一種蓮藕專用控釋肥及其製備方法與流程
2023-10-21 11:30:27
本發明涉及控釋肥領域，具體涉及一種蓮藕專用控釋肥及其製備方法。
背景技術：
蓮藕在生長發育過程中所需要的營養物質，一方面來自蓮葉的光合作用；另一方面來自於土壤，而土壤中原有的肥料有限(包括基肥)，隨著植株的生長發育會愈來愈少，儘管魚的糞便和殘餌可為藕提供一定量的養分，但與藕的生長需求相比是很少的，因此必須及時追肥。蓮藕生育期長，一般追肥2-3次。每次施肥前放掉田水，以便肥料吸入水中，然後再灌水至原來的深度。在深水藕田中，肥料易流失，不能直接施用液體肥料，應採取固施肥料方法，即重施廄肥或青草綠肥，並埋入泥中。追肥用化肥時，首先將化肥與河泥充分混合，做成肥泥團，再施入藕田。當前蓮藕施肥存在追肥次數多，施肥方式複雜，肥料易流失，對環境造成汙染，蓮藕營養物質吸收不對等等情況，是當前蓮藕用肥急需解決的問題。
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，蓮藕等水生植物由於在水中生長，控釋肥的使用不僅受到水、光照、溫度、也受到水中個離子、微生物等的影響，複雜程度大於陸生植物。而且控釋肥的外層有機或無機包衣降解程度不一定能完全且被吸收，所以研製一種既能控釋，外層包衣又方便回收的控釋肥，是當前水生植物，尤其是蓮藕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蓮藕專用控釋肥，既能緩控釋蓮藕生長過程中所需的營養物質，又對周邊環境友好的肥料。通過尿素、氯化鉀、磷酸鈣、微量元素肥、抑制劑、分散劑、製成肥芯後，使用內包膜劑對肥芯進行內包衣處理、再使用外包膜劑對肥芯進行外包衣處理，製得專用的蓮藕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：
一種蓮藕專用控釋肥，由下述重量份的組分組成：
尿素140-200份、氯化鉀120-170份、磷酸鈣90-140份、微量元素肥8-15份、抑制劑5-9份、分散劑6-10份、內包膜劑9-23份、外包膜劑14-32份。
進一步的，所述的內包膜劑由以下重量份的組分組成：聚乳酸4-10份、聚乙二醇3-9份、乙醇2-4份。
進一步的，所述的外包膜劑由以下重量份的組分組成：聚丙烯酸酯6-15份、三元乙丙橡膠1-4份、改性澱粉3-5份、丙酮2-4份、水2-4份。
進一步的，所述的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，所述的抑制劑為3,4－二甲基吡唑磷酸鹽。
進一步的，所述的分散劑為聚乙烯醯胺。
進一步的，所述的聚乙二醇分子量為2000-5000、聚丙烯酸酯分子量為500-2000、聚乳酸分子量為3000-6000。
一種蓮藕專用控釋肥的其製備方法，包括以下步驟：
1)肥芯的製備
按照比例稱取尿素、氯化鉀、磷酸鈣、微量元素肥，粉碎過篩後，加入抑制劑、分散劑，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，聚乙二醇、乙醇、按照包膜工藝，製得內包膜劑；按照比例稱取聚丙烯酸酯、三元乙丙橡膠、三元乙丙橡膠、改性澱粉、丙酮、水、按照包膜工藝製成外包膜劑。
3)包衣
內包衣：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內包衣劑使用完。包衣過程中，溫度控制在40-60℃。
外包衣：內包衣結束後，噴灑外包膜劑，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外包衣劑使用完，冷卻至室溫，得到肥料。其中包衣過程中，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，將至室溫。
進一步的，步驟3)中所述包衣過程中，溫度控制在40-60℃。
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、氯化鉀、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，能滿足蓮藕生長的需求。
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、肥料具有控釋性
肥料在水中使用時，外包衣在水和微生物的作用下，逐漸降解，但由於聚丙烯酸酯的穩定性，外包衣中其他組分降解後，形成微孔通道，有利於水分和微生物的進入，將能接觸到內包衣；通過聚乳酸，聚乙二醇來作為內包膜劑，將肥芯完全包裹後，利用水分、溫度、微生物等對內包衣的分解作用，內包衣逐步降解後，將肥芯中肥料釋放，滿足蓮藕各個時期對營養元素的需求，由於內外包衣和周圍水份濃度差的不同，包衣中溶解性營養物質將滲透出包衣，分散到周邊環境中。同時內包膜劑組分為完全可降解物質，降解後的物質為作物可吸收的營養元素，不會給周邊環境帶來傷害。
4、外包衣可回收、環保
聚丙烯酸酯具有優良的成膜性、粘接性、保光性、耐候性、耐腐燭性和柔韌性，在水中比較穩定，不易降解；當內包衣和肥料釋放完畢後，外包衣中的聚丙烯酸酯還是能比較穩定的存在於水中，在蓮藕採摘時，可進行外包衣的回收，能重複再利用，再製備成外包衣；同時外包衣中還有三元乙丙橡膠，具有一定吸水性，使外包衣發生膨脹，表面積變大，在肥料釋放完後，能夠懸浮在水表面上，利於回收。
