本發(fā)明屬于肥料的工藝技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種提高無(wú)機(jī)肥吸收效率的茶樹(shù)有機(jī)肥及其制備方法。
背景技術(shù)：
羥基磷灰石（Ca10（PO4）6（OH）2）對(duì)金屬離子和生物大分子都具有良好的吸附性，這些年來(lái)，人們對(duì)其吸附性能也做了大量的研究，并且羥基磷灰石色譜柱被認(rèn)為是生物大分子分離純化最有效的技術(shù)之一。人們已經(jīng)研究了羥基磷灰石（HAP）對(duì)短鏈有機(jī)物、高分子聚合物、唾液蛋白、接觸霉素、溶解酶素、蛋白質(zhì)的吸附。HAP與無(wú)機(jī)離子（如Ca2+和F-）的結(jié)合式通過(guò)離子交換和表面吸附實(shí)現(xiàn)的。但是，HAP與有機(jī)物的作用主要通過(guò)表面吸附。M.Kresak認(rèn)為，HAP吸附低分子有機(jī)物是，通過(guò)分子末端的官能團(tuán)與HAP表面的吸附位置結(jié)合，分子軸垂直于固體表面：而HAP吸附高分子有機(jī)物是通過(guò)側(cè)鏈官能團(tuán)與HAP表面結(jié)合，分子軸橫在HAP表面上，當(dāng)HAP吸附雞蛋白酶時(shí)，雖然雞蛋白酶帶正電荷，HAP帶負(fù)電荷，吸附劑和吸附質(zhì)表面電荷相反，但是當(dāng)HAP表面負(fù)電荷減小時(shí)，其吸附量和吸附常數(shù)都增加，可見(jiàn)靜電力所起的作用很小，吸附由HAP表面某種特殊的吸附位置所控制，這種吸附位置與HAP的比表面積及表面結(jié)構(gòu)有關(guān)。
羥基磷灰石的合成方法通常分為兩類：一、固相合成法：因?yàn)榇朔椒ň哂蟹磻?yīng)速度慢，所需時(shí)間長(zhǎng)，產(chǎn)物粒徑大核活性差的缺點(diǎn)，所以此方法不被經(jīng)常使用。二、水相合成法，目前國(guó)內(nèi)外有關(guān)羥基磷灰石的制備多用水相合成法。水相合成法又包括以下幾種方法：（1）沉淀法，此方法采用的是Ca（NO3）2溶液與（NH4）2HPO4溶液在一定的酸度條件下，常溫或溫水中反應(yīng)。（2）水熱合成法，特點(diǎn)是在一個(gè)密閉的容器中，利用水溶液作為反應(yīng)接枝，通過(guò)對(duì)反應(yīng)器加熱，在保溫和高壓條件下，使得在通常條件下難溶或不溶的Ca（OH）2與Ca3（PO4）2的混合物溶解并重新結(jié)晶。（3）溶膠凝膠法：采用鈣的檸檬鹽或鈣鹽與磷酸反應(yīng)，獲得溶膠，然后在一定的條件下使溶膠老化為凝膠，在經(jīng)過(guò)進(jìn)一步處理即可得到產(chǎn)物。（4）復(fù)分解反應(yīng)法：該方法是可溶性硝酸鈣鹽和磷酸鈣作原料，經(jīng)反應(yīng)、陳化、和分離等步驟制的產(chǎn)物，此方法的原料都是可溶性的，所以較易判斷反應(yīng)進(jìn)行的程度。（5）微乳液法：是在微乳也介質(zhì)中合成羥基磷灰石，在此環(huán)境中，水相高度分散在表面活性劑和助表面活性劑形成油相溶液中，形成油包水型反應(yīng)體系，此時(shí)體系中的水核就是被油相包圍的微小智能反應(yīng)器。
以上提到羥基硅灰石的吸附有機(jī)物和無(wú)機(jī)離子的雙重特性，展望投入茶樹(shù)肥料的添加劑，用于吸附營(yíng)養(yǎng)成分，實(shí)現(xiàn)提高養(yǎng)分利用率的目的，由于茶樹(shù)生長(zhǎng)對(duì)磷具有一定的要求，所以本發(fā)明的羥基磷灰石如果可以運(yùn)用于茶樹(shù)，效果將非常顯著。這里面臨的問(wèn)題是：材料中提到的羥基硅灰石的制法，主要以水熱合成法為主，缺點(diǎn)在于：合成完成后的羥基磷灰石的粒度太小，很難在肥料中起到一個(gè)載體的作用，而且制備工藝復(fù)雜，很難直接運(yùn)用于，有機(jī)質(zhì)的吸附并運(yùn)用與肥料的生產(chǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明為了提高有機(jī)營(yíng)養(yǎng)和無(wú)機(jī)離子養(yǎng)分在山區(qū)茶樹(shù)種植時(shí)的利用率，提出引入羥基磷灰石作為吸附載體，同時(shí)提供茶樹(shù)豐富的磷元素，具體是通過(guò)以下方法實(shí)現(xiàn)的：
