一种缓释生态肥及其制备方法
技术领域
本申请涉及肥料的技术领域，尤其是涉及一种缓释生态肥及其制备方法。
背景技术
肥料为农作物生长提供必要的营养成分，对农产品的产量及其品质起到至关重要的作用，在农业产业投资中占有较大份额。
近年来，化学肥料的大量无序的使用所产生的弊端已经逐渐显现：例如：肥离子形态转化(酰胺态氮想铵态氮的转化等)等化学途径流失，导致肥料利用率低；对大气和水体所造成的污染；导致土壤板结、土壤生态环境遭到破坏等等。目前，人们采用添加氮肥缓释剂等技术，减缓氮肥释放，来提高氮肥利用率。
但是土壤板结的问题仍然难以解决，所以如何提供使土壤不易板结并提高利用率的肥料较为重要。
发明内容
为了使土壤不易板结并提高利用率，本申请提供一种缓释生态肥。
本申请的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种缓释生态肥，所述生态肥包括重量份数的以下原料，氮磷钾肥料75-95份，有机肥料7-25份，硅藻土5-15份，沸石粉3-5份，保水剂1-4份，包膜材料11-19份；
有机肥料包括重量比为1:(0.05-0.3):(0.02-0.1)的生化黄腐酸、硝基腐殖酸、草炭。
通过采用上述技术方案，氮磷钾肥料与有机肥料复配，使得生态肥能够较为快速的对土壤供肥，同时有机肥料中的有机物质也能够补充到土壤中，从而有利于土壤团粒结构的形成，使土壤不易板结；
生化黄腐酸是利用生物技术以农林下脚料为原料发酵而成的产物，其含有较多活性官能团，能较好的保持土质疏松，使土壤不易板结，确保土壤活性，同时其对微量元素有一定的螯合能力和相当好的络合能力，能与难溶微量元素螯合反应，使难溶微量元素的溶解度提高而易被作物吸收；
硅藻土和沸石粉能够较为均匀的分布和粘附在有机肥料表面；而硅藻土具有天然的“分子筛”状孔隙结构，具有较强的吸附性能，沸石粉本身也具有很强的吸附力，从而氮磷钾肥料能够通过硅藻土和沸石粉与有机肥料进行较好的吸附复合，使氮磷钾肥料不易快速脱离有机肥料而释放出，有利于延长对土壤的供肥时间并提高肥效，从而有利于提高生态肥的利用率；
并且硅藻土为不规则的轻质多孔状颗粒，沸石粉也为多孔结构，其均能降低土壤密度、疏松土壤，使土壤不易板结；硅藻土中虽然大部分为不可溶的无定型二氧化硅，但仍包含少量可溶性硅，他可以缓慢释放并被植物根部吸收，从而大大提高植物的免疫力，增加植物抵抗疾病的能力；沸石粉含有丰富的氮、磷、钾有机质及矿化微量元素与超微量元素和有机活性物质，通过释放、转化、交换、置换活性酶，直接对农作物、植物与土壤提供全面直接和间接的养分，能提高保水、保肥能力；
硝基腐殖酸是从泥炭、褐煤等中先经过硝酸氧化，再进行提取得到的有机肥料,硝基腐殖酸能帮助土壤形成团粒结构，能增加土壤的透水性、保水性、透气性，增加易耕性，还能调节土壤的酸性，增加大量的常量及微量营养元素，有利于保存土壤中的速效养分；腐植有机物与尿素的相互作用，对于提高土壤肥力有着重要作用；
硝基腐殖酸、草炭、生化黄腐酸相复配，氮磷钾肥料能够通过硅藻土、沸石粉较为均匀的与有机肥料混合，由于硝基腐殖酸对有氮和钾有较强的吸附性能，而草炭对磷有较强的吸附能力，使得氮磷钾肥料进一步实现了缓释，从而提高了生态肥的利用率。
优选的，所述生化黄腐酸经过以下步骤制得：
A1：将秸秆等植物渣体经过机械破碎变软，并浸泡于重量百分浓度3-4％的石灰水溶液中，24-48h后捞出，晾干至为含水量60-70％，得到软化秸秆；
A2：在每吨软化秸秆中均匀撒入混合菌液50-100kg，当料温上升至60℃时，维持48h，然后翻料，如此进行3-4次，进行固液分离，得到悬浮液；
