本发明涉及农业固体废弃物处理与资源化技术领域，具体的说，涉及一种利用磷酸铁高效催化秸秆生产有机复合肥的方法。
背景技术：
农作物秸秆是地球上第一大可再生资源。据有关统计，我国每年产生的秸秆为7亿吨．废弃或露天焚烧的部分约占总量的l/3。大批秸秆未能得到有效利用，成为“用处不大”但必须处理掉的“废弃物”。近年来，农作物秸秆成为农村面源污染的新源头。每年夏收和秋冬之际，总有大量的向日葵、大麦、小麦、稻草等秸秆在田间焚烧，产生了大量浓重的烟雾．不仅成为农村环境保护的瓶颈问题，甚至成为殃及城市环境的罪魁祸首
磷酸铁化合物有独特的催化特性、离子交换能力和电化学性能，是一种重要的原料，在新能源材料、防锈涂料、仿古陶瓷、催化剂等领域已有很好的应用。本发明通过添加磷酸铁作为催化剂对秸秆进行厌氧发酵，催化厌氧发酵速率，将不溶于水的磷酸铁通过有机酸缓慢释放至反应液和反应渣中，制成液态、半固态有机复合磷肥用于农田施肥。大大改善了农村环境和秸秆的利用率，为农业固体废弃物秸秆的资源化利用提供依据。
技术实现要素：
为解决现有技术的缺点和不足，本发明的目的是提供一种利用磷酸铁高效催化秸秆生产有机复合肥的方法，该方法简单，得到的有机复合肥长效、高效。
本发明的技术方案具体介绍如下。
本发明提供一种利用磷酸铁高效催化秸秆生产有机复合肥的方法，具体步骤如下：
（1）将秸秆破碎后，与水以质量比为1:1~1:5混合；
（2）以磷酸铁为催化剂，向（1）中的混合物中加入纯度为90%~99%磷酸铁，催化剂的加入量为秸秆重量的3%~15%；
（3）将（2）中得到的混合物进行厌氧发酵，得到有机复合肥。
上述步骤（1）中，所述秸秆选自向日葵、大麦、小麦、稻草、燕麦或大豆秸秆中的一种或几种；破碎长度为5mm~50mm。
上述步骤（1）中，所述秸秆与水混合比例为1:2~1:4。
上述步骤（2）中，所述的催化剂的添加量为秸秆重量的5%~12%。
上述步骤（3）中，厌氧发酵温度为25℃~50℃，厌氧发酵时间为3~8天。优选的，厌氧发酵时间为3-5天。本发明厌氧发酵后的产物经过简易包装，例如，可通过自然干燥，使得水分含量为25wt%~30wt%后作为肥料直接利用。
和现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明能改善复合肥的肥效，由于秸秆中主要含钾元素较高，单一发酵无法达到很好的效果，通过添加磷酸铁可以增加磷元素的含量和铁元素的含量。一方面能够有效的通过厌氧发酵反应利用植物中的腐殖酸、有机酸将磷酸铁进行水解，生成磷酸根为厌氧菌的产生提供营养基础，磷元素是组成细胞核、原生质的重要元素，是核酸及核苷酸的组成部分，可以加速厌氧发酵过程。另一方面，忒铁元素在厌氧发酵中，在合成产甲烷菌组织的金属元素中含量最高，能够合成和激活多种酶（β-葡萄糖苷酶和辅酶F42等）的活性，能够形成硫化物沉淀，刺激胞外聚合物的分泌，保证了后续厌氧发酵过程的顺利运行。
本发明通过添加催化剂加快秸秆的厌氧发酵过程，厌氧发酵过程中产生的有
机酸与催化剂反应，释放磷酸根，液体作为液体磷肥进行添加，而固体和半固体可以作为长期缓释有机复合磷肥。所产生的复合肥养分含量高、副成分少且物理性状好，提高作物产量，能改善农产品品质。
附图说明
图1是秸杆高效制备复合有机缓释肥的工艺流程图。
具体实施方式
