一种加入纳米肥的活化离子水作为无公害农作物栽培营养液的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种活化离子水在农业林业上的应用领域，尤其是碱性离子水加入纳 米肥，增强其作为植物生长促进营养液的用途。
【背景技术】 阳〇〇引众所周知，在自来水中加入微量食盐（化Cl)之后成为有较高电导率的电解液。当 直流电通过运种电解液时，水和盐都被电解了，在阴极和阳极生成不同的产物。如果在阴极 和阳极之间放置离子交换膜，则在靠近两个极板的液体中分别生成了带正电荷和带负电荷 的液体。在阴极，除了水之外，还有带负电荷的氨氧根离子OH和氨气H2,加上纳离子化+ 化及其他被吸引过来的金属正离子，如CaVMg+2,r等矿物质，阴极液体中由于不断水解， OH离子越来越多，使运部分液体呈碱性，其特征参数抑值大于7. 0。当通过电解液的电荷 足够强时，抑值越来越大，可W超过13W上，无限接近14。相应地，在阳极，除了水之外，还 有带正电荷的氨离子H+，氧气化加上被吸引到阳极的氯离子Cl和其他酸根SO2,N03等。 氯离子从阳极得到正电荷后变成氯气Cl2。氯气和水反应后，生成次氯酸和盐酸，还有部分 次氯酸根。阳极部分的液体由于不断水解，H+离子的浓度越来越高，使运部分液体呈酸性， 其特征值抑值小于7.0。当电解电荷足够多时，形成强酸，抑值可达到1.0W下，无限接近 0。由电解产生的强碱性水，通常称之为强碱性离子水；由电解产生的强酸性水，通常称之为 强酸性离子水。运两种水具有特殊的形态。首先是单一的极性：在碱性离子水中，氧化还原 电位（OR巧呈负电位；在酸性离子水中，氧化还原电位（OR巧呈正电位。他们都十分稳定。 尤其是碱性离子水，只要存储条件合适，如避光、密闭，其有效期可长达一年W上。酸性离子 水的有效期相对短些，但只要存储适当，也可保持半年左右。离子碱和离子酸从物理化学特 性看，和普通的碱（如化cl)和酸（如H2SO4)有相似的功能。在许多情况下，甚至可W替 换。
[0003] 从化学反应的角度看，氨氧根离子OH和氨离子H+可W看成是还原剂和氧化剂。 含OH的碱性离子水，可W看成是"无头之碱"（相比化OH);而含H+的酸性离子水，可看成 是"无尾之酸"（相比化1)。运种无头无尾的碱和酸，和普通的强酸和强碱相比，要安全得 多和"干净"得多。人的手或皮臂直接接触运种单一电荷的离子酸时，不会迅速发生强烈的 氧化还原反应，因此不会灼伤皮肤，你大可放屯、地把手浸泡于十分强的离子碱水或离子酸 水之中而不受伤害（当然不能太长久）。试设想，你用强硫酸、盐酸、硝酸或火碱泼到双手 或脸部时，会产生多么恐怖的灼伤后果！另外，无头（无金属离子）、无尾（无酸根）的酸 或碱，在用来替代普通酸、普通碱完成类似的化学反应过程中，不留下有害的残留物。属于 绿色环保的清洁剂或杀菌剂制。正因为离子酸、离子碱有如此美好的品质，近年来，除了普 通流行的将弱电解水作为保健饮料应用之外，正在尝试将运种绿色安全的功能水应用于工 业清洗、农业生产和日常洁净、消毒等领域。本发明着重解决将强碱性离子水通过添加某些 助剂后，应用于农业生产中，W便强化单一离子水的功效，扩大它的应用范围。目前在应用 强碱性离子水于农作物养殖时，还局限于将单一的离子碱水用来浸泡种子、强壮枝干、促进 光合作用等，W达到增产增收的目的。同时，可W部分起到生态农业，降低营运成本的作用。 实际上，要实现真正的增产增收，还要使农作物获得足够的养料。至今，农户们已普遍尝到 使用化肥可大幅度增产的甜头，但是忽略了（或者为了商业的目的全然不顾）过量使用化 肥会给环境、±壤、水源和用户健康造成危害运种负面作用。运个问题应该妥善解决。
【发明内容】
[0004] 为了解决上述问题，本发明提出一种综合运用碱性离子水于农作物和林业果木养 殖过程中，兼有促进生长和补充养料的双重作用的解决方案。首先要做到科学地选用碱性 离子水的酸碱度，即严格控制所使用的离子水的抑值。究竟选用多大抑值的碱水，必须根 据植物的不同品种、不同的生长期和不同的需求来选用。同时，离子水的施洒工艺、施洒时 间，都要全面考虑。为了增强离子水的效力，应同时施加微量元素肥料（微肥）。微量元素 肥（简称微肥）的含量是植物生长发育不可缺少的营养元素，包括儘，铁，锋，钢，铜，棚，钻 等屯种元素。植物缺乏微肥就像人缺乏维生素一样。植物除了需要常规肥，如氮、憐、钟等之 夕F，必须伴随施加微肥。