态微量元素为螯合态锌、螯合态铁、螯合态锰和螯合态铜，其质量比为1:1:1:1)；
具体步骤如下：
(1)将味精废液(味精废液为高浓度谷氨酸发酵废液)与糖蜜在混料罐中按照3：1的质量比进行预混后(解决了糖蜜很粘稠，不易喷雾的问题)，送入一级压滤器进行压滤除渣，得到一级滤液和沉淀物；
(2)将得到的沉淀物用泵打入到板框式压滤机中进行二次压滤，得到二级滤液和滤渣；
(3)将一级滤液与二级滤液在滤液储槽中混合，得到混合滤液；
(4)将混合滤液送入喷雾流化床，在0.3mpa压力下，螺杆磅通过喷枪使混合滤液雾化为细小雾滴，然后以5l/min送入干燥机，在干燥机内通过与经过加热的热空气接触进行干燥，水分被蒸发变为粉末，热空气风量控制在1.2m3/min，温度为75℃，干燥时间为1.5小时，干燥后得到粉末，得有机小分子干粉；
(5)将35kg有机小分子干粉、25kg磷酸一铵、7kg硫酸钾、23kg硫酸铵、2kg硫酸镁和3kg螯合态微量元素复配，得到所述含有机小分子的水溶肥。
同时做了甜菜的对比实验，对照组为常规施肥(每亩施加磷酸一胺21.7kg、氯化钾11.7kg、尿素20kg)，其他操作相同。经采样分析测得，使用本实施例1所述的水溶肥，n利用率提高20％，p的利用率提高25％，k的利用率提高30％，产量为6.7吨/亩，对照组的产量为5.09吨/亩，增产了30.15％，根含糖量增加4％，产糖量提高64％。
本发明实施例所述的一种含有机小分子的水溶肥及其制备方法，采用了螯合态微量元素及味精废液和糖蜜制备的有机小分子干粉，可以充分利用其中的多种营养物质，为作物提供碳源、氮源，满足作物的营养需要，提高养分利用率，提高作物的产量和品质；并且能够增加土壤微生物活性，抑制土传病害和提高农作物抗逆性；还可以充分利用味精废液和糖蜜，减少环境污染，改善生态环境，使该水溶肥养分全面，可以改善土壤结构，提高养分利用率，提高作物产量和品质。并且该制备方法制备方法工艺简单，可以有效利用废弃资源，减少环境污染。
实施例2.
原料：有机小分子干粉40kg，磷酸一铵27kg，硫酸钾8kg，硫酸铵25kg，硫酸镁5kg和螯合态微量元素2kg(所述螯合态微量元素为螯合态锌和螯合态铜，其质量比为1：1)；
具体步骤如下：
(1)将味精废液(味精废液为高浓度谷氨酸发酵废液)与糖蜜在混料罐中按照3：1的质量比进行预混后，送入一级压滤器进行压滤除渣，得到一级滤液和沉淀物；
(2)将得到的沉淀物用泵打入到板框式压滤机中进行二次压滤，得到二级滤液和滤渣；
(3)将一级滤液与二级滤液在滤液储槽中混合，得到混合滤液；
(4)将混合滤液送入喷雾流化床，在0.5mpa压力下，螺杆磅通过喷枪使混合滤液雾化为细小雾滴，然后以5l/min送入干燥机，在干燥机内通过与经过加热的热空气接触进行干燥，水分被蒸发变为粉末，热空气风量控制在1.8m3/min，温度为85℃，干燥时间为1.2小时，干燥后得到粉末，得有机小分子干粉；
(5)将40kg有机小分子干粉、27kg磷酸一铵、8kg硫酸钾、25kg硫酸铵、5kg硫酸镁和2kg螯合态微量元素复配，得到所述含有机小分子的水溶肥。
同时做了甜菜的对比实验，对照组为常规施肥(每亩施加磷酸一胺22kg、氯化钾12kg、尿素22kg)，其他操作相同。经采样分析测得，使用本实施例2所述的水溶肥，n利用率提高25％，p的利用率提高25％，k的利用率提高28％，产量为6.5吨/亩，对照组的产量为5.2吨/亩，增产了25％，根含糖量增加3％，产糖量提高49％。
本发明实施例所述的一种含有机小分子的水溶肥及其制备方法，采用了螯合态微量元素及味精废液和糖蜜制备的有机小分子干粉，可以充分利用其中的多种营养物质，为作物提供碳源、氮源，满足作物的营养需要，提高养分利用率，提高作物的产量和品质；并且能够增加土壤微生物活性，抑制土传病害和提高农作物抗逆性；还可以充分利用味精废液和糖蜜，减少环境污染，改善生态环境，使该水溶肥养分全面，可以改善土壤结构，提高养分利用率，提高作物产量和品质。并且该制备方法制备方法工艺简单，可以有效利用废弃资源，减少环境污染。
实施例3.
