CN108314539A - 一种水稻用含矿质元素包膜缓释基肥的制备方法 - Google Patents

一种水稻用含矿质元素包膜缓释基肥的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种水稻用含矿质元素包膜缓释基肥的制备方法，通过先制备内膜材料和外膜材料，然后将内膜材料喷到肥芯表面进行包膜，得到物料A，再将外膜材料喷到物料A表面进行包膜得到水稻用含矿质元素包膜缓释基肥。本发明提出的一种水稻用含矿质元素包膜缓释基肥的制备方法，包膜缓释基肥养分齐全，肥效长，利用率高，保水性及无机养分缓释效果好，对土壤环境危害小，水稻产量高，品质好。

Description

一种水稻用含矿质元素包膜缓释基肥的制备方法
技术领域
本发明涉及肥料技术领域，尤其涉及一种水稻用含矿质元素包膜缓释基肥的制备方法。
背景技术
水稻作为我国重要粮食作物之一，其营养丰富，果实中富含淀粉、蛋白质、脂肪、烟酸、核黄酸、钙和铁等营养成分，具有种植区域广、需求量大等特点。我国由于存在人口基数大，人均耕地少的缺陷，因此增加水稻产量，改善水稻品质对居民的日常生活及我国粮食储备具有十分重要的意义。由于我国水资源匮乏，水稻种植用肥料保水性能差，无机养分利用率低，肥效短，长期施用容易破坏土壤环境，造成水稻产量降低，水稻品质下降，不利于我国农业的可持续性发展。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种水稻用含矿质元素包膜缓释基肥的制备方法，包膜缓释基肥养分齐全，肥效长，利用率高，保水性及无机养分缓释效果好，对土壤环境危害小，水稻产量高，品质好。
本发明提出的一种水稻用含矿质元素包膜缓释基肥的制备方法，包括以下步骤：
S1、将氧化淀粉加水混合，超声处理，然后加入聚乙烯醇和硼砂，搅拌，再加入过硫酸钾、海藻酸钠和丙烯酰胺，搅拌，再加入纳米沸石粉和木质素磺酸钠，搅拌，干燥，得到内膜材料；
S2、将聚乳酸与聚乙烯醇混合，加水搅拌，然后加入生物炭和乙烯基三乙氧基硅烷，搅拌，得到外膜材料；
S3、将内膜材料喷到肥芯表面进行包膜，得到物料A，再将外膜材料喷到物料A表面进行包膜，得到水稻用含矿质元素包膜缓释基肥。
优选地，S1中，按重量份将60-90份氧化淀粉加水混合，超声处理6-8min至糊状，然后加入6-12份聚乙烯醇和2-5份硼砂，在55-60℃温度条件下搅拌1-1.5h，再加入0.2-0.5份过硫酸钾、8-12份海藻酸钠和10-15份丙烯酰胺，搅拌1.5-2h，再加入6-12份纳米沸石粉和6-12份木质素磺酸钠，搅拌35-50min，在60-70℃温度条件下干燥，得到内膜材料。
优选地，S2中，按重量份将20-40份聚乳酸与5-8份聚乙烯醇混合，加水在48-55℃温度条件下搅拌1-2h，然后加入4-8份生物炭和1-2份乙烯基三乙氧基硅烷，搅拌1-1.5h，得到外膜材料。
优选地，S3中，肥芯的原料按重量份包括：尿素120-200份、硝酸磷肥40-80份、重过磷酸钙35-65份、氯化钾60-90份、硫酸钾50-100份、碳酸钙10-20份、亚硒酸钠6-12份、硫酸锰4-8份、硝酸铈4-8份、钼酸铵4-8份、硼砂8-12份、氯化锌6-12份、硫酸铜5-8份、硅酸钠4-8份、木醋液6-12份、黄腐酸2-4份、柠檬酸4-8份、酒石酸4-8份、生根粉0.4-1.2份、农用稀土20-35份。