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
配方：按重量份計，尿素140份、氯化鉀120份、磷酸鈣90份、微量元素肥8份、3,4－二甲基吡唑磷酸鹽5份、聚乙烯醯胺6份、內包膜劑9份、外包膜劑14份。其中微量元素肥由硼砂3份、硫酸鋅3份、硫酸錳2份組成；其中內包膜劑由重量份的聚乳酸4份、聚乙二醇3份、乙醇2份組成；外包膜劑由重量份的聚丙烯酸酯6份、三元乙丙橡膠1份、改性澱粉3份、丙酮2份、水2份組成；其中聚乙二醇分子量為2000，聚丙烯酸酯分子量為500，聚乳酸分子量為3000。
製備方法：1)肥芯的製備
按照比例加入尿素、氯化鉀、磷酸鈣、微量元素肥，粉碎過150目篩後，加入3,4－二甲基吡唑磷酸鹽、聚乙烯醯胺，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，聚乙二醇、乙醇、按照包膜工藝，製得內包膜劑；按照比例稱取聚丙烯酸酯、三元乙丙橡膠、改性澱粉、丙酮、水、按照包膜工藝，製成外包膜劑。其中包膜工藝，內包膜工藝為：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；外包膜工藝為將所需原料加入到反應釜後，升溫至65℃，攪拌保溫5h，保溫畢，降溫至室溫，待用
3)包衣
內包衣：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內包衣劑使用完。包衣過程中，溫度控制在40-60℃。
外包衣：內包衣結束後，噴灑外包膜劑，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外包衣劑使用完，冷卻至室溫，得到肥料。其中包衣過程中，溫度控制在40-60℃。
實施例2
配方：按重量份計，尿素200份、氯化鉀170份、磷酸鈣140份、微量元素肥15份，3,4－二甲基吡唑磷酸鹽9份、聚乙烯醯胺10份、內包膜劑23份、外包膜劑32份。其中微量元素肥由硼砂6份、硫酸鋅5份、硫酸錳4份組成；其中內包膜劑由重量份的聚乳酸10份、聚乙二醇9份、乙醇4份組成；外包膜劑由重量份的聚丙烯酸酯15份、三元乙丙橡膠4份、改性澱粉5份、丙酮4份、水4份組成；其中聚乙二醇分子量為5000，聚丙烯酸酯分子量為2000，聚乳酸分子量為6000。
製備方法：1)肥芯的製備
按照比例加入尿素、氯化鉀、磷酸鈣、微量元素肥，粉碎過200目篩後，加入3,4－二甲基吡唑磷酸鹽、聚乙烯醯胺，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，聚乙二醇、乙醇、按照包膜工藝，製得內包膜劑；按照比例稱取聚丙烯酸酯、三元乙丙橡膠、改性澱粉、丙酮、水、按照包膜工藝，製成外包膜劑。其中包膜工藝，內包膜工藝為：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；外包膜工藝為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。
3)包衣
內包衣：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內包衣劑使用完。包衣過程中，溫度控制在40-60℃。
外包衣：內包衣結束後，噴灑外包膜劑，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外包衣劑使用完，冷卻至室溫，得到肥料。其中包衣過程中，溫度控制在40-60℃。
實施例3
配方：按重量份計，尿素180份、氯化鉀150份、磷酸鈣120份、微量元素肥13份、3,4－二甲基吡唑磷酸鹽6份、聚乙烯醯胺8份、內包膜劑17份、外包膜劑26份。其中微量元素肥由硼砂5份、硫酸鋅5份、硫酸錳3份組成；其中內包膜劑由重量份的聚乳酸7份、聚乙二醇7份、乙醇3份組成；外包膜劑由重量份的聚丙烯酸酯13份、三元乙丙橡膠2份、改性澱粉4份、丙酮3份、水4份組成；其中聚乙二醇分子量為4000，聚丙烯酸酯分子量為1000，聚乳酸分子量為4000。
製備方法：1)肥芯的製備
按照比例加入尿素、氯化鉀、磷酸鈣、微量元素肥，粉碎過200目篩後，加入3,4－二甲基吡唑磷酸鹽、聚乙烯醯胺，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，聚乙二醇、乙醇、按照包膜工藝，製得內包膜劑；按照比例稱取聚丙烯酸酯、三元乙丙橡膠、改性澱粉、丙酮、水、按照包膜工藝，製成外包膜劑。其中包膜工藝，內包膜工藝為：將所需原料加入到反應釜後，升溫至70℃，攪拌保溫4h，保溫畢，降溫至室溫；外包膜工藝為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。
3)包衣
內包衣：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內包衣劑使用完。包衣過程中，溫度控制在40-60℃。
外包衣：內包衣結束後，噴灑外包膜劑，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外包衣劑使用完，冷卻至室溫，得到肥料。其中包衣過程中，溫度控制在40-60℃。
實施例4
