一种生态缓释肥及其制备方法与流程

本发明属于肥料，具体涉及一种生态缓释肥及其制备方法。

背景技术：

1、肥料作为作物的“粮食”，对于提高作物的产量和品质至关重要。但传统化肥成本较高，大量施肥对土壤环境的不利影响较大。缓释肥可以实现肥料养分的缓慢释放，有效控制肥力，提高肥料的利用率，一定程度上降低了肥料施用量。常见的缓释肥料如硝化抑制剂类肥、脲甲醛类肥、聚合物类包膜肥等，大体分为包膜型缓释肥和无膜型缓释肥两类。包膜型缓释肥的缺点是制备工艺复杂，采用聚合物往往为不可降解的高分子材料，不适合在大规模农田种植；无膜型缓释肥一般以肥料为载体再外加缓释材料，容易受温度、酸碱度、湿度等外界条件的影响。

2、中国专利cn111662130a公开了一种缓释生态肥及其制备方法，包括有以下步骤：将各原料混匀并造粒，得到内芯；在包膜材料中加入保水剂和水搅拌得到包覆液；将包覆液与内芯混匀、干燥；所述原料为氮磷钾肥料、有机肥料、硅藻土、沸石粉、保水剂、包膜材，该缓释生态肥能提高利用率且使土壤不易板结。中国专利cn103183573a公开了一种聚合氨基酸生态缓释肥料，包括氮磷钾复合肥料和添加剂组成，所述添加剂为聚天冬氨酸、聚谷氨酸和硝化抑制剂的混合物，该生态缓释肥料的养分释放期长，且添加剂属于生物材料，对环境的影响小。本发明旨在提供一种生态缓释肥，不仅肥料利用率高、缓释周期长，还能减少对土壤环境的破坏。

技术实现思路

1、针对上述现有技术中存在的不足，本发明提供了一种生态缓释肥及其制备方法。通过施用本发明的生态缓释肥，作物生长率、肥料养分利用率及土壤通气孔隙度均得到提高，且不会对土壤产生二次污染。

2、本发明采用的技术方案是：

3、一种生态缓释肥的制备方法，包括如下步骤：

4、s1制备缓释复合肥：将70-80重量份复合肥与1-3重量份填料混合后加热搅拌，然后加入20-30重量份改性多孔生物炭继续搅拌，结束后经造粒、干燥、冷却，得到所述缓释复合肥；

5、s2制备微生物有机肥：调节农牧废弃料的含水量，接种发酵微生物进行发酵；结束后经造粒、干燥，得到所述微生物有机肥；

6、s3混料：将60-70重量份所述缓释复合肥与20-30重量份所述微生物有机肥混合均匀，得到所述生态缓释肥。

7、本发明的生态缓释肥以缓释复合肥为主要成分再辅以一定量的微生物有机肥得到。与单纯使用复合肥(化肥)相比，生态缓释肥可以实现复合肥的逐步、缓慢释放，作物可连续吸收、平衡养分，提高了肥料的利用率，不仅实现作物的增产增质，还能减少肥料的施用量，避免过度使用化肥对土壤环境的影响。

8、优选的，所述s1制备缓释复合肥的具体方法为：将70-80重量份复合肥与1-3重量份填料混合均匀后置于105-120℃下搅拌15-20min，然后加入20-30重量份改性多孔生物炭继续搅拌10-15min，结束后经造粒、干燥、冷却，得到所述缓释复合肥。

9、本发明的缓释复合肥富含氮、磷、钾、炭、硅元素，可以促进作物光合作用与养分吸收，提高作物抗逆性，抑制病菌，促进有机质分解。

10、所述改性多孔生物炭的制备方法为：

11、将水稻壳清洗、干燥后置于550-650℃、氮气条件下炭化30-50min，冷却，粉碎过50-80目筛，得到多孔生物炭；按固液比1kg:2-5l将多孔生物炭加入到0.5-2wt％壳寡糖水溶液中浸泡12-18h，过滤后干燥，得到预处理多孔生物炭；

12、将2-3重量份甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、1-2重量份烯丙基三甲氧基硅烷、3-8重量份γ-聚谷氨酸加入100-150重量份40-45wt％乙醇水溶液中混合均匀，再加入60-70重量份预处理多孔生物炭，在100-300w、1500-2500mhz条件下微波处理5-15min，过滤后干燥，得到所述改性多孔生物炭。

13、在缓释复合肥制备中采用了改性多孔生物炭作为缓释载体，所述改性多孔生物炭以水稻壳作为原料，充分利用了水稻壳中含有较高含量的硅这一特点，本发明制备得到的改性多孔生物炭以碳链为基本骨架并吸纳硅形成碳-硅多孔复合材料，其内部原子结合力强、结构弹性高、化学稳定性好，使制得的缓释复合肥对复合肥的负载量大且吸附能力好，可以牢牢吸附并锁住复合肥养分元素，实现养分的缓慢释放、提高释放效能。

