本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)種植領(lǐng)域，特別是涉及一種用于苗木栽培的控釋增氧劑及其制備方法。

背景技術(shù)：

苗木是具有根系和苗干的樹苗。苗木一般都是處于快速生長(zhǎng)階段，尤其是根部的生長(zhǎng)特別快?？焖俚纳L(zhǎng)需要根部吸收大量的養(yǎng)分，而吸收養(yǎng)分需要根部進(jìn)行大量呼吸作用來提供能量。因此為了增強(qiáng)苗木根部的呼吸作用，需要經(jīng)常松土，保持土壤蓬松，增加含氧量。但是人工松土費(fèi)時(shí)費(fèi)力，不夠便捷。為此人們研發(fā)出了埋于土壤中能夠釋放氧的增氧劑。如公開號(hào)為CN1319575A的中國(guó)發(fā)明專利公開了一種提高生物肥料磷細(xì)菌收率的方法。在用于磷細(xì)菌發(fā)酵的液體培養(yǎng)基中，除含有碳源、氮源、無機(jī)鹽類外，還加有增氧劑，該方法可及時(shí)補(bǔ)充菌體處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期時(shí)對(duì)氧氣的大量需求，提高營(yíng)養(yǎng)源的利用率，從所消耗的單位基質(zhì)中獲得最大收獲量的產(chǎn)物，提高菌體生產(chǎn)繁殖的速度和數(shù)量，與傳統(tǒng)發(fā)酵方法相比，能提高磷細(xì)菌收率1－5倍，降低生產(chǎn)成本，增加肥效。

但是其增氧劑的作用是為細(xì)菌呼吸提供氧，而不是為植物根部，因此氧釋放量以及釋放時(shí)效對(duì)于苗木來說不適用。并且，上述的增氧劑容易在初期就大量釋放，不具備穩(wěn)定的緩釋效果，導(dǎo)致增氧時(shí)效短。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種用于苗木栽培的控釋增氧劑。本發(fā)明的增氧劑適用于苗木栽培，具有緩釋效果，能夠持續(xù)、穩(wěn)定地釋放氧，從而促進(jìn)苗木的生長(zhǎng)。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種用于苗木栽培的控釋增氧劑的制備方法。本發(fā)明增氧劑的制備方法簡(jiǎn)單、合理，制備的增氧劑品質(zhì)穩(wěn)定，適于大規(guī)模生產(chǎn)。

本發(fā)明的具體技術(shù)方案為：一種用于苗木栽培的控釋增氧劑，由內(nèi)至外依次包括速釋層、緩釋層和包膜層。

所述速釋層由以下物質(zhì)組成：化學(xué)增氧劑45-55wt％、復(fù)合凝膠載體40-46wt％、速釋劑4-6wt％、粘合劑1-3wt％。

所述緩釋層由以下物質(zhì)組成：化學(xué)增氧劑45-55wt％、環(huán)糊精43-53wt％、粘合劑1-3wt％。

所述包膜層為尿素。

目前，普通的增氧劑，一般是與肥料混合制得的。一些具有緩釋功能的肥料，其增氧劑也同時(shí)具有緩釋效果。目前的肥料，一般是在肥料顆粒表面具有一層高分子樹脂的包膜層，從而具有緩釋效果。但是，大多數(shù)的緩釋肥料緩釋效果不夠理想，特別是在土壤中吸水后容易造成前期突釋，增氧劑被迅速消耗釋放，導(dǎo)致增氧持久性嚴(yán)重下降。另一方面，位于顆粒肥料核芯部分的增氧劑，卻由于水分滲透進(jìn)入肥料核芯的速度較慢，以及增氧劑需要滲透穿過肥料外層的部分，增氧劑釋放動(dòng)力不足，導(dǎo)致后期的增氧效果大不如前期。

本發(fā)明的增氧劑可單獨(dú)使用，也可添加至肥料中。本發(fā)明的增氧劑具有三層結(jié)構(gòu)。其中，包膜層為尿素，緩釋層的載體為環(huán)糊精。環(huán)糊精內(nèi)部具有疏水空腔，能夠?qū)λ值臐B透起到一定的延緩作用。包膜層的阻隔以及環(huán)糊精的緩釋作用，兩者配合之下，使得增氧劑在前期遇水后不會(huì)迅速被釋放，緩釋速率更為穩(wěn)定，緩釋持久性更強(qiáng)。速釋層的載體為復(fù)合凝膠載體，并且復(fù)合凝膠載體還負(fù)載有速釋劑。速釋劑吸水后會(huì)釋放熱量，這些熱量會(huì)加速增氧劑在水中的溶解，從而為增氧劑的釋放提供動(dòng)力，克服后期增氧劑釋放效果較差的缺陷。