配方：按重量份計，尿素150份、氯化鉀140份、磷酸鈣140份、微量元素肥11份、3,4－二甲基吡唑磷酸鹽7份、聚乙烯醯胺6份、內包膜劑12份、外包膜劑30份。其中微量元素肥由硼砂4份、硫酸鋅4份、硫酸錳3份組成；其中內包膜劑由重量份的聚乳酸5份、聚乙二醇5份、乙醇2份組成；外包膜劑由重量份的聚丙烯酸酯14份、三元乙丙橡膠4份、改性澱粉5份、丙酮3份、水3份組成；其中聚乙二醇分子量為4500，聚丙烯酸酯分子量為1500，聚乳酸分子量為5000。
製備方法：1)肥芯的製備
按照比例加入尿素、氯化鉀、磷酸鈣、微量元素肥，粉碎過150目篩後，加入3,4－二甲基吡唑磷酸鹽、聚乙烯醯胺，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，聚乙二醇、乙醇、按照包膜工藝，製得內包膜劑；按照比例稱取聚丙烯酸酯、三元乙丙橡膠、改性澱粉、丙酮、水、按照包膜工藝，製成外包膜劑。其中包膜工藝，內包膜工藝為：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；外包膜工藝為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。
3)包衣
內包衣：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內包衣劑使用完。包衣過程中，溫度控制在40-60℃。
外包衣：內包衣結束後，噴灑外包膜劑，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外包衣劑使用完，冷卻至室溫，得到肥料。其中包衣過程中，溫度控制在40-60℃。
實施例5
配方：按重量份計，尿素180份、氯化鉀130份、磷酸鈣100份、微量元素肥9份、3,4－二甲基吡唑磷酸鹽5份、聚乙烯醯胺7份、內包膜劑10份、外包膜劑17份。其中微量元素肥由硼砂3份、硫酸鋅3份、硫酸錳3份組成；其中內包膜劑由重量份的聚乳酸4份、聚乙二醇3份、乙醇3份組成；外包膜劑由重量份的聚丙烯酸酯8份、三元乙丙橡膠2份、改性澱粉3份、丙酮2份、水2份組成；其中聚乙二醇分子量為3500，聚丙烯酸酯分子量為800，聚乳酸分子量為4500。
製備方法：1)肥芯的製備
按照比例加入尿素、氯化鉀、磷酸鈣、微量元素肥，粉碎過200目篩後，加入3,4－二甲基吡唑磷酸鹽、聚乙烯醯胺，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，聚乙二醇、乙醇、按照包膜工藝，製得內包膜劑；按照比例稱取聚丙烯酸酯、三元乙丙橡膠、改性澱粉、丙酮、水、按照包膜工藝，製成外包膜劑。其中包膜工藝，內包膜工藝為：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；外包膜工藝為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。
3)包衣
內包衣：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內包衣劑使用完。包衣過程中，溫度控制在40-60℃。
外包衣：內包衣結束後，噴灑外包膜劑，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外包衣劑使用完，冷卻至室溫，得到肥料。其中包衣過程中，溫度控制在40-60℃。
實施例6
配方：按重量份計，尿素160份、氯化鉀170份、磷酸鈣130份、微量元素肥11份，3,4－二甲基吡唑磷酸鹽9份、聚乙烯醯胺6份、內包膜劑15份、外包膜劑22份。其中微量元素肥由硼砂4份、硫酸鋅3份、硫酸錳2份組成；其中內包膜劑由重量份的聚乳酸8份、聚乙二醇5份、乙醇2份組成；外包膜劑由重量份的聚丙烯酸酯10份、三元乙丙橡膠3份、改性澱粉3份、丙酮3份、水3份組成；其中聚乙二醇分子量為2500，聚丙烯酸酯分子量為1800，聚乳酸分子量為5500。
製備方法：1)肥芯的製備
按照比例加入尿素、氯化鉀、磷酸鈣、微量元素肥，粉碎過150目篩後，加入3,4－二甲基吡唑磷酸鹽、聚乙烯醯胺，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，聚乙二醇、乙醇、按照包膜工藝，製得內包膜劑；按照比例稱取聚丙烯酸酯、三元乙丙橡膠、改性澱粉、丙酮、水、按照包膜工藝，製成外包膜劑。其中包膜工藝，內包膜工藝為：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；外包膜工藝為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。
3)包衣
內包衣：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內包衣劑使用完。包衣過程中，溫度控制在40-60℃。
外包衣：內包衣結束後，噴灑外包膜劑，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外包衣劑使用完，冷卻至室溫，得到肥料。其中包衣過程中，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，包衣吸水膨脹，可漂浮在水面上。