本发明涉及化学领域，尤其涉及制备肥料的方法。
背景技术：
化肥是一种广泛使用的农作物的肥料。当土壤中氮、磷或钾不能满足农作物生长的需求时，可以施用含氮、磷或钾的化肥。
但是，化肥在提高农作物产量的同时，也对土壤产生消极作用。
一方面，施用化肥导致土壤中增加了重金属以及其他有毒物质。制备化肥的原料中可能包含重金属。另外，制备化肥的工艺也可能引入重金属。这使得化肥中也包含重金属。例如，制备磷肥的原料可以是磷矿石。磷矿石包含氟(F)和砷(As)。
另一方面，化肥降低了土壤中微生物的数量和活性。土壤中的微生物在分解有机质、分解矿物质以及降解有害物质等方面发挥了重要作用。
又一方面，化肥使得土壤酸化。例如，氮肥在土壤中的硝化作用导致土壤中产生了硝酸盐，从而使得土壤酸化。土壤酸化改变了土壤中养分的形态，降低了养分的有效性，对农作物产生毒害作用。
综上所述，如何减少化肥的用量，减轻化肥对土壤的消极作用是一个亟待解决的问题。
技术实现要素：
为了减少化肥的用量，减轻化肥对土壤的消极作用，本发明实施例提供了如下技术方案。
一种制备肥料的方法，包括：
获取对半纤维素水溶液进行厌氧发酵处理后的废液，所述半纤维素水溶液中的半纤维素来自秸秆；
通过将所述废液与化肥进行混合获得所述肥料。
根据上述技术方案可以看出，所述肥料不仅包括化肥，还包括对半纤维素水溶液进行厌氧发酵处理后的废液。所述废液是一种有机肥。有机肥可以为农作物生长提供养料。因此，相对于仅将化肥作为农作物生长的养料的方案，将上述肥料作为农作物生长的养料的方案有助于减少化肥的用量。从而，减轻了化肥对土壤的消极作用。
可选地，上述技术方案中，通过将所述废液与所述化肥进行混合获得所述肥料包括：通过将所述废液、所述化肥、腐殖酸以及金属蛋白酶进行混合获得所述肥料。
根据上述技术方案可以看出，所述肥料还包括腐殖酸以及金属蛋白酶。
腐殖酸能够促进农作物的生长发育、能够提高化肥的利用率、能够改良土壤结构并且能够增强农作物的抗旱性。
金属蛋白酶能够在蛋白质的水解过程中发挥催化作用。可以促进农作物的根系对养分的吸收。例如，金属蛋白酶能够促进植物对土壤中氮、磷、钾及微量元素的吸收。
因此，当肥料中包括腐殖酸以及金属蛋白酶时，所述肥料能够促进农作物对养分的吸收、促进农作物的生长并且有助于改善土壤的结构。
可选地，上述技术方案中，所述废液包括微量元素和有机质，所述化肥包括氮肥、磷肥和钾肥，所述氮肥中的氮与所述磷肥中的磷、所述钾肥中的钾、所述腐殖酸、所述金属蛋白酶、所述微量元素以及所述有机质的重量比例是5～10：6～12：3～5：2.5～4：0.01～0.02：0.2～3：6～15。
举例来说，所述有机质可以是有机酸。
可选地，上述技术方案中，所述氮肥中的氮与所述磷肥中的磷、所述钾肥中的钾、所述腐殖酸、所述金属蛋白酶、所述微量元素以及所述有机质的重量比例是6～8：8～10：3.5～4：3.2～3.5：0.01～0.02：1.5～2：9～12。
可选地，上述技术方案中，所述微量元素包括硼、铁、锌、钼以及锰。
具体来说，硼、钼、锰、锌、以及铁是农作物生长发育所必需的营养元素。因此，当肥料中包含硼、钼、锰、锌、以及铁时，有助于增强对农作物的生长发育的促进作用。
可选地，上述技术方案中，对所述半纤维素水溶液进行所述厌氧发酵处理之前，所述方法还包括：通过对所述秸秆进行蒸汽爆破处理获得第一半纤维素水溶液，所述第一半纤维素水溶液的氢离子浓度指数(hydrogenionconcentration，PH)值为4～6，化学需氧量(ChemicalOxygenDemand，COD)为6000～30000mg/L。
具体来说，半纤维素具有水溶性。通过对所述秸秆进行蒸汽爆破处理，所述秸秆中的氢键发生断裂。秸秆中的半纤维素和纤维素实现了分离。进而，半纤维溶解在水中。
可选地，上述技术方案中，通过对所述秸秆进行所述蒸汽爆破处理获得所述第一半纤维素水溶液之后，并且，对所述半纤维素水溶液进行所述厌氧发酵处理之前，所述方法还包括：对所述第一半纤维素水溶液进行沉淀处理，获得上层清液；对所述上层清液进行酸化处理；将碱加入经酸化处理的所述上层清液，获得所述半纤维素水溶液。
