[发明专利]一种由植物秸秆制备的胶体生态肥及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及胶体生态肥的制备领域，尤其是涉及一种由植物秸秆制备胶体生态肥的新方法。

背景技术

作为农业大国，我国的农作物秸秆产量大、分布广、种类多，长期以来一直是农民生活和农业发展的重要资源。在过去，农作物秸秆未得到有效开发利用，随意丢弃和焚烧现象严重，造成资源的浪费，同时对生态环境造成破坏。秸秆随意丢弃造成对河道的污染，堆积路边易引发交通事故。秸秆焚烧产生的二氧化硫、二氧化氮、可吸入颗粒等严重污染空气环境并危害人体健康；同时易引发火灾、交通等灾害事故，威胁群众生命财产安全；而且造成营养物质的流失和土壤结构的破坏，造成农田质量下降，影响农业发展。而在秸秆的综合利用方面，目前以还田增肥、制沼供气、秸秆发电、生产饲料、生产材料等方面，综合利用率较低。可见，加快秸秆的综合利用，对于稳定农业生态平衡、缓解资源约束、减轻环境压力都具有重要的意义。

随着农业的快速发展，我国已成为世界化肥生产和使用大国，化肥的使用也是农业生产中最大的生产资料投入。而化肥的大量使用，造成土壤养分结构失调，物理性状变差，酸性增强，部分地块有害物质和有害病菌超标，导致土壤形状的恶化；偏重某些化肥，导致作物营养失调，农产品品质下降；过多的施用化肥，还易造成地下水及河流的污染，长期以来势必影响农业的可持续发展。可见，传统化肥对土壤危害很大，研究使用量小，肥力较强，安全环保的有机肥具有很大的意义。

将植物秸秆回收利用，用于制备生态肥料，既能实现秸秆的开发利用，又能减少传统化肥的使用量，能同时提高大气环境质量和土壤质量，具有事半功倍的效果。

目前，利用植物秸秆制备生态有机肥的方法，主要是使秸秆细胞壁中的纤维素、半纤维素、木质素等粗纤维等聚合物降解，使其细胞内容物释放出来，并转化为能被土壤和植物吸收的小分子物质。处理的方法主要有两类：一是采用烯酸或浓酸催化降解秸秆，二是采用酶或微生物催化降解秸秆。通常，秸秆降解的产物中的主要有效成分为纤维三糖、纤维二糖、葡萄糖、木糖及丙酮醛等。其中的糖类物质能被植物较快吸收，且其易溶于水中，容易随着水的流动而流失，因此不利于保持较长时间的肥效和养分。研究较为简单，具有可操作性的新方法，使秸秆的水解产物发生一定的化学反应，形成聚合度较低的低聚物，有效提高生态肥料的缓释作用，并减少其随水的流失，成为由秸秆制备生态有机肥的一个重要研究方向。

发明内容

本发明的目的是提供一种由植物秸秆制备的胶体生态肥，解决现有技术中肥效持续时间短、养分易溶于水而流失等问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种由植物秸秆制备的胶体生态肥，其特征在于主要由以下重量份的组分制得：植物秸秆40~60份，琥珀酸20~40份，壳聚糖5~10份，碳化二亚胺5~10份，麸皮10~20份，三氧化锑1~3份，乙酸锑1~2份；

优选的，所述植物秸秆为常见农作物秸秆，比如小麦秸秆、水稻秸秆及玉米秸秆，含水量为15~65%，粒度为80~120目；所述琥珀酸来源于地下琥珀或动植物组织中，其中丁二酸含量不低于99％，为酸性较强的二元酸，其熔点为188℃左右，沸点为235℃左右；所述壳聚糖由几丁质经过脱乙酰作用得到，其分子中带有游离氨基，能与其他基团发生缩合、络合等化学反应；所述碳化二亚胺为基团脱水剂，能活化羧基，促进酰胺及酯的生成，如N,N'-二环己基碳二亚胺、N,N'-二异丙基碳二亚胺；所述麸皮小麦加工副产物，其水解后能得到介于大分子多糖与单糖之间的低聚糖。

一种由植物秸秆制备的胶体生态肥的制备方法，其特征在于：该胶体生态肥的制备过程分为三个阶段：秸秆酸化降解阶段；混合及溶解阶段；挤出缩聚反应阶段。

优选的，所述秸秆酸化降解的具体操作方法为，对秸秆进行水洗，并过滤，然后加入醋酸与硝酸的混合溶液中，升高温度进行处理。

优选的，所述混合溶液重量为秸秆重量的3~5倍。

优选的，所述处理温度为100~120℃，处理时间为15~30min。

优选的，所述混合溶液中醋酸的体积分数为70~80%，硝酸的体积分数为10~20%。

优选的，所述混合及溶解阶段的具体操作方法为，降低上述混合液温度，将琥珀酸、壳聚糖加入混合液中，搅拌至全部溶解。然后加入麸皮，混合均匀，得到混合液A。将碳化二亚胺、三氧化锑、乙酸锑按所述重量份混合，得到混合物B。