本發明屬于環保型肥料制備方法，具體涉及環保型秸稈蟲膠乙基纖維素基緩釋氮肥，還涉及環保型秸稈蟲膠乙基纖維素基緩釋氮肥的制備方法及應用。

背景技術：

1、施肥是實現農業高效發展的重要途徑，由于常規肥料養分釋放過快，難以被作物高效利用，還會引發諸多負面環境污染問題。肥料養分緩釋技術的出現為此提供了一種重要解決途徑。由于原材料自身屬性特征，導致現有部分緩釋肥在生產制備和田間應用實踐過程中存在緩釋性能及力學性能差等問題丞待探索和解決，生產一種成本低廉的高效環保型緩釋肥料迫在眉睫。

2、中國是世界上最大的作物秸稈生產國之一，年產量高達7億多噸，存在堆放占地、燃燒污染、直接還田誘發病蟲害等處置難題，對秸稈資源化高附加值利用問題丞待解決。由于秸稈具有豐富的纖維素、木質素和半纖維素，將其作為肥料載體，能夠保證肥料力學穩定性和持久緩釋性。這不僅能夠解決秸稈處理難問題，又能實現秸稈資源高附加值利用。此外，秸稈資源量大，以其為緩釋肥料骨架材料還能有望大幅降低緩釋肥生產成本。蟲膠是一種天然的生物粘合劑聚合物，可溶于堿性溶液、有機溶劑（例如，無水乙醇）。蟲膠獨特的化學成分和結構，使其在潮濕或干燥等多樣性環境中始終保持粘附性，保證所粘附的基材不易脫落。乙基纖維素是一種合成纖維素衍生物，具有較好的化學穩定性，能夠在一定程度上耐受酸堿和氧化等化學作用；它還具有良好的生物相容性，可用作包衣材料，延緩肥料養分釋放速度。

3、秸稈中含有的纖維素、木質素和半纖維素是農作物秸稈的主要成分，秸稈纖維作為緩釋肥載體，為尿素粉末和粘連劑以及緩釋劑提供了良好的框架結構，提高了各種物質結合穩定性。蟲膠可以填補秸稈粉末和尿素粉末之間孔隙，形成致密結構，減少養分釋放通道。乙基纖維素包衣還能起到封閉劑作用，提高緩釋肥料疏水性，改善緩釋性能。基于擠壓造粒工藝，能夠進一步排出物料間孔隙空氣，提高物料顆粒間嚙合力，使氮肥具有較好成型特性和力學特性。根據以上分析，基于擠壓造粒和包衣手段，將秸稈-蟲膠-乙基纖維素三者的優勢集合，可望生產出一種性能良好的環保型秸稈/蟲膠/乙基纖維素基緩釋氮肥，以期解決秸稈資源浪費、緩釋肥造價高、普通氮肥效果差的問題，為我國緩釋氮肥生產領域提供科學依據。

技術實現思路

1、本發明的目的還在于提供環保型秸稈蟲膠乙基纖維素基緩釋氮肥。

2、本發明的目的還在于提供環保型秸稈蟲膠乙基纖維素基緩釋氮肥的制備方法，解決了稈資源浪費、緩釋肥造價高的問題。

3、本發明的目的還在于提供環保型秸稈蟲膠乙基纖維素基緩釋氮肥的應用。

4、本發明所采用的第一種技術方案是：環保型秸稈蟲膠乙基纖維素基緩釋氮肥，該緩釋氮肥原料包括蟲膠、尿素粉末、小麥秸稈粉末、乙基纖維素。蟲膠、尿素粉末、小麥秸稈粉末、乙基纖維素的質量比為0.8~1.2：2~3：2.9~3.6：2.9~3.6。