具体来说，通过对所述秸秆进行所述蒸汽爆破处理，秸秆中的部分纤维素和木质素悬浮在第一半纤维素水溶液中。通过对所述第一半纤维素水溶液进行沉淀处理，可以去掉第一半纤维素水溶液中悬浮的部分纤维素和木质素，获得上层清液。
半纤维素是高分子有机物，不能透过细胞膜。因此，半纤维素不能被细菌直接利用。通过对所述上层清液进行酸化处理，细菌胞外酶能够将高分子有机物分解为小分子。这些小分子能够透过细胞膜，并且被细菌利用。
酸性的环境不利于厌氧菌进行厌氧发酵处理。因此，上述技术方案中，进行所述厌氧发酵处理之前，将碱加入经酸化处理的所述上层清液，获得所述半纤维素水溶液。
可选地，上述技术方案中，对所述半纤维素水溶液进行所述厌氧发酵处理包括：使用内循环厌氧反应器对所述半纤维素水溶液进行所述厌氧发酵处理。
所述半纤维素水溶液中包含有机物。通过厌氧反应，所述半纤维素水溶液被转化为甲烷、二氧化碳和所述废液。其中，所述有机物被转化为甲烷、二氧化碳以及所述废液中的有机酸。
可选地，上述技术方案中：
所述有机质包括氨基酸、维生素、糖类、抗生素，丁酸以及吲哚乙酸中的至少一种。
所述铁包括氧化铁、硫酸亚铁以及硫酸亚铁铵中的至少一种。
所述硼包括氧化硼，所述钼包括氧化钼以及硫酸钼中的至少一种。
所述锌包括氧化锌以及硫酸锌中的至少一种。
所述锰包括氧化锰以及硫酸锰中的至少一种。
所述微量元素还包括氧化铜、硫酸铜、氧化镁以及硫酸镁中的至少一种。
所述氮肥是铵态氮肥、硝态氮肥、铵态硝态氮肥和酰胺态氮肥中的至少一种。
所述磷肥是水溶性磷肥、枸溶性磷肥、难溶性磷肥中的至少一种。
所述钾肥是氯化钾、硫酸钾、磷酸二氢钾、钾石盐、钾镁盐、光卤石、硝酸钾和窑灰钾肥中的至少一种。
可选地，上述技术方案中，所述氮肥是尿素，所述磷肥是磷酸二铵。
可选地，上述技术方案中，所述秸秆包括：谷物秸秆、芦苇、木材类、亚麻类、玉米秸秆、芒秆、巨菌草、葵花秆、核桃壳、杂草、食用菌废料、棉花秆以及薯类秧中的至少一种。
可选地，上述技术方案中，所述谷物秸秆包含谷物壳和麦糠，所述玉米秸秆包括玉米芯。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种制备肥料的方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的一种制备肥料的方法的流程示意图。
具体实施方式
图1为本发明实施例提供的一种制备肥料的方法的流程示意图。参见图1，所述方法包括：
S101、获取对半纤维素水溶液进行厌氧发酵处理后的废液，所述半纤维素水溶液中的半纤维素来自秸秆。
S102、通过将所述废液与化肥进行混合获得所述肥料。
举例来说，所述半纤维素水溶液的PH值等于7或者约等于7。
举例来说，所述秸秆包括：谷物秸秆、芦苇、木材类、亚麻类、玉米秸秆、芒秆、巨菌草、葵花秆、核桃壳、杂草、食用菌废料、棉花秆以及薯类秧中的至少一种。
举例来说，所述谷物秸秆包含谷物壳和麦糠，所述玉米秸秆包括玉米芯。
通过厌氧发酵处理获得的甲烷可以作为燃料，为人们的生产和生活提供热能。通过厌氧发酵处理获得的废液则可以作为水溶肥的原料。从而，实现了对秸秆的充分利用。
S102具体实现时，可以将温度为36～45℃的废液以及化肥放置在反应釜中。在反应釜中，将废液以及化肥搅拌15～30分钟。然后，可以向反应釜添加水，并继续搅拌。从而获得所述肥料。所述化肥可以是尿素以及磷酸二胺。
又例如，有的有机肥以造纸黒液为原料。造纸黒液中包含了化学药剂。因此，使用这种有机肥也可能会对土壤造成污染。
结合上述技术方案，本发明实施例还提供了一种肥料。所述肥料包括：对半纤维素水溶液进行厌氧发酵处理后的废液以及化肥，所述半纤维素水溶液中的半纤维素来自秸秆。
具体地，所述肥料是所述废液与所述化肥的混合物。
