一種高粱專用控釋肥的製備方法與流程
2023-05-17 13:57:51 2
本發明涉及控釋肥領域，具體涉及一種高粱專用控釋肥的製備方法。
背景技術：
「中國旱災史」中最早出現的是伊洛河流域大旱，發生於夏代末年(約公元前1809年)記錄於《國語·周語》。在乾旱地區農作的種植尤為重要，一般情況下，高粱的肥料管理為：一次施肥量不宜過大，結合灌溉分次施肥，肥料深施，以水壓肥。在乾旱時如果一次性施肥量大，乾旱後遇到大雨時容易使施的肥被衝走。這樣不僅會給農戶造成經濟損失，還會汙染環境。因此，應結合灌溉分次施肥。肥料深施，以水壓肥。在乾旱情況下，如果僅把肥施在面上，肥料易揮發。如果幹旱後遇洪水暴雨，還容易被雨水衝走。所以應儘量深施化肥，施後擇機灌水壓肥以保持肥效。
控釋肥料是以顆粒肥料(單質或複合肥)為核心，表面塗覆一層低水溶性的無機物質或有機聚合物，或者應用化學方法將肥料均勻地融入分解在聚合物中，形成多孔網絡體系，並根據聚合物的降解情況而 促進或延緩養分的釋放，使養分的供應能力與作物生長發育的需肥要求相一致協調的一種新型肥料。控釋肥的優勢在於：可以極大地提高肥料養分利用率。通常控釋肥可比速效氮肥利用率提高10％-30％；消除養分在土壤中的損失，減少施肥量，減輕施肥對環境的汙染；促進施肥技術的創新，節約用肥，省時省工，提高產量，增加農民收入。目前市場上通用的控釋肥多為陸生植物研製，對針對灌溉條件較好，微生物活動較多的作物為研究對象；高粱作為旱地作物的代表，常種在乾旱地，高粱由於能吸收到的水較少，地表溫度相對較高，微生物活動性相對較差，同時暴露的肥料容易揮發，目前市場上的控釋肥不能很好的在旱地條件下提供肥料，存在包衣降解不充分，肥料釋放不對等等缺點，所以研製一種肥料既能控釋，外層包衣又能夠完全降解，是當前高粱用肥領域急需解決的問題。
技術實現要素：
本發明的目的是提供了一種高粱專用控釋肥的製備方法，製備出的控釋肥，既能緩控釋高粱生長過程中所需的營養物質，又對周邊環境友好。通過尿素、磷酸二氫鉀、磷酸鈣、微量元素肥、抑制劑、吸水劑、製成肥芯後，使用使用包膜劑對肥芯進行包衣處理，製得專用的高粱控釋肥來實現該目的。
本發明是通過以下技術方案予以實現的：
一種高粱專用控釋肥的製備方法，包括以下步驟：
1)肥芯的製備
按照比例稱取尿素、磷酸二氫鉀、磷酸鈣、微量元素肥，粉碎過篩後，加入抑制劑、吸水劑，攪拌均勻，在造粒機中按照常規方法造粒，得到肥芯。
2)包膜劑製備
按照比例稱取聚乳酸，聚氨酯、改性澱粉、乙醯基丙酮鈷、乙醇、水、按照包膜工藝製成包膜劑。
3)包衣
將肥芯放入流化床包衣機中，在滾動的肥芯上噴灑內包膜劑，同時通風乾燥，至顆粒外形成一層均勻的分隔膜後，固化4～6min；重複上述包衣步驟直至包衣劑使用完。包衣過程中，溫度控制在40-60℃。
進一步的，步驟1)中所述的過篩為過150-200目篩。
進一步的，步驟2)中所述的包膜工藝為：將所需原料加入到反應釜後，升溫至60-80℃，攪拌保溫3-5h，降至室溫。
進一步的，步驟3)中所述包衣過程中，溫度控制在40-60℃。
進一步的，步驟1)中所述的的抑制劑為3,4－二甲基吡唑磷酸鹽。
進一步的，步驟1)中所述的的吸水劑為丙烯酸樹脂
進一步的，步驟1)至步驟2)中，所述的尿素、磷酸二氫鉀、磷酸鈣、微量元素肥、抑制劑、吸水劑、包膜劑的投料量，按照重量份比為：尿素120-200份、磷酸二氫鉀80-130份、磷酸鈣90-140份、微量元素肥8-15份、抑制劑5-9份、吸水劑4-10份、包膜劑19-41份。
