CN113527005A - 一种稳定性玉米专用配方肥及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种稳定性玉米专用配方肥及其制备方法。属于肥料生产技术领域。该玉米专用配方肥包括400‑900重量份配方肥内核颗粒、10‑20重量份包膜剂。且本发明利用了有机硅对木薯淀粉进行接枝改性，以提高包膜的机械性能，然后利用十二烯基丁二酸酐和接枝后的木薯淀粉反应，对木薯淀粉进行酯化，一方面，提高木薯淀粉分子上的碳氧双键的含量，降低羟基的含量，降低形成包膜的吸水性，从而有效减少肥料的淋溶、径流损失；另一方面，在木薯淀粉的分子结构中引入羧基，而海藻胶分子中具有大量羟基，从而增加其与海藻胶之间的交联，也提高了包膜的机械性能，从而减缓氮肥养分释放，减少氮肥损失。

Description

一种稳定性玉米专用配方肥及其制备方法
技术领域
本发明属于肥料生产技术领域，具体地，涉及一种稳定性玉米专用配方肥及其制备方法。
背景技术
玉米要实现高产，须在苗期、拔节期、喇叭口期、灌浆期追施充足的肥料，而在玉米生育后期追肥极为不便，费工费时费力，成本上升，并且肥料中养分的释放速度无法控制，尤其是氮素极易造成氨挥发、淋溶、径流等损失，大大降低了肥料的养分利用率，不仅浪费资源，而且对环境造成巨大压力。
因此，有必要开发一种减缓氮肥养分释放，减少氮肥损失的稳定性玉米专用配方肥，提高肥料利用率，减缓土壤中氮磷钾营养元素的相对富集。
发明内容
本发明的目的在于提供一种稳定性玉米专用配方肥及其制备方法。
本发明要解决的技术问题：现有的玉米肥料施用后氮肥养分易发生挥发、淋溶、径流损失的技术问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种稳定性玉米专用配方肥，包括400-900重量份配方肥内核颗粒、10-20重量份包膜剂。
进一步地，所述包膜剂包括50-70重量份改性木薯淀粉、30-50重量份海藻胶、3-6重量份四硼酸钠和10-30重量份水。
所述改性木薯淀粉通过以下步骤制成：
步骤A、将木薯淀粉溶于80℃热水，搅拌30min后，加入质量分数为2％的醋酸溶液中，配成质量分数为30％的木薯淀粉溶液，搅拌加入(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷的异丙醇溶液中，继续搅拌，保持温度65℃反应4-5h，反应完毕后，将溶液减压旋蒸除去溶剂得固体，将该固体重新溶于水中，固体的质量分数为30％，用质量分数2％的氢氧化钠溶液调节溶液的pH值为8.2-8.6，将反应体系控制在45℃，然后滴入十二烯基丁二酸酐的异丙醇溶液，滴加速度为1滴/秒，搅拌反应2-3h，然后用0.5mol/L盐酸溶液将体系pH调至6.5，用去离子水和70％的乙醇分别洗涤3次，抽滤，真空干燥至恒重，获得的改性木薯淀粉，其中，(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷的加入质量为木薯淀粉加入质量的8-18％，十二烯基丁二酸酐的加入质量为固体加入质量的14-20％。
所述包膜剂通过以下步骤制成：
将改性木薯淀粉、海藻胶、四硼酸钠和水混合后，加热至40-70℃，以400-600r/min搅拌40-60min，冷却，即得包膜剂。
进一步地，所述配方肥内核颗粒包括以下重量份原料：磷酸二氢钾30-60份、尿素20-45份、磷酸氢钙5-12份、硫酸锌0.5-4.5份、硫酸铜0.5-3.5份、硫酸锰0.5-2.5份、亚硫酸铁0.5-2.5份、硅藻土0.5-3.5份、复合菌粉0.5-1.5份、聚碳酶0.01-0.3份。