5、本發明所采用的第二種技術方案是：環保型秸稈蟲膠乙基纖維素基緩釋氮肥的制備方法，具體操作步驟如下：

6、步驟1：稱取一定量蟲膠加入燒杯中，加入乙基纖維素后用無水乙醇將兩種物質完全溶解，得到蟲膠和乙基纖維素混合溶液；

7、步驟2：將小麥秸稈經破碎過篩后備用，分別取小麥秸稈和尿素粉末混合后加入盛有蟲膠和乙基纖維素混合溶液的燒杯中，充分攪拌得到均勻混合物料；

8、步驟3：將所述混合物料放置在恒溫箱中持續一次脫濕，每間隔0.4h~0.5h對物料進行一次攪拌，脫濕完成后獲得初級脫濕混合物料；

9、步驟4：將所述初級脫濕混合物料塑型為圓柱長條，再次進行二次脫濕，獲得預壓混合物料；

10、步驟5：將步驟4獲得的預壓混合物料，直接放置于壓力機中壓片成型，繼續放入恒溫箱中進行三次脫濕，獲得初級緩釋氮肥；

11、步驟6：采用霧化噴涂方法，將封閉劑均勻包裹在所述初級緩釋氮肥表面，常溫下靜置后即獲得所述環保型緩釋氮肥。

12、本發明的特點還在于，

13、進一步地，蟲膠為粘連劑；乙基纖維素為緩釋劑。

14、進一步地，蟲膠、尿素粉末、小麥秸稈粉末、乙基纖維素質量比為0.8~1.2：2~3：2.9~3.6：2.9~3.6；步驟1所述乙基纖維素與無水乙醇的質量比為1:20~30。

15、進一步地，尿素與小麥秸稈粉末粒徑為0~300um。

16、進一步地，環保型秸稈蟲膠乙基纖維素基緩釋氮肥單粒重量為0.5~0.6g，顆粒形狀為圓柱狀，高3.5~15mm，直徑7~10mm，長徑比為0.5~1.5。

17、進一步地，一次脫濕時間為3?h?~3.5h，二次脫濕時間為1?h?~1.5h；三次脫濕時間為24h~36h。

18、進一步地，步驟5所述壓片成型工藝參數為：壓力2?t?~4t，壓縮時間1min?~1.5min。

19、進一步地，步驟6常溫靜置時間為1?d?~1.5d。

20、進一步地，步驟6所述封閉劑是質量濃度為7%~12%的乙基纖維素乙醇溶液。

21、本發明所采用的第三種技術方案是：環保型秸稈蟲膠乙基纖維素基緩釋氮肥的應用，將環保型秸稈蟲膠乙基纖維素基緩釋氮肥應用到生菜、玉米等農作物種植中，生菜施用量為0.36~1.08?g/株，玉米施用量為240?kg?n/hm2。

22、本發明的有益效果是：

23、1.本發明所需的原材料為價格低廉的作物秸稈，在一定程度上可以減少緩釋肥的制作成本，并且為秸稈資源化高附加值利用提供了新的途徑，促進了農業可持續發展。緩釋肥料經降解骨架坍塌后，秸稈作為有機肥料還田，還可以為農作物提供養分，改善土壤品質，有利于提高農作物的產量和品質。

24、2.本發明相較于其他制作方式，緩釋劑-粘結劑-尿素復合材料壓片制備方法能夠在短時間內生產大量片劑肥料，大幅提高生產效率，降低肥料生產能耗。而且對擠壓造粒方法中緩釋氮肥顆粒長徑比、成型過程中的壓力進行了優化，通過實驗選擇最優長徑比以及造粒壓力使該緩釋氮肥顆粒可以有更好的緩釋性能和力學性質。

25、3.該環保型秸稈/蟲膠/乙基纖維素基緩釋氮肥所用的粘連劑和緩釋劑均具有較好的性能，可以大幅度提高肥料顆粒的緩釋性能和成型特性。蟲膠是一種天然材料，具有較好的生物相容性，對人體和環境相對友好，而且不易受潮濕、溫度變化和化學物質的影響，具有一定的穩定性。緩釋肥料經降解骨架坍塌后，蟲膠進入土壤后可改善土壤結構，增加土壤的保水性和通透性，促進土壤中微生物活性，提高土壤的肥力和持水能力。乙基纖維素是一種無毒且可生物降解的聚合物，疏水性及穩定性好，且能夠有效減緩肥料中養分的釋放速度。以上材料與尿素粉末集合，所創制的新型緩釋氮肥綜合性能優越。

