本發(fā)明屬于化肥技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種穩(wěn)定可靠,成本低,總養(yǎng)分高,所用材料可生物降解,不改變土壤環(huán)境的緩控釋化肥的制備方法。
背景技術(shù):
化肥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占有舉足輕重的地位。我國(guó)作為一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó),農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中對(duì)化肥的需求量很高,據(jù)統(tǒng)計(jì)化肥已經(jīng)成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中最大的物質(zhì)投資,約占全部生產(chǎn)性支出的50%左右。我國(guó)的化肥產(chǎn)量與使用量均為世界第一,其中產(chǎn)量約占世界化肥產(chǎn)量的20%,使用量已占世界化肥用量的28%。
然而,由于化肥的性質(zhì)以及對(duì)土壤環(huán)境的要求,繼而導(dǎo)致土壤物理性質(zhì)不斷惡化,這樣不僅影響農(nóng)作物的提高,而且對(duì)環(huán)境也造成了巨大污染。
因此,提高化肥利用率,減少施肥過量,避免環(huán)境污染已經(jīng)成為發(fā)展可持續(xù)農(nóng)業(yè)迫切需要解決的問題。緩釋肥料又稱控釋肥料(control release fertilizers)便應(yīng)運(yùn)而生。
緩釋化肥有以下優(yōu)勢(shì):1)減少養(yǎng)分流失,提高化肥利用率。2)使土壤中引起植物不能利用形式的化學(xué)與生物固定作用減少。3)減少了脫氮作用以及氮硝化作用而造成的氮元素?fù)p失。
然而,現(xiàn)有緩釋化肥存在如下問題:1)包裹層成膜物多為合成高分子聚合物,不易生物降解。2)直接使用純淀粉或各種植物秸稈粉末加化學(xué)粘合劑包裹,緩釋周期短或緩釋速率難以控制。3)所用包覆物質(zhì)價(jià)格昂貴如硅烷、鈦酸酯或鋁酸酯等偶聯(lián)劑,成本高不利于大規(guī)模推廣應(yīng)用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于,克服現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供一種穩(wěn)定可靠,成本低,總養(yǎng)分高,所用材料可生物降解,不改變土壤環(huán)境的緩控釋化肥的制備方法。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種緩控釋化肥的制備方法,包括制備干燥化肥顆粒,包括以下步驟:
1)按重量份計(jì),將100-120份的淀粉、120-150份蜂巢提取物、50-60份甲殼素纖維素與200份玉米油在120-150℃、頻率為85MHz超聲震蕩60-75min,得到混合液體,備用;
2)將步驟1)制備的混合液體采用氣壓噴霧方式均勻噴涂在干燥化肥顆粒表面,噴涂壓力為0.55-0.65MPa,得到涂布后的化肥顆粒,將溫度冷卻至40-50℃;
3)將步驟2)得到的涂布后的化肥顆粒與蓖麻油混合攪拌,得到緩控釋化肥。
在本技術(shù)方案中,與現(xiàn)有使用淀粉膠與粉狀木材剩余物制造緩釋肥料殼體相比,本發(fā)明可彌補(bǔ)因粉狀木材剩余物顆粒及空隙過大對(duì)化肥包裹不均勻,緩釋時(shí)間短且不易控制的不足。本發(fā)明的步驟2)涂布在化肥顆粒表面為第一包覆層,步驟3)制備的包覆層為第二包覆層,第二包覆層似開關(guān)層,通過親水性集團(tuán)與外界土壤中的水分以氫鍵締合而溶出,為化肥提供向外緩慢釋放的通道,達(dá)到控制化肥釋放的速率,從而得到可控制緩釋速率的緩釋化肥。該方法可適用于各種水溶性緩釋化肥的制備,且第一包覆層和第二包覆層所用材料均為可完全生物降解材料,對(duì)土壤無污染, 不改變土壤環(huán)境。
作為優(yōu)選,步驟2)中混合液體與干燥化肥顆粒的質(zhì)量比為1.35-1.5:1。
作為優(yōu)選,步驟3)中涂布后的化肥顆粒與蓖麻油的質(zhì)量比為1:3-4.2。
作為優(yōu)選,步驟3)中攪拌速度為2500-3000r/min,溫度為90-95℃,攪拌時(shí)間為25-35min。
作為優(yōu)選,干燥化肥顆粒的粒徑為2-4.5mm。
作為優(yōu)選,步驟1)中所述的蜂巢提取物的制備方法為:將蜂巢原料冷凍粉粹后,用超臨界二氧化碳萃取,萃取塔壓力為20-25MPa,萃取溫度為65-75℃,萃取時(shí)間1-2h,夾帶劑為萃取塔進(jìn)料重量的20-25%的體積濃度為95%的乙醇溶液,分離塔壓力10-15MPa,分離溫度55-65℃,從分離塔出料得到蜂巢提取物。
作為優(yōu)選,在步驟2)結(jié)束后,將冷卻后的化肥顆粒與其質(zhì)量0.2-0.5%的白云石粉混合攪拌15min。
作為優(yōu)選,步驟1)中所用淀粉為玉米淀粉、土豆淀粉、小麥淀粉、綠豆淀粉或藕淀粉。
