一種可降解材料包膜的番茄專用緩釋肥及其製備方法與流程

2023-12-02 23:37:11 2

本發明涉及肥料製備
技術領域：
，具體涉及一種可降解材料包膜的番茄專用緩釋肥及其製備方法。
背景技術：
：番茄，是茄科番茄屬一年生或多年生草本植物，體高0.6-2米，全體生粘質腺毛，有強烈氣味，莖易倒伏，葉羽狀複葉或羽狀深裂，花序總梗長2-5釐米，常3-7朵花，花萼輻狀，花冠輻狀，漿果扁球狀或近球狀，肉質而多汁液，種子黃色，花果期夏秋季，番茄含有豐富的胡蘿蔔素、維生素C和B族維生素，西紅柿有生津止渴、健胃消食、清熱消暑、補腎利尿等功能，可治熱病傷津口渴、食欲不振、暑熱內盛等病症。它有顯著止血、降壓、降低膽固醇作用，對治療血友病和癩皮病有特殊功效。由於番茄具有極高的食用價值和營養價值，因此番茄的栽培技術便相繼出現，番茄栽培過程中肥料的控制尤其關鍵，由於番茄栽培在土壤中，在施用肥料一段時間後，除了一小部分會被番茄吸收外，其他的則會流失，造成大量的浪費，而且還會造成土壤的汙染，隨著環境科學研究的深入，人們逐漸認識到重金屬對土壤的汙染危害是十分嚴重的，為了減少這種損失，必須要求肥料的養分的釋放規律與番茄的養分吸收協調，因此控釋肥的研製變得越來越多。隨著環境科學研究的深入，人們逐漸認識到土壤重金屬土壤中重金屬的存在形態可分為：可交換態；碳酸鹽結合態；鐵錳氧化物結合態；硫化物及有機結合態；殘渣態等。可交換態屬於有效的且容易被作物吸收利用，稱為可利用態；碳酸鹽結合態是指與碳酸鹽結合的重金屬；鐵錳結合態是指與鐵錳結合的重金屬離子，它們之間有很強的結合能力；硫化物及有機結合態是指與硫結合的重金屬和與有機物形成絡合物的重金屬離子；殘渣態是指已提取上述四個組分後以層狀矽酸鹽形態存在的重金屬離子，其中可交換態和有機結合態重金屬的生物有效性較高，而其它的生物有效性低。因此如何降低可交換態和有機結合態重金屬的生物有效性是處理土壤中的重金屬的關鍵所在，現有處理土壤中重金屬的方法主要有：固化/穩定化、化學試劑提取、微生物淋濾、焚燒、植物修復等方法。化學法、生物法、植物修復法和焚燒法的缺點在於：從土壤中去除重金屬不僅需要大量的財力、物力，而且面對土壤採取這種方法顯然是不實際的，而那些吸收富集了重金屬的植物，也存在著難以進一步處理，並可能會造成二次汙染問題。為此本發明人通過大量的實驗和研究，提供了一種不僅能夠對番茄生長提供營養，還能有效解決營養元素流失，土壤重金屬汙染，有毒有害物質汙染的可降解材料包膜的番茄專用緩釋肥及其製備方法。技術實現要素：為解決上述技術問題，本發明提供了一種可降解材料包膜的番茄專用緩釋肥及其製備方法。本發明是通過以下技術方案予以實現的：一種可降解材料包膜的番茄專用緩釋肥，它由以下重量份原料製成：硝酸鉀14-20份、硫酸銨12-18份、尿素42-62份、過磷酸鈣6-12份、磷酸二氫鉀18-24份、外加劑8-14份、反應助劑10-16份、改性蒙脫石22-28份、可降解材料52-58份。所述可降解材料包膜的番茄專用緩釋肥由以下重量份原料製成：硝酸鉀16-18份、硫酸銨14-16份、尿素47-57份、過磷酸鈣8-10份、磷酸二氫鉀20-22份、外加劑10-12份、反應助劑12-14份、改性蒙脫石24-26份、可降解材料54-56份。