優(yōu)選地，所述化學(xué)增氧劑為過氧化鈣、過氧化脲和過碳酸鈉中的至少一種。

優(yōu)選地，所述速釋層、緩釋層和包膜層的質(zhì)量比為1:3-5:0.1-0.2。

優(yōu)選地，所述粘合劑為聚維酮。一般的粘合劑是溶于水使用。由于本發(fā)明在制備過程中增氧劑不宜遇水，而聚維酮溶于乙醇，因此作為粘合劑是較為合適的選擇。

優(yōu)選地，所述復(fù)合凝膠載體的制備方法為：取海藻切碎并將其投入50-100倍質(zhì)量的水中，在95-105℃下加熱20-30min；過濾后將海藻轉(zhuǎn)移至其5-15倍質(zhì)量的濃度為3-5wt％的焦磷酸鈉溶液中，在50-60℃下浸泡0.5-1.5h，得到粘稠狀液體；將粘稠狀液體濃縮至固含量為45-55wt％，向粘稠狀液體中添加其0.5-1倍質(zhì)量的聚乙烯醇并攪拌均勻；然后在40-50℃下保溫，添加液體總質(zhì)量1-3％的碳酸氫鈉，攪拌反應(yīng)10-20min，反應(yīng)后調(diào)節(jié)液體pH值至中性，最后干燥得到復(fù)合凝膠載體。

本發(fā)明的復(fù)合凝膠載體，可采用上述方法制得，主要是以海藻提取物和聚乙烯醇為主要載體。海藻提取液呈粘稠狀，與聚乙烯醇混合后，添加碳酸氫鈉，碳酸氫鈉正好與海藻提取液中的酸性物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，生成二氧化碳?xì)怏w，氣體在凝膠液中制得大量的毛細(xì)孔道，不僅能夠提高載體的負(fù)載量，并且為增氧劑溶解后釋放到土壤中提供了快速通道，減小了滲透的阻力。并且復(fù)合凝膠載體具有很強(qiáng)的吸濕性，在后期能夠加速增氧劑的溶解速率，進(jìn)一步克服后期增氧劑釋放效果較差的缺陷。

優(yōu)選地，所述環(huán)糊精為α-環(huán)糊精、β-環(huán)糊精或γ-環(huán)糊精。

優(yōu)選地，所述速釋劑由氫氧化鈉10-30wt％和改性氧化鈣70-90wt％組成。氫氧化鈉溶于水后會(huì)產(chǎn)生大量熱量。改性氧化鈣與水反應(yīng)后會(huì)產(chǎn)生大量熱量。

優(yōu)選地，所述改性氧化鈣的制備方法為：將氧化鈣與氫氧化鉀按質(zhì)量比100:0.1-0.2添加至反應(yīng)容器中混合均勻，將質(zhì)量為氧化鈣4-8wt％的環(huán)氧乙烷加壓液化后通入反應(yīng)容器中，在惰性氣體加壓保護(hù)下將反應(yīng)容器加熱至140-160℃，攪拌反應(yīng)2-3h；反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，得到改性氧化鈣。

在改性氧化鈣的制備過程中，以氫氧化鉀和氧化鈣作為共同的催化劑，使環(huán)氧乙烷在氧化鈣表面進(jìn)行聚合，生成聚環(huán)氧乙烷層，該聚環(huán)氧乙烷層的作用是：由于氧化鈣遇水反應(yīng)較為劇烈，可能會(huì)導(dǎo)致溫度過高而造成安全隱患。當(dāng)聚環(huán)氧乙烷包覆在氧化鈣表面后，由于聚環(huán)氧乙烷具有較好的吸水性，水分需要先經(jīng)過其吸收后才能緩慢滲透到氧化鈣表面，起到了緩沖作用。

一種用于苗木栽培的控釋增氧劑的制備方法，步驟為：

步驟1：用無水乙醇將粘合劑溶解；同時(shí)將化學(xué)增氧劑、復(fù)合凝膠載體、速釋劑混合攪拌均勻，然后用粘合劑粘合；粘合后依次經(jīng)過造粒、干燥和篩選，制得速釋層。

步驟2：將環(huán)糊精與其0.4-0.8倍質(zhì)量的水混合，攪拌呈糊狀后，添加化學(xué)增氧劑并分散均勻，然后干燥至含水率不大于3wt％，得到糊狀物；用無水乙醇將粘合劑溶解，將糊狀物與速釋層混合均勻后用粘合劑粘合，粘合后依次經(jīng)過造粒、干燥和篩選，制得緩釋層。

