一种绿色环保复合肥料的制作方法

本发明涉及肥料领域，尤其是一种绿色环保复合肥料。

背景技术：

1、肥料能够提供植物需要或者对植物有益的营养元素，改善土壤性质、提高土壤肥力水平，是农业生产中最重要的农业物资之一。过量使用化肥不仅使土壤养分单一、肥力迅速下降，严重影响作物品质，而且污染物流失，破坏了生态环境，因化学物残留，危害人体健康，同时，还进一步加剧了我国能源的短缺问题。

2、由于农田大量施用单元素化肥，其养分不能被作物有效地吸收利用。氮、磷、钾等一些化学物质易被土壤固结，使各种盐分在土壤中积累，造成土壤养分失调，部分地块的有害重金属含量和有害病菌量超标，导致土壤性状恶化，作物体内部分物质转化合成受阻，使农产品品质降低。超量使用化肥使果蔬生长性状低劣，并且容易腐烂，不易存放。此外，过量使用化肥极易使庄稼倒伏，而一旦出现倒伏，就必然导致粮食减产，威胁中国的粮食安全；过量使用化肥还容易发生病虫害。比如使用过量的氮肥，会使庄稼抗病虫害能力减弱，易遭病虫的侵染，继而会增加防虫害的农药用量，直接威胁食品的安全性。

3、过量使用化肥，还会加剧环境污染，氮素流失不仅造成巨大的浪费，而且会对土壤、水体、空气造成严重的污染。过量施肥会导致土壤板结，土壤胶体分散，降低了土壤的通气蓄水能力。大量的氮磷元素经过淋失途径进入水体，造成水体氮磷含量严重超标，进而引起水体富营养化，水质下降。土壤中的氮肥，还有相当一部分渗入到地下，造成地下水污染。经反硝化过程，土壤中的硝态氮、亚硝态氮还原为no、no2、n2等气体，这些气体与大气中的so2发生化学反应，最终形成酸雨，而酸雨对整个地球生态系统都具有严重的威胁。同时no、no2还是温室气体，能引起温室效应。

4、大量化肥的使用还会浪费大量紧缺资源，化肥成本之所以居高不下，是因为生产原料紧缺。如氮肥主要以石油为原料，现在则以煤和天然气为主，这些都是我国紧缺的资源。而且每年化肥生产还要消耗大量高品质的磷矿石，而磷矿石也已被列入国土资源部2010年后的紧缺资源之列。有数据表明，2004年我国化肥生产消耗约1亿吨标准煤，超过国家能源消耗比重5％；每年化肥生产消耗的高品位磷矿石超过1亿吨；并消耗了我国72％的硫资源。目前，我国每年生产和消费的化肥量超过4500万吨，而全国氮肥利用率仅有30％左右。因此，开发一种绿色环保复合肥料迫在眉睫。

5、cn 109761712 a公开了一种有机环保无公害肥料的制备方法，其采用氨化处理和生物处理作物秸秆，以达到更好的效果，木质纤维素和半纤维素去除率可达到85％以上，大大提高了作物秸秆的利用率。其利用氨水电离出氢氧根离子和铵离子。氢氧根离子可使木质素和纤维素之间的酯键断裂，打破木质素和纤维素的镶嵌结构，溶解半纤维素和一部分木质素。但是，其对纤维素中最难分解的木质纤维素处理效果弱，经处理后，还有10％以上的纤维素残余率；且用氨水处理，污染空气和水源，且对人体伤害较大，不适宜大规模推广。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的缺陷，本发明提供了一种绿色环保复合肥料及其制备方法。

2、一种绿色环保复合肥料，按重量份计，由以下原料组成：75-85份有机基料、10-20份无机基料、0.5-1份聚谷氨酸、3-4份活性炭、0.5-1份硝化抑制剂。

3、所述有机基料的制备方法，包括以下步骤：

4、s1将小麦秸秆清洗后，粉碎至1mm，室温晾干，得到小麦秸秆粉；

5、s2将步骤s1制得的小麦秸秆粉、改性剂、柠檬酸、聚乙二醇、水按质量比(15-25):(5-15):(1-2):(4-6):(64-75)混合，在50-70℃下、以120-200r/min转速搅拌30-60min，同时辅以超声处理，超声功率为500-800w，频率为40-60khz，过滤取沉淀，干燥后，得到改性小麦秸秆；