本发明人经过深入的研究对利用秸秆制作复合肥的方法进行了改进，进一步优化了制备过程中的催化剂和其他反应条件。采用本发明提供的方法，可以充分利用磷酸铁中的有效成分，为植物的生长提供必要的养分。
实施例1
将刚收获的向日葵秸杆破碎至5mm，称取30g与蒸馏水进行1:1(w/w)混合，然后混合物加入0.9g（90%）的磷酸铁，混合物送入厌氧发酵罐，控制温度为50℃，进行复合肥的生产，反应时间为3天。将所得的复合肥进行自然干燥，至水分含量为25%~30%后进行简单包装。通过盆栽实验检验肥效。
实施例2
将刚收获的大麦秸杆破碎至20mm，称取30g与蒸馏水进行1:1.5(w/w)混合，然后混合物加入1.5g（92%）的磷酸铁，混合物送入厌氧发酵罐，控制温度为45℃，进行复合肥的生产，反应时间为4天。将所得的复合肥进行自然干燥，至水分含量为25%~30%后进行简单包装。通过盆栽实验检验肥效。
实施例3
将刚收获的小麦秸杆破碎至30mm，称取30g与蒸馏水进行1:2(w/w)混合，然后混合物加入2.1g（94%）的磷酸铁，混合物送入厌氧发酵罐，控制温度为40℃，进行复合肥的生产，反应时间为5天。将所得的复合肥进行自然干燥，至水分含量为25%~30%后进行简单包装。通过盆栽实验检验肥效。
实施例4
将刚收获的稻草破碎至10mm，称取30g与蒸馏水进行1:3(w/w)混合，然后混合物加入2.7g（96%）的磷酸铁，混合物送入厌氧发酵罐，控制温度为35℃，进行复合肥的生产，反应时间为6天。将所得的复合肥进行自然干燥，至水分含量为25%~30%后进行简单包装。通过盆栽实验检验肥效。
实施例5
将刚收获的燕麦秸杆破碎至20mm，称取30g与蒸馏水进行1:4(w/w)混合，然后混合物加入3.3g（98%）的磷酸铁，混合物送入厌氧发酵罐，控制温度为30℃，进行复合肥的生产，反应时间为7天。将所得的复合肥进行自然干燥，至水分含量为25%~30%后进行简单包装。通过盆栽实验检验肥效。
实施例6
将刚收获的大豆秸杆破碎至50mm，称取30g与蒸馏水进行1:5(w/w)混合，然后混合物加入4.5g（99%）的磷酸铁，混合物送入厌氧发酵罐，控制温度为25℃，进行复合肥的生产，反应时间为8天。将所得的复合肥进行自然干燥，至水分含量为25%~30%后进行简单包装。通过盆栽实验检验肥效。
对比例
将刚收获的向日葵秸杆破碎至50mm，称取30g与蒸馏水进行1:5(w/w)混合，将混合物送入厌氧发酵罐进行复合肥的生产，控制温度为25℃，进行复合肥的生产，反应时间为8天。将所得的复合肥进行自然干燥，至水分含量为25%~30%后进行简单包装。通过盆栽实验检验肥效。
本发明中将出苗的样品取一部分烘干后，运用GBT8573-2010 进行复混肥料中有效磷含量的测定。
表1是实施例和对比例样品的盆栽实验相关数据。
表1实施例和对比例样品的盆栽实验相关数据
从以上的实验结果可以看出，本发明制备的复合有机肥，分散性好；具有较高催化性能；另外，大幅提高了植物对于磷元素的利用率，事实上，磷对农作物的生长起着举足轻重的低位。 磷是组成细胞核、原生质的重要元素，是核酸及核苷酸的组成部分。作物体内磷脂、酶类和植素中均含有磷，磷参与构成生物膜及碳水化合物，含氮物质和脂肪的合成、分解和运转等代谢过程，是作物生长发育必不可少的养分。本发明制备的复合有机缓释肥使用方便，成本较低，制作工艺简单。