一種亞微米有機碳肥及其生產方法
【專利說明】一種亞微米有機碳肥及其生產方法 【技術領域】
[0001] 本發明屬于肥料生產技術領域。更具體地，本發明涉及一種亞微米有機碳肥，還涉 及所述亞微米有機碳肥的生產方法。 【【背景技術】】
[0002] 在作物生長過程中必不可少的營養元素有C、H、0、N、P、K等，由此可見，碳是植物 必需營養元素之首，占農作物有機質質量的約58%，干物質質量的30~35%，因此，是作物 生長最重要的營養元素之一。農作物所需要的碳主要來源是農作物在光能作用下通過葉片 氣孔吸收空氣中的二氧化碳，二氧化碳在葉綠素光合作用下與水合成碳水化合物，形成農 作物的組織結構，提供植物生長過程的營養，并進一步轉化為植物果實。
[0003] 光合作用強度的制約因素是光照強度和二氧化碳濃度。當空氣中光照強度較弱或 二氧化碳濃度較低時，光合作用速度減緩，于是合成碳水化合物的量就會明顯減少，從而導 致果實產量降低。
[0004] 目前，大氣中的二氧化碳濃度約為0.04% (400ppm，2014年5月9日美國夏威夷冒 納羅亞天文臺數據為400. 03ppm)，高產密植作物的植株群間二氧化碳濃度為200ppm(-般 大田作物株間二氧化碳濃度120~180ppm)，而經葉片氣孔吸收時，通過葉綠素的光合作用 轉化為碳水化合物的二氧化碳最佳濃度為〇. 1% (即1000 ppm)。
[0005] 同時，光照不足必然會影響光合作用，而在夜間和陰雨天缺乏光合作用的條件下， 植物就要消耗體內已積累的碳化合物，在貧瘠土地和大棚種植的情況下，二氧化碳的供應 量（二氧化碳濃度）更是嚴重不足。
[0006] 碳對于植物而言，既是營養物質，又是能源物質，一旦發生缺碳，不僅影響植物的 營養積累，而且消耗植物已經積累的營養，必然引起植物處于"亞健康"狀態。
[0007] 因此，植物通過氣孔吸收碳而對碳的供應，不能全部替代根部吸收碳的作用，作物 根部吸收不到有機碳，就容易出現根部衰弱，葉片變薄，莖桿易折（干物質少，虛胖），容易 發病，果實口感差。
[0008] 例如，在弱光照條件下，黃瓜生長光合作用速率明顯降低，葉綠素含量下降。在溫 室中，弱光照使黃瓜產量降低37% (天津市黃瓜研究所）；美國BHN公司開發的微碳肥料 增效劑，系1~6個碳鏈的有機小分子（分子量小于500)，應用于農業可節約氮肥施用量 30 % ;福建綠洲生化公司開發的有機碳肥含有效碳12. 5 %，平均顆粒粒徑為800nm，其肥力 相當于普通有機肥短近期肥力的20倍，畝施2kg有效碳就有顯著效果（參見《磷肥與復肥》 2013年第4期）。
[0009] 通過前面分析知道，現有技術利用碳元素作用在農業生產中取得了一定效果，但 仍存在一些技術缺陷，例如我國西南地區秋季病、蟲害發生率高，農作物產量低。其原因是 這些地區每年8-9月份長時間陰雨天多，農作物光照極度不足，碳轉化量太低，作物失去自 身正常狀態下具備的對逆境的抵御機能，抗寒、抗旱、抗澇、抗病蟲害功能低造成。
[0010] 本發明人針對現有技術缺陷，在總結現有技術基礎上，通過大量實驗研究，終于完 成了本發明。 【
【發明內容】
】
[0011][要解決的技術問題]
[0012] 本發明的目的是提供一種亞微米有機碳肥。
[0013] 本發明的另一個目的是提供所述亞微米有機碳肥的生產方法。
[0014] [技術方案]
[0015] 本發明是通過下述技術方案實現的。
[0016] 本發明涉及一種亞微米有機碳肥。
[0017] 所述亞微米有機碳肥含有以所述有機碳肥干基總質量計30%~70%有機質、 20%~45%可溶性腐植酸、(λ 1%~10%氨基酸、5%~18% Ν+Ρ205+Κ20。
[0018] 根據本發明的一種優選實施方式，所述亞微米有機碳肥的顆粒D50為100~ 600nm〇
[0019] 本發明涉及一種亞微米有機碳肥的生產方法。
[0020] 該生產方法的步驟如下：
[0021 ] 按照活化促進劑質量為工業有機廢液質量的0. 01~4. 0%，把工業有機廢液與活 化促進劑裝入超聲反應器中，在頻率21kHz~75kHz與聲強0. 1~30W/cm2的條件下進行超 聲混合反應10~50min，接著將反應混合物的溫度降至室溫后，得到液體亞微米有機碳肥； 或者將反應混合物進行濃縮、干燥，得到固體亞微米有機碳肥。
[0022] 根據本發明的一種優選實施方式，所述的工業有機廢液是含有機質、可溶性腐植 酸、氨基酸、氮磷鉀營養元素以及其它有利于作物生長與土壤環境的有機物的廢液。