技術特征：

1.環保型秸稈蟲膠乙基纖維素基緩釋氮肥，其特征在于，所述有機緩釋氮肥原料包括蟲膠、尿素粉末、小麥秸稈粉末、乙基纖維素；所述蟲膠、尿素粉末、小麥秸稈粉末、乙基纖維素的質量比為0.8~1.2：2~3：2.9~3.6：2.9~3.6。

2.環保型秸稈蟲膠乙基纖維素基緩釋氮肥的制備方法，其特征在于，具體操作步驟如下：

3.根據權利要求2所述的環保型秸稈蟲膠乙基纖維素基緩釋氮肥的制備方法，其特征在于，所述蟲膠、尿素粉末、小麥秸稈粉末、乙基纖維素質量比為0.8~1.2：2~3：2.9~3.6：2.9~3.6；步驟1所述乙基纖維素與無水乙醇的質量比為1:20~30。

4.根據權利要求2所述的環保型秸稈蟲膠乙基纖維素基緩釋氮肥的制備方法，其特征在于，所述尿素與小麥秸稈粉末粒徑為0~300um。

5.根據權利要求2所述的環保型秸稈蟲膠乙基纖維素基緩釋氮肥的制備方法，其特征在于，所述環保型秸稈蟲膠乙基纖維素基緩釋氮肥單粒重量為0.5~0.6g，顆粒形狀為圓柱狀，高3.5~15mm，直徑7~10mm，長徑比為0.5~1.5。

6.根據權利要求2所述的環保型秸稈蟲膠乙基纖維素基緩釋氮肥的制備方法，其特征在于，所述一次脫濕時間為3?h?~3.5h，二次脫濕時間為1?h?~1.5h；三次脫濕時間為24h~36h。

7.根據權利要求2所述的環保型秸稈蟲膠乙基纖維素基緩釋氮肥的制備方法，其特征在于，步驟5所述壓片成型工藝參數為：壓力2?t?~4t，壓縮時間1min?~1.5min。

8.根據權利要求2所述的環保型秸稈蟲膠乙基纖維素基緩釋氮肥的制備方法，其特征在于，步驟6所述常溫靜置時間為1?d?~1.5d。

9.根據權利要求2所述的環保型秸稈蟲膠乙基纖維素基緩釋氮肥的制備方法，其特征在于，步驟6所述封閉劑是質量濃度為7%~12%的乙基纖維素乙醇溶液。

10.環保型秸稈蟲膠乙基纖維素基緩釋氮肥的應用，其特征在于，將環保型秸稈蟲膠乙基纖維素基緩釋氮肥應用到農作物種植中，生菜施用量為0.36~1.08?g/株，玉米施用量為240?kg?n/hm2。

技術總結
本發明公開了環保型秸稈蟲膠乙基纖維素基緩釋氮肥、制備方法及應用，將蟲膠、乙基纖維素攪拌溶解于無水乙醇中，將秸稈和尿素混合粉末加入蟲膠和乙基纖維素混合溶液中，充分攪拌后脫濕，脫濕完成后獲得初級脫濕混合物料。將初級脫濕混合物料塑型為圓柱長條，再次脫濕，獲得預壓混合物料。然后將預壓混合物料放置于壓力機中壓片成型，繼續進行第三次脫濕，獲得初級緩釋氮肥。然后在初級緩釋氮肥表面均勻噴涂適量封閉劑乙基纖維素乙醇溶液，靜置待其自然風干即制得環保型秸稈蟲膠乙基纖維素基緩釋氮肥。本發明應用在化肥制備領域，不僅解決了秸稈處理難的問題，還能變廢為寶充分利秸稈資源，而且通過將秸稈制作成緩釋氮肥，還能提高氮肥的利用效率。

技術研發人員：雷濤,郭向紅,呂江建,徐興發,高曉麗
受保護的技術使用者：太原理工大學
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28