本發(fā)明的有益效果是:與現(xiàn)有使用淀粉膠與粉狀木材剩余物制造緩釋肥料殼體相比,本發(fā)明可彌補(bǔ)因粉狀木材剩余物顆粒及空隙過大對(duì)化肥包裹不均勻,緩釋時(shí)間短且不易控制的不足。本發(fā)明的步驟2)涂布在化肥顆粒表面為第一包覆層,步驟3)制備的包覆層為第二包覆層,第二包覆層似開關(guān)層,通過親水性集團(tuán)與外界土壤中的水分以氫鍵締合而溶出,為化肥提供向外緩慢釋放的通道,達(dá)到控制化肥釋放的速率,從而得到可控制緩釋速率的緩釋化肥。該方法可適用于各種水溶性緩釋化肥的制備,且第一包覆層和第二包覆層所用材料均為可完全生物降解材料,對(duì)土壤無污染, 不改變土壤環(huán)境。 所用包覆物均可生物降解,與現(xiàn)有使用各種合成高分子膠黏劑做包裹膠膜相比,可彌補(bǔ)合成高分子不可生物降解,對(duì)土壤和環(huán)境污染的不足。本發(fā)明的工藝簡(jiǎn)單,操作方便,工藝過程周期短,能耗低,且不產(chǎn)生廢棄物,符合原子經(jīng)濟(jì)綠色環(huán)保的理念,利于工業(yè)化推廣應(yīng)用。
具體實(shí)施方式
下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述,顯然,所描述的實(shí)施例僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
實(shí)施例1
一種緩控釋化肥的制備方法,包括制備干燥化肥顆粒,干燥化肥顆粒的粒徑為2-4.5mm,包括以下步驟:
1)按重量份計(jì),將100份的小麥淀粉、120份蜂巢提取物、50份甲殼素纖維素與200份玉米油在120℃、頻率為85MHz超聲震蕩60min,得到混合液體,備用;蜂巢提取物的制備方法為:將蜂巢原料冷凍粉粹后,用超臨界二氧化碳萃取,萃取塔壓力為20MPa,萃取溫度為65℃,萃取時(shí)間1h,夾帶劑為萃取塔進(jìn)料重量的20%的體積濃度為95%的乙醇溶液,分離塔壓力10MPa,分離溫度55℃,從分離塔出料得到蜂巢提取物;
2)將步驟1)制備的混合液體采用氣壓噴霧方式均勻噴涂在干燥化肥顆粒表面,噴涂壓力為0.55MPa,得到涂布后的化肥顆粒,將溫度冷卻至40℃,將冷卻后的化肥顆粒與其質(zhì)量0.2%的白云石粉混合攪拌15min;混合液體與干燥化肥顆粒的質(zhì)量比為1.35:1
3)將步驟2)得到的涂布后的化肥顆粒與蓖麻油混合攪拌,攪拌速度為2500r/min,溫度為90℃,攪拌時(shí)間為25min,得到緩控釋化肥;涂布后的化肥顆粒與蓖麻油的質(zhì)量比為1:3。
實(shí)施例2
一種緩控釋化肥的制備方法,包括制備干燥化肥顆粒,干燥化肥顆粒的粒徑為2-4.5mm,包括以下步驟:
1)按重量份計(jì),將110份的綠豆淀粉、135份蜂巢提取物、55份甲殼素纖維素與200份玉米油在130℃、頻率為85MHz超聲震蕩65min,得到混合液體,備用;蜂巢提取物的制備方法為:將蜂巢原料冷凍粉粹后,用超臨界二氧化碳萃取,萃取塔壓力為23MPa,萃取溫度為68℃,萃取時(shí)間1.5h,夾帶劑為萃取塔進(jìn)料重量的22%的體積濃度為95%的乙醇溶液,分離塔壓力12MPa,分離溫度57℃,從分離塔出料得到蜂巢提取物;
2)將步驟1)制備的混合液體采用氣壓噴霧方式均勻噴涂在干燥化肥顆粒表面,噴涂壓力為0.58MPa,得到涂布后的化肥顆粒,將溫度冷卻至45℃,將冷卻后的化肥顆粒與其質(zhì)量0.3%的白云石粉混合攪拌15min;混合液體與干燥化肥顆粒的質(zhì)量比為1.45:1
3)將步驟2)得到的涂布后的化肥顆粒與蓖麻油混合攪拌,攪拌速度為2800r/min,溫度為93℃,攪拌時(shí)間為28min,得到緩控釋化肥;涂布后的化肥顆粒與蓖麻油的質(zhì)量比為1:3.6。
實(shí)施例3
一種緩控釋化肥的制備方法,包括制備干燥化肥顆粒,干燥化肥顆粒的粒徑為2-4.5mm,包括以下步驟:
1)按重量份計(jì),將100份的藕淀粉、150份蜂巢提取物、60份甲殼素纖維素與200份玉米油在150℃、頻率為85MHz超聲震蕩75min,得到混合液體,備用;蜂巢提取物的制備方法為:將蜂巢原料冷凍粉粹后,用超臨界二氧化碳萃取,萃取塔壓力為20-25MPa,萃取溫度為75℃,萃取時(shí)間2h,夾帶劑為萃取塔進(jìn)料重量的25%的體積濃度為95%的乙醇溶液,分離塔壓力15MPa,分離溫度65℃,從分離塔出料得到蜂巢提取物;
2)將步驟1)制備的混合液體采用氣壓噴霧方式均勻噴涂在干燥化肥顆粒表面,噴涂壓力為0.65MPa,得到涂布后的化肥顆粒,將溫度冷卻至50℃,將冷卻后的化肥顆粒與其質(zhì)量0.5%的白云石粉混合攪拌15min;混合液體與干燥化肥顆粒的質(zhì)量比為1.5:1
3)將步驟2)得到的涂布后的化肥顆粒與蓖麻油混合攪拌,攪拌速度為3000r/min,溫度為95℃,攪拌時(shí)間為35min,得到緩控釋化肥;涂布后的化肥顆粒與蓖麻油的質(zhì)量比為1: 4.2。
應(yīng)當(dāng)理解的是,對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說,可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換,而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。