[0023] 根據本發明的另一種優選實施方式，所述的工業有機廢液是一種或多種選自乳糖 生產廢水、味精生產廢水、酵母生產廢液、酒生產廢液或造紙生產廢液。
[0024] 根據本發明的另一種優選實施方式，所述的活化促進劑選自偏磷酸鹽、脂肪醇聚 氧乙烯醚、聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯、烷基苯磺酸鹽、烷基苯硫酸鹽或脂肪醇聚氧乙烯 醚硫酸鹽。
[0025] 根據本發明的另一種優選實施方式，所述的超聲反應器選自單頻、雙頻或三頻正 交輻照超聲場的超聲反應器。
[0026] 根據本發明的另一種優選實施方式，在過濾時，使用的過濾設備選自間歇式、連續 式或離心分離式過濾設備。
[0027] 根據本發明的另一種優選實施方式，所述的濾餅在溫度90°C~125°C與真空度 200Pa~400Pa的條件下進行干燥，直到水含量為以質量計1. 0%~3. 0%。
[0028] 采用所述生產方法得到的亞微米有機碳肥，它的顆粒D50為100~600nm，它含 有以所述有機碳肥干基總重量計30 %~70 %有機質、20 %~45 %可溶性腐植酸、0. 1 %~ 10%氨基酸與 5%~18% Ν+Ρ205+Κ20。
[0029] 下面將更詳細地描述本發明。
[0030] 本發明涉及一種亞微米有機碳肥。
[0031] 所述亞微米有機碳肥含有以所述有機碳肥干基總質量計30%~70%有機質、 20%~45%可溶性腐植酸、(λ 1%~10%氨基酸、5%~18% Ν+Ρ205+Κ20。
[0032] 所述亞微米有機碳肥的顆粒D50為100~600nm。
[0033] 在本發明的所述亞微米有機碳肥中，所述的有機質應該理解是具有生命機能的有 機物質，其中包括土壤微生物和土壤動物及其分泌物以及土體中植物殘體和植物分泌物。 它的含量是根據標準方法NY525-2012測定的。
[0034] 所述的可溶性腐植酸應該理解是可溶于水的腐植酸或腐植酸鹽，它的含量是根據 標準方法NY/T1971.測定的。
[0035] 所述的氨基酸應該理解是一類含有氨基和羧基的有機化合物的通稱，它的含量是 根據標準方法NY1429-2010測定的。
[0036] Ν+Ρ205+Κ20應該理解是氮營養元素以N元素計，磷營養元素以P 2O5形式計，鉀營 養元素以K2O形式計，三者之和為5 %~18 %，它們中的一個或兩個營養元素含量可以為 零。氮、磷、鉀營養元素含量是分別根據標準方法GB/T8572-2001.、GB/T8573-1999與GB/ T8574-1988 測定的。
[0037] 根據本發明，在所述亞微米有機碳肥中，可溶性腐植酸、氨基酸與Ν+Ρ20 5+Κ20含 量在所述范圍內時，如果有機質的含量小于30 %，則會顯示有機質的含量不足；如果有機 質的含量大于70%，則會導致有機質過多，而其它組分含量太低，不能正常發揮有機碳肥 作用；因此，有機質的含量為30 %~70 %是合理的，優選地是45 %~65 %，更優選地是 48%~60%〇
[0038] 同樣地，有機質、氨基酸與Ν+Ρ205+Κ20含量在所述范圍內時，如果可溶性腐植酸的 含量小于20%，則會降低肥效；如果可溶性腐植酸的含量大于45%，則會導致生產困難； 因此，可溶性腐植酸的含量為20 %~45 %是合理的，優選地是30 %~40%，更優選地是 33%~36%。
[0039] 有機質、可溶性腐植酸與Ν+Ρ205+Κ20含量在所述范圍內時，如果氨基酸的含量小于 0. 1%，則會失去容效能力；如果氨基酸的含量大于10%，則會不利營養平衡；因此，氨基酸 的含量為〇. 1 %~10%是恰當的，優選地是3%~9%，更優選地是6%~8%。
[0040] 有機質、可溶性腐植酸與氨基酸含量在所述范圍內時，如果Ν+Ρ205+Κ 20的含量 小于5%，則會養分不足；如果Ν+Ρ205+Κ20的含量大于18%，則會出現瘋長和燒傷；因此， Ν+Ρ205+Κ20的含量為5%~18%是可取的，優選地是10%~16%，更優選地是12%~14%。
[0041] 在本發明中，所述亞微米有機碳肥顆粒D50應該理解是在亞微米有機碳肥中，粒 徑在100~600nm范圍內的顆粒數為其顆粒總數的50%，而粒徑超過100~600nm范圍的 顆粒數也為其顆粒總數的50%，它是根據標準方法HG/T3821-2006.測定的。
[0042] 本發明涉及一種亞微米有機碳肥的生產方法。
[0043] 該生產方法的步驟如下：
[0044] 按照活化促進劑質量為工業