据统计，合理使用微肥的效果十分明显，增产效果达15~50%。但 是，施用微肥要求很严格。要适量，太多了会中毒。另外，之所W缺乏微量元素，很重要原因 是施肥的有效性不高，不能吸收。根据金属元素的化学活跃性，发现±壤或肥料的酸碱程度 对上述屯种微量元素的有效性影响很大。进行分析后，有如下规律：铁、儘、铜、锋和钻运五 种元素在抑值小于6~4的酸性条件下，容易溶解，十分有效。在其他范围，抑大于6~12 W上的碱性条件下，基本失效。而钢的特性却相反，在抑值为6~4的酸性条件下，溶解性 差，效率低。但抑低于4和大于6W上的条件下，有效性都好。棚的情况复杂一些：在抑= 5~7范围内易溶解，有效性好，但抑小于5和7 <抑< 8. 5运两个范围内，有效性差。当 抑大于8. 5到高抑值（强碱）范围内，有效性又逐渐提高。因此，在施用微肥时必须根据 不同元素的特点，创造最有效的施肥环境，否则施了也无效。注意到只有M。运一种元素，是 喜好碱环境的，其他六种元素：。6、111、化、211、(：〇和6都是喜欢酸环境的，在强碱条件下基本 无效。运表明：微肥和活化离子水合起来用，是有严格限制的。要满足离子水的性能和微肥 中主要微量元素保持最高有效性的环境相配合。由此可知，微肥虽好，但是，用起来很复杂， 弄不好，施了肥，如果不符合有效性条件，植物仍然吸收不到养料。所W，本发明设计的营养 液，是在活化离子水中添加纳米量级的新型肥料-纳米肥。做法是将微肥中的微量元素制 作成纳米材料，再生成纳米金属胶体，使用时加入到碱性离子水中。近年来世界各国十分重 视纳米技术在农业领域的应用。无论是常规肥料还是微肥，利用纳米技术制成纳米材料，再 包络改性后，肥效加大，便于植物吸收，对环境污染少，使用方便，作物的产量明显提高。而 且，具有消毒杀菌功能，即，兼有替代部分农药的作用。纳米肥，属于"环境友好型"肥料。但 是，目前制作纳米肥的成本太高，价格太贵，一般农民或小农场还用不起。为此，本发明推荐 了一种简易、经济的制作纳米微肥的技术。根据发明者多年从事纳米银胶体制作和应用方 面积累的经验，（参见发明专利"一种制取稳定电解银胶体的方法"狂L201110242390.X)，提 出了一种解决方案：首先将所需要的微量元素利用液相沉淀法或高能球磨技术或超高速气 流粉碎技术做成纳米量级的结构材料，其粒径平均在50-80nm之间。其表面原子数目占完 整粒子原子总数的80%W上，由于表面原子周围缺少相邻的原子，有许多悬空键，具有不饱 和性，易与其他原子相结合而稳定下来，表现出很高的化学特性。然后，将运些纳米材料进 行包络、改性，变成纳米胶体。通常可采用具有抗沉淀、防团聚、分散性好、渗透性强的表面 活性剂，加上大功率超声波水解后可形成稳定的胶粒。由于所生成的胶粒都是有极性的，界 面电位为负值，胶粒之间同性相斥，形成一个稳定的胶体系统。图1展示了铜、锋、铁、儘和 钻等微量元素的正离子和氨氧根结合形成稳定胶粒的示意图，其中M是金属的通用代号，M+ 代表某种微量元素的正离子。另外，选用事先制备的碱性小分子团六角水做分散剂，使得纳 米胶粒活性更强，也利于形成更多的有效胶粒。由于生成的胶体系统都呈负电位，在碱性水 中的界面电位也是负电位，能溶合在一起，加上小分子团水的动能大、活化力强，运种含有 纳米胶粒的碱性水可作为叶面肥在植物叶子的正反两面喷洒，植物的细胞就可充分吸收各 种制成纳米胶粒的微量元素。胶粒中的金属离子是正价离子，阳离子易于被植物吸收，而碱 性水则具有促进光合作用，对植物生长有促进作用。另外，碱性离子水有负氧化还原电位， 有很好的抑菌作用。一般来说，碱性离子水没有杀菌消毒作用，只有抑菌作用。而所述的一 种加入纳米肥的活化离子水作为无公害农作物栽培营养液，由于金属纳米胶体也具有很好 的杀菌消毒功能，所W也充当了绿色农药的作用，可谓一举两得。前面提到施洒微肥时要根 据不同种类植物的具体情况，妥善选择离子碱水的抑值。但是，使用纳米微肥，就简单得多 了。没有那么多的限制。使得那些在常规条件下只能限制在有限的、严格的范围才能施洒 的微量元素，变成纳米肥后，就可W在酸性或碱性的任意条件下使用。 阳〇化]为了更方便地使用活化离子水，运里介绍一下改变离子水浓度的简易方法。通常， 首先制备抑值比较高的碱性离子水。在应用时，进行稀释，获得不同的抑值。由于抑值 的定义是碱水中氨氧根OH离子浓度（W10的幕方表示）的十进对数冠W负号，所W抑值 和碱基浓度之间的关系呈非线性。在稀释时，添加的水量和对应的抑值不是线性关系，而 是十