專利名稱：一種海藻有機(jī)肥及其制備工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種海藻有機(jī)肥及其制備工藝。
背景技術(shù)：
目前，長期施用化肥已使農(nóng)田生態(tài)環(huán)境、土壤的理化性狀以及土壤有效菌群受到了不同程度的破壞，對農(nóng)作物的品質(zhì)影響很大。尤其是過多施用單質(zhì)化肥如氮素肥料，使土壤板結(jié)加劇，土壤肥力下降，使農(nóng)作物產(chǎn)品的品質(zhì)和營養(yǎng)難以滿足人們的需要，更達(dá)不到綠色食品的要求，而且造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。傳統(tǒng)的化學(xué)肥料肥效單一、污染嚴(yán)重，長期使用會導(dǎo)致土壤被破壞。據(jù)有關(guān)專家調(diào)查，我國單位面積上化肥的施用量已居世界首位，由于化肥的過量施用已造成了農(nóng)產(chǎn)品和飲用水中亞硝酸鹽含量的超標(biāo)，嚴(yán)重地威脅國民的健康。海藻肥屬天然海藻提取物，對人、畜無害，對環(huán)境無污染，在國外被列入有機(jī)食品生產(chǎn)專用肥料，是天然、高效、新型的有機(jī)肥。海藻中含有海藻多糖、酚類、多聚合物、甘露醇、甜菜堿、海藻酸、植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)和氮、磷、鉀及鐵、硼、鉬、碘等元素，而非化學(xué)合成，對人、畜無害，大面積使用后，可大大降低對環(huán)境的污染，用其種植的農(nóng)產(chǎn)品可達(dá)到綠色無公害的標(biāo)準(zhǔn)。因此，海藻肥完全符合現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展趨勢，市場空間非常廣闊。目前，海藻肥等天然有機(jī)肥料已在歐美等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)廣泛使用，并在逐步替代化肥。海藻肥具有很高的生物活性，極少的用量就可刺激植物生長，增加農(nóng)產(chǎn)品的營養(yǎng)成分含量和含糖量，提高產(chǎn)量，提高果實(shí)的風(fēng)味、色澤和耐儲藏性。海藻肥可在多方面改善作物的健康狀況，滿足作物對某些微量元素的特殊要求，有效防治植物的生理病害，提高作物的抗寒、抗旱、抗逆能力。海藻肥還能在保護(hù)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境、涵養(yǎng)土壤上起著重要作用。其含有的天然生長調(diào)節(jié)物質(zhì)，易于植物吸收傳導(dǎo)，長期施用可直接使土壤(或通過植物使土壤增加有機(jī)質(zhì))激活土地中的各種有益微生物，使土壤的生物效力增加。另外，它含有的天然化合物如藻朊酸鈉是天然土壤調(diào)整劑，能促進(jìn)土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成，改善土壤內(nèi)部孔隙空間，協(xié)調(diào)土壤中固、液、氣三者比例，可恢復(fù)由于土壤負(fù)擔(dān)過重和化學(xué)污染而失去的天然膠質(zhì)平衡，使土地通氣更好，植物根系更深，增加土壤生物活動，增加速效養(yǎng)分的釋放，提高作物的抗逆性，建立最佳植物-土壤生態(tài)系統(tǒng)。因此，海藻肥作為新型有機(jī)肥料，可彌補(bǔ)我國傳統(tǒng)有機(jī)肥的不足，對農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供有力的保障，對改善生態(tài)環(huán)境具有重要意義。我國僅大型經(jīng)濟(jì)海藻就有100多種，煙臺、威海、青島等沿海地區(qū)的海藻資源更是豐富，其中不乏有高肥效的海藻種類。此外，近年來煙臺、威海、青島等沿海地區(qū)滸苔等海藻泛濫，嚴(yán)重污染了環(huán)境，更是影響沿海景觀。目前，國內(nèi)外絕大部分廠家主要采用化學(xué)水解法生產(chǎn)海藻肥，即利用強(qiáng)酸、強(qiáng)堿在高溫高壓的劇烈條件下對海藻進(jìn)行處理，這種方法工藝較為復(fù)雜，條件苛刻，并且破壞了海藻中大量的有效成分。