进一步地，所述复合菌粉为巨大芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌粉按任意比的混合菌粉。
进一步地，所述配方肥内核颗粒通过以下步骤制成：
步骤S1、将磷酸二氢钾、尿素、磷酸氢钙、硫酸锌、硫酸铜、硫酸锰、亚硫酸铁、硅藻土搅拌混合后，再次粉碎，过100目筛，加入聚碳酶搅拌混合，最后加入复合菌粉搅拌均匀，得预混料；
步骤S2、将预混料进行造粒，得配方肥颗粒。
进一步地，步骤S2中造粒的粒径大小为1.0-1.5mm。
进一步地，该种稳定性玉米专用配方肥的制备方法，包括以下步骤：
将配方肥内核颗粒置于圆盘中，在雾化水的作用下转动圆盘，将包膜剂包裹于生态肥料基质颗粒上；随后，将包裹了一层包膜的基质颗粒转移至配方肥内核颗粒20-40℃烘箱中，烘干后，重复前面的操作10-20次，即可获得一种稳定性玉米专用配方肥。
本发明的有益效果：
本发明先将木薯淀粉经过有机硅的接枝改性，然后利用十二烯基丁二酸酐和接枝后的木薯淀粉反应，对木薯淀粉进行酯化，一方面，提高木薯淀粉分子上的碳氧双键的含量，降低羟基的含量，降低形成包膜的吸水性，从而有效减少肥料的淋溶、径流损失；另一方面，在木薯淀粉的分子结构中引入羧基，而海藻胶分子中具有大量羟基，从而增加其与海藻胶之间的交联，提高包膜的机械性能，且有机硅的引入也提高了包膜的机械性能，从而减缓氮肥养分释放，减少氮肥损失。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
改性木薯淀粉：
步骤A、将木薯淀粉溶于80℃热水，搅拌30min后，加入质量分数为2％的醋酸溶液中，配成质量分数为30％的木薯淀粉溶液，搅拌加入(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷的异丙醇溶液中，继续搅拌，保持温度65℃反应4h，反应完毕后，将溶液减压旋蒸除去溶剂得固体，将该固体重新溶于水中，固体的质量分数为30％，用质量分数2％的氢氧化钠溶液调节溶液的pH值为8.2，将反应体系控制在45℃，然后滴入十二烯基丁二酸酐的异丙醇溶液，滴加速度为1滴/秒，搅拌反应2h，然后用0.5mol/L盐酸溶液将体系pH调至6.5，用去离子水和70％的乙醇分别洗涤3次，抽滤，真空干燥至恒重，获得的改性木薯淀粉，其中，(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷的加入质量为木薯淀粉加入质量的8％，十二烯基丁二酸酐的加入质量为固体加入质量的14％。
实施例2：
改性木薯淀粉：
步骤A、将木薯淀粉溶于80℃热水，搅拌30min后，加入质量分数为2％的醋酸溶液中，配成质量分数为30％的木薯淀粉溶液，搅拌加入(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷的异丙醇溶液中，继续搅拌，保持温度65℃反应5h，反应完毕后，将溶液减压旋蒸除去溶剂得固体，将该固体重新溶于水中，固体的质量分数为30％，用质量分数2％的氢氧化钠溶液调节溶液的pH值为8.4，将反应体系控制在45℃，然后滴入十二烯基丁二酸酐的异丙醇溶液，滴加速度为1滴/秒，搅拌反应3h，然后用0.5mol/L盐酸溶液将体系pH调至6.5，用去离子水和70％的乙醇分别洗涤3次，抽滤，真空干燥至恒重，获得的改性木薯淀粉，其中，(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷的加入质量为木薯淀粉加入质量的10％，十二烯基丁二酸酐的加入质量为固体加入质量的16％。
实施例3：
