1.本发明属于肥料领域，尤其涉及一种液体氮肥及其制备方法和应用。


背景技术：

2.农业生产中必然需要用到肥料，这是对种植农作物土地的保护，也是获得更高产量和更高质量农作物的需求。氮是农业生产过程中不可缺少的元素之一，目前农作物生产中，大多时候农户都是通过尿素来为农作物补充氮元素，尿素撒施在地表，常温下要经过4～5天的转化才能被利用，而且尿素施后须转化成铵态氮才会产生肥效，而铵态氮在碱性条件下，大部分氮素容易在氨化过程中挥发掉，若施用方法不正确，施用时期不适宜，就会导致其利用率显著下降，严重时利用率仅为10％～20％左右。并且，氮肥的传统使用方法往往容易改变土壤结构、减少土壤气孔、降低土壤透气能力，造成土壤板结现象，过量未被植物吸收的氮肥还会通过土壤下渗造成地下水污染，甚至还可能引发“肥害”，危害作物。
3.液体肥料作为一种新型肥料，具有配方灵活、生产成本低、低污染、水溶性好、杂质少、肥效快、使用方便等特点。特别是随着国内水肥一体化技术的普及，液体肥料更是逐渐被广泛施用，液体肥料行业将迎来快速发展的新阶段。但是目前农作物生产中，液体肥料的使用还存在一些不合理因素，特别是液体氮肥还存在肥效期短、稳定性差、氮元素利用率低等问题，同时还存在耕地土壤性状恶化，严重污染环境等问题。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种液体氮肥，氮养分以氨基酸态氮、硝态氮、铵态氮、酰胺态氮等多种形式存在，肥效期长，作物对氮养分的利用率高。
5.为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
6.本发明提供了一种液体氮肥，所述肥料以重量份计，包括：45～68份尿素硝铵溶液、20～30份尿素、10～20份氯化钾、10～20份硼酸、20～30份矿源黄腐酸钾、2～8份维生素、100～200份菜籽饼发酵液、120～250份畜禽粪便发酵液和120～250份氨基酸发酵尾液。
7.优选的，所述肥料以重量份计，包括：50～60份尿素硝铵溶液、22～25份尿素、15～18份氯化钾、14～16份硼酸、22～26份矿源黄腐酸钾、4～6份维生素、120～150份菜籽饼发酵液、150～200份畜禽粪便发酵液和150～200份氨基酸发酵尾液。
8.优选的，所述维生素包括维生素c、维生素b、维生素a、叶酸、维生素e中的一种或多种。
9.优选的，所述氨基酸发酵尾液包括l-谷氨酸发酵尾液、苏氨酸发酵尾液、赖氨酸发酵尾液、缬氨酸发酵尾液、胱氨酸发酵尾液中的一种或多种。
10.优选的，所述菜籽饼发酵液的制备方法包括：菜籽饼中加入3～6倍体积的水，混合均匀后加入0.1～2％的混合菌液，密封发酵10～30天，过滤，滤液即为菜籽饼发酵液。
11.优选的，所述混合菌液由黑曲霉菌、枯草芽孢杆菌和酵母菌按1～2:1～2:1～3混合得到。
12.优选的，所述畜禽粪便发酵液的制备方法包括：畜禽粪便中加入4～8倍体积的水，混合均匀后加入0.1～1.5％的凝结芽孢杆菌菌液，发酵20～30天，过滤，滤液即为畜禽粪便发酵液。
13.本发明还提供了上述液体氮肥的制备方法，包括以下步骤：
14.菜籽饼发酵液与畜禽粪便发酵液混合得到产物i；在搅拌状态下，向产物i中依次加入尿素硝铵溶液、尿素和矿源黄腐酸钾，搅拌溶解得到产物ⅱ；氯化钾、硼酸和维生素溶解于氨基酸发酵尾液中得到产物ⅲ；产物ⅱ与产物ⅲ混合均匀，得液体氮肥。
