[发明专利]一种生物基缓控释包膜纳米胶结造粒肥料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种生物基缓控释包膜纳米胶结造粒肥料及其制备方法，属于肥料制备技术领域。本发明的制备步骤如下：(1)将天然纳米粘土材料与化肥研磨、混合形成纳米肥料；(2)将农业秸秆液化物与异氰酸酯化合物按照摩尔比为1：(0.5‑0.8)的比例混合均匀，制得包膜剂；(3)利用粘结剂对纳米肥料进行造粒形成肥料颗粒，将步骤(2)制得的包膜剂喷涂到肥料颗粒表面进行包膜，固化，制得生物基缓控释包膜纳米胶结造粒肥料。本发明制备得到的生物质包膜缓控释肥料生物降解性好，原料来源丰富、成本低，缓释效果好。

技术领域

本发明涉及肥料制备领域，特别是涉及一种生物基缓控释包膜纳米胶结造粒肥料及其制备方法。

背景技术

肥料是农作物的粮食，是农业生产中必不可少的基本生产资料。然而，我国多数地区因长期施用化学肥料已使土壤生态环境、土壤理化性状以及土壤微生物区系受到了不同程度的破坏，尤其是过多施用单质化学肥料，已使土壤中营养元素比例严重失调，肥力供给能力下降，土壤板结加剧，根际土壤微生物优势种群大量减少，在一定程度上对农产品品质造成了污染，使产品难以达到绿色食品的要求。

据统计，化肥对提高农作物产量的作用占40％-60％，我国是化肥的产能大国也是化肥的消耗大国，但是当季的化肥平均利用率不足40％。较低的肥料利用率造成资源浪费的同时，也给环境造成了严重的污染。因此，亟需研发一种可以提高肥料利用率，减少肥料养分流失的新型的绿色、可调控养分释放的肥料。

包膜控释肥料的问世，同时解决了上述两个问题。但是，包膜材料的复杂工艺和高成本的原料造成其价格昂贵，目前只能在具有经济价值的草坪、花卉上使用，尚不能得到广泛推广；还有一个最主要的原因是包膜控释肥料的残膜不能降解，会对环境造成二次污染，因此，限制了其在农业领域的广泛应用。同时，现在很多包膜肥料都是直接在传统化肥料颗粒的表面进行包膜，仅通过膜实现控释，使得控释效果不理想，无法实现对作物养分进行精准调控的效果。

针对上述现状，研发一种可降解、低成本、高效吸收、绿色可持续的新型包膜缓释胶结纳米颗粒肥料的制备工艺是目前亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种生物基缓控释包膜纳米胶结造粒肥料及其制备方法，以解决上述现有技术存在的问题，使得包膜控释肥料制备工艺简单、原料来源广泛，可降解，并具有良好的缓释效果。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种生物基缓控释包膜纳米胶结造粒肥料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将天然纳米粘土材料与化肥研磨、混合形成纳米肥料；

(2)将农业秸秆液化物与异氰酸酯化合物按照摩尔比为1：(0.5-0.8)的比例混合均匀，制得包膜剂；

(3)利用粘结剂对纳米肥料进行造粒形成肥料颗粒，将步骤(2)制得的包膜剂喷涂到肥料颗粒表面进行包膜，固化，制得生物基缓控释包膜纳米胶结造粒肥料。

进一步地，所述天然纳米粘土材料为蒙脱土、埃洛石纳米管、凹凸棒土、介孔二氧化硅和硅藻土中的一种；所述化肥为氮、磷、钾肥中的一种。

进一步地，所述化肥添加量为天然纳米粘土材料质量的7％-20％；包膜剂添加量为肥料颗粒重量的1％-7％。

进一步地，所述粘结剂为聚乙烯醇、壳聚糖、壳聚糖衍生物、海藻酸钠、黄原胶、阿拉伯胶、明胶、羟丙基纤维素、淀粉、聚乙二醇或羧甲基纤维素钠中的一种；所述异氰酸酯化合物为异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、PM-200或多亚甲基多苯基多异氰酸酯中的一种。

进一步地，所述粘结剂的质量浓度为0.1％-2％；所述粘结剂的添加量为天然纳米粘土材料重量的10％-35％。

进一步地，步骤(1)还包括用异丙醇对纳米肥料进行洗涤的步骤。