本發(fā)明涉及肥料領域，具體地說，涉及一種利用煙草下腳料生產(chǎn)的有機水溶肥料。

背景技術：

我國煙草的種植面積和產(chǎn)量均局世界首位，每年煙葉加工生產(chǎn)中也伴隨著產(chǎn)生約25％(90150萬噸)的不適用煙末、煙桿和煙草浸出液等下腳料，如果處理不當，不僅會給環(huán)境帶來嚴重的污染和危害，而且也會造成資源的浪費。這些下腳料不能用于卷煙生產(chǎn)，通常情況下都被隨意丟棄、焚燒和排放；有些企業(yè)采用提取煙堿、茄尼醇、植物蛋白、乙醇或煙酞胺等方法對其廢棄物進行再利用，但是這些方法都多數(shù)停留在實驗階段，未得到廣泛的產(chǎn)業(yè)化推廣；由于煙草廢棄物中含有果糖、氨基酸的生物有機成分和次生代謝產(chǎn)物，同時含有大量的氮、磷、鉀及微量元素等養(yǎng)分，因此，應用于有機農(nóng)業(yè)生產(chǎn)將具較高的利用價值。

我國現(xiàn)在有耕地1.3億公頃，農(nóng)田灌溉面積占耕地的總面積56％，根據(jù)我國節(jié)水灌溉發(fā)展規(guī)劃，預計到2030年，我國人口將達到19億，所需糧食約8000千億多公斤，比當前增加2500多億公斤，為此農(nóng)業(yè)灌溉的面積，需要大量增加。即使傳統(tǒng)的施肥方式，如撒肥，如果沒有降雨，沒有灌溉，作物是無法吸收的。因此水溶性肥料結合灌溉農(nóng)業(yè)，做到水肥一體，具有節(jié)水、省肥，省工省時的特點。實踐證明，水肥一體化的施肥方式和傳統(tǒng)澆水施肥相比，節(jié)水達到50％以上，有的甚至能達到90％?！霸谒Y源供應不能完全解決的情況下，灌溉面積的擴大，將主要依靠節(jié)水灌溉區(qū)域?！敝袊r(nóng)科院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所所長王道龍說。

因此，近年來水肥一體化就成為了專家們熱議并提倡的話題，就當前來看，其前景十分廣闊。提到水肥一體化的市場趨勢，不得不提的就是水溶肥料，它是水肥一體化的引導主打產(chǎn)品。

節(jié)水農(nóng)業(yè)發(fā)展的趨勢不僅為水溶性肥料的發(fā)展創(chuàng)造了條件，同時也對水溶性肥料的發(fā)展提出了新的需求。就我國水肥一體化發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢，農(nóng)業(yè)部全國農(nóng)技推廣中心節(jié)水處杜森處長指出，經(jīng)過多年的實踐證明，水肥一體化是“控水減肥”的關鍵途徑，目前水肥一體化推廣面積大概在467萬多公頃，根據(jù)農(nóng)業(yè)部部署，到2020年，將新增水肥一體化推廣面積533萬多公頃，未來需求量劇增。

目前，已獲得農(nóng)業(yè)部登記證的水溶肥料一共有6602個，其中大量元素水溶肥料1494個、微量元素水溶肥料1714個、氨基酸水溶肥料1679個、腐植酸水溶肥料1615個，而有機水溶肥料只有100個，可見有機水溶肥產(chǎn)品還是比較欠缺，而采用煙草浸出液來作為有機原料生產(chǎn)水溶肥是目前首創(chuàng)。

水溶性肥料是一種可以完全溶于水的多元復合肥料，它能迅速地溶解于水中，更容易被作物吸收，而且其吸收利用率相對較高，一般的化肥型水溶肥中沒有有機成分。而“有機水溶肥料”，目前還沒有權威的國家標準予以命名，但目前普遍應用的是有機物質+化學肥料+水形成的溶液。其中，有機物質可以包括任何具有化肥增效作用和絡合(螯合)作用的可溶有機物質，比如分別或者同時存在的腐植酸、黃腐酸、氨基酸、果糖、海藻酸等等。來源于植物和動物，經(jīng)發(fā)酵、腐熟、萃取或活化后施于土壤以提供植物養(yǎng)分為其主要功效的含碳物料叫有機質。

有機水溶肥的優(yōu)點：其一，采用水、肥同施，以水帶肥，實現(xiàn)了水肥一體化，施肥效率高，并可以減少施肥總量，發(fā)揮肥水協(xié)同效應，使肥和水的利用效率都明顯提高。其二，肥效快，可解決高產(chǎn)作物快速生長期的營養(yǎng)需求。可應用于噴施、噴灌、滴灌，實現(xiàn)水肥一體化，省水、省肥、省人工。