A3：悬浮液与0.1-0.2mol/L的氢氧化钠溶液混匀，悬浮液与氢氧化钠溶液的体积比为(15-20):1，静置1-2h后过滤，得到母液，母液经过浓缩精制干燥得到生化黄腐酸。
通过采用上述技术方案，软化秸秆与混合菌液混匀后的发酵过程中，秸秆等植物渣体中的有机物会在微生物的发酵过程中分解，最后得到植物便于吸收的具有生长活性的酶类、氨基酸、维生素等生理效应物质以及微量元素等养分。
优选的，步骤A2中混合菌液中包括放线菌、巨大芽孢杆、纤维菌、纤维多囊菌、枯草芽孢菌，且其浓度均为2×108-9个/克混合菌液。
通过采用上述技术方案，该复合菌液能够对秸秆等植物残渣中的纤维、半纤维、木质素等碳水化合物进行更为全面的降解为小分子的黄腐酸活性物。
优选的，所述氮磷钾肥料包括重量比为1:(0-2):(0.05-2):(0-1)的尿素、磷酸氢二铵、磷酸二氢钾、硝酸钾。
通过采用上述技术方案，采用的几种原料中，尿素和磷酸氢二铵中的铵根离子作为氮源，磷酸氢二铵中的磷酸氢根离子、磷酸二氢钾中的磷酸二氢根离子作为磷源，磷酸二氢钾中的钾离子、硝酸钾中的钾离子作为钾源，均不含有使土壤易板结的氯离子、硫酸根离子。大大降低了氮磷钾肥料对土壤的影响，使土壤不易板结；钾源的两个来源中，以磷酸二氢钾为主，仅多出少量的硝酸根离子，而硝基腐殖酸对硝酸根离子有较好的吸附力，使得硝酸根离子也能够缓慢被释放出，降低了硝酸根离子的淋溶性，硝酸根离子不易在地下水中大量富集。
优选的，所述包膜材料包括乙基纤维素9-15份，淀粉醋酸酯2-4份。
通过采用上述技术方案，乙基纤维素具有较好的粘合、填充、成膜等作用；能够很好的对氮磷钾肥料和有机肥料进行包覆，从而实现肥效的缓释；淀粉醋酸酯有较高的粘性，其与乙基纤维素相复配，提高了整体的粘性，使其能够较好的粘附在生态肥的表面。
优选的，所述保水剂为聚丙烯酸钾。
通过采用上述技术方案，聚丙烯酸钾是吸水能力特别强的高吸水性树脂，反复释水、吸水，因此农业上人们把它比喻为"微型水库"。同时，它还能吸收肥料、农药、并缓慢释放，增加肥效、药效。
本申请的目的二是提供一种缓释生态肥的制备方法的制备方法，包括有以下制备步骤：
S1：将有机肥料与硅藻土、沸石粉混匀，然后加入氮磷钾肥料混匀，得到混合物，对混合物进行造粒，造粒温度低于100度，得到内芯；
S2：在包膜材料中加入保水剂和重量为包膜材料总重量百分之10-80％的水，搅拌均匀得到包覆液，将包覆液与内芯混匀，然后强制通风进行干燥。
通过采用上述技术方案，低温控制进行造粒，避免因高温形成缩二脲等，更安全、可靠；包膜材料和保水剂的复配形成的包覆膜使得缓释效果更优。
优选的，S2中，包膜材料包括重量比为(9-15)：(2-4)的乙基纤维素和淀粉醋酸酯，在一半重量的乙基纤维素中加入重量为该一半乙基纤维素重量10-80％的水，搅拌均匀得到包覆液，包覆液与内芯搅拌均匀，并进行初步干燥；将剩下的一半乙基纤维素与淀粉醋酸酯混匀，并加入一半乙基纤维素与淀粉醋酸酯总重量10-80％的水和保水剂，混匀继续与内芯搅拌均匀，然后强制通风进行干燥。
通过采用上述技术方案，通过该方法，对有机肥料和氮磷钾肥料表面进行了两层包覆膜的包覆，一层乙基纤维素层作为内层，一层乙基纤维素、淀粉醋酸酯和保水剂作为外层，外层的保水剂本身作为包覆层的同时，自身可以进行吸水和释水，从而将一部分氮磷钾肥吸入到自身内部，使自身也有一定的对肥效的缓释效果，淀粉醋酸酯混在外层材料内，保证了保水剂在外层材料内粘接的稳定性，即提高了外层包覆层的一体性；同时保水剂自身吸水和释水的特性，会有体积的变化，使得外层包覆层使用过程中可能出现一定的孔洞，而内层不存在体积变化，内层保证了对有机肥料和氮磷钾肥料表面能够整体包覆，整体使缓释效果更优。
综上所述，本申请的有益技术效果为：
