本发明涉及一种秸秆生化木质素有机缓释液肥及其制备方法，属于有机缓释肥技术领域。
背景技术：
目前，大部分农业用地都普遍施用化肥，其存在的主要问题是化肥的肥效期短、利用率低、功能单一。农作物需要肥期一般为90～120天，而氮肥的肥效期仅为28～47天，其利用率只有30～40％，另外的60～70％都损失于大气和水体中，造成了重大的浪费和环境污染；磷肥的利用率更低，当季利用率只有20％左右，这也直接导致了农村水体富营养化和农村环境恶化。随着农田污染问题的恶化，环保节约新型肥料越来越受到重视。
现有的缓释肥料有三种类型：一是包被、包膜、涂层类；二是脲甲醛、异丁叉二脲、草酰胺类；三是添加各种抑制剂类肥料，因成本、工艺等众多因素，前两类缓释肥料的推广应用较少，80％是属于添加抑制剂的缓释肥料。对于农村来说，既要保证作物产量，又要减少环境污染，因此具有资源节约、环境保护、营养丰富的肥料成为农业目前发展方向。有机缓释肥可以在农作物的整个生长过程中释放适量的养分供农作物吸收，促进农作物的生长，施用有机缓释肥不仅可以增加肥料中养分的利用率，还可以减轻农村环境污染。有机缓释肥能达到一次性施肥，免除追肥工序，增产、节肥、省工，能够逐渐改善农村环境污染，同时也能实现增加农作物产量的目标。
随着现代农业对有机缓释肥需求量的增多，肥料释放以后残留在土壤中的材料不易降解，容易对土壤结构造成破坏，连年施用将对土壤造成污染。因此，提供一种有机缓释肥效果好、成本低、制备工艺简单、环保新型的有机缓释肥非常具有必要。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种秸秆生化木质素有机缓释液肥，解决了现有的有机缓释肥存在的破坏土壤结构、污染环境的问题，具有缓释效果好、改善土壤板结、富含多种植物营养生长素和微量元素的特点，本发明同时提供其制备方法。
本发明所述的秸秆生化木质素有机缓释液肥，由以下重量份数的原料制成：
优选地，由以下重量份数的原料制成：
其中：
所述的高活性生物质木质素的制备方法如下：
(1)以秸秆作为原料，先通过粉碎机进行切断、除尘，再于2.0～5.0MPa下汽爆2～6min，固液分离后向得到的固形物中加碱液，在78～135℃下蒸煮分离0.5～2h，得到木质素黑液；
(2)向木质素黑液中加入15～90ppm的Ca(OH)2进行絮凝沉淀，经过滤精度为18～23μm的过滤器进行过滤，得到木质素清液；
(3)将木质素清液送入管式超滤膜中，控制超滤膜堆压力为5.0～8.0MPa、温度为30～60℃、通量为50～90m3，得到超滤浓液和超滤清液，将超滤浓液送入超滤单效蒸发分离器中，控制蒸发负压为-0.85～-0.89MPa、温度为70～90℃、通量为10～20m3，得到超滤浓黑液，将超滤清液通过卷式纳滤膜进行过滤分离，控制纳滤膜堆压力为15.0～20.0MPa、温度为30～60℃、通量为10～20m3，得到纳滤浓液和纳滤清液，将纳滤浓液送入纳滤单效蒸发分离器，控制蒸发压力为-0.85～-0.89MPa、温度为70～90℃、通量4～10m3，得到纳滤浓黑液；
(4)将超滤浓黑液和纳滤浓黑液分别通过输送装置送入喷雾干燥器，控制干燥负压为-0.21～-0.53MPa、进风温度为200～300℃、出风温度90～180℃，最终得到粒度为200～230目的高活性生物质木质素；
所述的高分子聚合物为聚乳酸。
所述的纤维素泥饼是由造纸厂产生的木质素黑液经板框压滤机进行压滤后而制得。
所述的酸性半纤维素液为秸秆经粉碎机切断后，于2.0～5.0MPa下汽爆2～6min，固液分离后向得到的固形物中加酸液，于78～135℃下蒸煮0.5～2h而产生的发酵废液。