一種提高無(wú)機(jī)肥吸收效率的茶樹(shù)有機(jī)肥，其特征在于，由以下重量份的原料制成：沸石20~30、2mol/L Na2HPO4溶液35~50、氯化鈣10~15、蚯蚓糞10~15、白菜老葉20~30、海鮮廢棄料45~60、蒼蠅幼蟲10~16、羊糞球20~30、石膏粉5~10、酒池淤泥10~18、亞硒酸鈉3~6、硫酸鋅5~9和適量的水。
一種提高無(wú)機(jī)肥吸收效率的茶樹(shù)有機(jī)肥的制備方法，其特征在于，包括以下幾個(gè)步驟：
（1）對(duì)沸石進(jìn)行高溫煅燒10~15min，然后研磨過(guò)10~20目篩的沙粒狀，放入2mol/L Na2HPO4溶液中，在超聲波頻率45~55W的震動(dòng)頻率下吸附45~60min，過(guò)濾出沸石沙粒；
（2）將氯化鈣加入足量的水中調(diào)制成飽和溶液，然后加入（1）所述的沸石沙粒，保持pH=11~12，常壓保溫60~70℃水浴條件下，攪拌反應(yīng)2.0~2.5h，過(guò)濾并用蒸餾水洗滌至中性，烘干后得表面活性沸石沙粒；
（3）混合蚯蚓糞、白菜老葉、海鮮廢棄料及其它以下未涉及的剩余成分，先高溫蒸汽熏蒸30~40min進(jìn)行軟化并消毒，然后粉碎成渣，加入亞硒酸鈉和硫酸鋅，挖坑填埋并加蓋酒池淤泥保溫漚制25~30天進(jìn)行腐熟；
（4）挖出（3）所述的腐熟料，適量加水球磨成勻漿，加入（2）所得沸石沙粒，攪拌30~40min完成吸附，最后造粒并烘干即可。
茶樹(shù)多數(shù)種植在山區(qū)地段，享受露水、陽(yáng)光和新鮮空氣的保養(yǎng)，才能得到好茶葉，但是山區(qū)的土壤條件并不是很好，砂石較多，有機(jī)質(zhì)種類偏少，土質(zhì)保水保肥能力差，所以茶樹(shù)的種植以有機(jī)肥為宜，同時(shí)磷肥對(duì)于茶樹(shù)來(lái)說(shuō)尤為重要，發(fā)明就是利用沸石顆粒作為載體，經(jīng)過(guò)表面的羥基磷酸化，使其表面具有吸附無(wú)機(jī)養(yǎng)分和有機(jī)發(fā)酵產(chǎn)物的特點(diǎn)，用于茶樹(shù)的種植，可以吸附養(yǎng)分，提高肥料利用率，提高茶樹(shù)種植的品質(zhì)。
這里還是主要采用水熱合成法制備羥基磷灰石結(jié)構(gòu)成分，但是考慮到制備完成后的實(shí)際用途是用于有機(jī)發(fā)酵產(chǎn)物的吸附劑及無(wú)機(jī)養(yǎng)分的吸附，這里并不是制備純凈的磷灰石，而是采用載體的方式，在載體的表面制備羥基磷灰石成分，然后將顆粒狀的載體顆粒放入發(fā)酵后的溶液中，對(duì)微生物發(fā)酵后的發(fā)酵液進(jìn)行吸附沉淀，制備了帶有HAP（羥基磷灰石）的顆粒載體，一方面富含磷元素，同時(shí)表面吸附沉淀了大量的無(wú)機(jī)元素和有機(jī)物，對(duì)茶樹(shù)的種植起到巨大的作用，而且經(jīng)過(guò)吸附，有機(jī)質(zhì)養(yǎng)分在土壤復(fù)雜的自然的環(huán)境中可以保持更長(zhǎng)時(shí)間的活性，吸附后的無(wú)機(jī)元素也會(huì)減緩發(fā)散速度，節(jié)省肥料使用量，提高利用效率。
