本发明涉及一种含有γ-聚谷氨酸和腐植酸的高效复合肥及其制备方法，属于化肥制备领域。
背景技术：
中国是农业大国，也是化肥使用大国，据调查，我国的化肥使用量占全世界的35％，相当于美国和印度两国的总和。虽然近年来我国化肥使用量已经逐渐被控制，出现了零增长的良好态势，但我国化肥施用过量依旧，有效利用率依然偏低，使用结构依然存在很多不合理的地方，生产过程中使用技术也较为落后。面对如此严峻的形式，就需要我们做出改变，从政府到企业到经销商到农户，每一级都需要严格把控，每一级都需要有忧患意识。在产能总量、原料结构调整、产品结构升级、节能环保提升、化解过剩产能、使用技术提高等方面做出应有的对策与改变，才能利于中国农业的可持续性发展。
γ-聚谷氨酸是一种优良的环保型高分子材料，可作为保水剂、重金属离子吸附剂、絮凝剂、缓释剂以及药物载体等，在化妆品、环境保护、食品、医药、农业等产业领域有广泛的应用，是一种社会公认的安全环保材料。γ-聚谷氨酸因其特有的聚阴离子结构，能在肥料表面形成一层膜保护结构，使养分能够有效的释放。同时，γ-聚谷氨酸具有超强的吸水和保水能力，能够减少植物生长所需的用水量，γ-聚谷氨酸能够螯合土壤中的中微量元素，重塑土壤团粒结构，促进土壤有益微生物菌群的形成。当其在自然降解为多肽或小肽类物质时，它能有效提高植物光合作用的效率，并使植物自身抗性增强，从而达到增产提质的效果。
腐植酸是一种天然的有机大分子化合物的混合物，它是一类天然有机弱酸，由黄腐酸、黑腐酸和棕腐酸三部分组成，广泛存在于自然界中。它能够改善土壤结构，促进团粒的形成，增强土壤保肥供肥能力，保持养肥能力强，减少有效养分损失，提高化肥的肥效，供肥时间持久。同时可以促进微生物的繁殖和活动，促进生根和提高根系吸水能力，增强作物抗逆性能，使其提早成熟，提高品质。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种含有γ-聚谷氨酸、腐植酸和中微量元素的高效复合肥，通过γ-聚谷氨酸、腐植酸的协和作用，提高土壤中中微量元素的供应能力，提高作物吸收和生长。
为了解决上述技术问题，本发明公开了一种高效复合肥，包含氮元素、磷元素、钾元素的基本营养肥，以及腐植酸、γ-聚谷氨酸；
其中，所述基本营养肥还包含2～5wt％的中微量元素，中微量元素至少含有镁、锌和硼元素中的两种；
所述腐植酸的质量为基本营养肥质量的5～10％；
所述γ-聚谷氨酸的质量为基本营养肥质量的1～3％。
本发明利用γ-聚谷氨酸、腐植酸的协和作用，动态螯合和释放中微量元素，提高土壤中中微量元素的供应能力，提高作物吸收和生长。
优选地，所述γ-聚谷氨酸的平均分子量为5～3000kda。
其中，所述γ-聚谷氨酸为γ-聚谷氨酸溶液或者γ-聚谷氨酸粉剂。
所述氮元素来自硫酸铵；所述磷元素来自磷酸一铵；所述钾元素来自硝酸钾和/或硫酸钾；
所述氮元素占基本营养肥质量的14～19％，磷元素占基本营养肥质量的0～5％，钾元素占基本营养肥质量的2～8％。
本发明还提供上述高效复合肥的制备方法，包括如下步骤：
(1)将氮元素、磷元素、钾元素以及中微量元素按组成配成基本营养肥；
(2)基本营养肥经搅拌、粉碎后，入造粒滚筒并喷洒腐植酸溶液；
(3)造粒后，进行烘干处理；
(4)颗粒过筛，粒径控制在3～5mm；
(5)颗粒入薄膜滚筒，喷涂防板结油和γ-聚谷氨酸，使γ-聚谷氨酸均匀包裹在颗粒表面；
(6)颗粒成品包装。
步骤(3)中烘干处理的条件为：一级烘干滚筒的温度控制在650～800℃，二级烘干滚筒的温度控制在400～500℃，冷却后颗粒温度控制在70～80℃。
上述复合肥的使用方法是：作为植物追肥使用。
本发明高效复合肥适用于粮食作物，如土豆、小麦、大豆、玉米等，也适用于经济作物，如白菜、葡萄、黄瓜、西红柿等。配方含聚谷氨酸、腐植酸和中微量元素，可以很好的促进植物发育，提高产量和提升品质。