所述可降解材料包膜的番茄專用緩釋肥由以下重量份原料製成：硝酸鉀17份、硫酸銨15份、尿素52份、過磷酸鈣9份、磷酸二氫鉀21份、外加劑11份、反應助劑13份、改性蒙脫石25份、可降解材料55份。所述外加劑為海藻酸、糖醇、植物生長調節劑、除草劑按照等比配置而成。所述可降解材料由聚乳酸、聚乙烯醇按照質量比為1:1的比例共混而成。所述植物生長調節劑為6-苄基氨基嘌呤，油菜素內酯，乙烯利、多效唑，防落素、吲哚丁酸、萘乙酸中的一種。所述除草劑為40％阿特拉津懸浮劑、50％氰草津懸浮劑、4％玉農樂乳油、48％苯達松水劑、48％百草敵水劑按照體積比為1:2:2:1:1的比例配製而成。所述反應助劑為硫代硫酸鈉、硫代硫酸鉀、硫代硫酸銨中的一種。所述改性蒙脫石的製備方法為：(1)粉碎：將蒙脫石用球磨機球磨成細度≤0.04mm的細粉，得蒙脫石粉；(2)活化：將蒙脫石粉送入超聲設備中，在超聲功率為600-1000w下處理20-40min，再送入煅燒塔中用300-600℃的高溫煅燒90-120min，冷卻後將蒙脫石粉加入無水乙醇中，超聲分散10-18min後離心分離，重複超聲分散、離心2-3次，隨後再加入蒸餾水中，超聲分散10-15min後離心分離，重複超聲分散、離心2-3次；(3)插層：將活化後的蒙脫石粉加水調節成質量百分比濃度為20-40％的蒙脫石礦漿，接著加入含有胺基的插層劑，反應時控制壓強0.5-0.8MPa，溫度40-60℃，轉速1000r/min，時間80-100min，微波功率為10-18kw，得改性蒙脫石。所述插層劑為乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺中的一種。本發明還提供了上述可降解材料包膜的番茄專用緩釋肥的製備方法，該方法是將硝酸鉀、硫酸銨、尿素、過磷酸鈣、磷酸二氫鉀、外加劑、反應助劑混合均勻後造粒得到粒徑為2-5mm，N：P2O5：K2O的摩爾比為2:3:1的複合肥，再將該複合肥與改性蒙脫石混合均勻得到混合料，採用可降解材料與混合料按照質量比為(1-1.2)：1的比例進行包裹即得到可降解材料包膜的番茄專用緩釋肥。本發明的有益效果在於：本發明先將各原料共混後製得複合肥，並控制複合肥中的氮磷鉀的元素含量及複合肥的粒徑大小，提升了肥料的透氣性，與蒙脫石混合後再由可降解材料、聚乙烯共混後得到的可降解材料進行包裹其降解周期與番茄的生長期相近，使得製備出的控釋肥能夠滿足番茄生長所需的營養，由於本緩釋肥採用了改性蒙脫石，能夠和肥料中的硫代硫化物產生協同作用，即改性蒙脫石將重金屬膠粒吸附，並將重金屬離子交換出來，提高土壤溶液中重金屬含量，利於重金屬離子與硫代硫化物進行反應，而硫代硫化物與重金屬離子發生反應生產沉澱，從而將重金屬離子進行固定，阻止其通過淋溶和徑流遷移，另外，硫代硫酸鈉將高價重金屬離子還原成低價態，從而降低其毒性和溶解性，本可降解材料包膜的番茄專用緩釋肥含有多種營養成分，能滿足番茄對多種養分的需要，而且由於本緩釋肥的原料中加入了硫代硫酸物、植物生長調節劑、除草劑等原料，在番茄栽培過程中使用本緩釋肥不僅能有效的解決土壤重金屬汙染、有毒有害物質殘留問題，還能起到改善種植環境，抑制雜草生長，提高番茄長勢的優點。具體實施方式以下結合具體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。