本發(fā)明屬于肥料增效劑，具體涉及一種環(huán)保型氮肥肥料增效劑及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、肥料作為農(nóng)作物的糧食，可為農(nóng)作物的生長(zhǎng)提供充足的養(yǎng)分，是保證糧食穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)的關(guān)鍵因素，在糧食生產(chǎn)中起著至關(guān)重要的作用，使得農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與人口的快速增長(zhǎng)保持同步（burney?et?al.,?2010）。然而，由于不科學(xué)、不合理的施用化肥，導(dǎo)致化肥的利用率低，隨之還會(huì)引發(fā)一系列的環(huán)境問題，如導(dǎo)致地下水硝酸鹽含量超標(biāo)、水體富營(yíng)養(yǎng)化、溫室氣體排放量增加對(duì)生態(tài)環(huán)境施加負(fù)面影響，妨礙農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展；還影響農(nóng)作物品質(zhì)，進(jìn)一步會(huì)威脅人類身體健康。因提高肥料利用率研究意義重大。

2、肥料增效劑是指通過生物、物理、化學(xué)工藝生產(chǎn)并添加到肥料中，以刺激植物養(yǎng)分吸收、增加養(yǎng)分有效性或提高養(yǎng)分利用率為目的的一類物質(zhì)。肥料是影響植物產(chǎn)量的重要因素之一，目前我國(guó)是世界上肥料使用量最大的國(guó)家，化肥使用量約占全球化肥使用總量的三分之一。我國(guó)雖然化肥使用量最大，但肥料利用率偏低，為解決此問題，大量的研究人員通過在肥料中添加不同的肥料增效劑，以減少肥料使用量、提高肥料利用率、增加植物產(chǎn)量。

3、氮肥是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中不可或缺的肥料，但其利用率通常較低，大量氮素通過揮發(fā)、淋失等方式損失，不僅造成資源浪費(fèi)，還導(dǎo)致環(huán)境污染（如水體富營(yíng)養(yǎng)化、溫室氣體排放等）?，F(xiàn)有技術(shù)中，氮肥增效劑多采用化學(xué)合成材料，存在成本高、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)大等問題。因此，開發(fā)一種環(huán)保、高效、低成本的氮肥增效劑具有重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種環(huán)保型氮肥肥料增效劑，通過特定的生物、物理、化學(xué)工藝生產(chǎn)的物質(zhì)為原料，多種原料混合協(xié)同作用，添加到氮素肥料中，可以以刺激植物養(yǎng)分吸收、提高氮肥肥料利用率，同時(shí)還可以增加肥料的緩釋性，進(jìn)而提高氮肥利用率。

2、為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：

3、一種環(huán)保型氮肥肥料增效劑，它是由以下重量份的原料制成：腐植酸20-30份、牛蒡葉提取物10-15份、生物炭15-20份、納米氧化鋅1-3份、木質(zhì)素磺酸鹽5-10份、水50-60份。

4、優(yōu)選的，所述生物炭是采用下述方法制備的：

5、（1）將大蒜秸稈用去離子水洗凈后干燥，然后浸入飽和尿素溶液中，室溫下浸泡36h后取出干燥，得到預(yù)處理大蒜秸稈；

6、（2）將經(jīng)過預(yù)處理后的大蒜秸稈置于馬弗爐中，氮?dú)夥諊赂邷仂褵?h，自然冷卻得到一次碳化產(chǎn)物；

7、（3）取一次碳化產(chǎn)物與活化溶液按照1g：10ml的比例混合，室溫下攪拌30min后蒸發(fā)去除溶劑，將蒸干的混合物放入管式爐中氮?dú)獗Ｗo(hù)下，高溫煅燒2h，冷卻后取出，得到二次碳化產(chǎn)物；

8、（4）將二次碳化產(chǎn)物與1mol/l的鹽酸溶液按照1g:10ml的料液比混合，室溫下攪拌處理8h后，去離子水洗滌至中性，真空干燥即得生物炭。

9、優(yōu)選的，所述步驟（2）中馬弗爐煅燒溫度為800℃，升溫速率為5℃/min；所述步驟（3）中管式爐煅燒溫度為800℃，升溫速率為10℃/min。

10、優(yōu)選的，所述活化溶液為0.2-0.3g/ml的koh乙醇溶液。

11、優(yōu)選的，所述牛蒡葉提取物是采用下述方法制備的：

12、（1）將牛蒡葉清洗干凈并剪成3-5cm的小段，然后于烘箱中120℃殺青30min，然后調(diào)節(jié)溫度至55-60℃，烘干至恒重，磨成粉后過80目篩，然后再進(jìn)一步進(jìn)行超微粉碎處理，處理后加入到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70%無水乙醇中加熱回流提取1.5小時(shí)，旋蒸除去乙醇，得到粗提物；

13、（2）向粗提物中按照1g：40ml的料液比加入去離子水得到混合溶液，向混合溶液中加入蛋白胨、牛肉膏、酵母提取物、檸檬酸三鈉、硫酸鎂、硫酸亞鐵，調(diào)節(jié)ph至7.0，然后再分別接種布氏乳桿菌種子液和谷氨酸棒狀桿菌種子液，于28-30℃下發(fā)酵培養(yǎng)2天后，得到混合發(fā)酵液；

14、（3）調(diào)節(jié)混合發(fā)酵液ph至5.0-5.5，向其中加入1.5wt%的復(fù)合酶溶液，于40-45℃下，酶解4h后，調(diào)節(jié)ph至6.5-7.0再加入1wt%溶菌酶，于38-40℃繼續(xù)酶解2h后，再加入1.5wt%甘露聚糖酶于45℃下酶解2h，高溫滅酶得到酶解液，高速離心分離，取上清液并濃縮干燥后即得牛蒡葉提取物。