具体实施方式中，尿素的重量份还可以为130、145、160、175、190份，硝酸磷肥的重量份还可以为45、50、55、60、70、75份，重过磷酸钙的重量份还可以为40、45、50、55、60份，氯化钾的重量份还可以为65、70、75、80、85份，硫酸钾的重量份还可以为55、65、75、80、90份，碳酸钙的重量份还可以为12、14、15、16、18份，亚硒酸钠的重量份还可以为7、8、9、10、11份，硫酸锰的重量份还可以为4.5、5、5.5、6、6.5、7份，硝酸铈的重量份还可以为4.5、5、5.5、6、6.5、7份，钼酸铵的重量份还可以为4.5、5、5.5、6、6.5、7份，硼砂的重量份还可以为9、9.5、10、10.5、11份，氯化锌的重量份还可以为7、8、9、10、11份，硫酸铜的重量份还可以为6、6.5、7、7.5份，硅酸钠的重量份还可以为4.5、5、5.5、6、6.5、7份，木醋液的重量份还可以为7、8、9、10、11份，黄腐酸的重量份还可以为2.4、2.8、3.2、3.5、3.8份，柠檬酸的重量份还可以为4.5、5、5.5、6、6.5、7份，酒石酸的重量份还可以为4.5、5、5.5、6、6.5、7份，生根粉的重量份还可以为0.5、0.6、0.7、0.8、1、1.1份，农用稀土的重量份还可以为22、25、28、30、33份。
优选地，农用稀土的粒度为80-120目。
优选地，S3中，肥芯按以下工艺进行制备：将尿素、硝酸磷肥、重过磷酸钙、氯化钾、硫酸钾、碳酸钙、亚硒酸钠、硫酸锰、硝酸铈、钼酸铵、硼砂、氯化锌、硫酸铜、硅酸钠和农用稀土混合，研磨，然后与木醋液、黄腐酸、柠檬酸、酒石酸、生根粉混合，搅拌，制粒，得到肥芯。
优选地，肥芯、内膜材料和外膜材料之间的重量比为90-150:2-5:4-8。
本发明中通过将氧化淀粉超声处理，氧化淀粉的溶解性增强，颗粒密度减小，分散性和反应活性提高，再合理添加聚乙烯醇和硼砂作为交联剂，得到的产物交联密度适中，延长了内膜材料的降解时间，同时使内膜材料具有良好的成膜性、相容性和弹韧性，再通过接枝海藻酸钠、丙烯酰胺和木质素磺酸钠，并以纳米沸石粉为填充剂，得到的内膜材料分散性与相容性好，在肥芯表面铺展效果好，易于成膜，同时使本发明肥料具有良好的吸水保水性，可在干旱时释放吸收的水分，对水稻的抗旱减涝具有良好效果；外膜材料中，以聚乙烯醇为交联剂，有效改善聚乳酸的空间结构，再以乙烯基三乙氧基硅烷为偶联剂将生物炭与聚乳酸相连，改善了外膜材料中的降解特性，得到外膜材料安全环保，其成膜性、相容性与力学性能好，不易使本发明包膜缓释基肥吸水后溶胀破裂，并且外膜材料能吸附溶出无机养分，减少淋失，提高肥料利用率，并能吸附土壤微生物与重金属，有效改善土壤环境；肥芯中，尿素、硝酸磷肥、重过磷酸钙、氯化钾、硫酸钾、碳酸钙、亚硒酸钠、硫酸锰、硝酸铈、钼酸铵、硼砂、氯化锌、硫酸铜、硅酸钠和农用稀土配合，为水稻生长发育提供所需的氮、磷、钾、钙、硒、钠、锰、铈、钼、硼、锌、铜、硅、稀土元素等矿质元素，避免因缺乏该元素而对水稻发育发生障碍，再与木醋液、黄腐酸、柠檬酸、酒石酸和生根粉配合，具有协同作用，能有效调节水稻的生长发育，增强水稻新陈代谢及光合作用，促进水稻对营养物质的积累，水稻抗逆性增强，生长发育快，得到的水稻果实中矿质元素营养含量高，食补效果好。本发明中内膜材料和外膜材料配合，具有协同作用，其相容性好，可生物降解，不仅能为水稻生长发育提供养分，同时其具有独特的孔隙结构，吸水保水性好，对肥芯中的成分起着双重缓释效果，其养分供应满足水稻需肥规律，对土壤环境危害小，不易污染地下水，肥料利用率高，减少后期追肥。本发明提出的一种水稻用含矿质元素包膜缓释基肥的制备方法，包膜缓释基肥养分齐全，肥效长，利用率高，保水性及无机养分缓释效果好，对土壤环境危害小，水稻产量高，品质好。