有益效果：
1、本发明复合肥配方中聚谷氨酸具有较强的吸水保水能力，能够有效改良土壤团粒结构，提高土壤水分以及养分利用率，并提高土壤中微生物群落的种类和数量，改善土壤微生态环境，有效提高作物光合作用，提高作物抗旱、抗寒、抗盐、抗病等抗逆能力，聚谷氨酸为天然生物高分子材料，在土壤中可以自然降解被植物吸收，对环境安全友好；
2、本发明复合肥配方中腐植酸可改善土壤结构，增强土壤保肥供肥能力，提高化肥的肥效，供肥时间持久，促进微生物的繁殖和活动，促进生根和提高根系吸水能力，增强作物抗逆性能，使其提早成熟，提高品质；
3、本发明复合肥通过聚谷氨酸和腐植酸具有协同作用，能够动态螯合和释放中微量元素，提高土壤中中微量元素的供应能力，提高作物吸收和生长，该复合肥是一种速效肥料，养分能够被植物快速吸收。
具体实施方式
根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实例所描述的内容仅限于说明本发明，而不应当限制权力要求书中所描述的本发明。
实施例1
基本营养肥包含如下质量百分比的组分：硫酸铵80％(硫酸铵中氮元素的含量为21.2％)，硝酸钾7％(硝酸钾中氮元素的含量为13.8％，钾元素的含量为38.6％)，硫酸钾10％(硫酸钾中钾元素的含量为44.8％)，镁、锌、硼等中微量元素比例为3％(分别来自硫酸镁、硫酸锌、硼酸等)。
基本营养肥经搅拌、粉碎后，入造粒滚筒并喷洒腐植酸溶液(喷洒质量为基本营养肥质量的8.5％)；造粒后，进行烘干处理，一级烘干滚筒的温度控制在650～800℃，二级烘干滚筒的温度控制在400～500℃，冷却后颗粒温度控制在70～80℃；颗粒过筛，粒径控制在3～5mm；颗粒入薄膜滚筒，喷涂防板结油和γ-聚谷氨酸(喷涂质量为基本营养肥质量的1.5％)，使γ-聚谷氨酸均匀包裹在颗粒表面，最后进行颗粒成品包装。
将上述制备得到的高效复合肥进行大白菜种植试验，试验于2018年3月至2018年5月在南京浦浩试验基地，实验设3个处理3次重复，小区面积为5m×4m＝20m2，各小区随机分布。试验处理如下：
处理1，常规对照(ck1)：基肥按当地习惯施肥进行，常规对照施用600kg/亩商品有机肥，20kg复合肥作基肥，肥料施用后土壤进行翻耕。
处理2，高效复合肥：追肥时使用上述制备的高效复合肥40kg，其它施肥措施同处理1。
处理3，普通复合肥：追肥时使用市面上的复合肥(15-0-15)40kg，其它施肥措施同处理1。
大白菜津秀1号于2018年3月20日统一撒播育苗，4月6日挑选大小一致健壮的菜苗移栽，株行距为25cm×40cm，每个小区定植白菜200株。5月初进行追肥处理。5月25日收获时，每个处理小区随机采样，测定株高及单株重，结果见表1。
表1
从表1数据可以发现，施用上述制备的高效复合肥，大白菜的株高和单株重明显优于常规对照和普通复合肥的种植效果。
实施例2
基本营养肥包含如下质量百分比的组分：硫酸铵78％(硫酸铵中氮元素的含量为21.2％)，磷酸一铵5％(磷酸一铵中氮元素含量为12.2％，磷元素的含量为26.9％)，硝酸钾7％(硝酸钾中氮元素的含量为13.8％，钾元素的含量为38.6％)，硫酸钾5％(硝酸钾中氮元素的含量为44.8％)，镁、锌、硼等中微量元素比例为5％(分别来自硫酸镁、硫酸锌、硼酸等)。
基本营养肥经搅拌、粉碎后，入造粒滚筒并喷洒腐植酸溶液(喷洒质量为基本营养肥质量的8.0％)；造粒后，进行烘干处理，一级烘干滚筒的温度控制在650～800℃，二级烘干滚筒的温度控制在400～500℃，冷却后颗粒温度控制在70～80℃；颗粒过筛，粒径控制在3～5mm；颗粒入薄膜滚筒，喷涂防板结油和γ-聚谷氨酸(喷涂质量为基本营养肥质量的2.0％)，使γ-聚谷氨酸均匀包裹在颗粒表面，最后进行颗粒成品包装。