進一步的，步驟2)所述的所述包膜劑由以下重量份的組分組成：聚乳酸6-15份、聚氨酯4-8份、改性澱粉3-5份、乙醯基丙酮鈷2-5份、乙醇2-4份、水2-4份。
進一步的，步驟1)所述的中微量元素由以下重量份的組分組成：硼砂3-6份、硫酸鋅3-5份、硫酸錳2-4份。
進一步的，步驟2)所述的中聚乳酸分子量為3000-6000，聚氨酯分子量為2000-5000。
本發明的有益效果在於：
1、肥料中營養元素充分
通過將尿素、磷酸二氫鉀、磷酸鈣、微量元素肥混合配置成肥芯後，肥芯中含有豐富的氮磷鉀及較多的微量元素，能滿足高粱生長的需求。
2、氮肥利用率高
尿素是中國當前用量最大的氮肥，它在施入土壤後經過生化水解作用也形成大量銨態氮，常規的銨氮具有不穩定特點、容易轉化成硝氮而產生損失的問題。硝化抑制劑的作用機理是能夠抑制土壤中亞硝化細菌等微生物的活性，通過阻斷和抑制銨態氮向硝態氮的轉化，延長了銨在土壤中的存留時間，由此減少了硝態氮不能被土壤保存而出現的淋溶損失和發生反硝化作用而可能造成的氧化亞氮氣體排放的損失。
3、可在光照下降解，肥料具有控釋性
肥料在旱地中使用時，包衣成分中的乙醯基丙酮鈷為光敏劑，在陽光照射下能夠降解，同時帶動包衣成分中其他物質的降解，然後水分能夠被吸水劑吸收，在水分揮發的同時，熔融掉肥料中的營養物質，使肥料得到釋放，同時由於吸水劑的存在，使得肥芯中肥料較容易溶溶解，給作物提供養分。
4、包衣環保、可完全降解
包衣組分均為完全可降解的物質，降解產物一般為長鏈有機質、二氧化碳和水，能被作物吸收，不會給周邊環境帶來危害。
具體實施方式
以下結合實施例對本發明的技術方案作進一步描述，但要求保護的範圍並不局限於所述。
實施例1
1)肥芯的製備
稱取尿素120份、磷酸二氫鉀80份、磷酸鈣90份、微量元素肥8份，粉碎過篩150目篩後，加入3,4－二甲基吡唑磷酸鹽5份、丙烯酸樹脂4份，攪拌均勻，在造粒機中按照常規方法造粒，得到肥芯。其中微量元素肥由硼砂3份、硫酸鋅3份、硫酸錳2份組成；
2)包膜劑製備
稱取聚乳酸6份、聚氨酯4份、改性澱粉3份、乙醯基丙酮鈷2份、乙醇2份、水2份按照包膜工藝製成包膜劑。其中包膜工藝，將所需原料加入到反應釜後，升溫至70℃，攪拌保溫3h，保溫畢，降溫至室溫，待用。其中聚乳酸分子量為3000，聚氨酯分子量為2000。
3)包衣
將肥芯放入流化床包衣機中，在滾動的肥芯上噴灑內包膜劑，同時通風乾燥，至顆粒外形成一層均勻的分隔膜後，固化4～6min；重複上述包衣步驟直至包衣劑使用完。包衣過程中，溫度控制在40-60℃。
實施例2
1)肥芯的製備
稱取尿素200份、磷酸二氫鉀130份、磷酸鈣140份、微量元素肥15份，粉碎過篩200目篩後，加入3,4－二甲基吡唑磷酸鹽9份、丙烯酸樹脂10份，攪拌均勻，在造粒機中按照常規方法造粒，得到肥芯；其中微量元素肥由硼砂6份、硫酸鋅5份、硫酸錳4份組成。
2)包膜劑製備
稱取聚乳酸15份、聚氨酯8份、改性澱粉5份、乙醯基丙酮鈷5份、乙醇4份、水4份按照包膜工藝製成包膜劑。其中包膜工藝，將所需原 料加入到反應釜後，升溫至70℃，攪拌保溫5h，保溫畢，降溫至室溫，待用；其中聚乳酸分子量為6000，聚氨酯分子量為5000。
3)包衣
將肥芯放入流化床包衣機中，在滾動的肥芯上噴灑內包膜劑，同時通風乾燥，至顆粒外形成一層均勻的分隔膜後，固化4～6min；重複上述包衣步驟直至包衣劑使用完。包衣過程中，溫度控制在40-60℃。實施例3
1)肥芯的製備
