CN106316136A - 一种缓释磷酸盐抗菌玻璃肥料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种缓释磷酸盐抗菌玻璃肥料及其制备方法，该肥料包含以重量份计的以下组分：P2O550‑60份、K2O 15‑20份、CaO+MgO 21份、Al2O3 2‑7份、Ag2O 1份及Fe2O3+CuO+MnO2+B2O3+Na2O+ZnO 6份。该肥料通过原料组成、颗粒度等的调整可以控制肥料的缓释速率和营养供应的种类以适应不同植物的需求，同时所制备的肥料还具有抗菌性能。其具有提高作物产量，减少劳动强度以及节能减排的功效；集缓释、长效、抗菌的优点于一体，具有良好的发展前景。

Description

一种缓释磷酸盐抗菌玻璃肥料及其制备方法
技术领域
本发明涉及玻璃肥料技术领域，具体为一种缓释磷酸盐抗菌玻璃肥料及其制备方法。
背景技术
市面上常见的肥料都是速效肥料，作用时间十分有限，如果遇到降雨期或是灌水田地里的肥料就会被冲入河流或是进入地下水，不仅浪费了资源还污染了环境。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种缓释磷酸盐抗菌玻璃肥料及其制备方法，具有很好的缓释效果和抗菌性。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种缓释磷酸盐抗菌玻璃肥料，包含以重量份计的以下组分：P2O550-60份、K2O 15-20份、CaO+MgO 21份、Al2O3 2-7份、Ag2O 1份及Fe2O3+CuO+MnO2+B2O3+Na2O+ZnO 6份。
所述的K2O、CaO、MgO和Na2O均以其碳酸盐的形式引入。
所述Al2O3以 Al(OH)3引入，B2O3以H3BO3引入。
所述肥料的粒度在40-140目。
所述的肥料的溶解速率在0.05-0.65g/L。
该玻璃肥料中含有CaO、MgO、Fe2O3、CuO、MnO2、B2O3、Na2O和ZnO。
本发明还涉及制备所述的肥料的方法，包括以下步骤：
按照配比称取原料，进行充分混合，然后在电阻炉中于1100℃~1300℃进行熔化30～100min，再将熔化后的玻璃液倒入倒入冷水中，最后进行球磨得到缓释磷酸盐抗菌玻璃肥料。
本发明通过将植物所需的微量元素以及抗菌成分熔入玻璃基质中，由于玻璃的溶解速率较小，所以玻璃肥料可以长时间的甚至是提供植物整个生长周期所需的营养成分。不同条件下玻璃肥料的溶解变化具有一定规律，可以制备出最适宜植物生长的缓释玻璃肥料。
玻璃肥料的溶解性取决于其基质玻璃的成分对不同酸碱度的溶液的抗腐蚀能力，不同基质组成的玻璃溶解性不同。较为常见的玻璃基质主要是硅酸盐玻璃和磷酸盐玻璃，其中硅酸盐玻璃在被腐蚀之后其表面会生成一层保护膜阻止其继续溶解，而磷酸盐玻璃的基本结构单元是[PO4]四面体，4个键有1个是双键，使四面体[PO4]产生变形。四面体以顶角相连，但在双键的一端四面体间连续断裂，这种层状网络结构不太牢固，易活动，所以本发明采用磷酸盐基质玻璃，其化学稳定性较差，能以缓慢的速率溶于水。
由于肥料的溶解速度与其颗粒大小紧密相关，可以通过粒度的控制来控制肥料的缓释速率；随着肥料颗粒粒度的逐渐减小其与溶液接触的比表面积逐渐增大所以缓释速率逐渐增大。同时，肥料的溶解是一个吸热过程，随温度的升高肥料的溶解度逐渐增高，故需确保肥料在常温范围内，缓释速率比较稳定，符合要求。
因玻璃结构的模型是由网状的离子群和修饰过的离子群构成的无机高分子化合物。由于玻璃本身结构和组成的原因以及可慢慢地连续发生变化的特征导致了其化学持久性不强。当某些溶媒（特别是水）存在时，很可能造成玻璃溶解。此外，玻璃还有保持金属以离子状态稳定存在的特性。利用玻璃以上两个特性就可以得到缓释型抗菌玻璃肥料。
本发明将植物所需要的氮、磷、钾及微量元素以适当比例熔入玻璃中，通过调整氧化铝含量获得不同环境要求下玻璃肥料的溶解度，通过添加氧化银增强肥料的抗菌效果，以达到良好的缓释和抗菌效果。组分中添加氧化银，在为植物提供营养的同时，在有水的环境中会释放银离子，它们可强烈吸引细菌机体中的酶蛋白并迅速地结合在一起，并使此酶失去活性，使细菌灭亡。
该肥料通过原料组成、颗粒度等的调整可以控制肥料的缓释速率和营养供应的种类以适应不同植物的需求，同时所制备的肥料还具有抗菌性能。该肥料的研制具有提高作物产量，减少劳动强度以及节能减排的功效。因此作为一种集缓释肥料、长效肥料、抗菌肥料的优点于一体肥料，缓释磷酸盐抗菌玻璃肥料是一种具有良好发展前景的肥料。
附图说明
图1为本发明提供的肥料的温度与溶解度的关系图。
图2为本发明提供的肥料的粒度与溶解度的关系图。
图3为本发明提供的肥料的pH值与溶解度的关系图。
图4为本发明提供的肥料的抗菌性效果图。
具体实施方式
下面结合实施例，进一步阐明本发明。这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不是用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明记载的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求书所限定的范围。
实施例1：
一种缓释磷酸盐抗菌玻璃肥料，包含以重量份计的以下组分：P2O550份、K2O 20份、CaO+MgO 21份、Al2O3 2份、Ag2O 1份及Fe2O3+CuO+MnO2+B2O3+Na2O+ZnO 6份。
实施例2：
一种缓释磷酸盐抗菌玻璃肥料，包含以重量份计的以下组分：P2O560份、K2O 15份、CaO+MgO 21份、Al2O3 2份、Ag2O 1份及Fe2O3+CuO+MnO2+B2O3+Na2O+ZnO 6份。
实施例3：
一种缓释磷酸盐抗菌玻璃肥料，包含以重量份计的以下组分：P2O555份、K2O 15份、CaO+MgO 21份、Al2O3 7份、Ag2O 1份及Fe2O3+CuO+MnO2+B2O3+Na2O+ZnO 6份。
实施例4：
一种缓释磷酸盐抗菌玻璃肥料，包含以重量份计的以下组分：P2O552份、K2O 16份、CaO+MgO 21份、Al2O3 5份、Ag2O 1份及Fe2O3+CuO+MnO2+B2O3+Na2O+ZnO 6份。
实施例5：
一种缓释磷酸盐抗菌玻璃肥料，包含以重量份计的以下组分：P2O555份、K2O 18份、CaO+MgO 21份、Al2O3 5份、Ag2O 1份及Fe2O3+CuO+MnO2+B2O3+Na2O+ZnO 6份；该玻璃肥料中CaO、MgO、Fe2O3、CuO、MnO2、B2O3、Na2O和ZnO均存在。
肥料的缓释速率受多种因素的影响，如温度、颗粒大小、原料成分、环境PH值。本发明制备了具有缓慢释放营养成分性能的磷酸抗菌盐玻璃肥料，并研究了缓释磷酸盐抗菌玻璃肥料在不同的温度、粒度、PH值及组成下溶解速率的变化规律。测试数据显示肥料的溶解速率在0.05-0.65g/L，可知其可以达到良好的缓释效果，满足植物所需。
1、在恒温水浴中在溶液pH值为7的条件下中分别测试温度为25℃、35℃、45℃时玻璃肥料溶解度速率，结果见图1，可以看出随温度的升高肥料的溶解度逐渐增高。在所实验的温度范围内，肥料的缓释速率比较稳定，且符合要求。
2、在恒温水浴中分别测定粒度为40-60目、60-80目、80-100目、100-120目、120-140目的试样溶解速率的变化，测试溶液的pH值为7。结果见图2，可以看出玻璃肥料的溶解速率随颗粒目数的增大而逐渐增大，其溶解速率也能符合要求。
3、测定玻璃肥料在不同pH值的溶液中的溶解速率的变化。结果见图3，可以看出在偏酸性的溶液中的溶解度大于在中性或碱性溶液中的溶解度，因此在酸碱度不同的土壤中，肥料的缓释性不同。
可以通过调整原料的成分及加入量，调节磷酸盐玻璃肥料的溶解度和溶解速率。如调整Al2O3的加入量。另外也需要考虑粒度、温度、pH的影响。
采用抑菌圈法测定肥料的抗菌性。结果见图4，所制得的肥料在抗菌实验中出现了较明显的抑菌圈，说明其具有抗菌效果。