發(fā)明采用的顆粒載體是沸石，將其粉碎成沙粒大小，約過(guò)10~20目篩的顆粒，然后利用其崎嶇的表面結(jié)構(gòu)，放入至磷酸氫二鈉（Na2HPO4）溶液中，在超聲波頻率45~55W的震動(dòng)的情況下吸附45~60min，結(jié)果磷的吸附量達(dá)到驚人的99.8%，其吸附磷元素的效果比硅藻土和活性氧化鋁都要好，磷的吸附遵循動(dòng)力學(xué)特征。利用沸石對(duì)于磷的吸附優(yōu)勢(shì)，使沸石的表面富集大量的PO43-。然后加入至飽和的氯化鈣溶液中，保持pH=11~12，常壓保溫60~70℃水浴條件下，攪拌反應(yīng)2~2.5h，過(guò)濾顆粒并用蒸餾水洗滌至中性，烘干后即可使用。
其理論依據(jù)為：5Ca2++3HPO43-+H2O→Ca5（PO4）3（OH）+4H+
不斷加入OH-調(diào)節(jié)pH可以使反應(yīng)一直正向進(jìn)行，直至沸石表面吸附的磷酸根離子反應(yīng)完全。
對(duì)反應(yīng)后的沸石顆粒進(jìn)行X射線衍射得到XRD圖譜，并對(duì)比純品HAP的XRD圖譜，發(fā)現(xiàn)HAP的標(biāo)準(zhǔn)粉末衍射數(shù)據(jù)與本發(fā)明制備的沸石顆粒表面的衍射峰基本一致，沒(méi)有其他峰的出現(xiàn)，表明反應(yīng)的水里進(jìn)行，得到了沸石顆粒類似羥基磷灰石粉末的結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的有益效果：發(fā)明屬于有機(jī)肥料，發(fā)酵的有機(jī)物來(lái)自海鮮廢棄料和蒼蠅幼蟲，經(jīng)消毒后混合淤泥漚制腐熟，腐熟過(guò)后的混合物中，含有較多的蛋白質(zhì)分解的氨基酸成分，混合無(wú)機(jī)離子一同漚制，腐熟過(guò)程中產(chǎn)生的氨基酸分子可以絡(luò)合無(wú)機(jī)離子，最后由發(fā)明特有的改性沸石沙粒吸附，有機(jī)肥中含有大量的氨基酸成分，具有很好的螯合吸附效果，提高后期無(wú)機(jī)肥的施用效率，節(jié)約肥料使用。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1：
一種提高無(wú)機(jī)肥吸收效率的茶樹(shù)有機(jī)肥，其特征在于，由以下重量份（Kg）的原料制成：沸石25、2mol/L Na2HPO4溶液45、氯化鈣12、蚯蚓糞14、白菜老葉28、海鮮廢棄料55、蒼蠅幼蟲14、羊糞球25、石膏粉8、酒池淤泥12、亞硒酸鈉5、硫酸鋅6和適量的水。
一種提高無(wú)機(jī)肥吸收效率的茶樹(shù)有機(jī)肥的制備方法，其特征在于，包括以下幾個(gè)步驟：
（1）對(duì)沸石進(jìn)行高溫煅燒10~15min，然后研磨過(guò)10~20目篩的沙粒狀，放入2mol/L Na2HPO4溶液中，在超聲波頻率45~55W的震動(dòng)頻率下吸附45~60min，過(guò)濾出沸石沙粒；
（2）將氯化鈣加入足量的水中調(diào)制成飽和溶液，然后加入（1）所述的沸石沙粒，保持pH=11~12，常壓保溫60~70℃水浴條件下，攪拌反應(yīng)2.0~2.5h，過(guò)濾并用蒸餾水洗滌至中性，烘干后得表面活性沸石沙粒；
（3）混合蚯蚓糞、白菜老葉、海鮮廢棄料及其它以下未涉及的剩余成分，先高溫蒸汽熏蒸30~40min進(jìn)行軟化并消毒，然后粉碎成渣，加入亞硒酸鈉和硫酸鋅，挖坑填埋并加蓋酒池淤泥保溫漚制25~30天進(jìn)行腐熟；
（4）挖出（3）所述的腐熟料，適量加水球磨成勻漿，加入（2）所得沸石沙粒，攪拌30~40min完成吸附，最后造粒并烘干即可。
將本發(fā)明的茶樹(shù)肥料用于5畝茶樹(shù)粉栽培有機(jī)肥，每年春秋季節(jié)各一次，每次150~200Kg/畝，其它保養(yǎng)與水肥管理與正常栽培均相同，觀察對(duì)照組常規(guī)施肥的茶樹(shù)可以發(fā)現(xiàn)：使用本發(fā)明肥料的茶樹(shù)長(zhǎng)勢(shì)更好，鮮葉量更多，后期無(wú)機(jī)肥的施用量減少，土質(zhì)保持很好，提高了經(jīng)濟(jì)效益。