[發明專利]一種殼聚糖緩釋肥料微球及其制備方法

有效

• 申請號: 201410511109.1
• 申請日: 2014-09-29
• 公開（公告）號: CN104311253B
• 公開（公告）日: 2017-07-04
• 發明（設計）人: 馬志遠
• 申請（專利權）人: 四川天農農資有限公司
• 主分類號: C05G3/00
• 分類號: C05G3/00;C05G3/04
• 代理公司: 成都華風專利事務所(普通合伙)51223
• 代理人: 徐豐

技術領域

本發明屬于緩釋肥料領域，特別涉及一種以殼聚糖和化肥混合制備緩釋肥料微球及其制備方法。

背景技術

我國是農業大國，隨著農業生產技術的改進和產量的提高，對于化肥的依賴程度越來越高。但傳統化學在糧食增長的貢僅獻率為46.3%，遠遠低于世界發達國家水平。肥料利用率低下是一直困擾著人們的問題，導致肥料利用率低主要的原因是肥料的淋失和揮發，肥料的大量淋失不但使土壤肥力下降，農作物質量降低，造成大量的經濟損失，而且還會造成環境污染。因此，需要開發一種新型肥料。

緩釋肥料是化肥發展的一種最新趨勢，其養分釋放速度和數量具有一定的可控性，可以根據作物生長需要釋放養分，使其在農作物的整個生長期內長期有效，可以大大提高肥料的利用率，減少用量和施用次數。

目前國內的緩釋肥料大多以包膜型緩釋肥和無膜型緩釋肥為主。包膜型緩釋肥是利用硫化床或轉鼓包膜機等將緩釋材料包裹在肥料顆粒的表面，該產品其生產工藝復雜且價格昂貴，僅適用于花卉、蔬菜等經濟價值較高的領域，同時有些包膜材料不易降解，污染土壤環境，因此不適合在農田里大面使用。無膜型緩釋肥料是將肥料養分均勻地分散或吸附在某種特殊功能材料中，肥料養分在功能材料的降解過程中逐漸釋放出來，利用率高，制造工藝簡單、生產成本低，且緩釋材料易于降解，適合大面積推廣使用。

中國專利公開號為CN103254024A公開了一種凹凸棒礦粉緩釋肥料，該緩釋肥由凹凸棒礦粉和家禽糞便經發酵制備而成，可以減少污染和優化土壤環境，但以凹凸棒土作為緩釋劑，量少使緩釋效果不明顯，量多會使養分釋放速度太慢，且凹凸棒土的吸水性很強，將該緩釋肥施用在土壤中，凹凸棒土很快吸收土壤中的水分使肥料溶解，達不到長期緩釋效果。

中國專利公開號為CN102826920A公開了一種以珍珠巖為載體的復混緩釋肥料，該緩釋肥以珍珠巖為載體，將硫酸、氮肥、鉀肥水溶液混合噴灑在珍珠巖顆粒上，同時噴灑磷粉肥料形成三元復婚緩釋肥料，利用珍珠巖的吸附性使肥料緩釋釋放；由于珍珠巖具有很強的吸水性，在土壤中很容易吸收水分使負載在多孔中的肥料溶解釋放，緩釋速率相對較快，不能達到養分長期釋放的效果，不適合生長期較長的作物生長。

中國專利公開號為CN1470485A公開了載體型緩釋肥料及其制備方法，該方法將化肥與載體物質攪拌混合，加入交聯劑充分反應而得。直接將高分子有機物載體如聚乙烯醇、聚乙二醇與肥料溶液混合，通過交聯劑只能將部分肥料分子與高分子材料聚合，需要增加載體物質和交聯劑的用量才能增大肥料的負載量，但成本也有所增加；同時采用的高分子載體在水中具有一定的溶解性，肥料養分的釋放速率比較快，不能有效延緩肥料的溶解性。

根據上述，以無機物和高分子有機物為緩釋材料的緩釋肥，肥料負載量不大、肥料的養分釋放比包膜材料相對較快，達不到理想中的緩釋效果。殼聚糖是一種可生物降解的高分子材料，具有良好的吸附性能，其完全降解后可以作為一種生物微肥，起到改良土壤和調節植物生長的作用；但是殼聚糖易溶解在pH較低的水溶液中，引起殼聚糖的大量流失，不能直接用來制備緩釋肥，因此需要對殼聚糖進行改性，提高其在緩釋肥料領域的應用價值。

發明內容

本發明針對上述緩釋肥料技術中存在的不足與缺陷，提供一種殼聚糖緩釋肥料微球，該肥料以殼聚糖、聚乙烯醇、化肥、海藻酸鈉為主要原材料，利用離子交聯劑聚合成微球。殼聚糖微球是一種球形的多孔微球，具有較大的比表面積和較強的吸附能力，將肥料混合在殼聚糖溶液中，在交聯劑的作用下，殼聚糖固化成微球，在此過程中，肥料與殼聚糖之間通過分子間的極性吸引力結合，肥料分子固定在殼聚糖微球具有網狀結構的交聯微孔中。將緩釋肥料微球施到土壤中，微球吸收土壤中的水分，微球表面負載的肥料養分溶解釋放，由于微球表面負載了一層海藻酸鈉電解質層，減緩表面肥料養分的釋放速率；隨著時間的延長，微球吸水溶脹，固定在微球網絡結構中的肥料養分開始緩慢釋放，當微球吸水量趨于飽和時，肥料養分只能隨著殼聚糖微球的緩釋降解釋放出來，達到緩釋控釋的目的。

本發明進一步的目的是提供一種殼聚糖緩釋肥料微球的制備方法，該方法是將殼聚糖溶于乙酸溶液中，取化肥和聚乙烯醇溶解在殼聚糖乙酸溶液中，加入離子交聯劑得到微球，將微球置于海藻酸鈉溶液中超聲振蕩，形成殼聚糖緩釋肥料微球。在交聯成微球的過程，肥料分子黏結、包裹在殼聚糖微球的交聯網絡微孔中，養分隨著殼聚糖微球的降解緩慢釋放，同時微球表面包裹了一層海藻酸鈉電解質膜，有利于降低養分在釋放初期產生的突釋現象。