植物生态营养液的制作方法.docx

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专利名称:植物生态营养液的制作方法
技术领域:
本发明涉及植物营养液,尤其是一种可完全代替化学肥及无土栽培营养液的植物生态营养液。
众所共知,物质由元素构成,地球外壳表层中存有94种天然元素,植物需要的就有70种左右。在植物体内需要量较多的元素被称为大量元素;需要量极少的元素被称为微量元素;需要量甚微的元素被称为痕量元素。上述元素在植物体内的作用皆受到含量范围的限制,也就是说,各元素都有一个发挥自身作用的浓度区限,低于该浓度区下限时,元素营养不足,生理作用微弱,会使植物生长失去正常的调节和控制,甚至发生萎缩或死亡;高于该浓度区上限时,元素营养过度,生理作用激烈,会给植物生长带来疾病、甚至枯萎或死亡。由此可见,限制进入植物体内营养元素的量变是控制和调节植物生命活动的必要条件,所有进入植物体内的营养元素,彼此之间的协调及其拮抗,皆是在作用浓度区限内量变的结果。为使植物生长进入最佳运行状态,首先必需满足植物所需营养元素的种类,其次必需控制和调节进入植物体内各营养元素的作用浓度区限。
目前地球的生态环境状况很难满足植物生长所需的这种和谐完美。由于地球内部巨大热能的非均匀性传递及释放,地球壳层频发诸如地震、地陷、造山、断层、内河枯涨、火山爆发等巨大运动,加上大气对流层中降水物对地表的淋溶和雪崩、洪水、泥石流对地表的冲刷及岩石的风化,皆使地壳中
94种元素不断地迁移,并在迁移中不断浓集或稀释,最后导致地壳中元素分布出现背景性的不均衡。人类的不科学活动诸如排入大气对流层及近地层中的工业和生活废气、烟粒、微尘;排入地表水及渗入地下水体中的工业废液、生活污水;开采的矿物、工业废渣、生活垃圾的随便堆放;类尿、化学肥料、化学农药、化学改土剂的播撒施用,都加剧了地壳表层土壤、水体及大气中元素分布,出现人为性的不均衡。背景性和人为性的不均衡恶化了地球的生态环境,使生活在地球上的植物动物、尤其人类,因水、土、气失调而发生水、土、气不服症。
人和动物不能直接摄取营养元素来营养自身,植物是供给人和动物元素营养的生物加工厂,人和动物的营养元素主要来自对植物的消化吸收,利用植物体内的无机物、小分子有机物及大分子有机物进行生命活动,也就是说,人和动物尤其是人为了生存必需与植物进行元素交换,元素交换的细节及其效果,决定着人是否健康长寿。
人类依附地球表层生活繁衍,从包括植物、动物在内的食物和/或食物链、地表水、地下水及大气中摄取各种营养元素,地壳表层中94种元素在人体内几乎全可找到,现已准确测量的有
81种,其中从食物和/%,其余为从饮水和空气中摄取,由于地壳表层及其大气圈生态环境的恶化,人类通过饮食和呼吸,无疑将所处环境中不均衡的元素全部摄入体内,在很大程度上,决定看人体内细胞、组织、器官、体液中的化学成分,从而影响到人体的生长、发育、健康、疾病、衰老、死亡。
人体内的各种元素只要调控在作用浓度区限、尤其最佳效率期内,才会变***体所需的营养元素,参于体内的各种生命活动,这些元素所建立的生态协调关系及其生态制约关系方能同步发生、同步维持。自然,人体内所需元素的种类不可少,每种元素在体内的作用量必需严格调控,只要达到元素种类与各种元素数量之间的和谐完美,人一定会健康长寿。可惜,现状却是90%以上的非传染性疾病与元素的生态均衡失调有关,其中有37种元素在人体内的不足或过量,会导致地方性疾病或中毒性疾病,这些元素是As、B、Ba、Be、Br、Ca、Cd、Cl、Co、Cr、Cu、F、Fe、Hg、I、K、Li、Mg、Mn、Mo、N、Na、Ni、P、Pb、Ra、S、Sb、Se、Si、Sn、Sr、Ti、Tl、U、V、Zn。现有技术告诉我们,疾病的发生及恶化,不是单一元素或某几种元素所致,而是元素群的失调失控造成的,下面列举的是与人体疾病有关的元素群与脑系统疾病有关的元素Ca、Co、Cr、Cu、Ge、I、Li、Mg、Mn、P、Se、Zn;与心脏系统疾病有关的元素Ca、Co、Cr、Cu、Fe、Ge、K、Li、Mg、