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供了一種海藻有機(jī)肥及其制備工藝。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種海藻有機(jī)肥的制備工藝，包括以下步驟(1)將海藻去砂，曬干或50 70°C烘干，使水分的含量低于10% (質(zhì)量百分?jǐn)?shù))， 得干燥的海藻；⑵將上述干燥的海藻粉碎，得海藻粉，海藻粉中海藻的粒度不大于 0.5CmX0.5Cm，然后將海藻粉與水以質(zhì)量比1 (15 25)的比例混合，用鹽酸(優(yōu)選0. lmol/L的鹽酸)將pH調(diào)至2 3，溫度調(diào)至45 50°C，超聲波破壁，破壁時(shí)間0 < t彡12min,超聲波功率100 125w ；破壁后，用NaOH溶液(優(yōu)選0. lmol/L的NaOH溶液)將PH調(diào)至4 5，再用超聲波提取40 60min，超聲波功率125 200w，得浸提液；(3)將上述浸提液過濾、離心以除去不溶物，然后將得到的清液通過5% (質(zhì)量百分?jǐn)?shù))活性炭進(jìn)行脫色，脫色后，濃縮，控制濃縮溫度45 50°C，濃縮蒸汽壓力保持在 0.03 0.05Mpa，濃縮至固形物的含量在20% 50% (質(zhì)量百分?jǐn)?shù))；干燥后即得海藻有機(jī)肥；進(jìn)一步地，為強(qiáng)化營養(yǎng)，可根據(jù)需求，加入尿素、磷酸二氫鉀和微量元素等營養(yǎng)成分， 得到所需要的海藻有機(jī)肥，加入方式有以下幾種A.向干燥后的海藻有機(jī)肥中加入尿素、磷酸二氫鉀和微量元素等營養(yǎng)成分，進(jìn)行復(fù)配，得到所需要的海藻有機(jī)肥。B.向上述脫色后、濃縮前的溶液中加入尿素、磷酸二氫鉀和微量元素等營養(yǎng)成分， 得到所需要的海藻有機(jī)肥。C.向干燥后得到的海藻有機(jī)肥中加水配成10 100g/L的溶液，然后再加入尿素、 磷酸二氫鉀和微量元素等營養(yǎng)成分，得到所需要的海藻有機(jī)肥。優(yōu)選的，以加入方式C為例，加入的尿素和磷酸二氫鉀的量，按加入后溶液中氮彡10g/L、磷(P2O5)彡30g/L、鉀(K2O)彡60g/L計(jì)；加入微量元素的量，按加入后溶液中鋅彡48/1、鐵> 3/、L硼> 3g/L計(jì)，加入微量元素是以加入EDTA-ZruEDTA-Fe和硼砂實(shí)現(xiàn)的。)^ , 午胃[Enteromorpha prolifera (Muller) J. Agardh], ^ ] [Undaria pinnatifida (Harvey) Suringar],羊棲菜[Sargassum fusiforme (Harvey) Setch]或 / 禾口海帶[Laminaria japonica Areschoug]等。一種利用上述制備工藝制備得到的海藻有機(jī)肥。本發(fā)明的海藻有機(jī)肥采用超聲提取，其具有以下優(yōu)點(diǎn)超聲提取技術(shù)的基本原理主要是利用超聲波的空化作用加速植物有效成分的浸出提取，另外超聲波的次級效應(yīng)，加機(jī)械振動、乳化、擴(kuò)散、擊碎、化學(xué)效應(yīng)等也能加速欲提取成分的擴(kuò)散釋放并充分與溶劑混合，利于提取。與常規(guī)提取法相比，具有提取時(shí)間短、產(chǎn)率高、避免長時(shí)間高溫條件下降解變性避免高溫高壓對有效成分的破壞，無需加熱等優(yōu)點(diǎn)，具體如下1.提取效率高超聲波獨(dú)具的物理特性能促使植物細(xì)胞組織破壁或變形，提取更充分，提取率比傳統(tǒng)工藝顯著提高達(dá)50 500% ；2.提取時(shí)間短超聲波提取通常在M 40分鐘即可獲得最佳提取率，提取時(shí)間較傳統(tǒng)方法大大縮短2/3以上，原料處理量大；
