本發(fā)明屬于控釋肥，特別涉及一種增產(chǎn)功能型全生物降解控釋肥及其制備方法。

背景技術(shù)：

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、我國(guó)是肥料施用大國(guó)，施肥量居全球第一位。目前聚合物包膜控釋肥具有提高養(yǎng)分利用率的作用，肥料利用率可提高至80％。但是，目前商業(yè)化的控釋肥多使用聚乙烯、硫加樹脂、聚氨酯等不可降解塑料制備而成，施用后殘膜在土壤中難以降解，長(zhǎng)期施用會(huì)造成農(nóng)田土壤“白色污染”問題。全生物降解樹脂是一類能被自然環(huán)境中的微生物分解成二氧化碳和水的綠色環(huán)保型高分子聚合物，目前已在食品包裝膜、地膜、塑料瓶等領(lǐng)域得到了應(yīng)用。利用全生物降解樹脂研發(fā)包膜控釋肥可以解決農(nóng)田控釋肥殘膜污染問題。

2、包膜控釋肥雖然能夠提高養(yǎng)分利用率，但是提升幅度有限，仍然有接近50％的肥料養(yǎng)分流失浪費(fèi)。增產(chǎn)功能型物質(zhì)，具有促進(jìn)作物生長(zhǎng)、增加作物產(chǎn)量的功能，將功能型物質(zhì)與包膜控釋肥進(jìn)行結(jié)合，實(shí)現(xiàn)控釋肥產(chǎn)品的養(yǎng)分控釋性和功能性，是進(jìn)一步提高養(yǎng)分利用率的有效途徑。

3、現(xiàn)有技術(shù)中中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?01911380667.8的技術(shù)方案將粉狀肥料和未經(jīng)任何負(fù)載緩釋處理的功能性物質(zhì)蕓苔素、黃腐酸、腐殖酸、海藻酸、己酸二乙氨基乙醇酯等混合均勻，加入造粒機(jī)中造粒，制得功能型緩控釋肥核芯，然后通過包膜工藝制得功能型包膜控釋肥；中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?01911169969.0的技術(shù)方案將功能型物質(zhì)未經(jīng)任何負(fù)載緩釋處理的黃腐酸，直接加入到磷酸二銨表面，然后通過包膜工藝制得功能型聚氨酯包膜控釋肥；中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?01810658019.3的技術(shù)方案將未經(jīng)任何負(fù)載緩釋處理的功能型物質(zhì)殼聚糖衍生物、蕓苔素、黃腐酸、腐植酸、海藻提取物、己酸二乙氨基乙醇酯、環(huán)二肽、海藻多糖、氨基酸寡糖等，直接摻混到控釋肥料膜材中，研發(fā)了環(huán)氧樹脂/聚氨酯等復(fù)合材料包膜功能型包膜控釋肥。

4、現(xiàn)有上述包膜控釋肥存在以下問題：(1)上述技術(shù)所使用的膜材為不可降解的聚氨酯、聚烯烴蠟、聚烯烴等，在土壤環(huán)境中難降解，長(zhǎng)期使用會(huì)造成土壤白色污染問題；(2)膜材中未經(jīng)任何處理直接加入的功能型物質(zhì)，在作物生育期前期就會(huì)快速隨水釋放發(fā)揮作用，但是在作物生育期后期則就會(huì)失去增產(chǎn)促生功能，而肥料養(yǎng)分會(huì)緩慢釋放滿足作物整個(gè)生育期的要求，這樣就會(huì)導(dǎo)致一個(gè)釋放時(shí)間差，功能型物質(zhì)與肥料養(yǎng)分無(wú)法做到同步釋放，肥料釋放貫穿作物整個(gè)生育期，但是增產(chǎn)功能型物質(zhì)僅僅在作物生育前期起作用。

5、除此之外也有文獻(xiàn)報(bào)道了包膜控釋肥的技術(shù)方案，但是其一般需要采用多種樹脂進(jìn)行復(fù)配才能滿足包膜造粒的工藝，且相應(yīng)的膜材對(duì)水、肥阻隔能力較差，難以達(dá)到預(yù)期的控釋效果。也可向膜材中加入其他材料，但是加入的材料一般為石蠟等不可降解材料，因此無(wú)法滿足膜材全生物降解的要求。

6、因此現(xiàn)有的包膜控釋肥難以滿足農(nóng)業(yè)發(fā)展的需要，開發(fā)新的包膜控釋肥成為本領(lǐng)域技術(shù)人員的共識(shí)。

7、
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

8、為解決現(xiàn)有技術(shù)中包膜控釋肥的膜材在環(huán)境中難以降解，以及控釋肥中的功能型物質(zhì)釋放過快導(dǎo)致的不能在作物整個(gè)生長(zhǎng)期持續(xù)發(fā)揮促生增產(chǎn)作用的問題，本發(fā)明提供了一種增產(chǎn)功能型全生物降解控釋肥及其制備方法，利用全生物降解樹脂作為膜材制備包膜控釋肥，控釋肥養(yǎng)分釋放功能期1-4個(gè)月即可釋放完畢，釋放功能期后其膜材在土壤中在微生物作用下即可降解為二氧化碳和水，解決了包膜控釋肥膜材在土壤中難以降解造成污染的問題。同時(shí)將功能型物質(zhì)負(fù)載到載體上，得到具有緩釋功能的載體-功能型物質(zhì)緩釋復(fù)合體，然后將其與全生物降解樹脂和溶劑進(jìn)行共混溶解得到包膜液，將包膜液噴涂到肥料顆粒表面，對(duì)肥料顆粒進(jìn)行包膜，得到增產(chǎn)功能型全生物降解控釋肥。