对本发明水稻用含矿质元素包膜缓释基肥进行性能检测，其初期总氮释放率为8-12.5％，28d时总氮释放率为72.5-78％，其缓释性能好，减少追肥量及追肥次数。
在氮磷钾养分含量相同的情况下，施用本发明水稻用含矿质元素包膜缓释基肥与施用一般复合肥相比，水稻产量有明显增加，每亩增产幅度超过9.6％。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
本发明提出的一种水稻用含矿质元素包膜缓释基肥的制备方法，包括以下步骤：
S1、将氧化淀粉加水混合，超声处理，然后加入聚乙烯醇和硼砂，搅拌，再加入过硫酸钾、海藻酸钠和丙烯酰胺，搅拌，再加入纳米沸石粉和木质素磺酸钠，搅拌，干燥，得到内膜材料；
S2、将聚乳酸与聚乙烯醇混合，加水搅拌，然后加入生物炭和乙烯基三乙氧基硅烷，搅拌，得到外膜材料；
S3、将内膜材料喷到肥芯表面进行包膜，得到物料A，再将外膜材料喷到物料A表面进行包膜，得到水稻用含矿质元素包膜缓释基肥。
实施例2
本发明提出的一种水稻用含矿质元素包膜缓释基肥的制备方法，包括以下步骤：
S1、按重量份将60份氧化淀粉加水混合，超声处理6min至糊状，然后加入6份聚乙烯醇和5份硼砂，在60℃温度条件下搅拌1h，再加入0.2份过硫酸钾、8份海藻酸钠和10份丙烯酰胺，搅拌2h，再加入6份纳米沸石粉和6份木质素磺酸钠，搅拌35min，在60℃温度条件下干燥，得到内膜材料；
S2、按重量份将20份聚乳酸与5份聚乙烯醇混合，加水在48℃温度条件下搅拌2h，然后加入4份生物炭和1份乙烯基三乙氧基硅烷，搅拌1h，得到外膜材料；
S3、将内膜材料喷到肥芯表面进行包膜，得到物料A，再将外膜材料喷到物料A表面进行包膜，得到水稻用含矿质元素包膜缓释基肥。
其中，肥料核芯的原料按重量份包括：尿素120份、硝酸磷肥40份、重过磷酸钙35份、氯化钾60份、硫酸钾50份、碳酸钙10份、亚硒酸钠6份、硫酸锰8份、硝酸铈4份、钼酸铵8份、硼砂8份、氯化锌6份、硫酸铜5份、硅酸钠8份、木醋液6份、黄腐酸4份、柠檬酸4份、酒石酸4份、生根粉0.4份、农用稀土35份；其中，农用稀土的粒度为120目；
肥芯、内膜材料和外膜材料之间的重量比为90:2:8。
实施例3
本发明提出的一种水稻用含矿质元素包膜缓释基肥的制备方法，包括以下步骤：
S1、按重量份将72份氧化淀粉加水混合，超声处理7min至糊状，然后加入10份聚乙烯醇和3.5份硼砂，在58℃温度条件下搅拌1.2h，再加入0.4份过硫酸钾、10份海藻酸钠和12.5份丙烯酰胺，搅拌1.8h，再加入9份纳米沸石粉和9份木质素磺酸钠，搅拌45min，在65℃温度条件下干燥，得到内膜材料；
S2、按重量份将30份聚乳酸与6.5份聚乙烯醇混合，加水在52℃温度条件下搅拌1.5h，然后加入6份生物炭和1.5份乙烯基三乙氧基硅烷，搅拌1.2h，得到外膜材料；
S3、将内膜材料喷到肥芯表面进行包膜，得到物料A，再将外膜材料喷到物料A表面进行包膜，得到水稻用含矿质元素包膜缓释基肥。
