一种控释型生物有机肥及其生产工艺

本发明属于生物有机肥，具体涉及一种控释型生物有机肥及其生产工艺。

背景技术：

1、化肥治理、推广有机肥料一直是国家的重点关注的环保生态行业之一，围绕推进秸秆肥、粪便肥等有机肥料的资源化使用等一系列促进性政策的发布可以看出有机肥料行业将成为国家未来的战略性行业之一。

2、肥料产业全面绿色转型，建设人与自然和谐共生、农业发展进入新阶段。其目标任务重中之重是进一步减少农用化肥施用总量。到2025年，氮、磷、钾和中微量元素等养分结构更加合理，全国农用化肥施用量实现稳中有降。进一步提高有机肥资源还田量。大力推进绿色种养循环农业试点，有机肥资源得到有效合理还田利用，到2025年有机肥施用面积占比增加5个百分点以上。

3、目前，基于生态有机肥生产原材料、生产工艺、应用场景等的复杂性，我国已经发布了生态有机肥的国家质量标准，编号为gb/t51448-2022（有机肥工程技术标准）。该标准自2023年2月1日起实施。作为有机肥料，必须符合以下要求：

4、原料：主要原料应是来源于有机农业或采用有机方式获得的副产品。

5、营养成分：应含有足够的营养成分，如氮、磷、钾等，以满足农作物生长的需要。

6、有机物质：有机物质含量应达到一定标准，如以干物质计，有机物质含量应不少于45%。

7、生物活性：应含有一定的微生物和有益菌类，以促进土壤改良和农作物生长。

8、卫生质量：应符合国家有关卫生质量标准，不含有对人体健康有害的物质。

9、中国生物有机肥产业的发展确实已经取得了一定成就，对于促进农业可持续发展、改善土壤环境、提高农产品品质等方面具有重要意义。然而，面对日益增长的市场需求和环境保护的严格要求，该产业仍需在多个方面持续努力，以克服现有不足并实现更高层次的发展。

10、其中加强技术研发与创新是关键。包括（1）菌种选育与复配技术：持续筛选高效、稳定的微生物菌种，并通过科学复配，提升生物有机肥的肥效和功能性；（2）生产工艺优化：改进生产工艺，提高生产效率和产品质量，降低生产成本，增强市场竞争力；（3）新产品开发：根据不同作物、土壤的需求，开发具有针对性、功能性的生物有机肥新产品，满足多元化市场需求。

11、总之，化学肥料的过度使用已经导致土壤退化、水体污染和农产品质量下降等一系列问题。为了解决这些问题，开发一种既环保又高效的有机肥料显得尤为重要。生物有机肥因其能够改善土壤结构、增加土壤肥力、提高作物产量和品质，同时减少环境污染而受到广泛关注。

技术实现思路

1、为解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种控释型生物有机肥及其生产工艺，该工艺通过利用特定的控释技术，结合微生物菌种和有机废弃物的协同作用，生产出一种高效、环保的生物有机肥料。

2、本发明解决其技术问题采用的技术方案如下：一种控释型生物有机肥的生产工艺，包括步骤：

3、s1、备料：生物基肥由农作物秸秆、畜禽粪便等有机废弃物经过发酵和处理后制成，粒度30~40目；控释微肥采用ph敏感型水凝胶类聚合包埋材料实现包埋营养物质的控制释放；缓释微生物为多功能复合菌群；

4、s2、混料：将准备好的生物基肥、控释微肥和缓释微生物按（90~95）:（3~5）:（0.5~2）进行混合，得到混合料，

5、s3、造粒：将混合料制成30目~200目的颗粒状，

6、s4、后处理：将造粒后的肥料进行干燥处理，控制水分含量＜10%。

7、优选地，还包括步骤s0、准备阶段，农田土壤及农作物分析以及主成分分析。

8、优选地，农田土壤及农作物分析包括目标土壤肥力的测定，目标农作物的土壤需求，了解目标土壤需要的元素营养；主成分分析包括：土壤ph、有机质含量、全氮含量、有效磷、速效钾、交换性钙和镁、微生物生物量以及微量元素分析。