9、本發(fā)明首先提供一種增產(chǎn)功能型全生物降解控釋肥的制備方法，具體步驟如下：

10、(1)載體-功能型物質(zhì)緩釋復(fù)合體的制備：將功能型物質(zhì)、載體、去離子水在機(jī)械攪拌、加熱的條件下進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，經(jīng)抽濾、去離子水洗滌和冷凍干燥，得到載體-功能型物質(zhì)緩釋復(fù)合體；

11、(2)將載體-功能型物質(zhì)緩釋復(fù)合體與全生物降解樹脂和溶劑共混溶解，得到包膜液；

12、(3)將包膜液噴涂到肥料顆粒表面，對(duì)肥料顆粒進(jìn)行包膜，得到增產(chǎn)功能型全生物降解控釋肥。

13、優(yōu)選的，步驟(1)中所述載體為碳點(diǎn)、c60、巨碳管、面粉、多孔玻璃粉中的一種或多種，載體的粒徑為1-100nm；

14、優(yōu)選的，步驟(1)中所述功能型物質(zhì)為增產(chǎn)胺、增胺酯、胺鮮酯、增效胺中的一種或多種。

15、優(yōu)選的，步驟(1)中所述載體為巨碳管，粒徑為10-20nm。

16、在載體比表面積一致的前提下，載體粒徑對(duì)單位質(zhì)量的載體能夠吸附的功能物質(zhì)量有密切關(guān)系。粒徑越大，單位質(zhì)量的載體吸附的功能型物質(zhì)越少；粒徑越小，單位質(zhì)量的載體吸附的功能型物質(zhì)越多。

17、更優(yōu)選的所述功能型物質(zhì)為胺鮮酯。

18、胺鮮酯為具有廣譜和突破性效果的高能植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，其增產(chǎn)能力在上述所述的功能型物質(zhì)中最優(yōu)；巨碳管內(nèi)部存在大量的微孔、中孔和大孔，其比表面積在上述所述的載體中最大。通過兩者配合，可以實(shí)現(xiàn)緩釋增產(chǎn)最好效果。

19、優(yōu)選的，步驟(1)中所述功能型物質(zhì)、載體、去離子水的配比為(1～10)g:(90～99)g:(100～500)ml；

20、更優(yōu)選的，步驟(1)中所述功能型物質(zhì)、載體、去離子水的配比為1g:99g:100ml。

21、優(yōu)選的，步驟(1)中攪拌速率為10～60rpm，加熱溫度為40～90℃，反應(yīng)時(shí)間為1～10h，冷凍干燥溫度為-80～-5℃，冷凍干燥時(shí)間為1-10h。

22、優(yōu)選的，步驟(2)中所述全生物降解樹脂為pha、pva、phb、pga中的一種或幾種；所述溶劑為n,n-二甲基甲酰胺、去離子水、四氯化碳、乙酸乙酯、甲苯環(huán)己酮、六氟異丙醇中的一種或幾種；

23、更優(yōu)選的，步驟(2)中所述全生物降解樹脂為phb，所述溶劑為四氯化碳。

24、phb對(duì)水分和養(yǎng)分阻隔能力強(qiáng)，養(yǎng)分控釋能力強(qiáng)，達(dá)到相同養(yǎng)分控釋期的條件下，所使用的phb用量更低；四氯化碳熔點(diǎn)低，生產(chǎn)耗能低，回收更加容易。

25、優(yōu)選的，所述載體-功能型物質(zhì)緩釋復(fù)合體、全生物降解樹脂和溶劑的配比為(0.1～10)g:(90～99.9)g:100ml；

26、更優(yōu)選的，所述載體-功能型物質(zhì)緩釋復(fù)合體、全生物降解樹脂和溶劑的配比為5g:95g:100ml。

27、優(yōu)選的，所述共混溶解溫度為10～120℃，共混溶解時(shí)間為1～10h，肥料顆粒粒徑為2～4mm，肥料顆粒用量為5.5～10kg/次，噴槍壓力為0.5～200mpa，引風(fēng)溫度為90～160℃，包膜時(shí)間為40～380min，控釋肥包衣率為1.0～1.7wt％(以載體-功能型物質(zhì)緩釋復(fù)合體+降解樹脂計(jì))。

28、除此之外，發(fā)明人提供了一種通過上述制備方法得到的增產(chǎn)功能型全生物降解控釋肥。其控釋肥養(yǎng)分釋放功能期1-4個(gè)月即可釋放完畢，釋放功能期后其膜材在土壤中在微生物作用下幾年內(nèi)即可降解為二氧化碳和水，解決了包膜控釋肥膜材在土壤中難以降解造成污染的問題。

29、除此之外，本發(fā)明還要求保護(hù)基于上述制備方法所制備的增產(chǎn)功能型全生物降解控釋肥。

30、綜上所述，本技術(shù)最終獲得的一種增產(chǎn)功能型全生物降解樹脂包膜控釋肥及其制備方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比其優(yōu)點(diǎn)為：(1)控釋肥膜材在農(nóng)田土壤中全生物降解，不會(huì)造成土壤白色污染問題；(2)增產(chǎn)功能型物質(zhì)被負(fù)載到載體上，達(dá)到增產(chǎn)功能型物質(zhì)與肥料養(yǎng)分同步釋放的效果，持續(xù)作用于作物整個(gè)生育期。