改性木薯淀粉：
步骤A、将木薯淀粉溶于80℃热水，搅拌30min后，加入质量分数为2％的醋酸溶液中，配成质量分数为30％的木薯淀粉溶液，搅拌加入(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷的异丙醇溶液中，继续搅拌，保持温度65℃反5h，反应完毕后，将溶液减压旋蒸除去溶剂得固体，将该固体重新溶于水中，固体的质量分数为30％，用质量分数2％的氢氧化钠溶液调节溶液的pH值为8.6，将反应体系控制在45℃，然后滴入十二烯基丁二酸酐的异丙醇溶液，滴加速度为1滴/秒，搅拌反应3h，然后用0.5mol/L盐酸溶液将体系pH调至6.5，用去离子水和70％的乙醇分别洗涤3次，抽滤，真空干燥至恒重，获得的改性木薯淀粉，其中，(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷的加入质量为木薯淀粉加入质量的18％，十二烯基丁二酸酐的加入质量为固体加入质量的20％。
实施例4：
包膜剂包括50重量份实施例1制备的改性木薯淀粉、30重量份海藻胶、6重量份四硼酸钠和10重量份水。
包膜剂通过以下步骤制成：
将改性木薯淀粉、海藻胶、四硼酸钠和水混合后，加热至40℃，以400r/min搅拌40min，冷却，即得包膜剂。
实施例5：
包膜剂包括60重量份实施例2制备的改性木薯淀粉、40重量份海藻胶、5重量份四硼酸钠和20份水。
包膜剂通过以下步骤制成：
将改性木薯淀粉、海藻胶、四硼酸钠和水混合后，加热至60℃，以600r/min搅拌60min，冷却，即得包膜剂。
实施例6：
包膜剂包括70重量份实施例3制备的改性木薯淀粉、50重量份海藻胶、6重量份四硼酸钠和30重量份水。
包膜剂通过以下步骤制成：
将改性木薯淀粉、海藻胶、四硼酸钠和水混合后，加热至70℃，以600r/min搅拌60min，冷却，即得包膜剂。
对比例1：
改性木薯淀粉：
步骤A、将木薯淀粉溶于80℃热水，搅拌30min后，加入质量分数为2％的醋酸溶液中，配成质量分数为30％的木薯淀粉溶液，搅拌加入(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷的异丙醇溶液中，继续搅拌，保持温度65℃反应4h，反应完毕后，将溶液减压旋蒸除去溶剂获得的改性木薯淀粉，其中，(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷的加入质量为木薯淀粉加入质量的8％。
对比例2：
所述包膜剂包括70重量份对比例1制备的改性木薯淀粉、50重量份海藻胶、6重量份四硼酸钠和30重量份水。
包膜剂通过以下步骤制成：
将改性木薯淀粉、海藻胶、四硼酸钠和水混合后，加热至70℃，以600r/min搅拌60min，冷却，即得包膜剂。
对比例3：
包膜剂包括60重量份木薯淀粉、40重量份海藻胶、5重量份四硼酸钠和20重量份水。
包膜剂通过以下步骤制成：
将改性木薯淀粉、海藻胶、四硼酸钠和水混合后，加热至60℃，以600r/min搅拌60min，冷却，即得包膜剂。
实施例7：
配方肥内核颗粒包括以下重量份原料：磷酸二氢钾30份、尿素20份、磷酸氢钙5份、硫酸锌0.5份、硫酸铜0.5份、硫酸锰0.5份、亚硫酸铁0.5份、硅藻土0.5份、复合菌粉0.5份、聚碳酶0.01份，其中，所述复合菌粉为巨大芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌粉按照质量比为1：2进行混的混合菌粉。
所述配方肥内核颗粒通过以下步骤制成：