實施例一配方：硝酸鉀14份、硫酸銨12份、尿素42份、過磷酸鈣6份、磷酸二氫鉀18份、外加劑8份、反應助劑10份、改性蒙脫石22份、可降解材料52份。改性蒙脫石的製備方法：(1)粉碎：將蒙脫石用球磨機球磨成細度≤0.04mm的細粉，得蒙脫石粉；(2)活化：將蒙脫石粉送入超聲設備中，在超聲功率為600w下處理20min，再送入煅燒塔中用300℃的高溫煅燒90min，冷卻後將蒙脫石粉加入無水乙醇中，超聲分散10min後離心分離，重複超聲分散、離心2次，隨後再加入蒸餾水中，超聲分散10min後離心分離，重複超聲分散、離心2次；(3)插層：將活化後的蒙脫石粉加水調節成質量百分比濃度為20％的蒙脫石礦漿，接著加入含有胺基的插層劑，反應時控制壓強0.5MPa，溫度40℃，轉速1000r/min，時間80min，微波功率為10kw，得改性蒙脫石。可降解材料包膜的番茄專用緩釋肥的製備方法：將硝酸鉀、硫酸銨、尿素、過磷酸鈣、磷酸二氫鉀、外加劑、反應助劑混合均勻後造粒得到粒徑為2-5mm，N：P2O5：K2O的摩爾比為2:3:1的複合肥，再將該複合肥與改性蒙脫石混合均勻得到混合料，採用可降解材料與混合料按照質量比為1：1的比例進行包裹即得到可降解材料包膜的番茄專用緩釋肥。實施例二配方：硝酸鉀20份、硫酸銨18份、尿素62份、過磷酸鈣12份、磷酸二氫鉀24份、外加劑14份、反應助劑16份、改性蒙脫石28份、可降解材料58份。改性蒙脫石的製備方法：(1)粉碎：將蒙脫石用球磨機球磨成細度≤0.04mm的細粉，得蒙脫石粉；(2)活化：將蒙脫石粉送入超聲設備中，在超聲功率為1000w下處理40min，再送入煅燒塔中用600℃的高溫煅燒120min，冷卻後將蒙脫石粉加入無水乙醇中，超聲分散18min後離心分離，重複超聲分散、離心3次，隨後再加入蒸餾水中，超聲分散15min後離心分離，重複超聲分散、離心3次；(3)插層：將活化後的蒙脫石粉加水調節成質量百分比濃度為40％的蒙脫石礦漿，接著加入含有胺基的插層劑，反應時控制壓強0.8MPa，溫度60℃，轉速1000r/min，時間100min，微波功率為18kw，得改性蒙脫石。可降解材料包膜的番茄專用緩釋肥的製備方法：將硝酸鉀、硫酸銨、尿素、過磷酸鈣、磷酸二氫鉀、外加劑、反應助劑混合均勻後造粒得到粒徑為2-5mm，N：P2O5：K2O的摩爾比為2:3:1的複合肥，再將該複合肥與改性蒙脫石混合均勻得到混合料，採用可降解材料與混合料按照質量比為1.2：1的比例進行包裹即得到可降解材料包膜的番茄專用緩釋肥。實施例三配方：硝酸鉀16份、硫酸銨14份、尿素47份、過磷酸鈣8份、磷酸二氫鉀20份、外加劑10份、反應助劑12份、改性蒙脫石24份、可降解材料54份。改性蒙脫石的製備方法：(1)粉碎：將蒙脫石用球磨機球磨成細度≤0.04mm的細粉，得蒙脫石粉；(2)活化：將蒙脫石粉送入超聲設備中，在超聲功率為600w下處理20min，再送入煅燒塔中用300-℃的高溫煅燒90min，冷卻後將蒙脫石粉加入無水乙醇中，超聲分散10min後離心分離，重複超聲分散、離心2次，隨後再加入蒸餾水中，超聲分散10min後離心分離，重複超聲分散、離心2次；(3)插層：將活化後的蒙脫石粉加水調節成質量百分比濃度為20％的蒙脫石礦漿，接著加入含有胺基的插層劑，反應時控制壓強0.5MPa，溫度40℃，轉速1000r/min，時間80min，微波功率為10kw，得改性蒙脫石。