15、優(yōu)選的，步驟（2）中蛋白胨、牛肉膏、酵母提取物、檸檬酸三鈉、硫酸鎂、硫酸亞鐵的添加量分別為10-15g/l、5-8g/l、5-8g/l、1-1.5g/l、0.05-0.1g/l、0.01-0.03g/l。

16、優(yōu)選的，步驟（2）中布氏乳桿菌種子液接種量為混合溶液體積的2-3%，谷氨酸棒狀桿菌種子液接種量為混合溶液體積的1-2%。

17、優(yōu)選的，所述布氏乳桿菌種子液和谷氨酸棒狀桿菌種子液的od值均為1.0。

18、優(yōu)選的，步驟（3）中復(fù)合酶溶液中含有纖維素酶20-30g/l、中性蛋白酶15-20g/l；所述纖維素酶的酶活力為10萬(wàn)u/g，中性蛋白酶的酶活力為5萬(wàn)u/g，溶菌酶的酶活力為2000u/mg，甘露聚糖酶的酶活力為3萬(wàn)u/g。

19、本發(fā)明還提供了一種上述的環(huán)保型氮肥肥料增效劑的制備方法，它包括以下步驟：

20、s1：將腐植酸與水混合，得到腐植酸懸浮液；

21、s2：制備生物炭：

22、s3：制備牛蒡葉提取物；

23、s4：將腐植酸懸浮液、生物炭、牛蒡葉提取物、納米氧化鋅、木質(zhì)素磺酸鹽按比例混合，攪拌均勻后干燥得到環(huán)保型氮肥肥料增效劑。

24、本發(fā)明的環(huán)保型氮肥肥料增效劑與氮素肥料混合使用，增效劑的用量為肥料質(zhì)量的3-5%。

25、本發(fā)明的有益效果是：

26、（1）本發(fā)明所制備的生物炭是以廢棄的大蒜秸稈為原料，通過特定方法制備得到，具有顯著的分層多孔結(jié)構(gòu)（如圖1a所示），這種結(jié)構(gòu)顯著增加了生物炭比表面積，從而提高了其吸附能力和反應(yīng)活性，能夠有效吸附氮肥中的氮素（如氨態(tài)氮、硝態(tài)氮等），從而減少氮肥在土壤中的揮發(fā)和流失。這種吸附作用可以延長(zhǎng)氮肥在土壤中的有效時(shí)間，使其緩慢釋放，提高氮肥的利用效率；氮摻雜的生物基多孔碳可以調(diào)節(jié)生物炭的表面電荷分布和化學(xué)性質(zhì)，使其更有利于土壤微生物的附著和生長(zhǎng)，而土壤微生物在氮素轉(zhuǎn)化過程中起關(guān)鍵作用，例如將氨態(tài)氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮，從而提高植物對(duì)氮素的吸收；與此同時(shí)本發(fā)明所制備的生物炭還可以通過吸附和固定土壤中的氮素，減少氮素在土壤中的移動(dòng)性，從而抑制反硝化作用，提高氮肥利用率。

27、（2）本發(fā)明所制備的牛蒡葉提取物是將牛蒡葉粗提物進(jìn)一步經(jīng)過發(fā)酵后再經(jīng)過分步酶解制得，通過微生物發(fā)酵可以分解牛蒡葉中的復(fù)雜有機(jī)物質(zhì)，產(chǎn)生更多易吸收的生物活性成分，如多糖、黃酮類化合物、氨基酸和有機(jī)酸等，且微生物代謝產(chǎn)物還可以增強(qiáng)植物的抗逆性，減少逆境對(duì)植物生長(zhǎng)的負(fù)面影響；發(fā)酵產(chǎn)物再經(jīng)過復(fù)合酶、溶菌酶和甘露聚糖酶的多步酶解處理，進(jìn)一步破壞發(fā)酵產(chǎn)物中的復(fù)雜有機(jī)結(jié)構(gòu)，釋放更多的小分子生物活性成分，提高植物對(duì)氮素的吸收效率，促進(jìn)植物健康生長(zhǎng)。將本發(fā)明牛蒡葉提取物與生物基多孔碳聯(lián)用可以進(jìn)一步提高氮肥的緩釋性能，生物炭的分層多孔結(jié)構(gòu)可以吸附氮肥中的氮素，而牛蒡葉提取物中的多種生物活性成分可以調(diào)節(jié)土壤微生物活性，促進(jìn)氮素的吸收和利用同時(shí)還可以與肥料中的氮素形成絡(luò)合物，延緩氮肥的水解，減少氨揮發(fā)，進(jìn)一步提高肥料利用率。

28、（3）通過多種機(jī)制協(xié)同作用，減少氮素的揮發(fā)、淋失和固定，提高氮肥的利用效率；本發(fā)明中腐植酸、生物炭和木質(zhì)素磺酸鹽可以改善土壤的通氣性和保水性，增加土壤的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)；牛蒡葉提取物中的生物活性成分可以調(diào)節(jié)植物的生長(zhǎng)，提高植物對(duì)氮素的吸收效率，促進(jìn)植物健康生長(zhǎng)；通過減少氮素的揮發(fā)和流失，降低對(duì)環(huán)境的污染。

29、（4）本發(fā)明所制備的氮肥肥料增效劑原料易得，對(duì)環(huán)境友好，無污染，可以有效減少化肥的使用量，促進(jìn)植物對(duì)氮素肥料的吸收和利用，顯著提高農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)。