Mn、Na、Se、Si、V、Zn;与肝脏系统疾病有关的元素As、Ba、Cd、Co、Cu、Fe、Li、Mg、Mn、Ni、Se、Sn、V、Zn;与肾脏系统疾病有关的元素Ag、Al、As、Ba、Cd、Co、Cr、Cu、Fe、Ge、Mg、Mn、Mo、Ni、P、Se、Sr、V、Zn;与骨病有关的元素Al、Ba、Ca、Cd、F、I、Mg、Mn、P、S、Se、Si、Sr、V、Zn;癌症有关的元素As、Ba、Bi、Cd、Cr、Cu、Fe、Ga、Ge、I、K、Mg、Mn、Mo、N、Nb、Ni、P、Se、Si、Sn、Zn。
上述现有技术涉及的元素有大量的8种、微量的15种和痕量的10种,合计33种。
随着科学技术的发展,尤其在二十世纪九十年代,发现愈来愈多的元素在人体内具有程度不同的生理作用,根据现有技术的记载,这些元素是大量元素C、Ca、Cl、H、K、Mg、N、Na、O、P、S、Si;微量元素Al、B、Co、Cr、Cu、F、Fe、I、Mn、Mo、Ni、Se、Sn、Sr、V、Zn。
痕量元素AS、Ba、Be、Bi、Cd、Ga、Ge、Hg、Li、Nb、Pb、Rb、Ti。
上述现有技术涉及的元素合计41种,“所有元素可能最终都显示生物学作用”,可惜,现代科学技术尚未达到确能全部求证的水平。
化学肥料农业时代横跨近两个世纪,尤其二十世纪是农业发展的全盛年代,化学肥料的普及和大量使用,使农作物、尤其粮食作物的产量增加高达50%。可是,近十年来,化学肥料的施用量比过去增加近一倍,而粮食作物的增产幅度却不断缩小,尤其中国,产量增加不到10%。究其原因,首先,施用的肥种单一,一次供给农作物的营养元素种类过少,化肥厂生产的大多数品种,其元素种类仅限于
Ca、K、Mg、N、P等几个大量元素,这样少的元素种类,很难满足农作物正常生长发育的需要,也无法调控农作物生命活动期内所摄入营养元素之间的协调及其拮抗;其次,施用的肥量过多,中国大田每亩施用量为世界平均量的近四倍,这些施入土壤中的营养元素浓度高于最佳效率期,元素营养过度,反招致农作物的不利生长,另一方面,土壤中过量的化学肥料,严重破坏了土壤的结构,导致土壤板结,失去呼吸功能,也使农作物根系的呼吸功能大大减弱,最后,化学肥料没有与有机肥配套施用,使农作物得不到C、H、O元素的补充,又改变了土壤的组成,造成土壤中有机质含量一再降低,低到不足2%,不能确保农作物的稳产。
由于土壤生态环境状况遭到极为严重破坏,使土壤富有相当的毒副作用,种出来的东西已不适合用于人类自身。近几年来,世界许多科学家和技术人员投入了很多的精力和大量的财力,对已毒污的土壤进行清洗、消毒、改良等方面的研究,但皆因工程浩大,费资额巨,而未能有所突破,反不如摒弃原土而人造一种无污染的“土”来得容易,也能尽快取得经济效益,这就是近半个世纪流行无土栽培的原因。
无土栽培的方法不少,实际可归结为两类水培法和基质法,二者皆基于将植物所需营养物借水的溶解变成可溶性溶液,供植物摄取吸收,因而无土栽培的关键在于营养液的配制。现有技术配制营养液所采用的营养物,几乎皆为无机营养物,没有复配以
C、H、O为主的有机营养物,%,%-%范围内,%-%范围内。
几乎所有的无土栽培营养液的营养元素仅包括几种大量元素,多数为Ca、K、Mg、N、P、S六种,还包括几种微量元素,多数为B、Cu、Fe、Mn、Mo、Zn六种。下面列举几个较有特点的营养液配方(重量ppm)
无土栽培法需要建造大棚,以利棚内植物与已污染的外环境隔离,但也导致棚内光量不足、空气中CO2含量极低,加上湿度难以调控,致使植物光合作用程度很弱,不能随时得到C、H、O元素的补充,使植物失去生命活动所需的能量,尽管可以在棚内增施CO2气肥,也难在弱光和低湿度条件下满足植物光合作用的需要,这是无土栽培法不足之处。
无土栽培营养液的致命弱点,是一次性供给植物摄入的营养元素种类过少,远远没能满足植物所需元素种类的要求,这就从根本上,使植物的生长未能纳入到生态协调及其生态拮抗的轨道上,在该轨道上,植物的生命活动很难进入最佳状态,与施用化学肥料的大田栽培作物相比,无土栽培的更是一种营养不良的植物,出现严重的元素缺乏症,从而直接影响到人类的健康长寿。