步驟3：用乙醇溶解尿素，將尿素噴灑至緩釋層表面，干燥后形成包膜層，制得用于苗木栽培的控釋增氧劑。

本發(fā)明制備方法在制備過程中盡量避免了增氧劑與水的接觸，制得的增氧劑品質(zhì)高、穩(wěn)定。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的增氧劑適用于苗木栽培，具有緩釋效果，能夠持續(xù)、穩(wěn)定地釋放氧，從而促進(jìn)苗木的生長(zhǎng)。本發(fā)明增氧劑的制備方法簡(jiǎn)單、合理，制備的增氧劑品質(zhì)穩(wěn)定，適于大規(guī)模生產(chǎn)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。

實(shí)施例1

一種用于苗木栽培的控釋增氧劑，由內(nèi)至外依次包括速釋層、緩釋層和包膜層。

所述速釋層由以下物質(zhì)組成：過碳酸鈉50wt％、復(fù)合凝膠載體43wt％、速釋劑(氫氧化鈉20wt％和改性氧化鈣80wt％)5wt％、聚維酮2wt％。

所述緩釋層由以下物質(zhì)組成：過碳酸鈉50wt％、β-環(huán)糊精48wt％、聚維酮2wt％。

所述包膜層為尿素。

所述速釋層、緩釋層和包膜層的質(zhì)量比為1:4:0.15。

實(shí)施例2

一種用于苗木栽培的控釋增氧劑，由內(nèi)至外依次包括速釋層、緩釋層和包膜層。

所述速釋層由以下物質(zhì)組成：過氧化鈣45wt％、復(fù)合凝膠載體46wt％、速釋劑(氫氧化鈉10wt％和改性氧化鈣90wt％)6wt％、聚維酮3wt％。

所述緩釋層由以下物質(zhì)組成：過氧化鈣45wt％、α-環(huán)糊精53wt％、聚維酮2wt％。

所述包膜層為尿素。

所述速釋層、緩釋層和包膜層的質(zhì)量比為1:3:0.1。

實(shí)施例3

一種用于苗木栽培的控釋增氧劑，由內(nèi)至外依次包括速釋層、緩釋層和包膜層。

所述速釋層由以下物質(zhì)組成：過氧化脲55wt％、復(fù)合凝膠載體40wt％、速釋劑(氫氧化鈉30wt％和改性氧化鈣70wt％)4wt％、聚維酮1wt％。

所述緩釋層由以下物質(zhì)組成：過氧化脲55wt％、γ-環(huán)糊精43wt％、聚維酮2wt％。

所述包膜層為尿素。

所述速釋層、緩釋層和包膜層的質(zhì)量比為1:5:0.2。

實(shí)施例4

實(shí)施例1的用于苗木栽培的控釋增氧劑的制備方法為：

材料預(yù)制備：

所述復(fù)合凝膠載體的制備方法為：取海藻切碎并將其投入75倍質(zhì)量的水中，在100℃下加熱25min；過濾后將海藻轉(zhuǎn)移至其10倍質(zhì)量的濃度為4wt％的焦磷酸鈉溶液中，在55℃下浸泡1h，得到粘稠狀液體；將粘稠狀液體濃縮至固含量為50wt％，向粘稠狀液體中添加其0.75倍質(zhì)量的聚乙烯醇并攪拌均勻；然后在45℃下保溫，添加液體總質(zhì)量2％的碳酸氫鈉，攪拌反應(yīng)15min，反應(yīng)后調(diào)節(jié)液體pH值至中性，最后干燥得到復(fù)合凝膠載體。

所述改性氧化鈣的制備方法為：將氧化鈣與氫氧化鉀按質(zhì)量比100:0.15添加至反應(yīng)容器中混合均勻，將質(zhì)量為氧化鈣6wt％的環(huán)氧乙烷加壓液化后通入反應(yīng)容器中，在惰性氣體加壓保護(hù)下將反應(yīng)容器加熱至150℃，攪拌反應(yīng)2.5h；反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，得到改性氧化鈣。

步驟1：用無水乙醇將粘合劑溶解；同時(shí)將化學(xué)增氧劑、復(fù)合凝膠載體、速釋劑混合攪拌均勻，然后用粘合劑粘合；粘合后依次經(jīng)過造粒、干燥和篩選，制得速釋層。

步驟2：將環(huán)糊精與其0.6倍質(zhì)量的水混合，攪拌呈糊狀后，添加化學(xué)增氧劑并分散均勻，然后干燥至含水率不大于3wt％，得到糊狀物；用無水乙醇將粘合劑溶解，將糊狀物與速釋層混合均勻后用粘合劑粘合，粘合后依次經(jīng)過造粒、干燥和篩選，制得緩釋層。

