一种氨基酸中量元素型水溶肥及制备方法与应用

技术领域

本发明涉及农业肥料制造技术领域，具体涉及一种氨基酸中量元素型水溶肥及制备方法与应用。

背景技术

中量元素，是指作物生长过程中需要量次于氮、磷、钾而高于微量元素的营养元素，中量元素一般占作物体干重的0.1％-1％。

湖南柑橘生产稳居全国第一，在湘西、湘南柑橘优势产区，脐橙、椪柑、冰糖橙等当家品种，多以鲜食为主。据省农委统计，2017年全省柑橘种植面积570万亩，产量517万吨，比上年增加13万吨。柑橘产能增加，鲜食市场存在波动，加工产业随之发展。据调查，湖南某企业年收购加工柑橘50万吨，每天柑橘加工废弃物(皮渣和废水)50多吨，给企业带来巨大的环保压力，急需进行清洁化处理与资源化利用。柑橘加工废料(果皮、肉渣和种籽等)约占果实重量的50％，在这些废料中绝大多数营养成分，特别是蛋白质含量显著高于果汁。由于国内柑橘加工业落后，综合利用程度低。而柑橘皮中富含两类重要活性物质—精油和果胶，具有优良的营养和功能特性，处理后作为肥料的原材料，将极大提升肥料产品的施用效果及利用价值。

目前农业用的水溶肥料主要有以含氮、磷、钾为主的大量元素肥料，和单一或多种微量元素混合的叶面肥料，作物使用后仅起到补充相应元素的作用，对作物生长有一定的促进效果。但市场上销售的水溶肥存在溶解性不好、作物吸收效果差等问题。因此，肥料的综合利用率不高，造成养分损耗大且成本较高。此外，国内外水溶肥多数以无机水溶肥为主，不合理施用易导致土壤肥力下降，污染环境。故开发氨基酸有机水溶肥是可持续农业的重要发展方向。

发明内容

为了解决柑橘加工废弃物污染环境、处理难和溶肥溶解性不好，以及作物对水溶肥吸收利用率较低的技术问题，本发明提供氨基酸中量元素型水溶肥及其制备方法与应用。

一种氨基酸中量元素型水溶肥，包括以下按重量计组分：柑橘加工废弃物发酵液600-800份、40％氨基酸粉400-600份、生化黄腐酸钾150-200份、硝酸钙100-125份、硝酸镁180-200份、乳化剂6-10份、除垢剂6-10份和增效剂1-3份。

优选地，所述柑橘加工废弃物发酵液的制备方法为：将柑橘加工废弃物粉碎匀浆化后，加入白腐菌和塔宾曲霉进行充分厌氧发酵，收集残液得所述柑橘加工废弃物发酵液。

优选地，所述乳化剂为吐温60或吐温80的一种。

优选地，所述除垢剂为聚谷氨酸或聚谷酰胺中的一种。

优选地，所述增效剂为硫脲、酰胺、磷酰酯或硫代磷酰胺中的一种。

本发明还提供了一种氨基酸中量元素型水溶肥的制备方法，包括如下步骤：

(1)将柑橘加工废弃物发酵液和40％氨基酸粉先混匀，再加入除垢剂反应4-6h，反应温度为50-60℃；

(2)向步骤(1)中反应得到的产物中加入生化黄腐酸钾、硝酸钙、硝酸镁、乳化剂和增效剂混合，搅拌反应1-2h，反应温度为50-70℃；

(3)将步骤(2)中得到的混合液匀质细化，匀质的时间为20-30min，温度为60-80℃，匀质压力为110-130MPa；

(4)将匀质后的混合物冷却包装得所述含柑橘加工废弃物发酵液的氨基酸中量元素型水溶肥。

优选地，在步骤(2)中搅拌反应温度为50-70℃。

一种将上述氨基酸中量元素型水溶肥适用于作物整个生长期的应用。

本发明提供的一种氨基酸中量元素型水溶肥及其制备方法与应用，有益效果为：

(1)增产保质：水溶肥溶解率高，作物对养分利用率增高，施用后显著增加作物光合作用，促进作物生长，显著提高作物产量，改善果实品质，提高营养物质含量；

(2)营养均衡：本产品富含作物所需的氨基酸、中量元素等多种营养成分，吸收利用率高，营养丰富，配方科学合理，能满足作物在不同生长时期对养分的需求；

(3)节约环保：柑橘废弃物再利用符合当下循环经济可持续发展的根本要求，节约生产资源、减少环境污染。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清晰、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本实施例和对比例中的40％氨基酸粉、生化黄腐酸钾、硝酸钙、硝酸镁、吐温60、吐温80、聚谷氨酸、聚谷酰胺、硫脲、酰胺、磷酰酯或硫代磷酰胺都可从市场购得。

