專利名稱：一種新型多糖凝膠保水緩釋肥的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及緩釋肥技術領域，特別是涉及一種用多糖凝膠作為保水緩釋層的緩釋肥料。
背景技術：
化肥在農業(yè)生產中占有具要的作用，聯(lián)合國糧農組織結論發(fā)展中國家糧食的增產中，來自化肥的作用約占55%。我國是一個農業(yè)大國，農作物的生長好壞主要取決于使用的肥料和水，因此提高這兩者的利用率可以很有效的改善農作物的生長情況。然而，目前市場上正在銷售的普通肥料在使用過程中，有40-70%的氮、80-90%的磷、50-70%的鉀隨水土流失，而沒有有效的作用于被施肥的農作物上，這遠低于世界發(fā)達國家水平。在產率不高的情況下，栽種者往往會增加肥料的用量。這樣不僅可能會對植物產生副作用，還會造成巨大的經濟損失，更會造成嚴重的環(huán)境污染。人們正在努力尋求提高肥料利用率的方法，其中之一是對肥料本身進行改性，開發(fā)適合于作物生長需求的新型肥料。研制緩/控釋肥料是世界各國普遍采用的有效措施之一。緩釋肥料的優(yōu)點是利用率高，養(yǎng)分損失少，環(huán)境友好。同時，干旱缺水是阻礙我國農業(yè)發(fā)展以及加快沙漠化的重要因素之一。由于我國大部地區(qū)降雨比較集中(4-9月)，而且具有雨量大、歷時短的特點，這使得栽培的農作物在旱季(10-3月)水資源缺乏，而在雨季水份利用率不高，肥料中養(yǎng)份流失嚴重。現(xiàn)今的農用保水劑雖具有很強的吸水保水性，卻不具有農作物生長所必需的養(yǎng)分。而市面上現(xiàn)有的緩控釋肥料雖具有有效時間長，利用率高，養(yǎng)分損失少，環(huán)境友好等優(yōu)點，卻不具有強吸水保水性。若將保水劑與緩控釋肥料分別使用于農作物上，既不方便，成本也會增加，兩者的相容性也可能達不到理想的效果。因此，集保水與緩控釋于一身的保水緩釋肥料的研制將成為未來農業(yè)肥料的主要發(fā)展趨勢。它既能大量的吸收水分、保持水分，還能減少養(yǎng)分損失，大大提高了肥料的利用率，使農作物的收率及質量得到了提高。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的旨在提供一種新型多糖凝膠保水緩釋肥料及其制備方法。本發(fā)明新型多糖凝膠保水緩釋肥，由化肥顆粒和包裹在所述化肥顆粒表面的包膜保水緩釋層組成；所述構成包膜保水緩釋層的材料包含羅望子多糖，以及與羅望子多糖交聯(lián)的植物多糖，所述植物多糖為淀粉、可溶性纖維素、瓜爾膠、魔芋多糖中的一種或幾種。所述的化肥顆粒可以包含氮磷鉀中任意一種肥料，也可以是其中任意兩種或三種的復合肥。所述的作為包膜保水緩釋層的包膜與所述顆粒化肥重量份數比為0.5-50:50-99. 5 ;優(yōu)選為 2-30 :85-98。所述的包膜保水緩釋層中植物多糖與羅望子多糖重量份數比為0.01-100，優(yōu)選0.1-10。
所述的包膜保水緩釋層中還適量添加交聯(lián)劑以促進植物多糖與羅望子多糖的交聯(lián)反應，其用量為植物多糖與羅望子多糖總用量的0. 0001-20%，優(yōu)選0. 01-10% ;所述交聯(lián)劑為環(huán)氧氯丙烷、甲醛、三氯氧磷、三偏磷酸鈉、三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉中的一種或幾種的混合物。本發(fā)明新型多糖凝膠保水緩釋肥的制備方法，是在造粒機中放入化肥顆粒，噴入霧化水將顆粒表面潤濕后，將羅望子多糖粉末加入到造粒機內，使羅望子多糖包裹在化肥外層，并且噴入交聯(lián)劑(可為三偏磷酸鈉)和淀粉或其它植物多糖溶液，交聯(lián)后的多糖作為肥料保水緩釋層，包膜完成的肥料顆粒干燥后，即為成品。