技术领域
[0001] 本
发明涉及农业技术领域，尤其涉及一种
水溶性有机碳肥及其制备方法。
背景技术
[0002] 碳在17种
植物必需
营养元素中居首位，约占植物干物质的50％，植物对碳素的获取主要靠吸收空气中的CO2，但空气所提供的碳仅为其需求量的五分之一，远未能满足作物的需求而成为碳短板。
[0003] 小分子水溶有机碳，亦称为有机碳营养、有效碳或
生物质碳，此种有机化合物可被植物和
土壤中的
微生物直接吸收利用，可作为植物和微生物生长所需的碳源和
能源，满足植物和微生物生长所需的碳骨架和
能量需要。富含水溶性有机碳的有机
肥料称为有机碳肥，是指水溶性高、易被植物吸收的有机碳化合物，如小分子糖、醇、
羧酸、
酮、
醛及
氨基酸等。
[0004] 目前，常见的有机碳肥多以有机废弃物为原料，经生物
发酵或化学分解成粒径在800纳米以下的小分子水溶有机碳，可被植物和微生物直接吸收，见效较快，是
农作物有机碳营养的新型精品肥料。然而，现有的有机碳肥大多组成单一，增产幅度和提高品质效果不理想，肥料利用率低、肥效不稳定，不能完全满足农作物的生长需要。
发明内容
[0005] 有鉴于此，本发明的目的在于提供一种水溶性有机碳肥及其制备方法。该有机碳肥利用率高、肥效稳定、增产明显。
[0006] 为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
[0007] 本发明提供了一种水溶性有机碳肥，由α-酮
戊二酸发酵液，大量元素、微量元素、生物刺
激素、乳化剂、
增稠剂、
防腐剂和pH调节剂组成。
[0008] 本发明利用解脂亚洛
酵母Yarrowia lipolytica经液体发酵法制得α-酮戊二酸发酵液，将α-酮戊二酸发酵液与大量元素、微量元素、
生物刺激素等成分复配，所得水溶性有机碳肥各类营养物质对农作物生长发育及新陈代谢具有明显促进作用，各营养物质有机结合，相互促进，作用互补，肥料利用率高、肥效稳定、增产明显，成为一种具有高生物活性的高效、多元素、多功能复合型有机碳肥，适用于多种农作物和土壤。
[0009] 一些实施方案中，所述水溶性有机碳肥各原料的
质量百分含量为：
[0010]
[0011] 本发明中，所述α-酮戊二酸发酵液由解脂亚洛酵母经液体发酵培养基发酵制得。
[0012] 一些实施方案中，所述α-酮戊二酸发酵液的制备方法为：
[0013] 取解脂亚洛酵母经液体发酵培养基发酵120h后微滤
膜过滤，截留100-1000纳米之间的颗粒，得α-酮戊二酸发酵液滤液。
[0014] 一些具体
实施例中，所述解脂亚洛酵母的保藏编号为CCTCC NO：M207143。
[0015] 一些实施方案中，所述液体发酵培养基由以下组分组成：甘油200-220g/L、
硫酸铵7-10g/L、
磷酸二氢
钾2-5g/L、七水
硫酸镁0.6-1g/L、
磷酸氢二钾1-1.5g/L、
氯化钠0.3-
0.5g/L、碳酸
钙10-15g/L、无水乙酸钠3-5g/L、泡敌1.2-1.5g/L、其余为蒸馏水。
[0016] 一些实施方案中，所述大量元素由尿素和
硝酸钾组成；所述微量元素由
硼酸、EDTA-Fe、EDTA-Mn、EDTA-Zn、EDTA-Cu和钼酸铵组成；所述生物刺激素为腐植酸、氨基酸、海藻提取物、糖蜜发酵物中的一种或多种。
[0017] 所述增稠剂由黄原胶和海藻酸钾组成；所述pH调节剂为
乙醇胺，所述防腐剂为山梨酸钾。
[0018] 糖蜜发酵液，由甘
蔗糖蜜发酵而来，含有生化腐植酸、氨基酸、以及维生素、肌醇，多糖等，可按照本领域常见的发酵方法制得，也可通过市场购买得到。
[0019] 一些实施方案中，本发明提供的水溶性有机碳肥由以下质量百分比的组分组成：α-酮戊二酸发酵液60-80％，尿素3-8％，硝酸钾2-6％，EDTA-Fe 0.5-0.8％，EDTA-Mn 0.2-
0.4％，EDTA-Zn 0.2-0.6％，EDTA-Cu 0.1-0.4％，硼酸0.5-1％、钼酸铵0.01％-0.02％。
黄腐酸10-20％，黄原胶0.1％，海藻酸钾0.05％、脂肪醇聚
氧乙烯醚0.2-0.5％，聚氧乙烯(10)油醚0.2-0.5％，山梨酸钾0.5％和乙醇胺1.33-1.43％。