原料：有机小分子干粉38kg，磷酸一铵27kg，硫酸钾8kg，硫酸铵23kg，硫酸镁4kg和螯合态微量元素2kg(所述螯合态微量元素为螯合态锌、螯合态铁、螯合态锰和螯合态铜，其质量比为0.5:0.4:0.5:0.6)；
具体步骤如下：
(1)将味精废液(味精废液为高浓度谷氨酸发酵废液)与糖蜜在混料罐中按照3：1的质量比进行预混后，送入一级压滤器进行压滤除渣，得到一级滤液和沉淀物；
(2)将得到的沉淀物用泵打入到板框式压滤机中进行二次压滤，得到二级滤液和滤渣；
(3)将一级滤液与二级滤液在滤液储槽中混合，得到混合滤液；
(4)将混合滤液送入喷雾流化床，在0.4mpa压力下，螺杆磅通过喷枪使混合滤液雾化为细小雾滴，然后以5l/min送入干燥机，在干燥机内通过与经过加热的热空气接触进行干燥，水分被蒸发变为粉末，热空气风量控制在1.5m3/min，温度为80℃，干燥时间为70min，干燥后得到粉末，得有机小分子干粉；
(5)将38kg有机小分子干粉、27kg磷酸一铵、8kg硫酸钾、23kg硫酸铵、4kg硫酸镁和2kg螯合态微量元素复配，得到所述含有机小分子的水溶肥。
同时做了甜菜的对比实验，对照组为常规施肥(每亩施加磷酸一胺23kg、氯化钾12kg、尿素21kg)，其他操作相同。经采样分析测得，使用本实施例3所述的水溶肥，n利用率提高28％，p的利用率提高29％，k的利用率提高32％，产量为6.9吨/亩，对照组的产量为5.25吨/亩，增产了32.69％，根含糖量增加4.22％，产糖量提高67％。
本发明实施例所述的一种含有机小分子的水溶肥及其制备方法，采用了螯合态微量元素及味精废液和糖蜜制备的有机小分子干粉，可以充分利用其中的多种营养物质，为作物提供碳源、氮源，满足作物的营养需要，提高养分利用率，提高作物的产量和品质；并且能够增加土壤微生物活性，抑制土传病害和提高农作物抗逆性；还可以充分利用味精废液和糖蜜，减少环境污染，改善生态环境，使该水溶肥养分全面，可以改善土壤结构，提高养分利用率，提高作物产量和品质。并且该制备方法制备方法工艺简单，可以有效利用废弃资源，减少环境污染。
实施例4.