本發(fā)明所用包膜材料為羅望子多糖及與其交聯(lián)的淀粉或其它植物多糖，均屬于純天然的植物多糖，無毒環(huán)保節(jié)能，能吸收大量的水形成一個穩(wěn)定的水凝膠團，較好的包裹肥料，且具有很好的吸水保水性、耐鹽性。在土壤中的緩釋性能的測試結果顯示，本產品第28天時不超過75%，符合歐洲標準委員會(CEN)對緩釋肥料的緩釋標準，表明其具有良好的緩釋性能。本產品進入土壤后，不僅可提高土壤的吸水能力，同時還具有較好的保水能力，可減緩土壤中水分的蒸發(fā)，緩慢釋放所存儲的水分，使其被農作物充分吸收，促進農作物生長，有效提高水資源的利用率，在干旱、缺水或日蒸發(fā)量大的地區(qū)有較好的應用前景。同時，養(yǎng)分隨著水分的釋放而被緩慢釋放，減少了因一次施肥帶來的肥料流失和農作物養(yǎng)分不足。土壤中溶脹后的包膜保水緩釋肥就象一個保留水分和養(yǎng)分的微型水庫，能夠同時提高水分和養(yǎng)分的利用率。且減少了以前分別施保水劑、緩釋肥料帶來的繁瑣工序，降低了種植成本，減少了人力的消耗。本產品具有較好的生物相容性、生物可降解性，屬于環(huán)境友好型肥料，利于資源的可持續(xù)發(fā)展。


圖1為本發(fā)明新型多糖凝膠保水緩釋肥在土壤中的保水性能；
圖2為本發(fā)明新型多糖凝膠保水緩釋肥在土壤中的氮的緩釋；
圖3為本發(fā)明新型多糖凝膠保水緩釋肥在土壤中的磷的緩釋；
圖4為本發(fā)明新型多糖凝膠保水緩釋肥在土壤中的鉀的緩釋。
具體實施例方式(實施例中原料的份數為重量份)
實施例I、制備新型多糖凝膠保水緩釋肥在圓盤造粒機中放入95份直徑約為2mm的氮磷鉀復合肥顆粒，噴入霧化水將化肥表面潤濕后，將5份過110目篩的羅望子多糖粉末和淀粉(羅望子多糖粉和淀粉比例為2 1)圓盤造粒機內，并均勻混入0. 05份三氯氧磷，使淀粉與羅望子多糖交聯(lián)，進行滾動包膜，使包裹在肥料內核上，作為肥料保水緩釋層。然后室溫晾干，即得成品。I、吸鹽水率(Wa)的測定準確稱取I克新型多糖凝膠保水緩釋肥(所用樣品為上述I所得)，放入加有250mL 0. 9%的生理鹽水的燒杯中，室溫下浸泡90分鐘后用自制尼龍網(孔徑0. 076mm)過濾，并在網上靜置5分鐘，取下稱重，記作Mi,吸水率按Wa=Wi-I計算。樣品在常壓下吸自來水11倍。
2、 土壤最大含水率測定取10克新型多糖凝膠保水緩釋肥(所用樣品為上述I所得)與990克干土(過26目篩)混合均勻，然后裝入直徑4. 5cm，底部包有紗布(孔徑0.076mm)的PVC管中，并稱重記為Wd。將管懸空從上部逐漸淋入自來水，直至底部有水滲出為止，靜置，待不再滲出時稱重，記為Ww。同時做對照實驗(不加新型多糖凝膠保水緩釋月巴，其余條件同上述)。土壤最大含水率記為評%，按下式計算W=[(Ww - ffd) / (ffw - Wd +1000)]X100%
實驗表明，不加新型多糖凝膠保水緩釋肥的土壤的最大含水率為28%，加入新型多糖凝膠保水緩釋肥后土壤最大含水率為36%，提高約8%。這表明所制備的肥料在土壤中具有較好的吸水性能，可明顯提高土壤含水率，有效存儲雨水或灌溉水，從而提高水資源利用率，這是其與一般緩釋肥料相比的一大優(yōu)點。3、土壤保水性測定按實施例3所得土壤稱重，室溫下放置，每隔5天稱重一次，記為Wi，連續(xù)觀測，同時做對照實驗(不加新型多糖凝膠保水緩釋肥，其余條件同上述)。水分保有率(記為胃%)按下式計算W=[(Wi - 1000) / 1000] X 100%