其中，肥料核芯的原料按重量份包括：尿素160份、硝酸磷肥60份、重过磷酸钙50份、氯化钾75份、硫酸钾80份、碳酸钙15份、亚硒酸钠9份、硫酸锰6份、硝酸铈6份、钼酸铵6份、硼砂10份、氯化锌9份、硫酸铜6.5份、硅酸钠6份、木醋液9份、黄腐酸3份、柠檬酸6份、酒石酸6份、生根粉0.8份、农用稀土28份；其中，农用稀土的粒度为100目；制备方法如下：将尿素、硝酸磷肥、重过磷酸钙、氯化钾、硫酸钾、碳酸钙、亚硒酸钠、硫酸锰、硝酸铈、钼酸铵、硼砂、氯化锌、硫酸铜、硅酸钠和农用稀土混合，研磨，然后与木醋液、黄腐酸、柠檬酸、酒石酸、生根粉混合，搅拌，制粒，得到肥芯；
肥芯、内膜材料和外膜材料之间的重量比为120:3:5。
实施例4
本发明提出的一种水稻用含矿质元素包膜缓释基肥的制备方法，包括以下步骤：
S1、按重量份将90份氧化淀粉加水混合，超声处理8min至糊状，然后加入12份聚乙烯醇和2份硼砂，在55℃温度条件下搅拌1.5h，再加入0.5份过硫酸钾、12份海藻酸钠和15份丙烯酰胺，搅拌1.5h，再加入12份纳米沸石粉和12份木质素磺酸钠，搅拌50min，在70℃温度条件下干燥，得到内膜材料；
S2、按重量份将40份聚乳酸与8份聚乙烯醇混合，加水在55℃温度条件下搅拌1h，然后加入8份生物炭和2份乙烯基三乙氧基硅烷，搅拌1.5h，得到外膜材料；
S3、将内膜材料喷到肥芯表面进行包膜，得到物料A，再将外膜材料喷到物料A表面进行包膜，得到水稻用含矿质元素包膜缓释基肥。
其中，肥料核芯的原料按重量份包括：尿素200份、硝酸磷肥80份、重过磷酸钙65份、氯化钾90份、硫酸钾100份、碳酸钙20份、亚硒酸钠12份、硫酸锰4份、硝酸铈8份、钼酸铵4份、硼砂12份、氯化锌12份、硫酸铜8份、硅酸钠4份、木醋液12份、黄腐酸2份、柠檬酸8份、酒石酸8份、生根粉1.2份、农用稀土20份；其中，农用稀土的粒度为80目；制备方法如下：将尿素、硝酸磷肥、重过磷酸钙、氯化钾、硫酸钾、碳酸钙、亚硒酸钠、硫酸锰、硝酸铈、钼酸铵、硼砂、氯化锌、硫酸铜、硅酸钠和农用稀土混合，研磨，然后与木醋液、黄腐酸、柠檬酸、酒石酸、生根粉混合，搅拌，制粒，得到肥芯；
肥芯、内膜材料和外膜材料之间的重量比为150:5:4。
实施例5
本发明提出的一种水稻用含矿质元素包膜缓释基肥的制备方法，包括以下步骤：
S1、按重量份将80份氧化淀粉加水混合，超声处理7min至糊状，然后加入10份聚乙烯醇和4份硼砂，在58℃温度条件下搅拌1.2h，再加入0.3份过硫酸钾、9.5份海藻酸钠和14份丙烯酰胺，搅拌1.8h，再加入11份纳米沸石粉和10份木质素磺酸钠，搅拌45min，在68℃温度条件下干燥，得到内膜材料；
S2、按重量份将36份聚乳酸与6份聚乙烯醇混合，加水在52℃温度条件下搅拌1.8h，然后加入7份生物炭和1.8份乙烯基三乙氧基硅烷，搅拌1.2h，得到外膜材料；
S3、将内膜材料喷到肥芯表面进行包膜，得到物料A，再将外膜材料喷到物料A表面进行包膜，得到水稻用含矿质元素包膜缓释基肥。
