[發明專利]核膜結構的光敏性保水緩釋肥料及其制備方法

有效

• 申請號: 202111090821.5
• 申請日: 2021-09-17
• 公開（公告）號: CN113845395B
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發明（設計）人: 李燕;戴佳錕
• 申請（專利權）人: 陜西省微生物研究所;陜西省生物農業研究所
• 主分類號: C05G5/30
• 分類號: C05G5/30;C05G3/40;C05G3/80
• 代理公司: 西安唐知知識產權代理事務所(普通合伙) 61284
• 代理人: 奇敏;馬睿

本發明涉及一種核膜結構的光敏性保水緩釋肥料及其制備方法。傳統化肥普遍存在利用率不高的問題，而緩釋化肥具有不利于土壤保水保溫的缺陷。本發明將氧化淀粉水凝膠和海藻酸鈉溶液混合，加入化肥后形成保水緩釋內核材料；之后加入作為光敏外膜材料的聚多巴胺溶液，獲得光敏性保水緩釋肥料。本發明通過交聯作用合成兼具保水和緩釋性能的肥料內核，并通過離子相互作用合成含光敏材料的肥料外膜，獲得的緩釋肥料具有明顯的核膜結構，緩釋性能優異，明顯提升了利用率，并能有效提高土壤持水率、提升土壤溫度，進一步促進作物生長；同時，本發明采用無毒害、易降解的材料，可降低肥料流失造成的面源污染，減少環境污染，保護土壤結構。

技術領域

本發明涉及一種新型肥料，具體涉及一種核膜結構的光敏性保水緩釋肥料及其制備方法。

背景技術

我國化肥的利用率不高(30-40％)，其大量施用會破壞耕地的土壤結構，造成土壤板結，保水性差。此外，由于營養物質滲透過快，植物無法吸收全部營養素，使得大部分元素積聚或浸出到地下水中，造成水體富營養化，引發嚴重的農業面源污染問題。

緩釋肥料是解決上述技術問題的重要手段，成為提高化肥利用率的重要方法。由于緩釋肥料的早期包膜材料多難于降解或會產生其他有害物質，對生態環境造成污染。因此，其研發逐漸轉向可降解、無毒害的環境友好型材料。

目前多種緩釋肥料的研究，多聚焦于如何緩慢釋放營養元素，很少關注土壤的持水量和溫度，而土壤濕度和溫度恰恰是影響作物生長的重要因素，但目前鮮有考慮這些因素的緩釋肥料的相關研究。

發明內容

本發明的目的是提供一種核膜結構的光敏性保水緩釋肥料及其制備方法，采用無毒害、易降解的材料，通過交聯作用合成具保水、緩釋作用的肥料內核，并通過離子相互作用合成含光敏材料的外膜，最終獲得兼具保水性和光敏性的核膜結構緩釋肥料，在保持緩釋作用的同時，提高土壤最大持水率，提升土壤溫度。

為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案為：

核膜結構的光敏性保水緩釋肥料制備方法，其特征在于：

所述方法為：

將氧化淀粉水凝膠和海藻酸鈉溶液混合，加入化肥后形成保水緩釋內核材料；

之后加入作為光敏外膜材料的聚多巴胺溶液，獲得光敏性保水緩釋肥料。

所述方法具體包括以下步驟：

步驟一：將淀粉糊化后加入氧化反應液，獲得的產物經沉淀純化得到氧化淀粉水凝膠；

步驟二：將步驟一得到的氧化淀粉水凝膠與海藻酸鈉溶液混合，將化肥添加到該混合物中并完全溶解，得到保水緩釋內核材料；

步驟三：將保水緩釋內核材料通過常溫噴霧的方式噴灑到含乳化劑及鈣離子的溶液中；

步驟四：對步驟三獲得的反應液進行減壓抽濾及干燥，之后加入作為光敏外膜材料的聚多巴胺溶液，室溫攪拌、減壓抽濾、干燥過篩，得到光敏性保水緩釋肥料。

步驟一中，所述氧化反應液為KMnO₄與NaHSO₄的混合溶液；淀粉與混合溶液中KMnO₄與NaHSO₄的質量比為(10-40)：1:(1-3)。

步驟二中，海藻酸鈉溶液中的海藻酸鈉與步驟一中的淀粉的質量比為(1-9):1。

步驟二中，化肥與海藻酸鈉溶液中海藻酸鈉的質量比為(1-5):1。

步驟三中，含乳化劑及鈣離子的溶液中的乳化劑為聚乙烯醇，聚乙烯醇、鈣離子與化肥的質量比為1：5：(20-50)。

步驟四中，聚多巴胺溶液中的聚多巴胺與化肥的質量比為1：(20-40)。