白腐菌(Phanerochaetc chrysosporium)的保藏号为GDMCC NO.3.383，塔宾曲霉(Aspergillus tubingensis)的保藏号为GDMCC NO.3.577，购于广东省微生物菌种保藏中心。

所述柑橘加工废弃物发酵液的制备方法为：将柑橘加工废弃物粉碎匀浆化后，加入白腐菌和塔宾曲霉进行厌氧发酵，收集残液得所述柑橘加工废弃物发酵液。

实施例1

一种氨基酸中量元素型水溶肥，包括以下按重量计组分：柑橘加工废弃物发酵液600份、40％氨基酸粉400份、生化黄腐酸钾150份、硝酸钙100份、硝酸镁180份、6份吐温60、聚谷氨酸6份和硫代磷酰胺1份；

所述制备上述氨基酸中量元素型水溶肥的制备方法，包括以下步骤：

(1)将柑橘加工废弃物发酵液和40％氨基酸粉先混匀，再加入聚谷氨酸反应4h，反应温度为50℃；

(2)向步骤(1)中反应得到的产物中加入生化黄腐酸钾、硝酸钙、硝酸镁、吐温60和硫代磷酰胺混合，搅拌反应1h，反应温度为50℃；

(3)将步骤(2)中得到的混合液匀质细化，匀质的时间为20min，温度为60℃，匀质压力为110MPa；

(4)将匀质后的混合物冷却包装得所述含柑橘加工废弃物发酵液的氨基酸中量元素型水溶肥。

实施例2

一种氨基酸中量元素型水溶肥，包括以下按重量计组分：柑橘加工废弃物发酵液800份、40％氨基酸粉600份、生化黄腐酸钾200份、硝酸钙125份、硝酸镁200份、10份吐温60、聚谷氨酸10份和磷酰酯3份；

所述制备上述氨基酸中量元素型水溶肥的制备方法，包括以下步骤：

(1)将柑橘加工废弃物发酵液和40％氨基酸粉先混匀，再加入聚谷氨酸反应6h，反应温度为60℃；

(2)向步骤(1)中反应得到的产物中加入生化黄腐酸钾、硝酸钙、硝酸镁、吐温60和磷酰酯混合，搅拌反应2h，反应温度为70℃；

(3)将步骤(2)中得到的混合液匀质细化，匀质的时间为30min，温度为80℃，匀质压力为130MPa；

(4)将匀质后的混合物冷却包装得所述含柑橘加工废弃物发酵液的氨基酸中量元素型水溶肥。

实施例3

一种氨基酸中量元素型水溶肥，包括以下按重量计组分：柑橘加工废弃物发酵液700份、40％氨基酸粉500份、生化黄腐酸钾160份、硝酸钙110份、硝酸镁190份、8份吐温80、聚谷酰胺8份和酰胺2份；

所述制备上述氨基酸中量元素型水溶肥的制备方法，包括以下步骤：

(1)将柑橘加工废弃物发酵液和40％氨基酸粉先混匀，再加入聚谷酰胺反应5h，反应温度为55℃；

(2)向步骤(1)中反应得到的产物中加入生化黄腐酸钾、硝酸钙、硝酸镁、吐温80和酰胺混合，搅拌反应1.5h，反应温度为60℃；

(3)将步骤(2)中得到的混合液匀质细化，匀质的时间为25min，温度为70℃，匀质压力为120MPa；

(4)将匀质后的混合物冷却包装得所述含柑橘加工废弃物发酵液的氨基酸中量元素型水溶肥。

实施例4

一种氨基酸中量元素型水溶肥，包括以下按重量计组分：柑橘加工废弃物发酵液750份、40％氨基酸粉550份、生化黄腐酸钾190份、硝酸钙120份、硝酸镁195份、9份吐温80、聚谷酰胺9份和硫脲2.5份；