15.优选的，所述搅拌的转速为350～500r/min。
16.本发明还提供了上述液体氮肥在提高作物产量和/或质量中的应用。
17.本发明的有益效果：
18.本发明液体氮肥中的氮养分以硝态氮、铵态氮、酰胺态氮等多种形式存在，其中硝态氮可以很快被作物吸收，铵态氮可以被作物直接吸收或者经过硝化细菌转换成硝态氮被作物吸收，酰胺态氮则需要分解成铵态氮，再经硝化作用转化成硝态氮被作物吸收。本发明通过对不同形式存在的氮养分的有机结合，缓急相济，可有效延长氮肥的肥效期，提高作物对氮肥的利用率，避免氮元素的流失。
19.本发明通过添加菜籽发酵液、畜禽粪便发酵液和氨基酸发酵尾液，可有效提高液体氮肥中小分子水溶有机质的含量，直接给作物提供营养成分，促进作物的根系生长。同时，菜籽发酵液、畜禽粪便发酵液和氨基酸发酵尾液中提供的小分子有机质可以提高土壤中微生物的活性，与微生物分泌物相互作用，可有效改良土壤团粒结构，增强土壤的保水、保肥能力。
20.本发明提供的液体氮肥中各原料廉价易得，同时有效利用了工业生产中的副产物和农业废料，实现了废物利用，减少了环境污染物的排放，并且所得肥料使用方便，适合大规模生产和利用。
具体实施方式
21.本发明提供了一种液体氮肥，所述肥料以重量份计，包括：45～68份尿素硝铵溶液、20～30份尿素、10～20份氯化钾、10～20份硼酸、20～30份矿源黄腐酸钾、2～8份维生素、100～200份菜籽饼发酵液、120～250份畜禽粪便发酵液和120～250份氨基酸发酵尾液。
22.优选的，所述肥料以重量份计，包括：50～60份尿素硝铵溶液、22～25份尿素、15～18份氯化钾、14～16份硼酸、22～26份矿源黄腐酸钾、4～6份维生素、120～150份菜籽饼发酵液、150～200份畜禽粪便发酵液和150～200份氨基酸发酵尾液。
23.在本发明中，尿素硝铵溶液、尿素、氯化钾、硼酸、矿源黄腐酸钾和维生素均为常规市售产品。本发明对尿素硝铵溶液、尿素、氯化钾、硼酸、矿源黄腐酸钾和维生素的具体来源不作限定。
24.在本发明中，所述维生素包括维生素c、维生素b、维生素a、叶酸、维生素e中的一种或多种，本发明对各组分的具体配比关系不作限定。本发明通过添加复合维生素可以有效促进作物生根，避免土壤板结。
25.在本发明中，所述氨基酸发酵尾液包括l-谷氨酸发酵尾液、苏氨酸发酵尾液、赖氨酸发酵尾液、缬氨酸发酵尾液、胱氨酸发酵尾液中的一种或多种，本发明对各组分的具体配
比关系不作限定。
26.氨基酸发酵尾液中富含多种发酵副产物，包括有机酸类、氨基酸类、残糖、无机盐、色素、尿素等，同时还有大量菌体、蛋白质等固形物质残留在氨基酸发酵尾液中。在本发明中，所述氨基酸发酵尾液的固形物质量含量为35～40％。
27.本发明通过在液体氮肥中添加氨基酸发酵尾液，利用氨基酸发酵尾液中富含的小分子水溶有机质直接给植株提供有机营养，可以有效促进作物对营养物质的吸收和积累，同时氨基酸发酵尾液中的有机质可以提高土壤中微生物的活性，发酵液废液中的副产物与微生物分泌物相互作用，可有效改良土壤团粒结构，避免土壤板结。