經測試，加新型多糖凝膠保水緩釋肥的土壤的保水性能要比不加的土壤的保水性要好。20天后，不含新型多糖凝膠保水緩釋肥的空白土壤水份已完全蒸發(fā)干，而對于加有新型多糖凝膠保水緩釋肥的土壤保水率仍接近8wt%。同時，我們還觀察到不加新型多糖凝膠保水緩釋肥的土壤在室溫下10天時已經變硬并且有小的裂紋，到13天完全呈現(xiàn)龜裂狀，而加有新型多糖凝膠保水緩釋肥的土壤沒有裂縫。表明所制備的新型多糖凝膠保水緩釋肥加入土壤后不僅具有較好的吸水能力，同時還具有較好的保水保墑能力，可減緩土壤中水分的蒸發(fā)，緩慢釋放所存儲的水分，使其被作物充分吸收，有效提高水資源的利用率，在干旱、缺水或日蒸發(fā)量大的地區(qū)有較好的應用前景。同時，養(yǎng)分隨著水分的釋放而釋放。土壤中溶脹后的新型多糖凝膠保水緩釋肥就象一個保留水分和養(yǎng)分的微型水庫，能夠同時提高水分和養(yǎng)分的利用率。。緩釋性測定取2克新型多糖凝膠保水緩釋肥(所用樣品為上述I所得)與300克干土(過26目篩)混合均勻后放入500ml燒杯中，加入120克自來水，平行做8個實驗(實驗過程中通過加入蒸餾水來保持各樣中水含量不變)，分別于1，2，5，10，15，20，25，30天取一個，以0. OlMCaCl2溶液浸提測氮含量。各樣中氮含量用開氏消煮法測定，鉀和磷含量是用電感藕合等離子體光譜儀測定的。計算釋放比例。經測試得知，30天后，N、P和K的釋放量分別為60 %、62%和72%。這些數據表明新型多糖凝膠保水緩釋肥在土中具有良好的緩釋性。第28天時不超過75%，符合歐洲標準委員會(CEN)對緩釋肥料的緩釋標準，表明其具有良好的緩釋性能。
權利要求
1.一種新型多糖凝膠保水緩釋肥，由化肥顆粒和包裹在所述化肥顆粒表面的包膜保水緩釋層組成；其特征在于所述構成包膜保水緩釋層的材料包含羅望子多糖，以及與羅望子多糖交聯(lián)的植物多糖，所述植物多糖為淀粉、可溶性纖維素、瓜爾膠、魔芋多糖中的一種或幾種。
2.根據權利要求I所述的新型多糖凝膠保水緩釋肥，其特征在于所述的化肥顆粒可以包含氮磷鉀中任意一種肥料，也可以是其中任意兩種或三種的復合肥。
3.根據權利要求I所述的新型多糖凝膠保水緩釋肥，其特征在于所述的作為包膜保水緩釋層的包膜與所述顆粒化肥重量份數比為0. 5-50: 50-99. 5 ;優(yōu)選為2_30 :85-98。
4.根據權利要求I所述的新型多糖凝膠保水緩釋肥，其特征在于所述的包膜保水緩釋層中植物多糖與羅望子多糖重量份數比為0. 01-100，優(yōu)選0. 1-10。
5.根據權利要求I所述的新型多糖凝膠保水緩釋肥，其特征在于所述的包膜保水緩釋層中還適量添加交聯(lián)劑以促進植物多糖與羅望子多糖的交聯(lián)反應，其用量為植物多糖與羅望子多糖總用量的0. 0001-20%，優(yōu)選0. 01-10% ;所述交聯(lián)劑為環(huán)氧氯丙烷、甲醛、三氯氧磷、三偏磷酸鈉、三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉中的一種或幾種的混合物。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種新型多糖凝膠保水緩釋肥，涉及緩釋肥技術領域。其由化肥顆粒和包裹在所述化肥顆粒表面的包膜保水緩釋層組成；所述構成包膜保水緩釋層的材料包含羅望子多糖，以及與羅望子多糖交聯(lián)的植物多糖，所述植物多糖為淀粉、可溶性纖維素、瓜爾膠、魔芋多糖中的一種或幾種。本發(fā)明以純天然的植物多糖形成的高分子三維凝膠網狀結構來構建緩釋體系，從而得到一種集保水與緩控釋于一身的新型多糖凝膠保水緩釋肥，其具有很強的吸水保水性、養(yǎng)分損失少、無毒、可生物降解性、環(huán)境友好等優(yōu)點。其在干旱、缺水或日蒸發(fā)量大的地區(qū)尤其具有較好的市場前景。
文檔編號C05G3/04GK102617249SQ20121009040
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月31日 優(yōu)先權日2012年3月31日
發(fā)明者曹郁, 陳笛笛 申請人:山東喜豐田生態(tài)肥業(yè)有限公司