步骤S1、将磷酸二氢钾、尿素、磷酸氢钙、硫酸锌、硫酸铜、硫酸锰、亚硫酸铁、硅藻土搅拌混合后，再次粉碎，过100目筛，加入聚碳酶搅拌混合，最后加入复合菌粉搅拌均匀，得预混料；
步骤S2、将预混料进行造粒，得配方肥颗粒，粒径大小为1.0mm
实施例8：
配方肥内核颗粒包括以下重量份原料：磷酸二氢钾40份、尿素35份、磷酸氢钙7份、硫酸锌3份、硫酸铜2份、硫酸锰1份、亚硫酸铁1份、硅藻土2份、复合菌粉1份、聚碳酶0.1份，其中，所述复合菌粉为巨大芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌粉按照质量比2：1进行混合的混合菌粉。
所述配方肥内核颗粒通过以下步骤制成：
步骤S1、将磷酸二氢钾、尿素、磷酸氢钙、硫酸锌、硫酸铜、硫酸锰、亚硫酸铁、硅藻土搅拌混合后，再次粉碎，过100目筛，加入聚碳酶搅拌混合，最后加入复合菌粉搅拌均匀，得预混料；
步骤S2、将预混料进行造粒，得配方肥颗粒，粒径大小为1.2mm。
实施例9：
配方肥内核颗粒包括以下重量份原料：磷酸二氢钾60份、尿素45份、磷酸氢钙12份、硫酸锌4.5份、硫酸铜3.5份、硫酸锰2.5份、亚硫酸铁2.5份、硅藻土3.5份、复合菌粉1.5份、聚碳酶0.3份，其中，所述复合菌粉为巨大芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌粉按照质量比为2：3进行混合的混合菌粉。
所述配方肥内核颗粒通过以下步骤制成：
步骤S1、将磷酸二氢钾、尿素、磷酸氢钙、硫酸锌、硫酸铜、硫酸锰、亚硫酸铁、硅藻土搅拌混合后，再次粉碎，过100目筛，加入聚碳酶搅拌混合，最后加入复合菌粉搅拌均匀，得预混料；
步骤S2、将预混料进行造粒，得配方肥颗粒，粒径大小为1.5mm。
实施例10：
一种稳定性玉米专用配方肥，包括400重量份实施例7制备的配方肥内核颗粒、10重量份实施例4制备的包膜剂。
该种稳定性玉米专用配方肥通过以下步骤制成：
将配方肥内核颗粒置于圆盘中，在雾化水的作用下转动圆盘，将包膜剂包裹于生态肥料基质颗粒上；随后，将包裹了一层包膜的基质颗粒转移至配方肥内核颗粒20℃烘箱中，烘干后，重复前面的操作10次，即可获得一种稳定性玉米专用配方肥。
实施例11：
一种稳定性玉米专用配方肥，包括600重量份实施例8制备的配方肥内核颗粒、15重量份实施例5制备的包膜剂。
该种稳定性玉米专用配方肥通过以下步骤制成：参照实施例10中的各步骤。
实施例12：
一种稳定性玉米专用配方肥，包括900重量份实施例9制备的配方肥内核颗粒、20重量份实施例6制备的包膜剂。
该种稳定性玉米专用配方肥通过以下步骤制成：参照实施例10中的各步骤。
对比例4：
一种稳定性玉米专用配方肥，包括400重量份实施例7制备的配方肥内核颗粒、20重量份对比例2制备的包膜剂。
该种稳定性玉米专用配方肥通过以下步骤制成：参照实施例10中的各步骤。
对比例5：
一种稳定性玉米专用配方肥，包括600重量份实施例8制备的配方肥内核颗粒、15重量份对比例3制备的包膜剂。
该种稳定性玉米专用配方肥通过以下步骤制成：参照实施例10中的各步骤。
实施例13：
将实施例10-12获得的配方肥和对比例4-5获得的配方肥用于以下性能测试：
缓释性能测试：将配方肥放入25℃清水中浸泡72h，测试养分释放率；
施肥实验：将配方肥施入玉米盆栽中，40天取样，测量50天后玉米的径粗变化率。
上述测试数据如下所示。
12h 24h 48h 72h 径粗变化率
实施例10 1.12％ 7.34％ 19.39％ 45.61％ 30.17％
实施例11 1.37％ 8.10％ 19.11％ 45.85％ 29.09％
实施例12 1.41％ 7.81％ 19.07％ 45.17％ 31.71％