本技術所生產(chǎn)的有機水溶肥富含煙草浸出的氨基酸和果糖等有機物質和作物生長所需的營養(yǎng)物質，并溶解螯合了氮磷鉀營養(yǎng)，充分合理利用該肥料不僅能提供作物生長所需養(yǎng)分，改良土壤，部分或全部替代化學肥料可改善土壤環(huán)境與提高肥力，改善土壤微生態(tài)環(huán)境，提高作物產(chǎn)量，還可以改善農(nóng)作物品質，同時可提高肥料利用率，降低生產(chǎn)成本。

本技術以集中利用煙草下腳料為原料開發(fā)生態(tài)肥還田為目的，即以制作生態(tài)肥料為紐帶，將煙草業(yè)和農(nóng)業(yè)種植進行優(yōu)化組合，做到能量多級利用、物質良性循環(huán)，形成“零”污染可持續(xù)發(fā)展的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，進一步完善了煙草的產(chǎn)業(yè)鏈，為推動綠色環(huán)保盡到一份力量。

本技術以煙草生產(chǎn)中產(chǎn)生的煙桿煙末，以及經(jīng)煙草浸出液固液分離后收集的濾渣、濾液為處理對象，利用生物菌定向發(fā)酵技術對物料進行發(fā)酵腐熟增肥處理，通過添加復合微生物菌劑或選擇理想鈍化劑對煙草廢棄物中的重金屬進行無害化處理，將煙草廢棄物綜合利用開發(fā)出生物有機肥、有機水溶肥等系列生態(tài)肥料，實現(xiàn)環(huán)境保護和廢棄物資源的高值化利用。由于項目實施所采用的設備均為國產(chǎn)設備，建設運行維護費用較低，加上資源化處理效果好，能夠對卷煙生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢棄物做到100％回收利用，又能達到“零”污染排放從而實現(xiàn)清潔生產(chǎn)，因此具有很高的推廣應用價值。

綜上，本發(fā)明具有良好創(chuàng)新性和可行性，利用本發(fā)明加工技術，利用煙草下腳料生產(chǎn)新型有機水溶肥的產(chǎn)品，在符合我國水溶肥料標準相應指標的基礎上，還可以自由調節(jié)氮磷鉀營養(yǎng)之間的比例，以適應不同土壤條件和作物的要求，能滿足測土配方施肥的需要，既可噴施、噴灌，又可滴灌和葉面追肥，應用性很強，而且市場需求量每年遞增，未來五年翻一番，因此，本專利產(chǎn)品在現(xiàn)代肥料行業(yè)具有巨大的價值空間的。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于解決目前煙草下腳料在卷煙生產(chǎn)過程中的污染禍害問題，杜絕污染排放，變廢為寶，進一步完善煙草的產(chǎn)業(yè)鏈，解決當前我國土壤現(xiàn)階段急需補充有機質和大量元素的現(xiàn)狀，提供一種利用煙草下腳料生產(chǎn)的有機水溶肥料。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案：

一種利用煙草下腳料生產(chǎn)的有機水溶肥料，由如下方法制成：

(1)卷煙生產(chǎn)中產(chǎn)生的煙草酒精浸出液的收集和過濾；

(2)將煙草浸出液采用在100-120℃高溫下滅菌、濃縮后形成富含有機質和含鉀的基底液；

(3)將基底液溫度降溫至40-50℃，然后添加氮磷鉀源，攪拌至完全溶解螯合，攪拌速度480r/min-560r/min，調整pH值；

(4)研磨，靜置去泡，即得有機水溶肥料。

作為優(yōu)選的，在上述的利用煙草下腳料生產(chǎn)的有機水溶肥料中，所述氮磷鉀源為尿素、硫酸鉀、硝酸鉀、硫酸銨、碳酸銨、磷酸二氫鉀、磷酸二氫銨、氯化鉀、氯化銨和含氮磷鉀的復合肥，添加量為基底液質量的10-20％。

作為優(yōu)選的，在上述的利用煙草下腳料生產(chǎn)的有機水溶肥料中，所述調整pH值是采用碳酸銨或氨水，調整pH5-9之間。作為優(yōu)選的，在上述的利用煙草下腳料生產(chǎn)的有機水溶肥料中，步驟(2)所述滅菌和濃縮過程所采用的設備是帶高壓的搪瓷反應釜或不銹鋼反應釜。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

(1)本發(fā)明將煙草浸出液下腳料生產(chǎn)出新型有機水溶肥，從根本上解決煙草生產(chǎn)中的環(huán)保問題，杜絕污水排放，并變廢為寶煙草下腳料開發(fā)了新的高值化利用途徑。

(2)本發(fā)明得到的有機水溶肥料可用于高效肥料和農(nóng)業(yè)高效土壤改良，減少了化肥施用量，改善當前我國土壤欠有機質和營養(yǎng)元素的現(xiàn)狀，并且產(chǎn)品是水溶性，螯合態(tài)的形態(tài)存在于產(chǎn)品中可完全被植物有效吸收，適用滴灌、噴灌等水肥一體化現(xiàn)代農(nóng)業(yè)。利用這種肥料，每畝地施用2-10kg，改良板結、酸化土壤，作物產(chǎn)量可提高20-30％，而且提高農(nóng)作物品質。