6、s3将步骤s2制得的改性小麦秸秆、酶制剂、柠檬酸、水按质量比(25-35):(0.1-0.5):(3-5):(60-70)混合，在30-50℃下、以60-90r/min转速搅拌20-40min后，静置酶解4-6h，过滤、洗涤、干燥，得到酶解小麦秸秆粉；

7、s4将步骤s3制得的酶解小麦秸秆粉、发酵菌、水按质量比(35-45):(0.1-0.5):(55-65)混合，以120-200r/min转速搅拌10-20min后，静置发酵10-20天，得到发酵小麦秸秆粉；

8、s5对步骤s4制得的发酵小麦秸秆粉在80-100℃下烘干至含水量为20-30％，然后进行紫外灭菌处理，得到所述有机基料，所述的紫外波长为250-260nm，辐照强度为400-600j/m2，辐照时间为20-30min。

9、所述改性剂为亚硫基二乙酸、十二烷基二甲基叔胺中的一种或两种的混合物。

10、优选的，所述改性剂由亚硫基二乙酸、十二烷基二甲基叔胺按质量比(1-2):(1-2)混合而成。

11、所述聚乙二醇为聚乙二醇200-400；优选的，所述聚乙二醇为聚乙二醇300。

12、所述酶制剂为纤维素酶、半纤维素酶、木质素分解酶中的一种或两种或两种以上混合而成；优选的，所述酶制剂由纤维素酶、半纤维素酶、木质素分解酶按质量比(4-6):(1-2):(5-7)混合而成。

13、所述发酵菌为里氏木霉、黄孢原毛平革菌、枯草芽孢杆菌中的一种或两种或两种以上混合而成；优选的，所述发酵菌由里氏木霉、黄孢原毛平革菌、枯草芽孢杆菌按质量比(1-2):(1-2):(3-5)混合而成。

14、一种绿色环保复合肥料的制备方法，包括以下步骤：

15、n1按重量份计，将75-85份有机基料、10-20份无机基料、0.5-1份聚谷氨酸、3-4份活性炭、0.5-1份硝化抑制剂混合，以100-200r/min转速搅拌10-20min，得到混合料。

16、n2将步骤n1所制得的混合料挤压成0.5-1mm颗粒，并烘干至含水量2％-5％，得到所述绿色环保复合肥料。

17、所述无机基料为尿素、草酸钾、钙镁磷肥中的一种或两种或两种以上混合而成，优选的，所述无机基料由尿素、草酸钾、钙镁磷肥按质量比(5-8):(1～2):(1-2)混合而成。

18、所述硝化抑制剂为双氰胺、3,4-二甲基-1h-吡唑二氢磷酸盐中的一种或两种混合而成；优选的，所述硝化抑制剂由双氰胺、3,4-二甲基-1h-吡唑二氢磷酸盐按质量比(1-2):(1-2)混合而成。

19、传统的农用化肥生产以石油、煤、天然气、磷石矿等为原料，生产成本高，而且浪费大量紧缺资源；与之对应的是，农作物对化肥的利用率极其低下，仅在三成左右。这两个因素造成了我国化肥使用成本高，进一步导致了农民收入低下。同时，大量化肥的使用破坏了农田的生态环境，使得农田肥力下降，这就需要施加更多的化肥，形成恶性循环。因此，研发一种绿色环保复合肥料是十分必要的。

20、近年来，随着农业生产的发展，中国自20世纪80年代以来，粮食产量大幅提高，秸秆数量也多，加之省柴节煤技术的推广，烧煤和使用液化气的普及，加之国家颁发的禁止燃烧秸秆命令，使农村中有大量富余秸秆，其成本及其低下。秸秆富含氮、磷、钾、钙、镁和有机质等，是一种具有多用途的可再生的生物资源，但是秸秆中也含有大量粗纤维含量高(30％-40％)和木质素等不易被降解和吸收的大分子物质。因此，直接将秸秆粉碎还田，利用效率及其低下。本发明提供了一种绿色环保复合肥料，采用特殊的工艺将成本低廉的小麦秸秆变成有机肥料，减少了传统氮磷钾肥的使用，并且能够达到不弱于传统肥料的增产效果。

21、本发明首先将小麦秸秆粉碎，便于后续处理；接着采用改性剂处理小麦秸秆粉，松解其中的粗纤维和木质纤维，便于后续酶分解，再经酶解、发酵、灭菌步骤，制得了腐熟、能够快速在土壤中分解成植物所需营养成分的有机基料。然后配以少量的无机肥料混合使用，减少了无机肥对土壤的损伤。