相应的，对于本发明实施例提供的肥料，所述肥料还可以包括腐殖酸以及金属蛋白酶。
腐殖酸能够促进农作物的生长发育。具体来说，腐殖酸含有活性功能基因。活性功能基因能够增强农作物体内的过氧化氢酶以及多酚氧化酶的活性，刺激生理代谢，促进生长发育。
腐殖酸能够提高化肥的利用率。具体来说，腐殖酸含有羧基、酚羟基等官能团。上述官能团有较强的离子交换和吸附能力，能使碳铵减少铵态氮的损失，提高氮肥的利用率。
腐殖酸能够改良土壤结构。具体来说，腐殖酸可以促进土壤团粒结构的形成，调节土壤PH值，提高土壤保水保肥能力。另外，腐殖酸能够促进土壤微生物的活动，增加好气性的细菌、放线菌、纤维素分解菌的数量，从而加速有机物质的分解。
腐殖酸能够增强农作物的抗旱性。具体来说，腐殖酸能够减少植物叶片的气孔张开，降低蒸腾作用，从而减少植物体内的水分流失。
腐殖酸能够改善农作物的果实的质量。具体来说，腐殖酸能够促进包含微量元素的络合物或者鳌合物的形成。络合物或者鳌合物可以使得农作物的果实丰满、厚实。
举例来说，所述氮肥是铵态氮肥、硝态氮肥、铵态硝态氮肥和酰胺态氮肥中的至少一种。
举例来说，所述磷肥是水溶性磷肥、枸溶性磷肥、难溶性磷肥中的至少一种。
举例来说，所述钾肥是氯化钾、硫酸钾、磷酸二氢钾、钾石盐、钾镁盐、光卤石、硝酸钾和窑灰钾肥中的至少一种。
举例来说，所述氮肥是尿素，所述磷肥是磷酸二铵。
可选地，上述技术方案中，对所述半纤维素水溶液进行所述厌氧发酵处理之前，所述方法还包括：通过对所述秸秆进行蒸汽爆破处理获得第一半纤维素水溶液。所述第一半纤维素水溶液的PH值为4～6。所述第一半纤维素水溶液的COD为6000～30000mg/L。
另外，对所述秸秆进行蒸汽爆破处理前，可以对所述秸秆进行切断处理。另外，可以向切断后的秸秆喷射雾化的水，使得所述秸秆获得较好的加湿效果。
举例来说，对所述秸秆进行蒸汽爆破处理可以包括：将加湿的秸秆放到密封的容器中，通过增加密封的容器中气压使得所述秸秆的温度达到130℃，并保持5～10分钟。然后，迅速减压。在高温高压的环境中，水分子穿透秸秆的细胞壁。当迅速减压时，秸秆中的水分子可以产生巨大的爆破力，使得秸秆中的纤维结构发生机械断裂。从而使得半纤维溶解在水中。
图2为本发明实施例提供的一种制备肥料的方法的流程示意图。图2所示的方法是在图1所示的方法的基础上进行扩展得到的。其中，图2中的S205对应图1中的S101。图2中的S206对应图1中的S102。
关于上文提及的通过对所述秸秆进行蒸汽爆破处理获得第一半纤维素水溶液的步骤，具体可以参考图2中的S201。
关于对所述第一半纤维素水溶液进行沉淀处理，获得上层清液的步骤，具体可以参考图2中的S202。
关于对所述上层清液进行酸化处理的步骤，具体可以参考图2中的S203。
关于将碱加入经酸化处理的所述上层清液，获得所述半纤维素水溶液的步骤，具体可以参考图2中的S204。
相应的，对于本发明实施例提供的肥料，所述半纤维素水溶液是通过将碱加入经酸化处理的上层清液获得的。所述经酸化处理的上层清液是通过对上层清液进行酸化处理获得的。所述上层清液是通过对所述第一半纤维素水溶液进行沉淀处理获得的。
半纤维素是高分子有机物，不能透过细胞膜。因此半纤维素不能被细菌直接利用。通过对所述上层清液进行酸化处理，细菌胞外酶能够将高分子有机物分解为小分子。这些小分子能够透过细胞膜，并且被细菌利用。
举例来说，酸化菌能够将上述小分子转化为化合物并分泌到细胞外。酸化菌的上述处理过程可以产生挥发性脂肪酸、醇类、乳酸、二氧化碳、氢气、氨以及硫化氢等。
所述半纤维素水溶液中包含有机物。通过厌氧反应，所述有机物被转化为甲烷和二氧化碳。
内循环厌氧反应器是一种高效的多级内循环反应器。例如，内循环厌氧反应器可以包括混合区、第一厌氧区、第二厌氧区、沉淀区和气液分离区。举例来说，可以将所述半纤维素水溶液放到混合区。在第一厌氧区以及第二厌氧区，所述半纤维素水溶液被进行厌氧发酵处理。在所述沉淀区可以获得所述废液。