本发明的目的在于避免上述现有技术存在的不足之处,提供一种植物生态营养液,使植物生长在新建生态环境中进入最佳状态,并通过该类可食植物和/或食物链,满足人体获取尽可能多的具有生理功能的营养元素种类及每种营养元素的适宜含量,确保人体在较和谐完美的生态环境中健康长寿。
为实现本发明的目的,本发明的植物生态营养液提供的营养元素为43种,它们是12种大量元素C、Ca、Cl、H、K、Mg、N、Na、O、P、S、Si;16种微量元素Al、B、Co、Cr、Cu、F、Fe、I、Mn、Mo、Ni、Se、Sn、Sr、Ti、Zn;及15种痕量元素As、Ba、Be、Cd、Ga、Ge、Hg、La、Li、Nb、Pb、Sc、Ta、V、Y。其中,现有技术确认对人体具有生理作用的元素有39种,占元素总种类的90%。另外4种皆为痕量元素,作为植物生长所需,它们是La、Sc、Ta、Y,而La、Sc、和Y属稀土元素。考虑到Ca、Co、F、I、N、Se、Sn与人体健康长寿密切相关,它们在植物生态营养液中的含量略有提高,人体易从可食植物以外吸收的Cl、Na及Si,在植物生态营养液中的含量则降低较多。
为实现本发明的目的,对本发明的植物生态营养液所含43种营养元素,规定了最佳浓度(重量ppm)(水溶液)范围,现列表如下
上表43种元素浓度(重量ppm)总计后的范围为
-,扣除C、H、O的合计后,浓度(重量ppm)-,相当总的无机营养物在植物生态营养液中的重量百分比浓度(%)-。可以看出,%,%-%的范围内。
为实现本发明的目的,本发明的植物生态营养液的PH值是当该营养液使用时用醋酸(有效成分含量≥%)进行调节,-。采用醋酸的目的,是因为在有机酸中醋酸的分子量很小,易被植物吸收,而且醋酸有一定的抗菌作用。另外,绝大多数的无机盐易于溶解在醋酸中,尤其当将营养液喷施植物叶面、叶背、茎秆时,原叶片和茎秆上已干涸的无机盐,可以被醋酸重新溶流和/或为植物再度摄取吸收。
本发明相比现有技术具有如下优点第一、植物生态营养液可为植物生存提供新的生态环境,并采用无机营养物与有机营养物复配及用醋酸调节该营养液的PH值,可确保植物高产稳产,用于大田、山地时,又可对已板结的土壤和/或有机质贫缺的土壤进行缓冲改良。
第二、植物生态营养液含有43种营养元素,其中90%的营养元素对人体有程序不同的生理作用。该营养液中各种元素、尤其无机营养物中各种元素的含量,皆处于最佳使用浓度范围内,既有利于植物的健壮生长
,又有利于人体消化吸收该植物后建立健康长寿的生态环境。
第三、植物生态营养液含有的长效抗菌物及醋酸,有利于该营养液的防腐及植物的防病;用于大田、山地,可防止土壤中微生物的滋生,用于无土基质栽培,可避免基质长期使用时易受细菌和/或病毒的感染。
第四、植物生态营养液的四种类型与化学肥料及无土栽培营养液相比,具有更广泛的应用,适用于大田、山地、大棚中各种植物,可对植物根部灌施,又可对地上茎秆支叶喷施,还可用于浸种,并作净菜、切花的保鲜剂。
第五、植物生态营养液,生产投入少,工艺流程简单,特别适合于广大乡镇企业或个体企业生产。
第六、植物生态营养液成本低,既可使植物增产,又可使植物增收。
下面结合实施例对本发明作进一步详述实施例1植物生长期生态营养液(水溶液)
,,%;,%。在无机营养物中,各元素群的含量占无机营养物元素总量的重量百分比(%)分别为K、N、、、。无机营养物的元素总量相当该无机营养物在营养液中的重量百分比浓度
(%)。
实施例2植物果实膨大期生态营养液(水溶液)
,,%,,%。在无机营养物中,各元素群的含量占无机营养物元素总量的重量百分比(%)分别为KNP:、、。无机营养物的元素总量相当该无机营养物在营养液中的重量百分比浓度(%)。
实施例3植物采收期生态营养液(水溶液
,,%;,%。在无机营养物中,各元素群的含量占无机营养物元素总量的重量百分比(%)分别为K、N、P:、、。无机营养物的元素总量相当该无机营养物在营养液中的重量百分比浓度(%)。
实施例4植物花草生态营养液(水溶液)
,,%;,%。在无机营养物中,各元素群的含量占无机营养物元素总量的重量百分比