14、通过壳寡糖水溶液对多孔生物炭预处理可以在其表面先负载壳寡糖，在之后的处理中与γ-聚谷氨酸一起作用最终形成外部成膜、内部多孔的结构，进一步增强缓释、保水功能，极大的吸附并锁住肥料养分和水分；而甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷与烯丙基三甲氧基硅烷对多孔生物炭的改性处理，不仅有助于其外部成膜，还可以对内部多孔结构进行修饰，使养分的吸附结合作用更强，有利于控制肥料养分的释放速度。

15、此外，改性多孔生物炭本身含有的生物质有机炭、硅成分也可以发挥疏松土质、改善土壤结构的作用，为有益微生物的生长繁殖提高适宜环境，尤其是在改性多孔生物炭的制备过程中经过一系列处理后水稻壳含有的硅已经转化成作物更易吸收的硅养分，进而被作物吸收后改善作物茎秆的硬度，使害虫、病菌难以取食、消化，提高作物的抗病虫害能力和抵御温度变化的能力。

16、优选的，所述改性多孔生物炭的制备方法还可以为：

17、将水稻壳清洗、干燥后置于550-650℃、氮气条件下炭化30-50min，冷却，粉碎过50-80目筛，得到多孔生物炭；按固液比1kg:2-5l将多孔生物炭加入到0.5-2wt％壳寡糖水溶液中浸泡12-18h，过滤后干燥，得到预处理多孔生物炭；

18、将2-3重量份甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、1-2重量份烯丙基三甲氧基硅烷、3-5重量份γ-聚谷氨酸、1-3重量份聚丙烯酰胺加入100-150重量份40-45wt％乙醇水溶液中混合均匀，再加入60-70重量份预处理多孔生物炭，在100-300w、1500-2500mhz条件下微波处理5-15min，过滤后干燥，得到所述改性多孔生物炭。

19、本发明在改性多孔生物炭制备中还可以同时采用γ-聚谷氨酸和聚丙烯酰胺，γ-聚谷氨酸可以增强富集保蓄养分的效果，提高复合肥中氮磷钾炭硅在土壤中的保存量促进作物吸收利用，而聚丙烯酰胺保水蓄水效果好，可以使水分缓慢释放，协助γ-聚谷氨酸延长肥料养分及水分在土壤中的存留时间。

20、所述复合肥为碳酸氢铵、尿素、磷酸二氢钾、过磷酸钙、磷酸二铵以质量比3-5:3-5:1-3:1-3:1-3组成的混合物。

21、所述填料为高岭土、膨润土以质量比3:1-2组成的混合物。本发明选用高岭土和膨润土作为填料，其中高岭土是一种可塑性很好的黏土矿物，主要成分为sio2和al2o3，而膨润土是一种可用作粘结剂和稳定剂的天然矿物材料，填料的加入可以改善缓释复合肥的粘结性和颗粒强度，防止出现结块。

22、优选的，所述s2制备微生物有机肥的具体方法为：取玉米秸秆、水稻秸秆、羊粪、鸡粪、花生壳以质量比7-10:7-10:3-7:3-7:1-3混合后粉碎过20-50目筛，得到农牧废弃料；调节农牧废弃料的含水量至40-50wt％，然后接种农牧废弃料质量0.2-0.5wt％的发酵微生物再置于28-37℃环境下发酵10-20d，每隔1-2d翻料一次，发酵结束后经造粒、干燥，含水量调至3-7wt％，得到所述微生物有机肥。

23、所述发酵微生物为解淀粉芽孢杆菌、非洲哈茨木霉以质量比3:1-2组成的混合物。

24、本发明的生态缓释肥中还包括微生物有机肥，其利用农牧废弃料玉米秸秆、水稻秸秆、羊粪、鸡粪、花生壳的混合物作为原料，通过接种特定的发酵微生物发酵腐熟制备而成，所述发酵微生物中解淀粉芽孢杆菌对农牧废弃料的发酵腐熟效果好，而且代谢产物对作物的根系生长有一定的促进作用，非洲哈茨木霉可以对作物病原菌起到拮抗作用，防治土传病害，促进作物生长，提高作物产量。

25、本发明的有益效果：本发明的生态缓释肥以缓释复合肥为主要成分再辅以一定量的微生物有机肥，具有利用率高、肥力持久的优点，可以有效促进作物生长，提高作物的产量和品质。在缓释复合肥制备中采用了改性多孔生物炭作为缓释载体，所述改性多孔生物炭是以碳链为基本骨架并吸纳硅形成碳-硅多孔复合材料，其内部原子结合力强、结构弹性高、化学稳定性好，使制得的缓释复合肥对复合肥的负载量大且吸附能力好，可以牢牢吸附并锁住复合肥养分元素，实现养分的缓慢释放、提高释放效能。此外，改性多孔生物炭本身含有的生物质有机炭、硅成分也可以发挥疏松土质、改善土壤结构的作用，尤其是在改性多孔生物炭的制备过程中经过一系列处理后水稻壳含有的硅已经转化成作物更易吸收的硅养分，进而被作物吸收后改善作物茎秆的硬度，使害虫、病菌难以取食、消化，提高作物的抗病虫害能力和抵御温度变化的能力。