其中，肥料核芯的原料按重量份包括：尿素180份、硝酸磷肥50份、重过磷酸钙60份、氯化钾80份、硫酸钾90份、碳酸钙12份、亚硒酸钠8份、硫酸锰7份、硝酸铈7份、钼酸铵7份、硼砂9份、氯化锌7份、硫酸铜6份、硅酸钠7份、木醋液11份、黄腐酸2.5份、柠檬酸7份、酒石酸5份、生根粉1份、农用稀土30份；其中，农用稀土的粒度为90目；制备方法如下：将尿素、硝酸磷肥、重过磷酸钙、氯化钾、硫酸钾、碳酸钙、亚硒酸钠、硫酸锰、硝酸铈、钼酸铵、硼砂、氯化锌、硫酸铜、硅酸钠和农用稀土混合，研磨，然后与木醋液、黄腐酸、柠檬酸、酒石酸、生根粉混合，搅拌，制粒，得到肥芯；
肥芯、内膜材料和外膜材料之间的重量比为140:4:4。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种水稻用含矿质元素包膜缓释基肥的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将氧化淀粉加水混合，超声处理，然后加入聚乙烯醇和硼砂，搅拌，再加入过硫酸钾、海藻酸钠和丙烯酰胺，搅拌，再加入纳米沸石粉和木质素磺酸钠，搅拌，干燥，得到内膜材料；
S2、将聚乳酸与聚乙烯醇混合，加水搅拌，然后加入生物炭和乙烯基三乙氧基硅烷，搅拌，得到外膜材料；
S3、将内膜材料喷到肥芯表面进行包膜，得到物料A，再将外膜材料喷到物料A表面进行包膜，得到水稻用含矿质元素包膜缓释基肥。
2.根据权利要求1所述水稻用含矿质元素包膜缓释基肥的制备方法，其特征在于，S1中，按重量份将60-90份氧化淀粉加水混合，超声处理6-8min至糊状，然后加入6-12份聚乙烯醇和2-5份硼砂，在55-60℃温度条件下搅拌1-1.5h，再加入0.2-0.5份过硫酸钾、8-12份海藻酸钠和10-15份丙烯酰胺，搅拌1.5-2h，再加入6-12份纳米沸石粉和6-12份木质素磺酸钠，搅拌35-50min，在60-70℃温度条件下干燥，得到内膜材料。
3.根据权利要求1或2所述水稻用含矿质元素包膜缓释基肥的制备方法，其特征在于，S2中，按重量份将20-40份聚乳酸与5-8份聚乙烯醇混合，加水在48-55℃温度条件下搅拌1-2h，然后加入4-8份生物炭和1-2份乙烯基三乙氧基硅烷，搅拌1-1.5h，得到外膜材料。
4.根据权利要求1-3中任一项所述水稻用含矿质元素包膜缓释基肥的制备方法，其特征在于，S3中，肥芯的原料按重量份包括：尿素120-200份、硝酸磷肥40-80份、重过磷酸钙35-65份、氯化钾60-90份、硫酸钾50-100份、碳酸钙10-20份、亚硒酸钠6-12份、硫酸锰4-8份、硝酸铈4-8份、钼酸铵4-8份、硼砂8-12份、氯化锌6-12份、硫酸铜5-8份、硅酸钠4-8份、木醋液6-12份、黄腐酸2-4份、柠檬酸4-8份、酒石酸4-8份、生根粉0.4-1.2份、农用稀土20-35份。
5.根据权利要求1-4中任一项所述水稻用含矿质元素包膜缓释基肥的制备方法，其特征在于，农用稀土的粒度为80-120目。
6.根据权利要求1-5中任一项所述水稻用含矿质元素包膜缓释基肥的制备方法，其特征在于，S3中，肥芯按以下工艺进行制备：将尿素、硝酸磷肥、重过磷酸钙、氯化钾、硫酸钾、碳酸钙、亚硒酸钠、硫酸锰、硝酸铈、钼酸铵、硼砂、氯化锌、硫酸铜、硅酸钠和农用稀土混合，研磨，然后与木醋液、黄腐酸、柠檬酸、酒石酸、生根粉混合，搅拌，制粒，得到肥芯。
7.根据权利要求1-6中任一项所述水稻用含矿质元素包膜缓释基肥的制备方法，其特征在于，肥芯、内膜材料和外膜材料之间的重量比为90-150:2-5:4-8。
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