可降解材料包膜的番茄專用緩釋肥的製備方法：將硝酸鉀、硫酸銨、尿素、過磷酸鈣、磷酸二氫鉀、外加劑、反應助劑混合均勻後造粒得到粒徑為2-5mm，N：P2O5：K2O的摩爾比為2:3:1的複合肥，再將該複合肥與改性蒙脫石混合均勻得到混合料，採用可降解材料與混合料按照質量比為1：1的比例進行包裹即得到可降解材料包膜的番茄專用緩釋肥。實施例四配方：硝酸鉀18份、硫酸銨16份、尿素57份、過磷酸鈣10份、磷酸二氫鉀22份、外加劑12份、反應助劑14份、改性蒙脫石26份、可降解材料56份。改性蒙脫石的製備方法：(1)粉碎：將蒙脫石用球磨機球磨成細度≤0.04mm的細粉，得蒙脫石粉；(2)活化：將蒙脫石粉送入超聲設備中，在超聲功率為1000w下處理40min，再送入煅燒塔中用600℃的高溫煅燒120min，冷卻後將蒙脫石粉加入無水乙醇中，超聲分散18min後離心分離，重複超聲分散、離心3次，隨後再加入蒸餾水中，超聲分散15min後離心分離，重複超聲分散、離心3次；(3)插層：將活化後的蒙脫石粉加水調節成質量百分比濃度為40％的蒙脫石礦漿，接著加入含有胺基的插層劑，反應時控制壓強0.8MPa，溫度60℃，轉速1000r/min，時間100min，微波功率為18kw，得改性蒙脫石。可降解材料包膜的番茄專用緩釋肥的製備方法：將硝酸鉀、硫酸銨、尿素、過磷酸鈣、磷酸二氫鉀、外加劑、反應助劑混合均勻後造粒得到粒徑為2-5mm，N：P2O5：K2O的摩爾比為2:3:1的複合肥，再將該複合肥與改性蒙脫石混合均勻得到混合料，採用可降解材料與混合料按照質量比為1.2：1的比例進行包裹即得到可降解材料包膜的番茄專用緩釋肥。實施例五配方：硝酸鉀17份、硫酸銨15份、尿素52份、過磷酸鈣9份、磷酸二氫鉀21份、外加劑11份、反應助劑13份、改性蒙脫石25份、可降解材料55份。改性蒙脫石的製備方法：(1)粉碎：將蒙脫石用球磨機球磨成細度≤0.04mm的細粉，得蒙脫石粉；(2)活化：將蒙脫石粉送入超聲設備中，在超聲功率為800w下處理30min，再送入煅燒塔中用450℃的高溫煅燒105min，冷卻後將蒙脫石粉加入無水乙醇中，超聲分散14min後離心分離，重複超聲分散、離心2次，隨後再加入蒸餾水中，超聲分散12.5min後離心分離，重複超聲分散、離心3次；(3)插層：將活化後的蒙脫石粉加水調節成質量百分比濃度為30％的蒙脫石礦漿，接著加入含有胺基的插層劑，反應時控制壓強0.65MPa，溫度50℃，轉速1000r/min，時間90min，微波功率為14kw，得改性蒙脫石。可降解材料包膜的番茄專用緩釋肥的製備方法：將硝酸鉀、硫酸銨、尿素、過磷酸鈣、磷酸二氫鉀、外加劑、反應助劑混合均勻後造粒得到粒徑為2-5mm，N：P2O5：K2O的摩爾比為2:3:1的複合肥，再將該複合肥與改性蒙脫石混合均勻得到混合料，採用可降解材料與混合料按照質量比為1.1：1的比例進行包裹即得到可降解材料包膜的番茄專用緩釋肥。實施例六配方：硝酸鉀14份、硫酸銨18份、尿素42份、過磷酸鈣12份、磷酸二氫鉀18份、外加劑14份、反應助劑10份、改性蒙脫石28份、可降解材料52份。