[发明专利]一种包膜生物炭缓释肥料的合成方法

说明书

本发明公开了一种包膜生物炭缓释肥料的合成方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：步骤1、制备共裂解生物炭基肥；制备天然材料薄膜的制备；天然材料薄膜的制备具体按照以下实施：将一定比例的蒸馏水、生物油和包膜材料加到三颈烧瓶中，在特定的速度下机械搅拌，直到形成乳液，得到天然材料薄膜；步骤2、将步骤1得到的共裂解生物炭基肥和天然材料薄膜混合均匀，加入到包膜机中，将其逐滴滴入5％的CaCl₂溶液中并持续搅拌，使得天然材料薄膜的制备均匀地包裹共裂解生物炭基肥，得到肥料颗粒，将所得肥料颗粒过滤并在烘箱中干燥、筛选，得到包膜生物炭缓释肥料，具有缓释性能、可降解的特点。

技术领域

本发明属于化学工程技术与农业技术领域，涉及一种包膜生物炭缓释肥料的合成方法。

背景技术

在过去的几十年里，在农业领域中，化肥使用量显著增加，而且随着粮食需求的持续增长，这一趋势还将继续。然而，大多数化学肥料由于其水溶性或挥发性，利用效果极差。以尿素为例，约70％的尿素流失到环境中，主要是由于它可以通过地表径流和挥发从农田中逸出或流失。另外，肥料的流失会对环境造成不利影响，例如，湖泊或河流中的藻华，主要是由肥料流失引起的。为了减少肥料的损失、提高肥料的利用率，缓释肥料越来越受到关注。因此，开发一种缓释肥料，以便更好地符合植物对养分的高效利用，同时减轻环境压力，具有重要的应用价值和市场前景。

缓释肥料在解决传统肥料的低利用效率和环境问题方面的潜力引起了人们的极大兴趣。到目前为止，已经开发出了各种缓释肥料，包括包膜肥料、聚合物基质肥料、吸附性肥料、生物炭肥料。对于这些缓释肥料，必须将化学肥料附着在合适的载体或包衣材料上。近年来，生物炭作为富碳多孔物质，因表面积大、结构多孔、稳定性强等独特特性，成为最有前途的缓释肥料载体材料之一。此外，生物炭成本低，对环境友好，而且可再生，这些理想的特性使其有更多的机会用于产业规模的应用。具体来说，生物炭可以作为化肥的优良载体，不仅可以实现养分在土壤中的缓慢释放，而且还可以改善土壤，如增强阳离子交换能力和保水能力。例如，Zhao等研究了磷肥和生物质的共热解生产生物炭缓释肥料，与原始生物炭相比，共裂解生物炭缓释肥料具有更加缓慢的释放速率。Lustosa Filho等人研究了家禽垃圾，磷酸盐和镁的共热解过程，以合成适合热带土壤的生物炭缓释肥料。

缓释肥料，特别是聚合物包膜肥料作为一种新型肥料，可以显著提高养分利用效率和作物产量。但是，有些材料的高成本和复杂的生产过程限制了它们的工业化生产和在农业领域的大规模应用。此外，有些以石油为基础的合成涂层材料是由不可再生资源制成的。残留的有机物是不可降解的，对土壤环境有潜在的危害。因此，发展可再生和低成本的涂层材料，以减少对环境的影响是必要和紧迫的。目前，可再生、可生物降解的涂层材料包括木质素、纤维素、海藻酸钠、纤维素、淀粉等，然而，这些肥料的使用寿命往往不到30天。因此，如何利用环保和可再生资源的材料，使得缓释肥料的缓释周期更加长久，是我们一直追求的目标。近期，Xie等人制备了一种超疏水生物聚合物包膜肥料，与未修饰的生物聚合物包膜肥料相比，其营养养分的缓释性能要好得多，并且在各种条件下也具有出色的耐久性能。Qi等人报道了一种玉米蛋白包膜的多孔羧甲基淀粉肥料，其中磷被多孔羧甲基淀粉吸收，然后被玉米蛋白包裹。多孔羧甲基淀粉肥料在水中的P累积释放在30天内仅为18％，这证明了其出色的缓释性能。然而，其释放速率有些太低也不利于植物生长，因此，开发满足植物生长需要的缓释速率恰当的缓释肥料及技术是迫切需求的。

发明内容

本发明的目的是提供一种包膜生物炭缓释肥料的合成方法，具有缓释性能、可降解的特点。

本发明所采用的技术方案是，一种包膜生物炭缓释肥料的合成方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、制备共裂解生物炭基肥；制备天然材料薄膜的制备；

天然材料薄膜的制备具体按照以下实施：将一定比例的蒸馏水、生物油和包膜材料加到三颈烧瓶中，在特定的速度下机械搅拌，直到形成乳液，得到天然材料薄膜；