Claims (7)

1.一种缓释磷酸盐抗菌玻璃肥料，其特征在于，包含以重量份计的以下组分：P2O550-60份、K2O 15-20份、CaO+MgO 21份、Al2O3 2-7份、Ag2O 1份及Fe2O3+CuO+MnO2+B2O3
+Na2O+ZnO 6份。
2.根据权利要求1所述的肥料，其特征在于：所述的K2O、CaO、MgO和Na2O均以其碳酸盐的形式引入。
3.根据权利要求1所述的肥料，其特征在于：所述Al2O3以 Al(OH)3引入，B2O3以H3BO3引入。
4.根据权利要求1所述的肥料，其特征在于：所述肥料的粒度在40-140目。
5.根据权利要求1所述的肥料，其特征在于：所述的肥料的溶解速率在0.05-0.65g/L。
6.根据权利要求1所述的肥料，其特征在于：该玻璃肥料中含有CaO、MgO、Fe2O3、CuO、MnO2、B2O3、Na2O和ZnO。
7.制备权利要求1-6任意一项所述的肥料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
按照配比称取原料，进行充分混合，然后在电阻炉中于1100℃~1300℃进行熔化30～100min，再将熔化后的玻璃液倒入倒入冷水中，最后进行球磨得到缓释磷酸盐抗菌玻璃肥料。
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