改性蒙脫石的製備方法：(1)粉碎：將蒙脫石用球磨機球磨成細度≤0.04mm的細粉，得蒙脫石粉；(2)活化：將蒙脫石粉送入超聲設備中，在超聲功率為600w下處理20min，再送入煅燒塔中用300℃的高溫煅燒90min，冷卻後將蒙脫石粉加入無水乙醇中，超聲分散10min後離心分離，重複超聲分散、離心2次，隨後再加入蒸餾水中，超聲分散10min後離心分離，重複超聲分散、離心2次；(3)插層：將活化後的蒙脫石粉加水調節成質量百分比濃度為20％的蒙脫石礦漿，接著加入含有胺基的插層劑，反應時控制壓強0.5MPa，溫度40℃，轉速1000r/min，時間80min，微波功率為10kw，得改性蒙脫石。可降解材料包膜的番茄專用緩釋肥的製備方法：將硝酸鉀、硫酸銨、尿素、過磷酸鈣、磷酸二氫鉀、外加劑、反應助劑混合均勻後造粒得到粒徑為2-5mm，N：P2O5：K2O的摩爾比為2:3:1的複合肥，再將該複合肥與改性蒙脫石混合均勻得到混合料，採用可降解材料與混合料按照質量比為1：1的比例進行包裹即得到可降解材料包膜的番茄專用緩釋肥。實施例七配方：硝酸鉀20份、硫酸銨12份、尿素62份、過磷酸鈣6份、磷酸二氫鉀24份、外加劑8份、反應助劑16份、改性蒙脫石22份、可降解材料58份。改性蒙脫石的製備方法：(1)粉碎：將蒙脫石用球磨機球磨成細度≤0.04mm的細粉，得蒙脫石粉；(2)活化：將蒙脫石粉送入超聲設備中，在超聲功率為1000w下處理40min，再送入煅燒塔中用600℃的高溫煅燒120min，冷卻後將蒙脫石粉加入無水乙醇中，超聲分散18min後離心分離，重複超聲分散、離心3次，隨後再加入蒸餾水中，超聲分散15min後離心分離，重複超聲分散、離心3次；(3)插層：將活化後的蒙脫石粉加水調節成質量百分比濃度為40％的蒙脫石礦漿，接著加入含有胺基的插層劑，反應時控制壓強0.8MPa，溫度60℃，轉速1000r/min，時間100min，微波功率為18kw，得改性蒙脫石。可降解材料包膜的番茄專用緩釋肥的製備方法：將硝酸鉀、硫酸銨、尿素、過磷酸鈣、磷酸二氫鉀、外加劑、反應助劑混合均勻後造粒得到粒徑為2-5mm，N：P2O5：K2O的摩爾比為2:3:1的複合肥，再將該複合肥與改性蒙脫石混合均勻得到混合料，採用可降解材料與混合料按照質量比為1.2：1的比例進行包裹即得到可降解材料包膜的番茄專用緩釋肥。實施例八配方：硝酸鉀16份、硫酸銨16份、尿素47份、過磷酸鈣10份、磷酸二氫鉀20份、外加劑12份、反應助劑12份、改性蒙脫石26份、可降解材料54份。改性蒙脫石的製備方法：(1)粉碎：將蒙脫石用球磨機球磨成細度≤0.04mm的細粉，得蒙脫石粉；(2)活化：將蒙脫石粉送入超聲設備中，在超聲功率為600w下處理20min，再送入煅燒塔中用300-℃的高溫煅燒90min，冷卻後將蒙脫石粉加入無水乙醇中，超聲分散10min後離心分離，重複超聲分散、離心2次，隨後再加入蒸餾水中，超聲分散10min後離心分離，重複超聲分散、離心2次；(3)插層：將活化後的蒙脫石粉加水調節成質量百分比濃度為20％的蒙脫石礦漿，接著加入含有胺基的插層劑，反應時控制壓強0.5MPa，溫度40℃，轉速1000r/min，時間80min，微波功率為10kw，得改性蒙脫石。可降解材料包膜的番茄專用緩釋肥的製備方法：將硝酸鉀、硫酸銨、尿素、過磷酸鈣、磷酸二氫鉀、外加劑、反應助劑混合均勻後造粒得到粒徑為2-5mm，N：P2O5：K2O的摩爾比為2:3:1的複合肥，再將該複合肥與改性蒙脫石混合均勻得到混合料，採用可降解材料與混合料按照質量比為1：1的比例進行包裹即得到可降解材料包膜的番茄專用緩釋肥。