[发明专利]一种可降解天然有机物包裹缓释肥料及其制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种可降解天然有机物包裹缓释肥料，及其制备方法和用途。

背景技术

作物生长对养分的需求是一个自发的过程，肥料在农业生产中占有重要地位，是农业生产中最大的物质投资，约占其全部生产性支出的50％。据联合国粮农组织估计，发展中国家粮食的增产中，其55％来自肥料的作用，经济作物也是这种情况。我国化肥生产和消费位居世界第一(连续六年)，2005年化肥生产量为3880万吨，消费总量为4510万吨，占世界消耗总量的30％。但是在化肥的使用中，存在着以下突出的问题：(1)化肥用量大，利用率低，化肥引起的污染严重；(2)有机肥料施用少，有机质下降，土壤板结，土壤中有益微生物种群衰退。

研究和开发能够满足作物的生长需求，减少养分损失的新型高效肥料，一直以来是国内外很多科研机构和生产企业的重要的发展方向之一。从20世纪六十年代开始，众多的科学工作者对现有的肥料进行了改性研究，期望研制出能够满足作物在不同阶段对养分的需要的改性肥料，并且一次过量施肥不会对作物造成负面影响。这个也是未来肥料的发展方向，同时也符合中国发展可持续性农业的需要，开发这样的肥料成为科研院所和企业瞩目的焦点。

这种新型高效肥料指的是将传统化肥的物理化学性状改变，使之养分释放与植物各个生长阶段的养分需求吻合。除去叶肥以外，根据缓释原理总分为两类：一类是，控制肥料养分由肥芯向土壤中的溶出过程，如化学合成缓释肥料、物理包被肥料，这一类肥料的养分从肥芯的溶解过程是缓慢的，有利于作物对养分的吸收利用；一类是，控制肥料养分在土壤中的转化速率，如添加脲酶抑制剂的肥料、添加硝化抑制剂的肥料、同时添加脲酶抑制剂和硝化抑制剂的肥料。

化学合成缓释肥料又分为三类：①难溶性有机化合物，包括脲甲醛、丁烯叉二脲和草酰氨等；②水溶性难降解化合物，如异丁叉二脲(IBDU)；③低溶解性无机盐，如磷酸镁铵等。

物理包被缓释肥料有如下几种：①硫包膜尿素，在大小合适的尿素颗粒表面涂敷硫，由美国TVA公司率先进行商品化生产。②聚合物包膜尿素，将聚合物溶解于水或者易挥发的有机溶剂中，将聚合物喷涂到颗粒肥料的表面，蒸发掉溶剂后得到的缓释肥料。国际市场上的许多包膜肥料都是聚合物包膜肥料，如美国的0smocote、Sierra和Polyon，日本的Meister和Nutricote，以色列的Multicote等；③包裹型肥料，是采用圆盘造粒或转鼓造粒工艺，在添加一定量的固体物质的同时喷洒黏合剂滚动包裹而成；④涂层尿素。

有机聚合物包膜肥料，特别是热塑性高分子材料如聚乙烯、聚丙烯等为包膜的肥料，尽管可以达到养分控制释放的要求，但是这种包膜材料的施用带来了致命的弱点：①价格昂贵：包膜肥料的制造工艺复杂，工艺的精度要求高，聚合物的添加量大，成本高，使得这类肥料的价格十分昂贵，为普通肥料的3～10倍；②环境的压力大：大量难降解的有机高聚物的长期施用，在土壤中累积必然带来严重的环境后果。仅此两个缺陷便从根本上限制了这类的肥料在农业生产上的大规模应用。

从缓释肥料的研究进展来看，尽管研究单位众多，但是缓释肥料的市场份额很低。缓释肥料又普遍存在如下不足：①肥料的释放速率并不能满足作物养分需肥高峰期的要求；②价格因素限制了缓释肥料的大规模应用；③目前市场上存在的缓释肥料长期施用会破坏环境。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术使用有机聚合物包膜肥料时价格昂贵、包膜用的聚合物难以降解、施用后在土壤中大量累积而带来严重的环境污染的缺陷，从而提供一种使用可降解的有机物作为包裹材料，在控制肥料在土壤中缓慢释放的同时不会给土壤带来破坏、且廉价的可降解天然有机物包裹缓释肥料，及其制备方法和用途。

本发明的目的是通过如下的技术方案实现的：

本发明提供的可降解天然有机物包裹缓释肥料，包括易溶性氮素颗粒肥料，包裹在其外的主要成分为木质素的天然有机物膜层，和包裹在天然有机物膜层外的作为封闭剂的植物油脂膜层；

所述的易溶性氮素肥料颗粒包括尿素；

所述的主要成分为木质素的天然有机物膜层的重量占缓释肥料的总重量的3～20wt％，优选5～15wt％，更为优选10wt％；

所述的主要成分为木质素的天然有机物包括木粉、木材加工后的废弃木料、园林绿化修剪的枝条、废弃的农作物的秸秆或核桃壳等，其粒度为60目以下；

所述的植物油脂膜层的重量占主要成分为木质素的天然有机物膜层的重量的0～30wt％，优选15％；