[发明专利]一种果树生物质复合包膜液及其在制备包膜型缓控释肥料上的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种果树生物质复合包膜液及其在包膜型缓控释肥料制备上的应用，属于包膜肥料技术领域。

背景技术

目前我国化肥当季利用率中，氮为30％-35％，磷为10％-25％，钾为35％-50％，远低于世界发达国家水平。为了提高肥料利用率，开发能够控制肥料溶解和释放速度的新型肥料，成了近半个世纪化肥生产开发及肥料学研究的热点。常见的缓控释肥料从制备方法上分为包膜肥料和非包膜肥料(如胶粘肥料、载体肥料等)两大类，而包膜肥料实现养分控释功能的关键在于包膜材料的性能。因此，研究新型包膜材料及其对肥料缓释过程的影响，对提高肥料利用率和环境保护都具有重要意义。

总结前人研究结果，包膜肥料根据膜材的不同可分为：无机物包膜和有机聚合物包膜两类。无机物包膜因存在弹性差、易脆等不足，难以实现真正意义上对养分的控制释放；有机聚合物包膜包括热塑性聚烯烃类如聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺以及热固性树脂如脲醛树脂等合成高分子，天然橡胶、虫胶、木质素、淀粉等天然高分子以及天然高分子经过改性后形成的半合成高分子如乙基纤维素等。采用聚烯烃、醇酸树脂等合成高分子为基材制备包膜肥料对养分控释有良好的效果，但因某些包膜材料聚合物本身难以降解、成本高，且在生产过程中大多要用到有机溶剂，将会导致二次污染；天然高分子包膜材料来源广泛且易生物降解，属于环境友好型材料，但纯天然高分子包膜材料的控释特性较差，因此无法直接用于缓控释肥料的包膜生产工艺。

发明内容

本发明的目的是提供一种果树生物质复合包膜液及其在包膜型缓控释肥料上的应用。

本发明首先提供一种果树生物质复合包膜液，通过如下步骤制备得到：

(1)将果树生物质粉末、活化剂搅拌混合，充分均匀反应后即得活化的果树生物质粉末；

(2)将活化的果树生物质粉末、液化剂和催化剂混匀后进行液化反应，反应完毕后冷却，过滤收集上清液，即为果树生物质复合包膜液；

所述果树生物质粉末为果树枝条、木屑、叶片、根系、树皮的至少一种的粉末，粒径为20～60目。

所述果树为苹果、梨、樱桃、葡萄和桃树中的至少一种。

所述活化剂选自磷酸、烷基糖苷、乙氧基化烷基硫酸钠和十二烷基硫酸钠中的至少一种。

步骤(1)中，果树生物质粉末与活化剂的质量比为100:3～12；反应温度为40～70℃，时间为40～90min。

步骤(2)中，所述液化剂选自异丁醇、甲基丙二醇、乙二醇和碳酸乙烯酯中的至少一种；所述催化剂选自硫酸、盐酸、甲烷磺酸、三氯乙酸和磷钼酸中的至少一种。

步骤(2)中活化的果树生物质粉末、液化剂和催化剂质量比为20～50:100:2～8；步骤(2)液化反应条件为温度为100～170℃，时间为30～120min；所述冷却为在冰水浴或冷水中冷却。

本发明还提供了果树生物质复合包膜液的制备方法，包括以下步骤：(1)将果树生物质粉末、活化剂搅拌混合，充分均匀反应后即得活化的果树生物质粉末；

(2)将活化的果树生物质粉末、液化剂和催化剂混匀后进行液化反应，反应完毕后冷却，过滤收集上清液，即为果树生物质复合包膜液；

所述果树生物质粉末为果树枝条、木屑、叶片、根系、树皮的至少一种的粉末，粒径为20～60目。

本发明提供了上述果树生物质复合包膜液在制备包膜型肥料中的应用。

进一步地，本发明提供了一种果树生物质包膜型缓控释肥料，通过以下步骤制备得到：

(1)制备上述果树生物质复合包膜液；

(2)将果树生物质复合包膜液与固化剂、增效剂同时喷涂到预热的肥料颗粒表面成膜，得到所述包膜型缓控释肥料；

所述肥料颗粒为磷酸一铵、磷酸二铵、尿素、氯化钾、氯化铵、硫酸钾、硫酸镁、硝酸铵和常规颗粒复合肥中的至少一种；

所述固化剂选自二环己基甲烷二异氰酸酯、亚己基二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯和十二烷基硫醇中的至少一种；

所述增效剂选自聚天冬氨酸、腐植酸、海藻活性物质和聚谷氨酸中的至少一种。

本发明的果树生物质包膜型缓控释肥料的制备流程图见图1。

本发明提供的一种果树生物质液化包膜型缓控释肥料，其制备方法的步骤(2)中，果树生物质复合包膜液与固化剂、增效剂质量比为4～11:7～20:0.5～1.2；肥料颗粒的温度为40～75℃；所述肥料颗粒的粒径为2～5mm。