将上述制备得到的高效复合肥进行西红柿种植试验，试验于2017年1月至2017年7月在南京浦浩试验基地，试验设3次重复，共计9个小区，小区面积为6m×6m＝36m2各小区随机分布。试验处理如下：
处理1，常规对照(ck1)：施用1500kg有机肥，40kg复合肥作基肥，肥料施用后土壤进行翻耕。
处理2，高效复合肥：膨果期追施上述制备的高效复合肥40kg，其它施肥措施同处理1。
处理3，普通复合肥：膨果期追施市面上普通复合肥(15-0-15)40kg，其它施肥措施同处理1。
供试材料番茄佳粉17于2017年1月23日育苗，3月28日挑选大小均匀的番茄苗统一定植，株行距为60cm×30cm，每个小区定植番茄200株。5月23日至7月16日收获时，每个处理小区随机采样，测定单株番茄蛋白质含量、糖含量，结果见表2。
表2
通过表2可知，应用高效复合肥，番茄的蛋白质含量、含糖量明显优于常规对照和普通复合肥的种植效果。聚谷氨酸和腐植酸能够有效的改良土壤结构，提高番茄的光合作用，促进糖分、蛋白质等物质的积累，提升番茄植株的抗逆能力，提高番茄经济附加值。
实施例3
基本营养肥包含如下质量百分比的组分：硫酸铵83％(硫酸铵中氮元素的含量为21.2％)，磷酸一铵5％(磷酸一铵中氮元素含量为12.2％，磷元素的含量为26.9％)，硝酸钾5％(硝酸钾中氮元素的含量为13.8％，钾元素的含量为38.6％)，硫酸钾5％(硫酸钾中氮元素的含量为44.8％)，镁、锌、硼等中微量元素比例为2％(分别来自硫酸镁、硫酸锌、硼酸等)。
基本营养肥经搅拌、粉碎后，入造粒滚筒并喷洒腐植酸溶液(喷洒质量为基本营养肥质量的7.5％)；造粒后，进行烘干处理，一级烘干滚筒的温度控制在650～800℃，二级烘干滚筒的温度控制在400～500℃，冷却后颗粒温度控制在70～80℃；颗粒过筛，粒径控制在3～5mm；颗粒入薄膜滚筒，喷涂防板结油和γ-聚谷氨酸(喷涂质量为基本营养肥质量的3.0％)，使γ-聚谷氨酸均匀包裹在颗粒表面，最后进行颗粒成品包装。
将上述制备得到的高效复合肥进行葡萄上种植试验，试验于2017年4月至2017年9月在南京浦浩试验基地，在葡萄园区以4m×5m＝20m2的葡萄种植区作为一个试验小区，设3次重复，共计9个小区，各小区随机分布。试验处理如下：
处理1，常规对照(ck1)：常规对照施用400kg商品有机肥做基肥，肥料于上年摘果后9月中下旬开条沟施用。
处理2，高效复合肥：使用上述制备的高效复合肥于巨峰葡萄萌芽前以及葡萄膨大期分别追施一次，每次20公斤/亩，其它施肥措施同处理1。
处理3，普通复合肥：使用市面上的普通复合肥(18-9-18)，于巨峰葡萄萌芽前以及葡萄膨大期分别追施一次，每次20公斤/亩，其它施肥措施同处理1。
供试材料巨峰葡萄，4年生露地栽培，6月25日至8月31日收获时，每个处理小区随机采样，测定葡萄单粒重、糖含量，结果见表3。
表3
从表3可知，应用高效复合肥，巨峰葡萄的单粒重、含糖量明显优于常规对照和普通复合肥的种植效果。聚谷氨酸和腐植酸能够有效的改良土壤团粒结构，提高肥料利用率，大幅提高光合作用，物质积累充分，起到提质增产的效果。
实施例4
基本营养肥包含如下质量百分比的组分：硫酸铵73％(硫酸铵中氮元素的含量为21.2％)，磷酸一铵5％(磷酸一铵中氮元素含量为12.2％，磷元素的含量为26.9％)，硝酸钾10％(硝酸钾中氮元素的含量为13.8％，钾元素的含量为38.6％)，硫酸钾7％(硫酸钾中钾元素的含量为44.8％)，镁、锌、硼等中微量元素比例为5％(分别来自硫酸镁、硫酸锌、硼酸等)。