28.本发明中菜籽饼发酵液的制备方法包括：菜籽饼中加入3～6倍体积的水，混合均匀后加入0.1～2％的混合菌液，密封发酵10～30天，过滤，滤液即为菜籽饼发酵液。在本发明中，所述水的添加量优选为菜籽饼体积的4～5倍，所述混合菌液的添加量优选为混合液体积的0.5～0.8％，所述密封发酵时间优选为15～25天。本发明对具体的密封方式和过滤方式不作限定。
29.在本发明中，混合菌液由黑曲霉菌、枯草芽孢杆菌和酵母菌按1～2:1～2:1～3混合得到，所述菌液体积比优选为1:1:2。
30.本发明对各菌种的具体来源和活化方式不作限定。本发明中，黑曲霉菌菌液中有效活菌数为4～6
×
108cfu/ml，枯草芽孢杆菌菌液中有效活菌数为1～7
×
108cfu/ml，酵母菌菌液中有效活菌数为4～6
×
108cfu/ml。
31.本发明将菜籽饼进行混合发酵，可有效提高菜籽饼发酵液中的多肽、寡糖、氨基酸、葡萄糖等多种小分子有机质的含量，同时菜籽饼发酵液中还含有磷、铁、铜、锰、硒等微量元素和多种维生素，可以为作物提供均衡的营养。
32.本发明中畜禽粪便发酵液的制备方法包括：畜禽粪便中加入4～8倍体积的水，混合均匀后加入0.1～1.5％的凝结芽孢杆菌菌液，发酵20～30天，过滤，滤液即为畜禽粪便发酵液。在本发明中，所述水的添加量优选为畜禽粪便体积的6～7倍，所述菌液的添加量优选为混合液体积的0.5～0.8％，所述发酵时间优选为22～24天。本发明对具体的过滤方式不作限定。
33.本发明对凝结芽孢杆菌的具体来源和活化方式不作限定。本发明中，凝结芽孢杆菌菌液中有效活菌数为4～6
×
108cfu/ml。
34.在本发明中，所述畜禽粪便包括但不限于鸡粪便、鸭粪便、牛粪便、猪粪便、狗粪便、羊粪便。本发明所述畜禽粪便可以为一种畜禽粪便或多种畜禽粪便的混合物。本发明对各组分的具体来源以及配比关系不作限定
35.本发明将畜禽粪便进行发酵，可以有效分解动物体内未吸收利用的营养物质，提高液体氮肥中小分子有机质的含量，在保证氮肥有效供应的基础上，可以丰富肥料营养。同时发酵液中含有凝结芽孢杆菌代谢产物，可以有效抑制土壤中有害病菌的生长代谢，提高作物的抗逆性。
36.本发明还提供了上述液体氮肥的制备方法，包括以下步骤：
37.菜籽饼发酵液与畜禽粪便发酵液混合得到产物i；在搅拌状态下，向产物i中依次加入尿素硝铵溶液、尿素和矿源黄腐酸钾，搅拌溶解得到产物ⅱ；氯化钾、硼酸和维生素溶解于氨基酸发酵尾液中得到产物ⅲ；产物ⅱ与产物ⅲ混合均匀，得液体氮肥。
38.在本发明中，所述搅拌的转速为350～500r/min，优选为400～450r/min。
39.本发明还提供了上述液体氮肥在提高作物产量和/或质量中的应用，所述液体氮肥的使用量为0.5～2升/亩。
40.本发明对液体氮肥的具体施用方式不作限定。
41.下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。在本发明具体实施例中，所用黑曲霉菌菌液中有效活菌数为5
×
108cfu/ml，枯草芽孢杆菌菌液中有效活菌数为5
×
108cfu/ml，酵母菌菌液中有效活菌数为5
×
108cfu/ml，凝结芽孢杆菌菌液中有效活菌数为5
×
108cfu/ml。
42.实施例1
43.一种液体氮肥，所述肥料原料为：50kg尿素硝铵溶液、22kg尿素、15kg氯化钾、12kg硼酸、24kg矿源黄腐酸钾、3kg维生素、120kg菜籽饼发酵液、150kg畜禽粪便发酵液、100kg l-谷氨酸发酵尾液和50kg胱氨酸发酵尾液，其中维生素由1kg维生素c、1kg维生素b和1kg维生素e组成。
