一種改性淀粉-g-PVA/木渣復合高吸水性包膜緩釋肥的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及技術領域，尤其涉及一種改性淀粉-g-PVA/木渣復合高吸水性包膜緩釋肥。
【背景技術】
[0002]目前，緩釋肥料就是指肥料養分釋放速率緩慢，釋放期較長，在作物的整個生長期都可以滿足作物生長的需求；或者指可以根據作物生長需求的多少進行釋放，當作物處于快速生長期時，就快速釋放養分；當作物處于生長停滯期，就少釋放或不釋放。
[0003]緩釋肥料通過三種主要方法制得:一是化學方法，通過化學合成緩溶性有機氮肥或無機氮肥，如脲甲醛、磷酸鎂銨等；二是物理方法，即在肥料表面形成包被層，以控制其溶解速度，如硫衣尿素、聚合包被肥料等；三是生物化學方法，即添加生化抑制劑改良肥料，如緩釋碳銨等。
[0004]緩釋肥料具有顯著優點，如減少了因淋溶和流失而損失的養分等。但是，緩釋肥料是一種新型肥料，其推廣必然要經過一個過程，由于其生產成本比較高，相對普通肥料價格較昂貴，目前在大田中的應用很少，主要應用到一些草坪、高爾夫球場、苗圃、花卉中及一些珍貴的經濟林木中。
[0005]木材屬于多孔性材料，由管胞、木纖維、導管、薄壁細胞等多種細胞構成，木材細胞存在細胞壁及細胞腔，木材細胞壁上存在大量紋孔空隙，如杉木邊材早、晚材每個管胞平均紋孔個數分別為110、65，馬尾松邊材早、晚材每個管胞平均紋孔個數為120、19。木材細胞存在著大毛細管及微毛細管兩種大小結構不同的空隙，也稱為木材永久空隙和瞬時空隙，所謂永久空隙一般是指在干燥或濕潤狀態下其大小、形狀幾乎不變化的空隙，如細胞腔、紋孔室等，此部分空隙較大。瞬時空隙則是由于潤脹劑一時形成，干燥時完全消失掉的空隙，如細胞壁中空隙等，此部分空隙較小。
[0006]由細胞腔等構成的大毛細管空隙較大，一般都達到微米級別，如杉木的細胞腔直徑為35 μ m，紋孔膜上的塞緣的空隙一般為0.1?1 μ m，細胞壁上的空隙一般為2-lOnm。水分的直徑約為0.4nm，因此，木材細胞中的空隙足夠允許水分子通過緩釋肥料具有逐步釋放或可控釋放肥力的特點，適合林業、花卉等施肥特點及其植物生長的規律。當前包膜肥料由于價格較高，難于進一步推廣，目前包膜肥料大部分為不降解材料，易造成環境污染等。
【發明內容】
[0007]為解決【背景技術】中存在的技術問題，本發明提出一種木渣包膜緩釋肥及其制備方法，該包膜緩釋肥保水和緩釋效果好，且包膜材料來源廣，成本低，有效的促進了包膜緩釋肥在市場上的普及。
[0008]本發明提出的一種改性淀粉-g-PVA/木渣復合高吸水性包膜緩釋肥，由緩釋肥內核和緩釋肥包膜材料組成，所述緩釋肥內核的原料按重量份包括:尿素82-86份、硫酸鉀2-8份、磷酸二氫鉀1-5份、鉬酸銨2-6份、硫酸鎂1-4份、硫酸鋅2_5份、磷酸鈣1_3份、腐植酸1-4份、凹凸棒石2-5份、硼砂2-8份、枯草芽胞桿菌3-9份；