步驟3：用乙醇溶解尿素，將尿素噴灑至緩釋層表面，干燥后形成包膜層，制得用于苗木栽培的控釋增氧劑。

實(shí)施例5

實(shí)施例2的用于苗木栽培的控釋增氧劑的制備方法為：

材料預(yù)制備：

所述復(fù)合凝膠載體的制備方法為：取海藻切碎并將其投入50倍質(zhì)量的水中，在95℃下加熱30min；過濾后將海藻轉(zhuǎn)移至其5-15倍質(zhì)量的濃度為3wt％的焦磷酸鈉溶液中，在50℃下浸泡1.5h，得到粘稠狀液體；將粘稠狀液體濃縮至固含量為45wt％，向粘稠狀液體中添加其0.5倍質(zhì)量的聚乙烯醇并攪拌均勻；然后在40℃下保溫，添加液體總質(zhì)量1％的碳酸氫鈉，攪拌反應(yīng)10min，反應(yīng)后調(diào)節(jié)液體pH值至中性，最后干燥得到復(fù)合凝膠載體。

所述改性氧化鈣的制備方法為：將氧化鈣與氫氧化鉀按質(zhì)量比100:0.1添加至反應(yīng)容器中混合均勻，將質(zhì)量為氧化鈣4wt％的環(huán)氧乙烷加壓液化后通入反應(yīng)容器中，在惰性氣體加壓保護(hù)下將反應(yīng)容器加熱至1400℃，攪拌反應(yīng)3h；反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，得到改性氧化鈣。

步驟1：用無水乙醇將粘合劑溶解；同時(shí)將化學(xué)增氧劑、復(fù)合凝膠載體、速釋劑混合攪拌均勻，然后用粘合劑粘合；粘合后依次經(jīng)過造粒、干燥和篩選，制得速釋層。

步驟2：將環(huán)糊精與其0.4倍質(zhì)量的水混合，攪拌呈糊狀后，添加化學(xué)增氧劑并分散均勻，然后干燥至含水率不大于3wt％，得到糊狀物；用無水乙醇將粘合劑溶解，將糊狀物與速釋層混合均勻后用粘合劑粘合，粘合后依次經(jīng)過造粒、干燥和篩選，制得緩釋層。

步驟3：用乙醇溶解尿素，將尿素噴灑至緩釋層表面，干燥后形成包膜層，制得用于苗木栽培的控釋增氧劑。

實(shí)施例6

實(shí)施例3的用于苗木栽培的控釋增氧劑的制備方法為：

材料預(yù)制備：

所述復(fù)合凝膠載體的制備方法為：取海藻切碎并將其投入100倍質(zhì)量的水中，在105℃下加熱20min；過濾后將海藻轉(zhuǎn)移至其15倍質(zhì)量的濃度為5wt％的焦磷酸鈉溶液中，在60℃下浸泡0.5h，得到粘稠狀液體；將粘稠狀液體濃縮至固含量為55wt％，向粘稠狀液體中添加其1倍質(zhì)量的聚乙烯醇并攪拌均勻；然后在50℃下保溫，添加液體總質(zhì)量3％的碳酸氫鈉，攪拌反應(yīng)20min，反應(yīng)后調(diào)節(jié)液體pH值至中性，最后干燥得到復(fù)合凝膠載體。

所述改性氧化鈣的制備方法為：將氧化鈣與氫氧化鉀按質(zhì)量比100:0.2添加至反應(yīng)容器中混合均勻，將質(zhì)量為氧化鈣8wt％的環(huán)氧乙烷加壓液化后通入反應(yīng)容器中，在惰性氣體加壓保護(hù)下將反應(yīng)容器加熱至160℃，攪拌反應(yīng)2h；反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，得到改性氧化鈣。

步驟1：用無水乙醇將粘合劑溶解；同時(shí)將化學(xué)增氧劑、復(fù)合凝膠載體、速釋劑混合攪拌均勻，然后用粘合劑粘合；粘合后依次經(jīng)過造粒、干燥和篩選，制得速釋層。

步驟2：將環(huán)糊精與其0.8倍質(zhì)量的水混合，攪拌呈糊狀后，添加化學(xué)增氧劑并分散均勻，然后干燥至含水率不大于3wt％，得到糊狀物；用無水乙醇將粘合劑溶解，將糊狀物與速釋層混合均勻后用粘合劑粘合，粘合后依次經(jīng)過造粒、干燥和篩選，制得緩釋層。

步驟3：用乙醇溶解尿素，將尿素噴灑至緩釋層表面，干燥后形成包膜層，制得用于苗木栽培的控釋增氧劑。

本發(fā)明制得的控釋增氧劑，其增氧時(shí)效可長(zhǎng)達(dá)15-20天。

本發(fā)明中所用原料，若無特別說明，均為本領(lǐng)域的常用原料；本發(fā)明中所用方法，若無特別說明，均為本領(lǐng)域的常規(guī)方法。