44.所述肥料的制备方法为：
45.(1)菜籽饼中加入5倍体积的水，混合均匀后加入0.2％的混合菌液(黑曲霉菌、枯草芽孢杆菌和酵母菌按1:1:1混合得到)，密封常温发酵25天，过滤，收集滤液；
46.(2)取鸡、鸭、牛粪便混合物，加入7倍体积的水，混合均匀后加入0.3％的凝结芽孢杆菌菌液，常温发酵28天，过滤，收集滤液。
47.(3)将步骤(1)与步骤(2)得到的滤液混合，为产物i；
48.(4)在400r/min搅拌状态下，向产物i中依次加入尿素硝铵溶液、尿素和矿源黄腐酸钾，搅拌溶解得到产物ⅱ；
49.(5)将氯化钾、硼酸和维生素溶解于l-谷氨酸发酵尾液和胱氨酸发酵尾液混合液中，得到产物ⅲ；
50.(6)产物ⅱ与产物ⅲ混合均匀，得液体氮肥。
51.实施例2
52.一种液体氮肥，所述肥料原料为：55kg尿素硝铵溶液、20kg尿素、12kg氯化钾、15kg硼酸、25kg矿源黄腐酸钾、4kg维生素、150kg菜籽饼发酵液、130kg畜禽粪便发酵液、60kg l-谷氨酸发酵尾液和60kg赖氨酸发酵尾液，其中维生素由1kg维生素c、2kg维生素b和1kg维生素e组成。
53.所述肥料的制备方法为：
54.(1)菜籽饼中加入6倍体积的水，混合均匀后加入0.4％的混合菌液(黑曲霉菌、枯草芽孢杆菌和酵母菌按1:1:2混合得到)，密封常温发酵26天，过滤，收集滤液；
55.(2)取鸡、羊、牛粪便混合物，加入6倍体积的水，混合均匀后加入0.5％的凝结芽孢杆菌菌液，常温发酵25天，过滤，收集滤液。
56.(3)将步骤(1)与步骤(2)得到的滤液混合，为产物i；
57.(4)在450r/min搅拌状态下，向产物i中依次加入尿素硝铵溶液、尿素和矿源黄腐酸钾，搅拌溶解得到产物ⅱ；
58.(5)将氯化钾、硼酸和维生素溶解于l-谷氨酸发酵尾液和赖氨酸发酵尾液混合液中，得到产物ⅲ；
59.(6)产物ⅱ与产物ⅲ混合均匀，得液体氮肥。
60.实施例3
61.一种液体氮肥，所述肥料原料为：60kg尿素硝铵溶液、26kg尿素、14kg氯化钾、15kg硼酸、26kg矿源黄腐酸钾、6kg维生素、140kg菜籽饼发酵液、200kg畜禽粪便发酵液、100kg l-谷氨酸发酵尾液和100kg苏氨酸发酵尾液，其中维生素由2kg维生素c、2kg维生素b、1kg维生素a和1kg叶酸组成。
62.所述肥料的制备方法为：
63.(1)菜籽饼中加入6倍体积的水，混合均匀后加入0.6％的混合菌液(黑曲霉菌、枯草芽孢杆菌和酵母菌按1:1:2混合得到)，密封常温发酵30天，过滤，收集滤液；
64.(2)取狗粪便混合物，加入7倍体积的水，混合均匀后加入0.5％的凝结芽孢杆菌菌液，常温发酵24天，过滤，收集滤液。
65.(3)将步骤(1)与步骤(2)得到的滤液混合，为产物i；
66.(4)在450r/min搅拌状态下，向产物i中依次加入尿素硝铵溶液、尿素和矿源黄腐酸钾，搅拌溶解得到产物ⅱ；
67.(5)将氯化钾、硼酸和维生素溶解于l-谷氨酸发酵尾液和苏氨酸发酵尾液混合液中，得到产物ⅲ；
68.(6)产物ⅱ与产物ⅲ混合均匀，得液体氮肥。
69.对比例1
70.与实施例1的区别仅在于：不含菜籽饼发酵液，其余均同实施例1。