[0009]所述緩釋肥包膜材料的原料按重量份包括:改性淀粉1-9份、膠磷礦粉2-6份、去離子水3-8份、木渣3-15份、PVA 2-12份、氫氧化鈉3_6份、丙烯酸1_3分、過硫酸銨1_5份、過磷酸鉀2-6份、N, N-亞甲基雙丙烯酰胺1-5份、苯乙烯2-6份；
[0010]所述改性淀粉-g-PVA/木渣復合高吸水性包膜緩釋肥制備方法，包括如下步驟:
[0011]S1、緩釋肥內核的制備:按配方重量份稱取尿素、硫酸鉀、磷酸二氫鉀、鉬酸銨、硫酸鎂、硫酸鋅、磷酸鈣和腐植酸加熱溶解得到混合溶液，將混合溶液加熱至110-120°c，加熱結束后向混合溶液中添加枯草芽胞桿菌，在30-38°C下發酵3-5小時，將發酵結束后的混合溶液干燥，制粒，得到緩釋肥內核；
[0012]S2、緩釋肥包膜材料的制備:按上述配方重量份稱取改性淀粉，加入去離子水于65-85°C的水浴中攪拌得到糊化淀粉，在30-50°C的水浴條件下，向丙烯酸溶液中滴加氫氧化鈉溶液至PH為5.1-5.9，并加入膠磷礦粉與糊化淀粉混合，繼續添加去離子水攪拌均勻后，加入木渣、PVA、過磷酸鉀、N，N’ -亞甲基雙丙烯酸酰胺和過硫酸銨按5°C /min程序邊攪拌邊升溫至65-85°C，恒溫聚合反應0.5-1.5h后得到緩釋肥包膜材料的溶液；
[0013]S3、將S1制備得的緩釋肥內核在快速轉動下用噴槍在緩釋肥內核表面上噴涂S2中得到的緩釋肥包膜材料的溶液，得到包覆有包膜材料的改性淀粉-g-PVA/木渣復合高吸水性包膜緩釋肥。
[0014]優選地，在S2中，氫氧化鈉溶液的濃度為8_12wt%。
[0015]優選地，緩釋肥內核的原料按重量份包括:尿素83-85份、硫酸鉀3-7份、磷酸二氫鉀2-4份、鉬酸銨3-5份、硫酸鎂2-3份、硫酸鋅3-4份、磷酸鈣1.5-2.5份、腐植酸2_3份、凹凸棒石3-4份、硼砂3-7份、枯草芽胞桿菌4-8份。
[0016]優選地，緩釋肥內核的原料按重量份包括:尿素84份、硫酸鉀5份、磷酸二氫鉀3份、鉬酸銨4份、硫酸鎂2.5份、硫酸鋅3.5份、磷酸鈣2.0份、腐植酸2.5份、凹凸棒石3.5份、硼砂5份、枯草芽胞桿菌6份。
[0017]優選地，緩釋肥包膜材料的原料按重量份包括:改性淀粉2-8份、膠磷礦粉3-5份、去離子水4-7份、木渣4-14份、PVA 3-11份、氫氧化鈉3.5-5.5份、丙烯酸1.5-2.5分、過硫酸銨1.5-4.5份、過磷酸鉀3-5份、N, N-亞甲基雙丙烯酰胺2_4份、苯乙烯3_5份。
[0018]優選地，緩釋肥包膜材料的原料按重量份包括:改性淀粉5份、膠磷礦粉4份、去離子水5.5份、木渣9份、PVA 7份、氫氧化鈉4.5份、丙烯酸2.0分、過硫酸銨2.5份、過磷酸鉀4份、N, N-亞甲基雙丙烯酰胺3份、苯乙烯4份。
[0019]優選地，在S1中，緩釋肥內核的制備:按配方重量份稱取尿素、硫酸鉀、磷酸二氫鉀、鉬酸銨、硫酸鎂、硫酸鋅、磷酸鈣和腐植酸加熱溶解得到混合溶液，將混合加熱溫度為112-118°C，加熱結束后向混合溶液中添加枯草芽胞桿菌在32-36°C下發酵3.5-4.5小時，將發酵結束后的混合溶液干燥，制粒，得到緩釋肥內核。