9、优选地，控释微肥制备中聚合材料为天然高分子材料，包括但不限于壳聚糖、羧甲基纤维素或者海藻酸钠。

10、优选地，控释微肥制备中聚合材料为合成材料，包括但不限于聚丙烯酸或者聚甲基丙烯酸。

11、优选地，控释微肥营养成分比例如下：

12、硼肥，硼酸或硼砂形式的微肥，硼的含量5%到20%之间；

13、铜肥，硫酸铜形式的微肥，铜的含量10%到50%之间；

14、铁肥，硫酸亚铁或螯合铁形式的微肥，铁的含量5%到20%之间；

15、锰肥，硫酸锰形式的微肥，锰的含量10%到60%之间；

16、锌肥，硫酸锌或氧化锌形式的微肥，锌的含量10%到50%之间；

17、钼肥，钼酸铵或钼酸钠形式的微肥，钼的含量5%到50%之间；

18、硼锌肥，硼含量2%到5%，锌含量5%到15%；

19、铁锰锌肥，铁含量2%到10%，锰含量5%到20%，锌含量2%到10%。

20、优选地，缓释微生物的制备，将菌群分散在水溶液中，得到每毫升中菌落总数为5×108~2×109cfu的菌群水溶液，以正硅酸乙酯teos或者甲基三甲氧基硅烷mtms为前体物质，采用溶胶-凝胶法形成凝胶网络对微生物进行固定。

21、优选地，微生物的固定包括步骤：

22、s01、将teos与乙醇按照teos:乙醇=1:4~1:10比例混合，加入氨水做催化剂，控制ph为8.0~10.0，形成前驱体溶液，

23、s02、将菌群水溶液加入前驱体溶液中，搅拌，混合物保持在室温下12~24h，经过充分水解和缩合反应，形成凝胶，

24、s03、将含有微生物的凝胶在室温下干燥，或在35~50℃下真空干燥，对干燥后的材料进行粉碎，形成30~60目的含微生物颗粒。

25、优选地，缓释微生物的制备中，复合菌群为光合细菌：乳酸菌：酵母菌：放线菌：发酵芽孢杆菌为（15~20）：（16~20）：（8~10）：（7~10）：（33~40）。

26、控释型生物有机肥，采用上述方法制备的控释型生物有机肥。

27、与现有技术相比，本发明的有益效果：

28、1、采用ph敏感型水凝胶类聚合包埋材料，它们能在不同ph环境下产生形貌和结构变化，来控制包埋营养物质的释放速度，以适应作物需肥规律，从而提高肥料利用率，缓慢释放的特性减少了因过量施肥而导致的养分流失，降低了对水体和土壤的污染风险，

29、2、通过添加特定的营养物质，在生产之前了解土壤实际情况，全面、准确地评估土壤的肥力水平对控释微肥中氮、磷、钾等营养元素进行调整，针对性促进作物生长，该肥料能够在减少肥料使用量的同时保持甚至提高作物产量，实现肥料使用的高效化，

30、3、可以根据目标土壤进行订制有效微生物，不仅能为农作物提供营养，还能改善土壤结构，增加土壤有机质含量，促进土壤生物多样性，可以固定大气中的氮气，分解土壤中难溶的磷、钾等元素，提高土壤肥力，一些微生物还能产生生长调节物质，促进作物根系发育，增强作物对病害的抵抗力，

31、4、采用溶胶-凝胶法形成凝胶网络对微生物进行固定，形成含微生物的颗粒，一方面能够保持微生物结构，另一方面便于加料、混料，使后续生产加工变得简便，

32、5、利用农业生产等产生的固体废物，生产生物有机肥，符合循环经济的国家战略，

33、综上，本技术将生物基肥、控释微肥和缓释微生物三种材料有效结合，通过利用特定的控释技术，结合微生物菌种和有机废弃物的协同作用，生产出一种高效、环保的生物有机肥料；在营养物质的控释方法及特种微生物的投加方式上进行工艺创新，所生产的控释型生物有机肥兼具有机肥的改良土壤作用和无机肥的速效供肥效果，同时通过控释技术实现了养分的持续供给，提高了肥料利用率，减少了环境污染；而且，基于目标土壤分析进行配方调整，所生产的控释型生物有机肥作用更显著。