1.氮磷钾肥料与有机肥料相复配，能够较为快速的对土壤供肥，同时有机物质也能够补充到土壤中，使土壤不易板结，氮磷钾肥料能够通过硅藻土和沸石粉与硝基腐殖酸、草炭、生化黄腐酸进行较好的吸附复合，使氮磷钾肥料实现了缓释，提高了生态肥的利用率；
2.硅藻土和沸石粉，降低了土壤密度、疏松土壤，使土壤不易板结，使得氮磷钾肥料与有机肥料更好的结合，其能够提供一些微量元素、有机活性物质等养分，能提高保水、保肥能力；
3.有机肥料采用生化黄腐酸、硝基腐殖酸、草炭三种复配，提高了对氮磷钾肥料的吸附性，提高了生态肥的缓释性，提高了生态肥的利用率，并有助于土壤形成团粒结构，还能调节土壤的酸性，有利于保存土壤中的速效养分。
具体实施方式
以下对本申请作进一步详细说明。
结合以下内容对本实施方式做进一步说明。
聚丙烯酸钾，厂家为任丘市同丰化工有限公司；
硅藻土，厂家为东莞市森大硅藻土材料有限公司；
沸石粉为肥料用沸石粉，厂家为潍坊鸿翔膨润土厂；
硝基腐殖酸，厂家为山东景丰腐植酸科技有限公司；
草炭，购自重庆土优塔农业科技发展有限公司；
尿素，厂家为济南盛世创富化工有限公司；
磷酸氢二铵，厂家为山东腾望化工有限公司；
磷酸二氢钾，厂家为青州鑫胜化工有限公司；
硝酸钾，厂家为山西省交城明星化工有限公司；
乙基纤维素，厂家为濮阳市清晨农用化学品有限公司；
淀粉醋酸酯，厂家为湖北鑫润德化工有限公司。
实施例1
一种缓释生态肥，通过以下步骤获得：
S1：将有机肥料25kg与硅藻土5kg、沸石粉5kg混匀，然后加入氮磷钾肥料75kg混匀，得到混合物，对混合物进行造粒，造粒温度为50度，得到内芯；
S2：将乙基纤维素12kg、淀粉醋酸酯3kg、保水剂1kg混匀，加入重量为乙基纤维素总重量百分之60％的水，搅拌均匀得到包覆液；将包覆液与内芯混匀，然后强制通风进行干燥。
其中，有机肥料包括重量比为1:0.2:0.06的生化黄腐酸、硝基腐殖酸、草炭。
氮磷钾肥料包括重量比为1:0:2:0的尿素、磷酸氢二铵、磷酸二氢钾、硝酸钾。
保水剂为聚丙烯酸钾。
生化黄腐酸经过以下步骤制得：
A1：将秸秆等植物渣体经过机械破碎变软，并浸泡于重量百分浓度3％的石灰水溶液中，48h后捞出，晾干至为含水量60％，得到软化秸秆；
A2：在每吨软化秸秆中均匀撒入混合菌液100kg，当料温上升至60℃时，维持48h，然后翻料，如此进行4次，进行固液分离，得到悬浮液，其中，混合菌液中包括放线菌、巨大芽孢杆、纤维菌、纤维多囊菌、枯草芽孢菌，且其浓度均为2×108-9个/克混合菌液；
A3：悬浮液与0.2mol/L的氢氧化钠溶液混匀，悬浮液与氢氧化钠溶液的体积比为15:1，静置2h后过滤，得到母液，母液经过浓缩精制干燥得到生化黄腐酸。
实施例2
与实施例1的不同之处在于：
一种缓释生态肥，通过以下步骤获得：
S1：将有机肥料16kg与硅藻土10kg、沸石粉4kg混匀，然后加入氮磷钾肥料82kg混匀，得到混合物，对混合物进行造粒，造粒温度为70度，得到内芯；
S2：将乙基纤维素12kg、淀粉醋酸酯3kg、保水剂1kg混匀，加入重量为乙基纤维素总重量百分之60％的水，搅拌均匀得到包覆液；将包覆液与内芯混匀，然后强制通风进行干燥。
氮磷钾肥料包括重量比为1:0.1:0.4:0.2的尿素、磷酸氢二铵、磷酸二氢钾、硝酸钾。
生化黄腐酸经过以下步骤制得：
A1：将秸秆等植物渣体经过机械破碎变软，并浸泡于重量百分浓度3.5％的石灰水溶液中，32h后捞出，晾干至为含水量5％，得到软化秸秆；
A2：在每吨软化秸秆中均匀撒入混合菌液750kg，当料温上升至60℃时，维持48h，然后翻料，如此进行4次，进行固液分离，得到悬浮液，其中，混合菌液中包括放线菌、巨大芽孢杆、纤维菌、纤维多囊菌、枯草芽孢菌，且其浓度均为2×108-9个/克混合菌液；