3.提取溫度低超聲提取最佳溫度在40 60°C，對遇熱不穩(wěn)定、易水解或氧化的有效成分具有保護(hù)作用，同時(shí)大大節(jié)能能耗；4.適應(yīng)性廣；5.提取藥液雜質(zhì)少，有效成分易于分離、純化；6.提取工藝運(yùn)行成本低，綜合經(jīng)濟(jì)效益顯著；7.操作簡單易行，設(shè)備維護(hù)、保養(yǎng)方便。本發(fā)明的海藻有機(jī)肥最大程度上保留了海藻的海藻酸、海藻多糖、甘露醇、甜菜堿等原生態(tài)營養(yǎng)成分，能夠增加農(nóng)產(chǎn)品的營養(yǎng)成分含量，提高產(chǎn)量，并能提高農(nóng)作物的抗病、 抗寒、抗旱等抗逆性，增強(qiáng)作物吸水、吸肥及保水能力。本發(fā)明的海藻有機(jī)肥，產(chǎn)品水不溶物彡 50g/L(l 250 倍稀釋)；pH值(1 250 倍稀釋):3· 0-9. 0 ；總砷(以 pb 計(jì))彡 0. 5mg/ kg ；鉛(以pb計(jì))< 1. Omg/kg。本發(fā)明以海藻為原料生產(chǎn)海藻肥，解決了環(huán)境污染問題， 變廢為寶，節(jié)約了生產(chǎn)成本，具有巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和深遠(yuǎn)的環(huán)境意義。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。實(shí)施例1制備海藻有機(jī)肥步驟如下(1)將海藻去砂，曬干，使水分的含量低于10% (質(zhì)量百分?jǐn)?shù))，得干燥的海藻；( 將上述干燥的海藻粉碎，得海藻粉，海藻粉中海藻的粒度不大于 0. 5cmX0. 5cm，然后將海藻粉與水以質(zhì)量比1 20的比例混合，用0. lmol/L的鹽酸將pH 調(diào)至3，溫度調(diào)至50°C，超聲波破壁，破壁時(shí)間lOmin，超聲波功率125w ；破壁后，用0. Imol/ L的NaOH溶液將pH調(diào)至5，再用超聲波提取50min，超聲波功率150w，得浸提液；(3)將上述浸提液過濾、離心以除去不溶物，然后將得到的清液通過5% (質(zhì)量百分?jǐn)?shù))活性炭進(jìn)行脫色，脫色后，濃縮，控制濃縮溫度50°C，濃縮蒸汽壓力保持在0. 03 0.05Mpa，濃縮至固形物的含量在40% (質(zhì)量百分?jǐn)?shù))；干燥后即得海藻有機(jī)肥。所制備得到的海藻有機(jī)肥，其水不溶物<50g/L(l 250倍稀釋)；pH值(1 250 倍稀釋)3. 0-9. 0 ；總砷(以 pb 計(jì))^ 0. 5mg/kg ；鉛(以 pb 計(jì))彡 1. Omg/kg。(4)進(jìn)一步地，為強(qiáng)化營養(yǎng)，向干燥后得到的海藻有機(jī)肥中加水配成50g/L的溶液，然后再加入尿素、磷酸二氫鉀和微量元素等營養(yǎng)成分，得到營養(yǎng)強(qiáng)化的海藻有機(jī)肥，加入的尿素和磷酸二氫鉀的量，按加入后溶液中氮=10g/L、磷(P2O5) = 30g/L、鉀(K2O)= 60g/L計(jì)；加入微量元素的量，按加入后溶液中鋅=4g/L、鐵=3/、L硼=3g/L計(jì)，加入微量元素是以加入EDTA-Zn、EDTA-Fe和硼砂實(shí)現(xiàn)的。本實(shí)施例中所用海藻為滸苔[Enteromorpha prolifera(Muller) J. Agardh]，通過煙臺、威海、青島海面漂浮海藻中收集。實(shí)施例2海藻有機(jī)肥的功效藻酸水溶性肥料在黃瓜上應(yīng)用試驗(yàn)報(bào)告為了驗(yàn)證海藻有機(jī)肥在黃瓜生產(chǎn)上應(yīng)用的效果，以探討該肥對黃瓜生理性狀和產(chǎn)量的影響，為黃瓜的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效種植提供依據(jù)，設(shè)置了本試驗(yàn)，現(xiàn)將試驗(yàn)情況報(bào)告如下
1.試驗(yàn)時(shí)間和地點(diǎn)1. 1試驗(yàn)時(shí)間2010年9月30日——1月20日1. 2試驗(yàn)地點(diǎn)文登市宋村鎮(zhèn)硝一村2.試驗(yàn)材料與方法2. 1 供試土壤
權(quán)利要求
1.一種海藻有機(jī)肥的制備工藝，其特征在于，包括以下步驟(1)將海藻去砂，曬干或50 70°C烘干，使水分的含量低于10%，得干燥的海藻；(2)將上述干燥的海藻粉碎，得海藻粉，然后將海藻粉與水以質(zhì)量比1 (15 2 的比例混合，將PH調(diào)至2 3，溫度調(diào)至45 50°C，超聲波破壁，破壁時(shí)間0 < t彡12min,超聲波功率100 125w ；破壁后，將pH調(diào)至4 5，再用超聲波提取40 60min，超聲波功率 125 200w，得浸提液；(3)將上述浸提液過濾、離心，然后將得到的清液通過5%活性炭進(jìn)行脫色，脫色后，濃縮，控制濃縮溫度45 