原料：有机小分子干粉39kg，磷酸一铵28kg，硫酸钾9kg，硫酸铵22kg，硫酸镁4kg和螯合态微量元素1kg(所述螯合态微量元素为螯合态铁)；
具体步骤如下：
(1)将味精废液(味精废液为高浓度谷氨酸发酵废液)与糖蜜在混料罐中按照3：1的质量比进行预混后，送入一级压滤器进行压滤除渣，得到一级滤液和沉淀物；
(2)将得到的沉淀物用泵打入到板框式压滤机中进行二次压滤，得到二级滤液和滤渣；
(3)将一级滤液与二级滤液在滤液储槽中混合，得到混合滤液；
(4)将混合滤液送入喷雾流化床，在0.4mpa压力下，螺杆磅通过喷枪使混合滤液雾化为细小雾滴，然后以5l/min送入干燥机，在干燥机内通过与经过加热的热空气接触进行干燥，水分被蒸发变为粉末，热空气风量控制在1.6m3/min，温度为78℃，干燥时间为1.5小时，干燥后得到粉末，得有机小分子干粉；
(5)将39kg有机小分子干粉、28kg磷酸一铵、9kg硫酸钾、22kg硫酸铵、4kg硫酸镁和1kg螯合态微量元素复配，得到所述含有机小分子的水溶肥。
同时做了甜菜的对比实验，对照组为常规施肥(每亩施加磷酸一胺21.7kg、氯化钾11.7kg、尿素20kg)，其他操作相同。经采样分析测得，使用本实施例4所述的水溶肥，n利用率提高24％，p的利用率提高27％，k的利用率提高30％，产量为6.6吨/亩，对照组的产量为5.12吨/亩，增产了28.90％，根含糖量增加2.69％，产糖量提高51％。
本发明实施例所述的一种含有机小分子的水溶肥及其制备方法，采用了螯合态微量元素及味精废液和糖蜜制备的有机小分子干粉，可以充分利用其中的多种营养物质，为作物提供碳源、氮源，满足作物的营养需要，提高养分利用率，提高作物的产量和品质；并且能够增加土壤微生物活性，抑制土传病害和提高农作物抗逆性；还可以充分利用味精废液和糖蜜，减少环境污染，改善生态环境，使该水溶肥养分全面，可以改善土壤结构，提高养分利用率，提高作物产量和品质。并且该制备方法制备方法工艺简单，可以有效利用废弃资源，减少环境污染。
实施例5.
原料：有机小分子干粉36kg，磷酸一铵26kg，硫酸钾6kg，硫酸铵22kg，硫酸镁2kg和螯合态微量元素1.5kg(所述螯合态微量元素为、螯合态铁、螯合态锰和螯合态铜，其质量比为1:1:1)；
具体步骤如下：
(1)将味精废液(味精废液为高浓度谷氨酸发酵废液)与糖蜜在混料罐中按照3：1的质量比进行预混后，送入一级压滤器进行压滤除渣，得到一级滤液和沉淀物；
(2)将得到的沉淀物用泵打入到板框式压滤机中进行二次压滤，得到二级滤液和滤渣；
(3)将一级滤液与二级滤液在滤液储槽中混合，得到混合滤液；
(4)将混合滤液送入喷雾流化床，在0.4mpa压力下，螺杆磅通过喷枪使混合滤液雾化为细小雾滴，然后以5l/min送入干燥机，在干燥机内通过与经过加热的热空气接触进行干燥，水分被蒸发变为粉末，热空气风量控制在1.6m3/min，温度为82℃，干燥时间为1.2小时，干燥后得到粉末，得有机小分子干粉；
(5)将36kg有机小分子干粉、26kg磷酸一铵、6kg硫酸钾、22kg硫酸铵、2kg硫酸镁和1.5kg螯合态微量元素复配，得到所述含有机小分子的水溶肥。
同时做了甜菜的对比实验，对照组为常规施肥(每亩施加磷酸一胺21.7kg、氯化钾11.7kg、尿素20kg)，其他操作相同。经采样分析测得，使用本实施例5所述的水溶肥，n利用率提高27％，p的利用率提高27％，k的利用率提高31％，产量为6.64吨/亩，对照组的产量为5.14吨/亩，增产了29.76％，根含糖量增加3.19％，产糖量提高55％。
本发明实施例所述的一种含有机小分子的水溶肥及其制备方法，采用了螯合态微量元素及味精废液和糖蜜制备的有机小分子干粉，可以充分利用其中的多种营养物质，为作物提供碳源、氮源，满足作物的营养需要，提高养分利用率，提高作物的产量和品质；并且能够增加土壤微生物活性，抑制土传病害和提高农作物抗逆性；还可以充分利用味精废液和糖蜜，减少环境污染，改善生态环境，使该水溶肥养分全面，可以改善土壤结构，提高养分利用率，提高作物产量和品质。并且该制备方法制备方法工艺简单，可以有效利用废弃资源，减少环境污染。
以上所述，仅是本发明实施例的较佳实施例而已，并非对本发明实施例作任何形式上的限制，依据本发明实施例的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明实施例技术方案的范围内。