[发明专利]一种淀粉微球缓释肥料及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于缓释肥料领域，特别涉及一种以淀粉微球为载体的缓释肥料及其制备方法。

背景技术

我国是农业大国，随着农业技术的不断发展，农业增产对于化肥的依赖程度越来越高，目前我国化肥的施用量居世界首位，且呈现逐年增加的趋势。但传统化学在农业生产使用过程中面临两大问题：一是化肥用量大，利用率低，我国当季肥料利用率氮肥为30-35%，磷肥利用率为10-25%，钾肥为35%-50%；二是化肥施用不合理，目前我国的化肥施用仍以速效性肥料分次施用为主，利用率低，肥效周期短，且成本高，污染环境。

导致肥料利用率低主要的原因是肥料的淋失和挥发，肥料的大量淋失不但使土壤肥力下降，农作物质量降低，造成大量的经济损失，而且还会造成环境污染。因此，如何提高肥料利用率、充分发挥肥料对植物的作用，对我国农业可持续发展具有重大的现实意义。

缓释肥料是一种新型肥料，其养分释放速度和数量具有一定的可控性，可以根据作物生长需要释放养分，使其在农作物的整个生长期内长期有效，可以大大提高肥料的利用率，减少用量和施用次数。

目前国内的缓释肥料以包膜型缓释肥料为主，虽然包膜型缓释肥料效果较好，但其生产成本较高，制备工艺复杂，仅适用于花卉、蔬菜等经济价值较高的领域，同时包膜材料使用不降解的高分子材料和有污染的包膜材料如硫磺、石蜡等，污染农田，因此不适合在农田里大面使用。载体缓释肥料是将肥料养分均匀地分散或吸附在某种特殊功能材料中，肥料养分在功能材料的降解过程中逐渐释放出来，其制造工艺简单、生产成本低、环境友好，适合大田生产和无害农业的发展。

中国专利公开号CN103553849A公开了一种硫包衣尿素缓释肥料及其制造方法，该方法用熔融硫涂覆预热的尿素颗粒，再以一定的压力将天然蜂蜡组合物涂覆在硫包覆层中，提高硫包衣尿素的包膜韧性及控释性。该方法以硫磺为原料，较大量的单质硫施用到土壤中会对土壤产生影响，加速土壤的酸化；生产设备较复杂，需要用到固体换热器、涂覆转鼓、流化床、筛分器等大型设备，同时在制备过程中还加入了天然蜂蜡增加了生产成本。

中国专利公开号CN103708917A公开了一种缓释肥料及其制备方法，该方法是将肥料溶于水后与凹凸棒土混合制备成缓释肥料，利用凹凸棒土片层结构中的孔道吸附肥料养分，由于是简单的物理吸附，对肥料的吸附量有限，载体的用量对肥料缓释效果影响较大；由于凹凸棒土的吸水性很强，将该缓释肥施用在土壤中，凹凸棒土很快吸收土壤中的水分使肥料溶解，肥料养分从孔道中释放出来，达不到长期缓释效果。

中国专利公开号为CN1470485A公开了载体型缓释肥料及其制备方法，该方法将化肥与载体物质搅拌混合，加入交联剂充分反应而得。直接将高分子有机物载体如聚乙烯醇、聚乙二醇与肥料溶液混合，通过交联剂只能将部分肥料分子与高分子材料聚合，需要增加载体物质和交联剂的用量才能增大肥料的负载量，但成本也有所增加；同时采用的高分子载体在水中具有一定的溶解性，肥料养分的释放速率比较快，不能有效延缓肥料的溶解性。

 目前，以无机物为载体的缓释肥料由于负载量不大、缓释效果不理想等缺点限制其广泛应用。淀粉是一种来源广泛且廉价易得的天然高分子材料，具有可生物降解性，我国又是淀粉生产和消费大国，以淀粉作为缓释材料具有一定的应用前景。但原淀粉稳定性差、分散性差、吸附能力相对较弱等缺点，使其在工业应用中受到限制。因此，对淀粉原料进行改性处理以提高其稳定性、分散性及吸附能力具有重要意义。

发明内容

本发明针对上述缓释肥料技术中存在的不足与缺陷，提供一种淀粉微球缓释肥料，该肥料采用淀粉微球为缓释载体。淀粉微球是天然淀粉的一种人造衍生物，通常为球形且形态圆整，具有一定的粒径和粒径分布。淀粉是一种高分子物质，当它的尺寸减小到微米甚至纳米级后，其结构特性发生很大的变化，主要表现为表面积急剧增加，官能团的密度和吸附能力也增大，胶体的稳定性也显著提高。淀粉微球与天然淀粉相比，不但具有天然淀粉的性质，其表面还呈现微孔状，且微孔布满整个淀粉颗粒并由表面深入中心，具有较强的吸附能力，与肥料溶液混合后，在交联剂的作用下，大量肥料分子通过吸附和黏结协同作用固定在淀粉微球的表面和微孔中，降低肥料分子的迁移率和挥发性，改变肥料分子的溶解性和释放能力，使肥料分子固定在作物根系，通过淀粉微球的降解释放肥料养分，延长作物对肥料养分吸收的有效期，能提高肥料利用率、减轻对环境的污染。