所述制备上述氨基酸中量元素型水溶肥的制备方法，包括以下步骤：

(1)将柑橘加工废弃物发酵液和40％氨基酸粉先混匀，再加入聚谷酰胺反应5.5h，反应温度为58℃；

(2)向步骤(1)中反应得到的产物中加入生化黄腐酸钾、硝酸钙、硝酸镁、吐温80和硫脲混合，搅拌反应1.8h，反应温度为65℃；

(3)将步骤(2)中得到的混合液匀质细化，匀质的时间为20-30min，温度为75℃，匀质压力为125MPa；

(4)将匀质后的混合物冷却包装得所述含柑橘加工废弃物发酵液的氨基酸中量元素型水溶肥。

按照中量元素含氨基酸水溶肥料NY1429-2010农业行业标准对实施例1-4的水溶肥进行检测，结果如表1所示：

表1实施例1-4检测结果

结果表明，实施例1-4氨基酸中量元素型水溶肥液体产品均符合NY1429-2010农业行业标准的技术指标要求。

应用例

1.材料与方法

1.1供试土壤

试验于2020年在湖南省浏阳市沿溪镇花园村湖南农业大学长期定位试验基地进行。供试土壤为河潮土，耕作层土壤基本理化性质为：pH5.88，有机质15.76g/kg，全氮1.75g/kg，全磷0.99g/kg，全钾13.28g/kg，碱解氮101.82mg/kg，速效磷23.57mg/kg，速效钾127.69mg/kg。1.2供试肥料：实施例1、2、3和4制备得到的含柑橘加工废弃物发酵液的氨基酸中量元素型水溶肥料。

1.2供试肥料：实施例1、2、3和4制备得到的含柑橘加工废弃物发酵液的氨基酸中量元素型水溶肥料。

1.3供试作物：试验小白菜品种为“申荣快菜”，由青岛申荣农业发展有限公司生产。

1.4试验设计与方法

1.4.1试验设计

试验设7个处理，重复3次，随机区组排列，各小区面积为20m

处理1：供试肥料(实施例1制备得到)，供试肥料的施用方法为：喷施，苗期开始使用，一次使用40ml，稀释600倍，连续喷施4次，7天使用一次。

处理2：供试肥料(实施例2制备得到)，供试肥料的施用方法为：冲施，苗期开始使用，一次使用0.45kg/m

处理3：供试肥料(实施例3制备得到)，供试肥料的施用方法为：喷施，苗期开始使用，一次使用30ml，稀释800倍，连续喷施4次，7天使用一次。

处理4：供试肥料(实施例4制备得到)，供试肥料的施用方法为：冲施，苗期开始使用，一次使用0.61kg/m

处理5：习惯施肥，基施45％复混肥(15-15-15)1.52kg/m

处理6：不施肥。

采用大棚栽培，播种日期2020年5月22日，播种量400g/666.7m

1.4.2试验方法

(1)选择肥力均匀的地块开展小区田间试验。

(2)各处理田间农艺措施一致，小区四周设保护行。

1.4.3测定项目

小白菜收获时调查各处理植株的平均株高和叶片数，并对小白菜产量进行测定。

2.试验结果与分析

2.1小白菜生物学性状

表2不同施肥处理对小白菜植株性状的影响

从表2可以看出，处理1、2、3和4(分别施用实施例1、2、3和4制备得到的氨基酸中量元素型水溶肥料)小白菜的株高和叶片数明显高于处理5和处理6。其中，处理1的生长效果最好，株高较处理5和处理6分别增加1.3cm和4.2cm，叶片数分别增加1.1片和3.0片。

2.2小白菜产量和品质

表3不同处理对小白菜产量的影响

从表3中可以看出，处理1、2、3和4(分别施用实施例1、2、3和4制备得到的氨基酸中量元素型水溶肥料)小白菜的产量比处理5和处理6明显提高。说明本发明含柑橘加工废弃物发酵液的氨基酸微量元素水溶肥能有效提高作物的产量。

表4不同处理对小白菜品质的影响

从表4中可以看出，处理1、2、3和4(分别施用实施例1、2、3和4制备得到的氨基酸中量元素型水溶肥料)小白菜的可溶性糖、维生素C和总叶绿素含量的含量比处理4和处理5明显提高，而硝酸盐含量明显降低。说明本发明含柑橘加工废弃物发酵液的氨基酸微量元素水溶肥能有效改善作物的营养品质。