[发明专利]一种生物质炭包膜大豆专用缓释肥料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于肥料的工艺技术领域，具体涉及到一种生物质炭包膜大豆专用缓释肥料及其制备方法。

背景技术

缓释肥料不仅能提高肥料利用率，还能减少施肥对环境的负面影响，近年来引起了学者的广泛关注。当前包膜缓释肥料的研究主要集中在包膜材料的选择和研发上，有机高分子聚合物包膜缓释肥料可以减缓养分释放，提高肥料利用效率，已得到普遍的认同。

但其在生产过程中大都使用脂溶性物质，施用后容易对环境造成污染，加之价格昂贵等原因，限制了这类肥料的推广应用。因此，寻求环境友好、价格低廉、缓释效果好的膜材料成为该领域的研究热点。生物质炭具有高度的孔隙结构，可以增加土壤孔隙度及增强土壤保水能力，降低土壤体积质量，有利植物根系生长；同时含有大量植物所需的营养元素，促进土壤养分循环和植物生长；还具有较高的生物学稳定性，较强的抵抗微生物分解的能力，可以增强土壤的固碳作用，减少碳向大气的释放。如果将生物质炭作为膜材料制备包裹型缓释肥料，不仅能减缓肥料养分释放速度，提高肥料利用率，而且能带来良好的生态环境效益。因此，本文利用碳化稻壳为主要膜材料制备3种不同厚度的包裹型缓释肥料，重点探讨了生物质炭的厚度对包裹型缓释肥料的养分释放特性的影响，以期为我国环境友好型缓释肥料的研发和应用提供依据。

发明内容

一种生物质炭包膜大豆专用缓释肥料，其特征在于，由以下重量份的原料制成：小麦秸秆10～15、花生壳20～24、大豆根瘤菌菌剂2～5、生脂固氮菌菌剂3～6、圆褐固氮菌菌剂2～3、豆腐渣30～40、碳酸氢铵20～26、硝酸钾20～25、硫酸锌4～7、硫酸镁5～8、磷肥10～18、粘结剂5～7和适量的水；

所述粘结剂由以下重量份的原料制成：聚乙烯醇10～15、石灰石粉3～5、煤焦油4～7、碳酸氢钠1～2、甲壳素2～4、十二烷基苯磺酸钠1～2.5、磷酸三丁酯0.5～1、乙醇6～10和水50；制备方法是在反应釜中，将乙醇与水混合稀释，然后加入煤焦油、十二烷基苯磺酸钠、碳酸氢钠和磷酸三丁酯，加热至70～80℃，恒 温以350～600r/min转速搅拌30～40min，保温状态下静置20min后至泡沫消失，最后兑入聚乙烯醇、石灰石粉和甲壳素，在60～75℃条件下搅拌至均匀的乳剂即得。

一种生物质炭包膜大豆专用缓释肥料的制备方法，其特征在于，包括以下几个步骤：

(1)混合核桃和和花生壳，加2～3倍其总量的水，浸泡振荡8～10h，球磨20～30min成匀浆，烘干得粉剂，在密封条件下放入炭化炉中，温度600～800℃进行加热炭化6～8h，冷却至室温后得炭化产物；

(2)混合大豆根瘤菌菌剂、生脂固氮菌菌剂、圆褐固氮菌菌剂和豆腐渣，加水调拌成糊料，于30～35℃的恒温培养箱缓慢振荡培养4～6天，最后烘干后粉碎成粉剂；

(3)混合碳酸氢铵、硝酸钾、硫酸锌、硫酸镁、磷肥及其它以下未涉及的剩余成分，粉碎至过40目筛，加入(2)的粉剂，适量加水调整含水量至40％，制成3～4mm粒径的颗粒；

(4)将粘结剂加入至(1)的炭化产物中，加水调制成含水量70～80％均匀的糊，然后将(3)所述的颗粒放入包膜机中预热到80～90℃，向颗粒上间隔喷洒糊料，反复2～3次，最后通热风烘干即可。

本发明采用炭化稻壳的粗制活性炭成分配合粘结剂制成的外包膜成分包膜尿素，然后探究包膜尿素在土壤中的释放情况。

供试土壤为褐土，尿素采用大颗粒的直径为3.0～4.0mm氮含量为46.2％，粘结剂为浓度5.0％的聚乙烯醇水溶液。

包膜设备是转鼓式糖衣包膜剂，高压喷漆枪。步骤是称取1.0kg粒径均匀的颗粒尿素倒入转动的转股中，加热到40℃左右，按照每千克肥料50ml粘结剂的用量，向颗粒尿素上喷洒粘结剂，将一定量的炭化稻壳加入到转鼓中，同时喷洒粘结剂，使物料滚动成粒，反复几次，直到包裹完毕。最终得到包裹材料用量占被包裹肥料重量的10％、15％、20％的比例，共制备3种包裹型缓释肥料，分别表示为SRF10、SRF15、SRF20。

采用200目的塑料滤布对内径4.72cm、高15.24的PVC管封底做成淋洗柱，以土壤为淋洗介质，肥料用量按N 0.6g/kg风干土的比例添加自行研制的包裹型 缓释肥料；同时设置对照(施用未经包裹的尿素，CK表示)和空白共5个处理，每一处理重复3次。有肥料混入的土柱在填装时先装入50g未混入肥料的风干土，余下的风干土与试验肥料充分混匀后再装入PVC管内，其上铺少许石英砂。