基本营养肥经搅拌、粉碎后，入造粒滚筒并喷洒腐植酸溶液(喷洒质量为基本营养肥质量的7.5％)；造粒后，进行烘干处理，一级烘干滚筒的温度控制在650～800℃，二级烘干滚筒的温度控制在400～500℃，冷却后颗粒温度控制在70～80℃；颗粒过筛，粒径控制在3～5mm；颗粒入薄膜滚筒，喷涂防板结油和γ-聚谷氨酸(喷涂质量为基本营养肥质量的3.5％)，使γ-聚谷氨酸均匀包裹在颗粒表面，最后进行颗粒成品包装。
将上述制备得到的高效复合肥进行土豆上种植试验，试验于2017年11月至2018年2月在南京浦浩试验基地，试验设3次重复，共计9个小区，小区面积为5m×4m＝20m2各小区随机分布。试验处理如下：
处理1，常规对照(ck1)：施用500kg有机肥，40kg复合肥作基肥，肥料施用后土壤进行翻耕。
处理2，高效复合肥：使用上述制备的高效复合肥30kg于土豆膨大期追肥，沟施覆土，其它施肥措施同处理1。
处理3，普通复合肥：使用市场上普通复合肥(5-2-11)30kg于土豆膨大期追肥，沟施覆土，其它施肥措施同处理1。
供试材料金冠土豆于2017年11月25日挑选大小均匀土豆芽块统一定植，株行距为50cm×30cm，每个小区定植土豆130株。收获时间为2018年2月28日，每个处理小区随机采样，测定单株土豆重及株高，结果见表4。
表4
从表4可知，高效复合肥做追肥施用，皇冠土豆的单株土豆重、株高明显优于常规对照和普通复合肥的种植效果。聚谷氨酸和腐植酸能有效改良土壤团粒结构，预防土传病害。通过光合作用增强，提高土豆淀粉积累，达到提质增产的目的。
实施例5
基本营养肥包含如下质量百分比的组分：硫酸铵80％(硫酸铵中氮元素的含量为21.2％)，磷酸一铵10％(磷酸一铵中氮元素含量为12.2％，磷元素的含量为26.9％)，硝酸钾5％(硝酸钾中氮元素的含量为13.8％，钾元素的含量为38.6％)，硫酸钾3％(硫酸钾中钾元素的含量为44.8％)，镁、锌、硼等中微量元素比例为2％(分别来自硫酸镁、硫酸锌、硼酸等)。
基本营养肥经搅拌、粉碎后，入造粒滚筒并喷洒腐植酸溶液(喷洒质量为基本营养肥质量的9.0％)；造粒后，进行烘干处理，一级烘干滚筒的温度控制在650～800℃，二级烘干滚筒的温度控制在400～500℃，冷却后颗粒温度控制在70～80℃；颗粒过筛，粒径控制在3～5mm；颗粒入薄膜滚筒，喷涂防板结油和γ-聚谷氨酸(喷涂质量为基本营养肥质量的1.5％)，使γ-聚谷氨酸均匀包裹在颗粒表面，最后进行颗粒成品包装。
将上述制备得到的高效复合肥进行黄瓜上种植试验，试验于2018年1月至2018年5月在南京浦浩试验基地，试验设3次重复，共计9个小区，小区面积为6m×4m＝24m2各小区随机分布。试验处理如下：
处理1，常规对照(ck1)：施用1500kg有机肥，60kg复合肥作基肥，肥料施用后土壤进行翻耕。
处理2，高效复合肥：使用上述制备的高效复合肥10kg于黄瓜整个生长期，沟施覆土，15天追施一次其它施肥措施同处理1。
处理3，普通复合肥：使用市场上普通复合肥(20-20-20)10kg于黄瓜整个生长期，沟施覆土，15天追施一次其它施肥措施同处理1。
供试材料津绿6号黄瓜于2018年1月10日育苗，3月22日挑选大小均匀的黄瓜苗统一定植，株行距为60cm×30cm，每个小区定植黄瓜130株。4月6日至5月25日收获时，每个处理小区随机采样，测定单株黄瓜重，结果见表5。
表5
从表5可知，高效复合肥做追肥施用，津绿6号黄瓜的维生素e、维生素c含量优于常规对照和普通复合肥的种植效果。聚谷氨酸能有效改良土壤团粒结构，促进植株根系生长，重塑根际微生物群落种类及数量。植株中微量元素的吸收能力及光合作用能力增强，黄瓜物质积累快速、充分，有效提高果实品质口感。
本发明提供了一种高效复合肥及其制备方法的思路及方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。