71.对比例2
72.与实施例1的区别仅在于：不含氨基酸发酵尾液，其余均同实施例1。
73.对比例3
74.与实施例1的区别仅在于：不含有尿素硝铵溶液，其余均同实施例1。
75.对比例4
76.与实施例1的区别仅在于：不含有尿素，其余均同实施例1。
77.对比例5
78.与实施例1的区别仅在于：所述肥料原料为：20kg尿素硝铵溶液、45kg尿素、15kg氯化钾、12kg硼酸、24kg矿源黄腐酸钾、3kg维生素、120kg菜籽饼发酵液、150kg畜禽粪便发酵液、100kg l-谷氨酸发酵尾液和50kg胱氨酸发酵尾液，其中维生素由1kg维生素c、1kg维生素b和1kg维生素e组成。
79.对比例6
80.与实施例1的区别仅在于：制备方法步骤(1)中，菜籽饼中加入5倍体积的水，直接浸泡25天，过滤，收集滤液。
81.对比例7
82.与实施例1的区别仅在于：制备方法步骤(2)中，取鸡、鸭、牛粪便混合物，加入7倍体积的水，混合均匀后加入0.3％的枯草芽孢杆菌菌液，常温发酵28天，过滤，收集滤液。
83.实施例4
84.选取土质相似的10块玉米试验田进行单因素实验，实验组1～3分别采用实施例1、实施例2、实施例3制备得到的液体氮肥，对照组1～7分别采用对比例1～7制备得到的液体
氮肥。每块试验田除肥料的选择不同外，其他种植方式、田间管理方式、施肥量、施肥时间等均相同。每块试验田每亩共施肥1.5升，分别于玉米苗期、穗期、大喇叭口期随水施用，每次施用量为0.5升。统计每块试验田的玉米产量和玉米品质，结果见表1。。
85.表1玉米产量及果实品质
[0086][0087]
由表1可以看出，实验组1～3中玉米产量和玉米品质较高，其中实验组1的产量达到809.4kg/亩，玉米容重达719.5g/l，玉米千粒重达264.7g，粗蛋白含量为13.0％，分别较对照组1提高了22.88％、10.87％、22.40％、6.1％；实验组2的，分别较对照组6提高了23.23％、10.94％、16.62％、5.6％。表明，本发明通过对原料的合理配比及其相应工艺处理得到的液体氮肥可以有效提高玉米产量和玉米品质。
[0088]
实施例5
[0089]
选取土质相似的9个蔬菜大棚进行单因素实验，种植黑亮长茄，实验组1～2分别采用实施例1、实施例2制备得到的液体氮肥，对照组1～7分别采用对比例1～7制备得到的液体氮肥。每个蔬菜大棚除液体氮肥的选择不同外，其他种植方式、田间管理方式、施肥量、施肥时间等均相同。每个大棚每亩共施肥0.8升，肥料稀释900倍，分别于茄子定植期和坐果期做叶面肥喷施，每次施用量为0.4升。统计每个实验大棚中的茄子产量和茄子品质，结果见表2。
[0090]
表2茄子产量及果实品质
[0091][0092]
由表2可以看出，实验组1～2中茄子产量和品质较高，其中实验组产量可达3740.4kg/亩，单果重可达261.4g，果长可达39.8cm，分别较对照组1提高了11.11％，21.54％，21.11％；分别较对照组6提高了7.09％，18.29％，16.58％。表明，本发明通过对原料的合理配比及其相应工艺处理得到的液体氮肥可以有效提高作物产量和作物品质。
[0093]
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。