所述的碱性半纤维素液为秸秆经粉碎机切断后，于2.0～5.0MPa下汽爆2～6min，固液分离后向得到的固形物中加碱液，于78～135℃下蒸煮0.5～2h而产生的发酵废液。
所述的氮肥为碳酸氢铵、硝酸钠、硝酸钙、硝酸铵、硝酸铵钙、尿素中的任意一种。
所述的磷肥为磷酸钙、重过磷酸钙、磷酸铵、钙镁磷肥、钢渣磷肥、氨化过磷酸钙、偏磷酸钙中的任意一种。
所述的钾肥为草木灰或碳酸钾。
所述的植物细胞分裂素的主要成分是玉米素、玉米素核苷、苄氨基嘌呤、激动素，细胞分裂素原粉是纯天然、无公害、多组份发酵代谢产物。
本发明所述的秸秆生化木质素有机缓释液肥的制备方法，是先将碱性半纤维素液、酸性半纤维素液、纤维素泥饼与高活性生物质木质素混合均匀，再依次加入植物细胞分裂素、高分子聚合物、氮肥、磷肥和钾肥进行搅拌，最后加入硝酸调节pH值为8.5～10，得到秸秆生化木质素有机缓释液肥。
本发明的秸秆生化木质素有机缓释液肥的颜色为棕褐色或黑色、pH值为8.5～10，理化特性如下：腐殖质含量≥0.4wt％、总养分含量≥25g/L、水不溶物含量≤53g/L、有机质含量≥1.4mg/L、粪大肠菌群数≤98个/mL、蛔虫卵死亡率≥96％、总氮≥1050mg/L、总磷≥12mg/L、总钾≥5500mg/L、总砷(以As计)≤0.9mg/L、总镉(以Cd计)≤0.95mg/L、总铅(以Pb计)≤3mg/L、总铬(以Cr计)≤0.92mg/L、总汞(以Hg计)≤0.4mg/L。
本发明的有益效果如下：
(1)长期施用本发明的秸秆生化木质素有机缓释液肥能够改善土壤结构、克服土壤板结，达到激活土壤、培肥地力、保护水体营养不流失，给生物链创造生态循环的条件，增强了土壤保肥、保水、保温和防止营养流失，改善了土壤质量，提高了土壤中有机物质的含量；
(2)能够满足有机种植不施用化学农药的种植需求，缓释效果好、成本低、制备工艺简单、绿色环保；
(3)本发明的秸秆生化木质素有机缓释液肥使得农作物需要营养生长素和微量元素延长期为90～120天，而氮肥的肥效期延长为85～118天，其利用率只有85％～90％，减少了流失，保护水体营养不流失，给生物链创造生态循环的条件，提高磷肥利用率为90％左右，磷肥利用率不会受到季节影响改变。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步描述。
实施例1
秸秆生化木质素有机缓释液肥，由以下重量份数的原料制成：
其中：
高活性生物质木质素的制备方法如下：
(1)以秸秆作为原料，先通过粉碎机进行切断、除尘，再于2.0～5.0MPa下汽爆2～6min，固液分离后向得到的固形物中加碱液，在78～135℃下蒸煮分离0.5～2h，得到高活性生物质木质素黑液；
(2)向高活性生物质木质素黑液中加入15～90ppm的Ca(OH)2进行絮凝沉淀，经过滤精度为20μm的过滤器进行过滤，得到高活性生物质木质素清液；
(3)将高活性生物质木质素清液送入管式超滤膜中，控制超滤膜堆压力为5.0～8.0MPa、温度为30～60℃、通量为50～90m3，得到超滤浓液和超滤清液，将超滤浓液送入超滤单效蒸发分离器中，控制蒸发负压为-0.85～-0.89MPa、温度为70～90℃、通量为10～20m3，得到超滤浓黑液，将超滤清液通过卷式纳滤膜进行过滤分离，控制纳滤膜堆压力为15.0～20.0MPa、温度为30～60℃、通量为10～20m3，得到纳滤浓液和纳滤清液，将纳滤浓液送入纳滤单效蒸发分离器，控制蒸发压力为-0.85～-0.89MPa、温度为70～90℃、通量4～10m3，得到纳滤浓黑液；
(4)将超滤浓黑液和纳滤浓黑液分别通过输送装置送入喷雾干燥器，控制干燥负压为-0.21～-0.53MPa、进风温度为200～300℃、出风温度90～180℃，最终得到高活性生物质木质素。