22、在本发明所制备的绿色环保复合肥料中还添加了聚谷氨酸、活性炭和硝化抑制剂。聚谷氨酸具有极强的亲水性和保水能力，能够在植株根毛表层形成一层薄膜，不但具有保护根毛的功能，更是土壤中养份、水份与根毛亲密接触的最佳输送平台，能很有效率的提高肥料的溶解、存储、输送与吸收。阻止硫酸根、磷酸根、草酸根与金属元素产生沉淀作用，使作物能更有效的吸收土壤中磷、钙、镁及微量元素。促进作物根系的发育，加强抗病性。此外，聚谷氨酸对酸、碱具有绝佳缓冲能力，可有效平衡土壤酸碱值，避免长期使用化学肥料所造成的酸性土质。

23、活性炭作为一种强效吸附剂，能够有效防止土壤营养成分流失，同时，其强吸水作用能够有效保持有机基料在土壤中的湿度，便于土壤中微生物的繁殖，加速所述绿色环保复合肥料中有机基料的分解。此外，其也能补充土壤中碳元素，增强土壤肥力。

24、硝化抑制剂是指—类能够抑制铵态氮转化为硝态氮(nct)的生物转化过程的化学物质。硝化抑制剂通过减少硝态氮在土壤中的生成和累积，从而减少氮肥以硝态氮形式的损失及对生态环境的影响。辅以一定量的硝化抑制剂能够有效提高肥料的利用率，同时，减少硝酸盐导致的土壤酸化。

25、小麦秸秆制得的有机基料和聚谷氨酸、活性炭、硝化抑制剂混合使用，能够最大限度的降低无机肥料给土壤带来的损伤。至于怎样使小麦秸秆有机基料的增肥达到和无机肥料相同的程度，还需要对小麦秸秆的处理工艺进行优化。现有技术中已有很多方案，例如酶解、发酵等等，但是，大多缺点很明显，对小麦秸秆中含量最大的粗纤维和木质纤维处理效果不明显或者时间长成本高，由于土壤对于小麦秸秆中粗纤维和木质纤维分解速度也很慢，导致小麦秸秆中营养成分无法快速释放，被农作物吸收，而施肥的目的是在农作物生长期快速为其提供大量营养元素，促进其增产，现有技术的这一缺陷导致小麦秸秆制作的有机肥无法替代传统无机肥料，大规模投入使用。针对这一技术缺陷，本发明提供了一种含有有机基料的绿色有机肥的制备方法，采用亚硫基二乙酸、十二烷基二甲基叔胺混合作为改性剂，先行处理小麦秸秆，利用十二烷基二甲基叔胺和聚乙二醇溶胀纤维素，使其分子间氢键松动，减少其分子间作用力，以柠檬酸提供酸性条件，作为富电子的亚硫基二乙酸能够携带大量氢离子进攻纤维素分子内氢键，两两配合，达到使大分子纤维素解离成小分子微晶纤维素的目的，同时，亚硫基二乙酸是一种还原剂，可以有效防止纤维素在酸性条件下发生氧化、酯化等反应，从而防止影响到酶制剂的选择性。亚硫基二乙酸、十二烷基二甲基叔胺协同作用，显著减少了纤维素的分子量，使得纤维素更易被酶解。将改性剂处理后的小麦秸秆粉用酶制剂进一步处理，将大部分的小分子纤维素微晶分解为糖类物质，最后经发酵腐熟充分释放出小麦秸秆的养分，制备得到的有机基料几乎不含纤维素，具有不污染环境且能够被植物快速吸收的特点。

26、本发明有益效果：

27、1.本发明提供了一种由小麦秸秆制备有机基料的方法，利用改性剂处理小麦秸秆，使得其中的粗纤维和木质纤维分解为小分子纤维素微晶，再经过酶解和发酵两步，实现了所述有机基料不污染环境且能够被植物快速吸收的功能。

28、2.本发明利用十二烷基二甲基叔胺的溶胀作用，断裂纤维素分子间氢键，亚硫基二乙酸断裂纤维素分子内氢键，两两配合，降低了纤维素的分子量。

29、3.本发明制备的绿色环保复合肥料主要由小麦秸秆制备得到的有机基料组成，对土壤破坏力极小，且易被植物吸收，养分释放速度快，能够满足农作物生长需要。