50°C，濃縮至固形物的含量在20% 50% ；干燥后即得海藻有機(jī)肥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海藻有機(jī)肥的制備工藝，其特征在于還包括以下步驟向干燥后的海藻有機(jī)肥中加入營養(yǎng)成分，進(jìn)行復(fù)配，得到營養(yǎng)強(qiáng)化的海藻有機(jī)肥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海藻有機(jī)肥的制備工藝，其特征在于所述步驟C3)為將上述浸提液過濾、離心以除去不溶物，然后將得到的清液通過5%活性炭進(jìn)行脫色，脫色后，加入營養(yǎng)成分，濃縮，控制濃縮溫度45 50°C，濃縮蒸汽壓力保持在0. 03 0. 05Mpa，濃縮至固形物的含量在20% 50% ；干燥后得營養(yǎng)強(qiáng)化的海藻有機(jī)肥。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海藻有機(jī)肥的制備工藝，其特征在于還包括以下步驟向干燥后得到的海藻有機(jī)肥中加水配成10 100g/L的溶液，然后再加入營養(yǎng)成分，得到營養(yǎng)強(qiáng)化的海藻有機(jī)肥。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3或4所述的海藻有機(jī)肥的制備工藝，其特征在于所述營養(yǎng)成分為尿素、磷酸二氫鉀和微量元素。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的海藻有機(jī)肥的制備工藝，其特征在于所述微量元素是通過加入EDTA-Zn、EDTA-Fe和硼砂實(shí)現(xiàn)的。
7.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的海藻有機(jī)肥的制備工藝，其特征在于加入的營養(yǎng)成分的用量為加入的尿素和磷酸二氫鉀的量，按加入后溶液中氮> 1(^/1、磷> 30g/L、鉀彡60g/L計(jì)；加入微量元素的量，按加入后溶液中鋅彡4g/L、鐵彡3/、L硼彡3g/L計(jì)，加入微量元素是通過加入EDTA-Zn、EDTA-Fe和硼砂實(shí)現(xiàn)的。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海藻有機(jī)肥的制備工藝，其特征在于所述步驟(1)中，海藻為滸苔，裙帶菜，羊棲菜或/和海帶。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海藻有機(jī)肥的制備工藝，其特征在于所述步驟( 中，海藻粉中海藻的粒度不大于0. 5cmX0. 5cm。
10.一種利用權(quán)利要求1 9中任一項(xiàng)所述的制備工藝制備得到的海藻有機(jī)肥。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種海藻有機(jī)肥，其制備工藝如下(1)將海藻去砂，曬干或50～70℃烘干，得干燥的海藻；(2)將干燥的海藻粉碎，得海藻粉，然后將海藻粉與水混合，超聲波破壁，得浸提液；(3)將浸提液過濾，離心，脫色，濃縮，干燥后即得海藻有機(jī)肥；進(jìn)一步地，為強(qiáng)化營養(yǎng)，可根據(jù)需求，加入尿素、磷酸二氫鉀和微量元素等營養(yǎng)成分，得到所需要的海藻有機(jī)肥。本發(fā)明的海藻有機(jī)肥采用超聲提取，與常規(guī)提取法相比，具有提取時(shí)間短、產(chǎn)率高、避免長時(shí)間高溫條件下降解變性避免高溫高壓對有效成分的破壞，無需加熱等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明以海藻為原料生產(chǎn)海藻肥，解決了環(huán)境污染問題，變廢為寶，節(jié)約了生產(chǎn)成本，具有巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和深遠(yuǎn)的環(huán)境意義。
文檔編號C05F11/10GK102491798SQ20111037646
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月23日
發(fā)明者梁志杰, 王緒濤, 王靜 申請人:中化(煙臺)作物營養(yǎng)有限公司