(3)本專利制備方法操作簡單，采用“一釜合成法”制備出高濃度有機大量元素肥，而且同樣方法可以復配三元及三元以上多元有機水溶肥，并且營養(yǎng)元素比例可控。能夠對卷煙生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的下腳料做到100％回收利用，又能達到“零”污染排放。

(4)有機水溶肥料我國暫無現(xiàn)行標準，先與氨基酸微量元素水溶肥料(NY1429-2010)和大量元素微量元素型水溶肥料標準(NY1107-2010)作對比，有機質指標顯優(yōu)。

具體實施方式

實施例1：利用煙草下腳料生產(chǎn)有機水溶肥料的生產(chǎn)步驟如下：

(1)煙草浸出液的收集：卷煙生產(chǎn)中有一工序是先用酒精浸泡煙草，溶出果糖和氨基酸等有機質，然后蒸餾回收酒精，剩余的即是煙草浸出液；

(2)將煙草浸出液采用搪瓷反應釜100℃高溫滅菌濃縮時間3h，濃縮后形成富含有機質和含鉀的基底液，水分是60％；

(3)在基底液溫度降溫40-50℃，按基底液添加質量5％尿素和硫酸鉀5％，攪拌速度480r/min，攪拌2h完全溶解螯合；

(4)測量pH值，用碳酸銨調整酸堿度至pH等于6.8；

(5)后經(jīng)膠體磨研磨，過濾機100目過濾，最后放入儲備池靜置24小時消泡、檢測合格，罐裝出廠。

所得有機水溶肥料外觀為棕黃色液體，氣味為煙草甜香味，有機質含量超過180g/L，氮磷鉀含量大于100g/L，不溶物小于50g/L，非常適合作為農(nóng)業(yè)滴灌沖施肥。用量為每畝施用3-10kg，使作物迅速轉綠，促進作物生長，提高產(chǎn)量和作物品質甜度效果明顯。

實施例2：利用煙草下腳料生產(chǎn)有機水溶肥料的生產(chǎn)步驟如下：

(1)煙草浸出液的收集：卷煙生產(chǎn)中有一工序是先用酒精浸泡煙草，溶出果糖和氨基酸等有機質，然后蒸餾回收酒精，剩余的即是煙草浸出液；

(2)將煙草浸出液采用搪瓷反應釜121℃高溫滅菌2h、下降溫度持續(xù)濃縮后形成富含有機質和含鉀的基底液，達到水分為70％；

(3)在基底液溫度降溫50-55℃，按基底液添加質量10％磷酸二氫鉀5％，攪拌速度560r/min，攪拌2個小時完全溶解螯合；

(4)測量pH值，用碳酸銨調整酸堿度至pH等于6.5；

(5)后經(jīng)膠體磨研磨，過濾機100目過濾，最后放入儲備池靜置24小時去泡、檢測合格，罐裝出廠。

所得有機水溶肥料外觀為棕黃色液體，氣味為煙草甜香味，有機質含量超過150g/L，氮磷鉀含量大于100g/L，不溶物小于50g/L，非常適合作為農(nóng)業(yè)噴施用葉面肥。用量為每畝施用3-5kg，提高座果率、防止裂果，提升農(nóng)產(chǎn)品品質效果明顯。

實施例3：利用煙草下腳料生產(chǎn)有機水溶肥料的生產(chǎn)步驟如下：

(1)煙草浸出液的收集：卷煙生產(chǎn)中有一工序是先用酒精浸泡煙草，溶出果糖和氨基酸等有機質，然后蒸餾回收酒精，剩余的即是煙草浸出液；

(2)將煙草浸出液采用搪瓷反應釜110℃高溫滅菌2h、濃縮后形成富含有機質和含鉀的基底液，水分是65％；

(3)在基底液溫度降溫35-45℃，按基底液添加質量15％硝酸銨和5％硫酸鉀，攪拌速度560r/min，攪拌2h完全溶解螯合；

(4)測量pH值，用氨水調整酸堿度至pH等于8.5；

(5)后經(jīng)膠體磨研磨，過濾機100目過濾，最后放入儲備池靜置24小時去泡、檢測合格，罐裝出廠。

所得有機水溶肥料外觀為棕黃色液體，氣味為煙草甜香味，有機質含量超過160g/L，氮磷鉀含量大于100g/L，不溶物小于50g/L，非常適合作為土壤調理功能的滴灌沖施肥使用。用量為每畝施用5-10kg，對酸性土質改良、作物復綠效果顯著。

數(shù)據(jù)測試：有機水溶肥料我國暫無現(xiàn)行標準，先與氨基酸微量元素水溶肥料(NY1429-2010)和大量元素微量元素型水溶肥料標準(NY1107-2010)作對比，結果顯示三個實施例不單不溶物和酸堿度Ph值都符合對照兩個國家標準的要求，而且三個實施例的有機質含量超過150g/L，而對照兩個標準的有機質含量都為0。具體參數(shù)見表1所示：

表1