[0020] 一些具体实施例中，所述水溶性有机碳肥由以下质量百分比的组分组成：α-酮戊二酸发酵液60％，尿素8％，硝酸钾6％，EDTA-Fe0.8％，EDTA-Mn0.4％，EDTA-Zn0.5％，EDTA-Cu0.3％，硼酸0.9％、钼酸铵0.02％，糖蜜发酵液20％，黄原胶0.1％，海藻酸钾0.05％，脂肪醇聚氧乙烯醚0.5％，聚氧乙烯(10)油醚0.5％，山梨酸钾0.5％，乙醇胺1.43％。
[0021] 一些具体实施例中，所述水溶性有机碳肥由以下质量百分比的组分组成：α-酮戊二酸发酵液70％，尿素4％，硝酸钾5％，EDTA-Fe0.5％，EDTA-Mn0.2％，EDTA-Zn0.2％，EDTA-Cu0.3％，硼酸0.8％、钼酸铵0.02％，氨基酸16％，黄原胶0.1％，海藻酸钾0.05％，AEO-90.5％，O10 0.5％，山梨酸钾0.5％，乙醇胺1.33％。
[0022] 一些具体实施例中，所述水溶性有机碳肥由以下质量百分比的组分组成：α-酮戊二酸发酵液含量80％，尿素3％，硝酸钾2％，EDTA-Fe0.5％，EDTA-Mn0.2％，EDTA-Zn0.3％，EDTA-Cu0.1％，硼酸0.5％、钼酸铵0.01％。黄腐酸11％，黄原胶0.1％，海藻酸钾0.05％，脂肪醇聚氧乙烯醚0.2％，聚氧乙烯(10)油醚0.2％，山梨酸钾0.5％，乙醇胺1.34％。
[0023] 本发明还提供了所述水溶性有机碳肥的制备方法，包括以下步骤：
[0024] 取α-酮戊二酸发酵液添加乳化剂进行乳化，静置过夜，去除底部沉淀，取上清液，加入溶解后的增稠剂，搅拌均匀，然后依次加入生物刺激素，搅拌至完全溶解；加入大量元素、微量元素，搅拌至完全溶解，然后加乙醇胺调节溶液pH至5.5-6，再加防腐剂至完全溶解。
[0025] 本发明提供的水溶性有机碳肥，由α-酮戊二酸发酵液，大量元素、微量元素、生物刺激素、乳化剂、增稠剂、防腐剂和pH调节剂组成。
[0026] (1)本发明所述有机碳肥中的α-酮戊二酸发酵液主要由微生物发酵而来，富含α-酮戊二酸及微生物发酵产生的丙
酮酸等其它副产物，与多种生物刺激素组合，功能
叠加，有效地增加了有机碳肥各组分的生物活性。
[0027] (2)多种生物刺激素与大量元素、微量元素复配，克服了单一施用α-酮戊二酸肥效低、肥效不稳定的情况。
附图说明
[0028] 为了更清楚地说明本发明实施例或
现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
具体实施方式
[0030] 本发明公开了一种水溶性有机碳肥及其制备方法，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。
[0031] 对所公开的实施例的说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种
修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
[0032] 下面结合实施例，进一步阐述本发明：
[0033] 实施例1本发明水溶性有机碳肥的制备
[0034] α-酮戊二酸发酵液60％，尿素8％，硝酸钾6％，EDTA-Fe 0.8％，EDTA-Mn 0.4％，EDTA-Zn 0.5％，EDTA-Cu0.3％，硼酸0.9％、钼酸铵0.02％。糖蜜发酵液20％，黄原胶0.1％，海藻酸钾0.05％，脂肪醇聚氧乙烯醚0.5％，聚氧乙烯(10)油醚0.5％，山梨酸钾0.5％，乙醇胺1.43％。
[0035] 制备方法：
[0036] (1)解脂亚洛酵母液体发酵120h后经过管式微滤膜，截留100-1000纳米之间的颗粒后得滤液，向过滤液中添加乳化剂脂肪醇聚氧乙烯醚、聚氧乙烯(10)油醚进行乳化，静置过夜，取上清液，去除底部沉淀，获得含α-酮戊二酸、
丙酮酸及其它发酵副产物的滤液。
[0037] (2)向上述体系中加入溶解后的黄原胶和海藻酸钾，搅拌均匀。
[0038] (3)加入糖蜜发酵液，搅拌至完全溶解。
[0039] (4)依次加入尿素、硝酸钾、硼酸、EDTA-Fe、EDTA-Mn、EDTA-Zn、EDTA-Cu、硼酸、钼酸铵，搅拌至完全溶解。
[0040] (5)一边搅拌一边加入乙醇胺调节pH至5.5-6。
[0041] (6)加入山梨酸钾至完全溶解。
[0042] 工艺流程图见图1。
[0043] 实施例2本发明水溶性有机碳肥的制备