秸秆生化木质素有机缓释液肥的制备方法如下：先将配比量的碱性半纤维素液、酸性半纤维素液、纤维素泥饼与高活性生物质木质素混合均匀，再依次加入植物细胞分裂素、聚乳酸、尿素、钙镁磷和碳酸钾进行搅拌，最后加入硝酸调节pH值为8.5～10，得到秸秆生化木质素有机缓释液肥。
应用例1
试验地点：安徽省淮南市寿县炎刘镇新桥国际产业园安徽格义循环经济产业园有限公司。
种植环境：智能温室大棚，总面积5000m2。
西红柿品种1：小汤山千禧番茄(75-571)HK FB杂交种
采用实施例1中得到的秸秆生化木质素有机缓释液肥与普通的肥料做对比试验，总种植面积1500m2，随机均分成3个番茄种植区域。种植区域1作为空白试验区，种植区域2施用秸秆生化木质素有机缓释液肥；种植区域3施用普通肥料。试验方法如下：
开花前，每周对种植区域2内的番茄根部土壤施用秸秆生化木质素有机缓释液肥8mL,叶面喷洒秸秆生化木质素有机缓释液肥2～6mL；对种植区域3内的番茄根部土壤施用普通肥料8mL(浓度0.2％～0.4％),叶面喷洒清水2～6mL。
开花后每七日对种植区域2内的番茄根部土壤施用秸秆生化木质素有机缓释液肥15mL，叶面喷洒秸秆有机液5～15mL；对种植区域3内的番茄根部土壤施用普通肥料20mL(浓度0.2％～0.4％)，叶面喷洒清水5～15mL。
对番茄生长指标进行如下测定：
(1)用直尺测量株高(子叶节至生长点)；
(2)用游标卡尺测量与子叶展开方向平行的子叶节粗度；
(3)用台式扫描仪及图像分析软件分析叶面积；
(4)植株用去离子水冲洗干净，吸干表面水分，在根茎相连处剪断分为地上部和地下部，用万分之一电子天平(厂家：上海菁海仪器有限公司，型号：FA2004N)测定鲜重，在电热恒温鼓风干燥箱(厂家：上海三发科学仪器有限公司，型号：DHG-9070)中105℃下杀青20min后降温到70℃下烘干到恒重，用万分之一电子天平测定干重。壮苗指数按以下公式计算：
壮苗指数＝(茎粗/株高+地下部干重/地上部干重)×全株干重。
得到的实验数据见表1。
表1施肥种类对番茄幼苗数量性状的影响
由表1可知：施用生化木质素有机缓释液肥的番茄对比其它施肥类型，通风透光好，叶面积大，根系发达；果面光泽好，成熟度整齐，口感好；抗脐腐病能力强；施用生化木质素有机缓释液肥比施用普通肥料增产28.8％。
在智能温室大棚以同样试验方法对黄瓜(品种：夏之光(22-35)RZ F1杂交种)进行对比施肥，得出实验结果同番茄试验。
应用例2
试验地点：安徽省淮南市寿县炎刘镇新桥国际产业园安徽格义循环经济产业园有限公司。
小麦品种：扬麦13原名为扬97-65品种。
采用实施例1中得到的生化木质素有机缓释液肥与普通的肥料做对比试验，总种植面积14亩，随机均匀分成4个种植区域。种植区域1：空白；种植区域2:30wt％生化木质素有机缓释液肥灌溉；种植区域3:普通肥料；种植区域4：纯生化木质素有机缓释液肥灌溉。
基肥于播种前整田时期施入，蘖肥于播种后11天施用，拔节肥于小麦幼穗分化第一期施用(始穗期)，穗肥于小麦幼穗分化第二期施用(抽穗期)，粒肥于小麦幼穗分化第三期施用(齐穗期)。
试验过程中观察记录禾苗生长情况，收获时按区域实行全收全称，并用直尺测量株高(子叶节至生长点)。实验结果见表2。
表2各种植区域小麦不同生长期株高
由表2可知：
(1)不同施肥处理对小麦生长发育影响较大，其中施用有机缓释液肥配方肥的小麦在分蘖数、株高、叶绿素含量等指标较为突出。
(2)成熟期不同施肥处理对小麦的产量和品质有影响，施用有机缓释液肥的小麦有效穗数、穗长、穗粒数、结实率、千粒重相对于普通化肥处理较高。