實施例九配方：硝酸鉀18份、硫酸銨14份、尿素57份、過磷酸鈣8份、磷酸二氫鉀22份、外加劑10份、反應助劑14份、改性蒙脫石24份、可降解材料56份。改性蒙脫石的製備方法：(1)粉碎：將蒙脫石用球磨機球磨成細度≤0.04mm的細粉，得蒙脫石粉；(2)活化：將蒙脫石粉送入超聲設備中，在超聲功率為1000w下處理40min，再送入煅燒塔中用600℃的高溫煅燒120min，冷卻後將蒙脫石粉加入無水乙醇中，超聲分散18min後離心分離，重複超聲分散、離心3次，隨後再加入蒸餾水中，超聲分散15min後離心分離，重複超聲分散、離心3次；(3)插層：將活化後的蒙脫石粉加水調節成質量百分比濃度為40％的蒙脫石礦漿，接著加入含有胺基的插層劑，反應時控制壓強0.8MPa，溫度60℃，轉速1000r/min，時間100min，微波功率為18kw，得改性蒙脫石。可降解材料包膜的番茄專用緩釋肥的製備方法：將硝酸鉀、硫酸銨、尿素、過磷酸鈣、磷酸二氫鉀、外加劑、反應助劑混合均勻後造粒得到粒徑為2-5mm，N：P2O5：K2O的摩爾比為2:3:1的複合肥，再將該複合肥與改性蒙脫石混合均勻得到混合料，採用可降解材料與混合料按照質量比為1.2：1的比例進行包裹即得到可降解材料包膜的番茄專用緩釋肥。下面結合具體實驗例對本發明做進一步的說明：實驗例1本緩釋肥田間示範試驗，實驗田地處於貴州，氣候溫和，雨水充沛，採用每畝田地標號實驗，一共選擇10畝田地，採用常規施肥以及常規施肥+本實施例1-9製備出的緩釋肥進行番茄栽培實驗，實驗結果如表1所示：表1緩釋肥田間示範試驗項目理論畝產量(公斤)實際畝產量(公斤)常規施肥6000-80006678常規施肥+實施例一6600-85008774常規施肥+實施例二6600-85008645常規施肥+實施例三6600-85008867常規施肥+實施例四6600-85008665常規施肥+實施例五6600-85008836常規施肥+實施例六6600-85008948常規施肥+實施例七6600-85008633常規施肥+實施例八6600-85008861常規施肥+實施例九6600-85008814由上可以看出採用常規施肥的方式進行番茄的種植其產量在理論值內，而採用常規施肥+本實施例1-9製備出的緩釋肥進行番茄的種植其產量不僅高於理論值而且還遠遠高於單獨採用常規施肥的，因此採用本發明進行番茄的種植是具有較高的增產效果的。實驗例2土壤重金屬處理實驗：以貴州省無汙染的褐土為載體添加外源重金屬汙染物測其土層深度5-20cm處含Pb100mg/kg、Cd6mg/kg、Cr900mg/kg、Cu980mg/kg，將該土壤作為實驗土壤，將本發明實施例中製備出的緩釋肥投放入實驗土壤中，15天後進行土壤土層深度5-20cm處重金屬濃度檢測，其檢測結果如表2所示：表2土壤重金屬處理實驗結果由上可知，採用本發明實施例中製備出的緩釋肥投放入實驗土壤中15天後，土壤5-15cm處的重金屬含量顯著降低，說明了本緩釋肥中含有的硫代硫化物與重金屬離子發生反應生產沉澱，從而將重金屬離子進行固定，阻止其通過淋溶和徑流遷移，另外本緩釋肥中的硫代硫化物還能將高價重金屬離子還原成低價態，有效的降低其毒性和溶解性。當前第1頁1&nbsp2&nbsp3&nbsp