稱取尿素150份、磷酸二氫鉀100份、磷酸鈣120份、微量元素肥13份，粉碎過篩200目篩後，加入3,4－二甲基吡唑磷酸鹽7份、丙烯酸樹脂7份，攪拌均勻，在造粒機中按照常規方法造粒，得到肥芯。其中微量元素肥由硼砂5份、硫酸鋅5份、硫酸錳3份組成；
2)包膜劑製備
稱取聚乳酸10份、聚氨酯6份、改性澱粉4份、乙醯基丙酮鈷4份、乙醇3份、水3份按照包膜工藝製成包膜劑。其中包膜工藝，將所需原料加入到反應釜後，升溫至60℃，攪拌保溫3h，保溫畢，降溫至室溫，待用；其中聚乳酸分子量為5000，聚氨酯分子量為4000。
3)包衣
將肥芯放入流化床包衣機中，在滾動的肥芯上噴灑內包膜劑，同時通風乾燥，至顆粒外形成一層均勻的分隔膜後，固化4～6min；重複上述包衣步驟直至包衣劑使用完。包衣過程中，溫度控制在40-60℃。實施例4
1)肥芯的製備
稱取尿素120份、磷酸二氫鉀130份、磷酸鈣100份、微量元素肥11份，粉碎過篩150目篩後，加入3,4－二甲基吡唑磷酸鹽8份、丙烯酸樹脂6份，攪拌均勻，在造粒機中按照常規方法造粒，得到肥芯。
2)包膜劑製備
稱取聚乳酸，聚乳酸8份、聚氨酯5份、改性澱粉3份、乙醯基丙酮鈷3份、乙醇4份、水4份按照包膜工藝製成包膜劑。其中包膜工藝，將所需原料加入到反應釜後，升溫至60℃，攪拌保溫5h，保溫畢，降溫至室溫，待用；其中聚乳酸分子量為4000，聚氨酯分子量為3000。
3)包衣
將肥芯放入流化床包衣機中，在滾動的肥芯上噴灑內包膜劑，同時通風乾燥，至顆粒外形成一層均勻的分隔膜後，固化4～6min；重複上述包衣步驟直至包衣劑使用完。包衣過程中，溫度控制在40-60℃。實施例5
1)肥芯的製備
稱取尿素200份、磷酸二氫鉀90份、磷酸鈣90份、微量元素肥9份，粉碎過篩150目篩後，加入3,4－二甲基吡唑磷酸鹽6份、丙烯酸樹脂8份，攪拌均勻，在造粒機中按照常規方法造粒，得到肥芯。其中微量元素肥由硼砂3份、硫酸鋅3份、硫酸錳3份組成；
2)包膜劑製備
稱取聚乳酸11份、聚氨酯6份、改性澱粉3份、乙醯基丙酮鈷2份、乙醇2份、水3份按照包膜工藝製成包膜劑。其中包膜工藝，將所需原料加入到反應釜後，升溫至80℃，攪拌保溫5h，保溫畢，降溫至室溫，待用。其中聚乳酸分子量為3500，聚氨酯分子量為2500。
3)包衣
將肥芯放入流化床包衣機中，在滾動的肥芯上噴灑內包膜劑，同 時通風乾燥，至顆粒外形成一層均勻的分隔膜後，固化4～6min；重複上述包衣步驟直至包衣劑使用完。包衣過程中，溫度控制在40-60℃。實施例6
1)肥芯的製備
稱取尿素180份、磷酸二氫鉀80份、磷酸鈣130份、微量元素肥11份，粉碎過篩200目篩後，加入3,4－二甲基吡唑磷酸鹽7份、丙烯酸樹脂9份，攪拌均勻，在造粒機中按照常規方法造粒，得到肥芯。其中微量元素肥由硼砂4份、硫酸鋅3份、硫酸錳2份組成；
2)包膜劑製備
稱取聚乳酸13份、聚氨酯7份、改性澱粉4份、乙醯基丙酮鈷3份、乙醇2份、水3份按照包膜工藝製成包膜劑。其中包膜工藝，將所需原料加入到反應釜後，升溫至80℃，攪拌保溫3h，保溫畢，降溫至室溫，待用。其中聚乳酸分子量為4500，聚氨酯分子量為3500。
3)包衣
將肥芯放入流化床包衣機中，在滾動的肥芯上噴灑內包膜劑，同時通風乾燥，至顆粒外形成一層均勻的分隔膜後，固化4～6min；重複上述包衣步驟直至包衣劑使用完。包衣過程中，溫度控制在40-60℃。
經統計，本發明實施例所製得的控釋肥，肥料的養分釋放期為120-130天，使用結束後，包衣大部分降解，再經過60-80天，可完全降解。