可选地，上述技术方案中，所述废液中的有机质包括氨基酸、维生素、糖类、抗生素，丁酸以及吲哚乙酸中的至少一种，所述铁包括氧化铁、硫酸亚铁以及硫酸亚铁铵中的至少一种，所述硼包括氧化硼，所述钼包括氧化钼以及硫酸钼中的至少一种，所述锌包括氧化锌以及硫酸锌中的至少一种，所述锰包括氧化锰以及硫酸锰中的至少一种，所述微量元素还包括氧化铜、硫酸铜、氧化镁以及硫酸镁中的至少一种。
下面是使用本发明实施例提供的肥料对农作物进行培育的实验条件以及实验数据：
实验1
地点：中国安徽省寿县炎刘镇。
事项：使用图1或者图2所示的方法制备的肥料对种子进行浸泡，并记录种子的生长情况。
种子：皖优6号水稻种子。
具体过程：
1.制备肥料。肥料包括水以及其他成分。其他成分与肥料的重量比例等于0.01～0.5：100。其他成分包括化肥、腐殖酸、金属蛋白酶、微量元素以及有机酸。
2.使用制备好的肥料对种子进行浸泡。具体步骤包括：
(1)用编织袋装种子，并扎口。注意：编织袋不能有破损。
(2)将装入种子的编织袋放入制备好的肥料，浸泡24小时。
(3)浸泡完成后将编织袋从肥料中取出。
3.用清水漂洗浸泡后的种子。最好是多次漂洗。
4.对种子进行催芽。
实验结果：使用肥料浸泡过的种子的发芽率为96％以上。相对于没有进行浸泡处理，或者仅使用清水浸泡处理的种子，使用肥料浸泡过的种子的成秧率提高15％，并且有后生长优势。
原因分析：
使用本申请提供的肥料浸泡种子，可提高发芽率，使得出苗提前，并增强幼苗生根的能力。本申请提供的肥料能使种子中的酶的活动得到激发。种子中的酶能够促进胚细胞分裂，刺激种子生长，并调控生长基因。
实验2
地点：中国安徽省寿县炎刘镇
事项：使用图1或者图2所示的方法制备的肥料进行施肥，并记录作物的生长情况。
作物：皖优6号水稻
1.制备肥料。肥料包括水以及其他成分。其他成分与肥料的重量比例等于0.1～2：100。其他成分包括化肥、腐殖酸、金属蛋白酶、微量元素以及有机酸。
2.使用制备好的肥料进行施肥。具体步骤包括：
在幼苗期和抽穗期进行施肥，每亩的用量为300千克。具体的施肥方法是，随水灌施或泼浇。
实验结果：
相对于仅用化肥进行施肥的方案，使用本申请提供的肥料进行施肥，幼苗的平均高度增长20％。抽穗时，在稻杆的数量相同的前提下，稻杆总出穗量多8％。
实验3
地点：中国河南省新乡市
作物：请参见表1。
1.育种期使用肥料对种子浸泡。肥料包括水以及其他成分。其他成分与肥料的重量比例等于2：1000。其他成分包括化肥、腐殖酸、金属蛋白酶、微量元素以及有机酸。对种子浸泡24小时。具体方法请参考实验1。
2.生长期使用肥料进行施肥。肥料包括水以及其他成分。其他成分与肥料的重量比例等于1～1.5：1000。其他成分包括化肥、腐殖酸、金属蛋白酶、微量元素以及有机酸。采用喷洒和浇灌的方法施肥。
关于实验结果，请参见表1：
表1
备注：
1.小麦和玉米的种植面积一共是2.33亩。
2.提高比例是指：相对于没有进行浸泡处理，或者仅使用清水浸泡处理的种子，以及相对于仅使用化肥进行施肥的方案，使用本申请提供的肥料对种子进行浸泡，以及使用本申请提供的肥料进行施肥的方案，提高的比例。具体来说，育种期对应的提高比例是指出苗率的提高比例。生长期对应的提高比例是指幼苗的平均高度的提高比例。
实验4
地点：中国安徽省寿县
作物：请参见表2。
1.育种期使用肥料对种子浸泡。肥料包括水以及其他成分。其他成分与肥料的重量比例等于2：1000。其他成分包括化肥、腐殖酸、金属蛋白酶、微量元素以及有机酸。对种子浸泡12小时。具体方法请参考实验1。
关于实验结果，请参见表2：
表2
1.黄瓜、西红柿、青菜、苦瓜和青椒的种植面积一共是150平方米。
3.可以看出，使用本申请提供的肥料，蔬菜的出苗率提高5％以上，产量增加12％以上。需要补充的是，蔬菜的生长期延长10～15天。
以上所述仅是本发明的优选实施方式。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。