对比例4 5.12％ 15.11％ 30.32％ 57.19％ 17.13％
对比例5 12.12％ 20.83％ 32.54％ 67.72％ 18.18％
从上述数据中可以看出，实施例10-12获得的配方肥的缓释性能要优于对比例4-5获得的配方肥的对应性能，实施例10-12获得的配方肥对玉米施肥作用要优于对比例4-5获得的配方肥的对应性能。
在说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种稳定性玉米专用配方肥，其特征在于：包括配方肥内核颗粒和包膜剂；
所述包膜剂包括改性木薯淀粉、海藻胶、四硼酸钠和水；
所述改性木薯淀粉通过以下步骤制成：
步骤A、将木薯淀粉溶液和(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷的异丙醇溶液混合后，在65℃下搅拌反应4-5h，减压旋蒸得固体，将该固体配制成质量分数为30％溶液，调节溶液的pH为8.2-8.6，在45℃下，滴入十二烯基丁二酸酐的异丙醇溶液，搅拌反应2-3h，经后处理，获得改性木薯淀粉。
2.根据权利要求1所述的一种稳定性玉米专用配方肥，其特征在于：所述稳定性玉米专用配方肥包含原料重量份：配方肥内核颗粒400-900份，包膜剂10-20份，包膜剂包含原料重量份：改性木薯淀粉50-70份、海藻胶30-50份、四硼酸钠3-6份和水10-30份。
3.根据权利要求1所述的一种稳定性玉米专用配方肥，其特征在于：所述包膜剂通过以下步骤制成：将改性木薯淀粉、海藻胶、四硼酸钠和水混合后，加热至40-70℃，以400-600r/min搅拌40-60min，冷却，即得包膜剂。
4.根据权利要求1所述的一种稳定性玉米专用配方肥，其特征在于：步骤A中木薯淀粉溶液的质量分数为30％，且由木薯淀粉、80℃热水和质量分数为2％的醋酸溶液配制而成。
5.根据权利要求1所述的一种稳定性玉米专用配方肥，其特征在于：所述配方肥内核颗粒包括以下重量份原料：磷酸二氢钾30-60份、尿素20-45份、磷酸氢钙5-12份、硫酸锌0.5-4.5份、硫酸铜0.5-3.5份、硫酸锰0.5-2.5份、亚硫酸铁0.5-2.5份、硅藻土0.5-3.5份、复合菌粉0.5-1.5份、聚碳酶0.01-0.3份。
6.根据权利要求1所述的一种稳定性玉米专用配方肥，其特征在于：所述配方肥内核颗粒通过以下步骤制成：
步骤S1、将磷酸二氢钾、尿素、磷酸氢钙、硫酸锌、硫酸铜、硫酸锰、亚硫酸铁、硅藻土搅拌混合后，再次粉碎，过100目筛，加入聚碳酶搅拌混合，最后加入复合菌粉搅拌均匀，得预混料；
步骤S2、将预混料进行造粒，得配方肥颗粒。
7.根据权利要求6所述的一种稳定性玉米专用配方肥，其特征在于：所述复合菌粉为巨大芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌粉按任意比的混合菌粉。
8.根据权利要求6所述的一种稳定性玉米专用配方肥，其特征在于：步骤S2中造粒的粒径大小为1.0-1.5mm。
9.根据权利要求1所述的一种稳定性玉米专用配方肥的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
将配方肥内核颗粒置于圆盘中，在雾化水的作用下转动圆盘，将包膜剂包裹于生态肥料基质颗粒上；随后，将包裹了一层包膜的基质颗粒转移至配方肥内核颗粒20-40℃烘箱中，烘干后，重复前面的操作10-20次，即获得一种稳定性玉米专用配方肥。
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