A3：悬浮液与0.15mol/L的氢氧化钠溶液混匀，悬浮液与氢氧化钠溶液的体积比为18:1，静置1.5h后过滤，得到母液，母液经过浓缩精制干燥得到生化黄腐酸。
实施例3
与实施例1的不同之处在于：
一种缓释生态肥，通过以下步骤获得：
S1：将有机肥料7kg与硅藻土15kg、沸石粉3kg混匀，然后加入氮磷钾肥料95kg混匀，得到混合物，对混合物进行造粒，造粒温度为80度，得到内芯；
S2：将乙基纤维素12kg、淀粉醋酸酯3kg、保水剂1kg混匀，加入重量为乙基纤维素总重量百分之60％的水，搅拌均匀得到包覆液；将包覆液与内芯混匀，然后强制通风进行干燥。
氮磷钾肥料包括重量比为1:2:0.05:1的尿素、磷酸氢二铵、磷酸二氢钾、硝酸钾。
A1：将秸秆等植物渣体经过机械破碎变软，并浸泡于重量百分浓度4％的石灰水溶液中，24h后捞出，晾干至为含水量70％，得到软化秸秆；
A2：在每吨软化秸秆中均匀撒入混合菌液50kg，当料温上升至60℃时，维持48h，然后翻料，如此进行4次，进行固液分离，得到悬浮液，其中，混合菌液中包括放线菌、巨大芽孢杆、纤维菌、纤维多囊菌、枯草芽孢菌，且其浓度均为2×108-9个/克混合菌液；
A3：悬浮液与0.1mol/L的氢氧化钠溶液混匀，悬浮液与氢氧化钠溶液的体积比为20:1，静置1h后过滤，得到母液，母液经过浓缩精制干燥得到生化黄腐酸。
实施例4
与实施例2的不同之处在于：
有机肥料包括重量比为1:0.05:0.1的生化黄腐酸、硝基腐殖酸、草炭。
实施例5
与实施例2的不同之处在于：
有机肥料包括重量比为1:0.3:0.02的生化黄腐酸、硝基腐殖酸、草炭。
实施例6
与实施例2的不同之处在于：
在步骤S2中，在4.5kg乙基纤维素中加入重量为0.45kg的水，搅拌均匀得到包覆液，包覆液与内芯搅拌均匀，并进行初步干燥；继续将4.5kg乙基纤维素与4kg淀粉醋酸酯混匀，并加入0.85kg的水和1kg保水剂，混匀继续与内芯搅拌均匀，然后强制通风进行干燥。
实施例7
与实施例2的不同之处在于：
在步骤S2中，在6kg乙基纤维素中加入重量为3.6kg的水，搅拌均匀得到包覆液，包覆液与内芯搅拌均匀，并进行初步干燥；继续将6kg乙基纤维素与6kg淀粉醋酸酯混匀，并加入7.2kg的水和2kg保水剂，混匀继续与内芯搅拌均匀，然后强制通风进行干燥。
与实施例2的不同之处在于：
实施例8
与实施例2的不同之处在于：
在步骤S2中，在7.5kg乙基纤维素中加入重量为6kg的水，搅拌均匀得到包覆液，包覆液与内芯搅拌均匀，并进行初步干燥；继续将7.5kg乙基纤维素与2kg淀粉醋酸酯混匀，并加入7.6kg的水和4kg保水剂，混匀继续与内芯搅拌均匀，然后强制通风进行干燥。
对比例1
市售全水溶肥料添加螯合微量元素氮磷钾，品牌：海苒，厂家为山东海苒农业科技有限公司。
对比例2
与实施例7的不同之处在于：
将硝基腐殖酸替换为等重量份数的生化黄腐酸。
对比例3
与实施例7的不同之处在于：
将草炭替换为等重量份数的生化黄腐酸。
对比例4
与实施例7的不同之处在于：
将硝基腐殖酸和草炭替换为等重量份数的生化黄腐酸。
对比例5
与实施例7的不同之处在于：
将沸石粉替换为等重量份数的硅藻土。
对比例6
与实施例7的不同之处在于：
将硅藻土替换为等重量份数的沸石粉。
对比例7
与实施例7的不同之处在于：
将淀粉醋酸酯替换为等重量份数的乙基纤维素。
步骤S2中，在步骤S2中，在6kg乙基纤维素中加入重量为3.6kg的水，搅拌均匀得到包覆液，包覆液与内芯搅拌均匀，并进行初步干燥；继续将6kg乙基纤维素与6kg乙基纤维素混匀，并加入7.2kg的水和2kg保水剂，混匀继续与内芯搅拌均匀，然后强制通风进行干燥。