[0044] α-酮戊二酸发酵液70％，尿素4％，硝酸钾5％，EDTA-Fe 0.5％，EDTA-Mn 0.2％，EDTA-Zn0.2％，EDTA-Cu 0.3％，硼酸0.8％、钼酸铵0.02％。氨基酸16％，黄原胶0.1％，海藻酸钾0.05％，脂肪醇聚氧乙烯醚0.5％，聚氧乙烯(10)油醚0.5％，山梨酸钾0.5％，乙醇胺1.33％。
[0045] 制备方法同实施例1。
[0046] 实施例3本发明水溶性有机碳肥的制备
[0047] α-酮戊二酸发酵液80％，尿素3％，硝酸钾2％，EDTA-Fe0.5％，EDTA-Mn0.2％，EDTA-Zn0.3％，EDTA-Cu0.1％，硼酸0.5％、钼酸铵0.01％。黄腐酸11％，黄原胶0.1％，海藻酸钾0.05％，脂肪醇聚氧乙烯醚0.2％，聚氧乙烯(10)油醚0.2％，山梨酸钾0.5％，乙醇胺1.34％。
[0048] 制备方法同实施例1。
[0049] 实施例4
[0050] 用α-酮戊二酸(市购分析纯
试剂)代替实施例1中的α-酮戊二酸发酵液，总
有机酸浓度以及其他组分用量与实施例1相同，配制得到α-酮戊二酸有机碳肥，比较实施例1α-酮戊二酸发酵液有机碳肥和α-酮戊二酸有机碳肥的应用效果。在空心菜上进行喷施试验，喷施稀释倍数相同，喷施时让水雾均匀缓慢洒在作物叶面上，亩喷水按照100公斤计算。每次喷施间隔7天，每个处理3个小区，喷后8天取样测产，每处理随机齐根剪断取样，试验处理及结果见表1。
[0051] 表1不同处理对空心菜的影响
[0052]
[0053] 结论：发酵液有机碳肥效果最优，喷施3次后较CK鲜重增产32.8％；而α-酮戊二酸有机碳肥稀释相同倍数，使用相同次数较CK鲜重仅增加7.5％、效果不及发酵液有机碳肥效果。说明同等条件下，发酵液有机碳肥效果明显优于α-酮戊二酸有机碳肥。
[0054] 实施例5
[0055] 试验方法：采用小区试验，试验对象为莴笋，各处理如表2。每个处理3个小区，每个小区20株。莴笋移栽前每亩施入50kg
复合肥(N：P：K＝15：15：15)做底肥，莴笋定植成活后用实施例1的水溶性有机碳肥进行稀释后灌根，每次灌根间隔10天，一共3次，以清水为对照。
收获时测量莴笋株高和株重等指标。
[0056] 表2不同处理对莴笋的影响
[0057]
[0058] 注：不同小写字母表示在同一行不同浓度处理下差异显著，P<0.05。
[0059] 由表2可见，施用本发明水溶性有机碳肥处理后的株高和株重以及亩产均高于不
施肥对照，且差异显著。随着有机碳肥施用浓度的增加，莴笋株高、株重及折算产量逐渐增加，施用有机水溶肥300倍稀释液株高最高且增产率最大，分别达28.86cm和48.4％，增产效果最理想。
[0060] 实施例6
[0061] 试验方法：以青菜为试验作物，采用小区试验。每个处理3个小区，每个小区20株。移栽前每亩施入60kg复合肥(N：P：K＝15∶15∶15)做底肥，定植成活后用实施例2的水溶性有机碳肥进行叶面喷施，亩喷水按照150公斤计算，各处理如表3，每次喷施间隔15天，一共3次，以清水为对照。喷施时均匀喷洒，以液滴不掉落为准，喷施24小时后测量SPAD值，收获时测单株重。
[0062] 表3不同处理对青菜的影响
[0063]
[0064] 注：不同小写字母表示在同一行不同浓度处理下差异显著(P<0.05)。
[0065] 通过表3可知，与对照相比，使用本发明有机碳肥喷施可以显著增加作物的SPAD值、单株重，稀释700倍时，SPAD和产量增加最显著。
[0066] 实施例7
[0067] 试验方法：以芹菜为试验作物，采用盆栽试验，每个处理30株。移栽成活后每个处理灌施等量19-19-19水溶肥，生育期内以实施例3水溶性有机碳肥兑水稀释灌根，每次灌根间隔15天，一共3次，以清水为对照。灌根24小时后测量SPAD值，收获时测单株重、株高、和茎粗。各处理方法及结果如表4。
[0068] 表4不同处理对芹菜的影响
[0069]
[0070] 注：不同小写字母表示在同一行不同浓度处理下差异显著(P<0.05)。
[0071] 由表4可知，与对照相比，有机水溶肥喷施可以增加芹菜的SPAD值、单株重、茎粗和株高，稀释500-600倍使用增产效果最好。
[0072] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