[0020]優選地，在S1中，緩釋肥內核的制備:按配方重量份稱取尿素、硫酸鉀、磷酸二氫鉀、鉬酸銨、硫酸鎂、硫酸鋅、磷酸鈣和腐植酸加熱溶解得到混合溶液，將混合加熱溫度為116°C，加熱結束后向混合溶液中添加枯草芽胞桿菌在34°C下發酵4.0小時，將發酵結束后的混合溶液干燥，制粒，得到緩釋肥內核。
[0021]優選地，在S2中，緩釋肥包膜材料的制備:按上述配方重量份稱取改性淀粉，加入去離子水于67-82°C的水浴中攪拌得到糊化淀粉，在35-45°C的水浴條件下，向丙烯酸溶液中滴加氫氧化鈉溶液至PH為5.2-5.8，并加入膠磷礦粉與糊化淀粉混合，繼續添加去離子水攪拌均勻后，加入木渣、PVA、過磷酸鉀、N，N’ -亞甲基雙丙烯酸酰胺和過硫酸銨按5°C /min程序邊攪拌邊升溫至70-80°C，恒溫聚合反應0.8-1.2h后得到緩釋肥包膜材料的溶液。
[0022]優選地，在S2中，緩釋肥包膜材料的制備:按上述配方重量份稱取改性淀粉，加入去離子水于69°C的水浴中攪拌得到糊化淀粉，在40°C的水浴條件下，向丙烯酸溶液中滴加氫氧化鈉溶液至PH為5.5，并加入膠磷礦粉與糊化淀粉混合，繼續添加去離子水攪拌均勻后，加入木渣、PVA、過磷酸鉀、N，N’ -亞甲基雙丙烯酸酰胺和過硫酸銨按5°C /min程序邊攪拌邊升溫至75°C，恒溫聚合反應1.0h后得到緩釋肥包膜材料的溶液。
[0023]本發明中，通過將尿素、硫酸鉀、磷酸二氫鉀、鉬酸銨、硫酸鎂、硫酸鋅、磷酸鈣和腐植酸混合后用枯草芽胞桿菌進行發酵得到包膜緩釋肥內核，然后將改性淀粉用去離子水糊化后，用氫氧化鈉調節PH后，加入膠磷礦粉混合后繼續添加去離子水攪拌，然后添加木渣、PVA、過磷酸鉀、N，N’ -亞甲基雙丙烯酸酰胺和過硫酸聚合后得到改性淀粉-g-PVA/木渣復合高吸水性包膜緩釋肥，由于包膜緩釋肥包膜材料采用木渣作為緩釋肥包膜材料的主料，利用了木渣本身存在的大量空隙，使肥料逐步向外轉移，起到緩慢釋放肥料或能根據需要控制肥料釋放速度的功能；且該包膜緩釋肥采用改性淀粉經過去離子水糊化后，得到的糊化淀粉使得包膜緩釋肥的包膜材料黏合在一起，由于糊化淀粉遇水會降解，殼體變得松散，形成肥料由內向外轉移的另一通道，在這兩種通道的作用下，肥料源源不斷的向外滲透，提供植物養分，起到緩/控釋作用，既保證了植物在其生長過程中能不斷的獲取養分，又避免了一次施肥過多而導致燒苗的現象，還有效避免了施肥后由于下大雨等原因，雨水過多造成肥料流失的現象；包膜緩釋肥包膜材料采用木渣及糊化淀粉制造而成，埋藏在土壤中很快就能降解，轉變成肥料，供植物生長吸收，該緩釋肥包膜材料不會對植物造成不良影響，整個緩釋肥包膜材料都能降解，無剩余物殘留，無毒、無污染等。
[0024]本發明中，包膜緩釋肥內核是由尿素、硫酸鉀、磷酸二氫鉀、鉬酸銨、硫酸鎂、硫酸鋅、磷酸鈣和腐植酸混合后，經過枯草芽胞桿菌發酵，得到的包膜緩釋肥內核具有N、P、K、S、Ca、Mu等元素，為植物的生長提供必須的生長元素，且同時配合腐植酸，改變了土壤中含鹽過高、堿性過強、土粒高度分散、土壤結構性差的理化性狀，促進土壤團聚體的形成，使土壤保持良好的狀態，從而為植物根系生長發育創