对比例8
与实施例7的不同之处在于：
将乙基纤维素替换为等重量份数的淀粉醋酸酯。
步骤S2中，在步骤S2中，在6kg淀粉醋酸酯中加入重量为3.6kg的水，搅拌均匀得到包覆液，包覆液与内芯搅拌均匀，并进行初步干燥；继续将6kg淀粉醋酸酯与6kg淀粉醋酸酯混匀，并加入7.2kg的水和2kg保水剂，混匀继续与内芯搅拌均匀，然后强制通风进行干燥。
性能检测
将实施例1-8和对比例1-8得到的生态肥进行以下检测：
1、缓释性检测
土柱淋溶性试验
按照生态肥中氮磷钾含量，将实施例1-8和对比例1-8的生态肥与土壤进行充分混合，土壤所含氮磷钾大致为300mg/kg，将其装入直径为8cm高为32cm的培养柱中，培养柱的底部用纱布封紧，生态肥与土壤混合物的装入硬度均为35N/cm2，生态肥与土壤混合物的顶部放一同培养柱同直径的滤纸，且一直用去离子水保持土壤含水量为30％，培养至11h、95h、1周、4周、8周时，加4.5L的去离子水，用容量瓶接部分渗出液，测定渗出液中各种养分离子的浓度(mg/L)，各种养分离子的浓度之和乘4.5L再除生态肥与土壤混合物的总重量，视培养至12h、96h、1周、4周、8周时的养分释放量(mg/kg)。释放总量为12h、96h、1周、4周、8周时的养分释放量(mg/kg)之和。
淋溶液中NH4+的浓度采用开氏定氮蒸馏法测定；磷的浓度采用钒钼黄比色法测定；K+的浓度采用火焰光度法测定。
2、土壤板结度检测
土壤紧实度/硬度：土壤板结是指土壤表层因缺乏有机质,结构不良,在灌水或降雨等外因作用下结构破坏、土料分散,而干燥后受内聚力作用使土变硬和变紧实，所以土壤的硬度可以反映一定的土壤板结程度，土壤硬度越大，土壤的透水透气性越差，土壤板结越严重。
8周时，用土壤硬度计直接对生态肥与土壤的混合物进行检测，得到硬度(N/cm2)，同时观察土壤的颗粒团聚情况和表层结皮情况。
检测结果见表1。
表1性能检测结果
根据表1可以看出，实施例1-8和对比例1中，实施例1-6的生态肥8周的释放总量均低于对比例1，实施例1-6的生态肥的缓释性更好，其利用率更高，且实施例1-6的生态肥的硬度也低于对比例1，实施例1-6的生态肥对土壤的调节性更好，说明本申请的原料、原料配比和制备方法更优。
实施例1-3中，实施例2的生态肥的8周的释放总量和硬度最低，即实施例2的生态肥的缓释性和使土壤的不易板结性更优，说明实施例2的原料配比更优。
实施例2、4-5中，生化黄腐酸、硝基腐殖酸、草炭的比例不同，而实施例2的生态肥的8周的释放总量和硬度最低，所以实施例2中，生化黄腐酸、硝基腐殖酸、草炭的比例更优。
实施例2、6-8中，制备方法中，实施例6-8与实施例2的生态肥外膜的包覆方式不同，实施例6-8生态肥的8周的释放总量更低，说明实施例6-8的制备方法更优，且实施例6-8中，实施例7生态肥的8周的释放总量最低，所以实施例7中乙基纤维素、淀粉醋酸酯和保水剂的比例更优
实施例7、对比例2-4中，实施例7生态肥的8周的释放总量和硬度均更优，即生态肥的缓释性和使土壤的不易板结性更优，说明生化黄腐酸、硝基腐殖酸、草炭这三种复配的效果优于生化黄腐酸、硝基腐殖酸复配和生化黄腐酸、草炭复配。
实施例7、对比例5-6中，实施例7生态肥的8周的释放总量最优，说明沸石粉和硅藻土的复配相比于仅使用其中一种更优。
实施例7、对比例7-8中，实施例7的8周的释放总量和硬度均更优，即生态肥的缓释性和使土壤的不易板结性更优，说明乙基纤维素和淀粉醋酸酯共同与保水剂复配，优于乙基纤维素与淀粉醋酸酯中的一种与保水剂复配。
上述具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
