[发明专利]一种环保的高保水缓释肥料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种环保的高保水缓释肥料及其制备方法，属于肥料技术领域。本发明首次提出采用柔性细菌纤维素和刚性海藻酸交叉形成缓释包膜，用以包覆化肥底物形成缓释肥料。柔性细菌纤维素能够有效提升海藻酸包膜的强度和韧性，延长化肥底物的释放周期，将其施用于土壤中亦能增强土壤的保水能力。本发明制备原料成本低廉，生物相容性和生物降解性强，制备工艺简单，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种环保的高保水缓释肥料及其制备方法，属于肥料技术领域。

背景技术

包膜肥料也称为缓/控释肥料，是在肥料底物的外表面包覆上一层非水溶性或微水溶性的无机或有机聚合物材料，形成致密的膜层，从而减缓土壤中的肥料核心和营养物质向外释放的速度，以达到延长营养释放时间并使其释放速率和植物养分需求规律相一致的目的。

现有技术中的包膜材料种类很多，其中，海洋生物多糖类化合物作为无毒环保材料，具有生物相容性和生物降解性。海藻酸钠是从褐藻类的海带或马尾藻中提取的一种多糖，是由聚-β-1，4-D-甘露糖醛酸和 α-1，4-L-古罗糖醛酸组成的天然阴离子聚合物，具有良好的生物降解性和生物相容性。海藻酸钠易于成膜，有利于水分养分的缓慢渗透和扩散，同时由于其良好的生物降解性，不会对环境造成污染，降解后可提供养分，改善土壤环境，促进植物生长，是优异的化肥包膜材料。然而，单纯使用海洋生物多糖包膜，膜强度较低，缓释效果较差，初期释放率高。因此，如何提高上述包膜材料的膜强度，并增强其缓释效果是亟待解决的技术问题。

本发明为解决上述技术问题，首次提出采用柔性细菌纤维素和刚性海藻酸交叉形成缓释包膜，用以包覆化肥底物形成缓释肥料。柔性细菌纤维素能够有效提升海藻酸包膜的强度和韧性，延长化肥底物的释放周期，将其施用于土壤中亦能增强土壤的保水能力，具有潜在的应用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种环保的高保水缓释肥料，包含肥料底物以及包覆于肥料底物表面的复合包膜，所述复合包膜为海藻酸钙和细菌纤维素交叉形成的网络结构。

进一步的，所述肥料底物为焦磷酸铜钾、过磷酸钙、吸附了尿素、磷酸氢二铵、氯化钾或磷酸二氢钾的活性碳、沸石或埃洛石纳米管。

进一步的，所述复合包膜中海藻酸钙与细菌纤维素的质量比为1:0.1-1。-

本发明的另一目的在于提供上述缓释肥料的制备方法，具体包括如下的制备步骤：

（1）将海藻酸钠加入到细菌纤维素培养液中，加入肥料底物，超声分散均匀，在上述分散液中，接种微生物菌种，一定温度下培养，使得菌种分泌的细菌纤维素包覆于肥料底物表面，同时，海藻酸钠亦由静电作用吸附于细菌纤维素网络中，培养结束后，过滤，干燥；

（2）将步骤（1）得到的产物分散于钙盐水溶液中，使得海藻酸钠中的钠离子被钙离子交换，并形成交联结构，与细菌纤维素形成交叉互穿的复合包膜，过滤，洗涤，干燥，得到本发明的缓释肥料。

进一步的，所述步骤（1）中的微生物菌种为木醋杆菌。

进一步的，所述步骤（1）中的培养温度为25-35℃。

进一步的，所述海藻酸钠的加入量和细菌纤维素的培养时间满足产物中复合包膜中海藻酸钙与细菌纤维素的质量比为1:0.1-1。

进一步的，所述步骤（2）中的钙盐为氯化钙、硫酸钙或硝酸钙。

进一步的，所述步骤（2）中离子交换的时间为1-3h。