本發(fā)明涉及控制釋放肥料，尤其涉及一種控釋肥料及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、?商業(yè)肥料對(duì)滿足全球糧食需求具有重要意義。營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)浸出和流失速度過(guò)快，不能被植物充分吸收利用，是傳統(tǒng)肥料存在的一項(xiàng)重要問(wèn)題。并且，超過(guò)閾值水平使用的肥料會(huì)污染水體。采用控釋肥料（controlled?release?fertilizer，crf）代替?zhèn)鹘y(tǒng)肥料，能夠在一定程度上減輕上述浸出問(wèn)題和環(huán)境相關(guān)問(wèn)題?？蒯尫柿贤ㄟ^(guò)在肥料顆粒外進(jìn)行包膜，來(lái)控制養(yǎng)分的釋放。相較于傳統(tǒng)肥料而言，控釋肥料以漸進(jìn)和可持續(xù)的方式提供養(yǎng)分，能夠延長(zhǎng)肥料中養(yǎng)分的持續(xù)釋放時(shí)間，提高養(yǎng)分的利用率，降低施肥率，減少淋失問(wèn)題，因而具有較好的應(yīng)用前景。

2、在肥料中，易于溶出的元素（如一些肥料中的氮元素）釋放速率較快，較難溶出的元素（如一些肥料中的磷元素）釋放速率較慢，容易出現(xiàn)部分元素過(guò)量釋放，無(wú)法被植物充分利用，而部分元素釋放不足，無(wú)法滿足植物生長(zhǎng)需求的現(xiàn)象?，F(xiàn)有的控釋肥料雖然能夠延長(zhǎng)養(yǎng)分的持續(xù)釋放時(shí)間，但針對(duì)溶出性不同的元素，難以實(shí)現(xiàn)其釋放速率的差異化調(diào)節(jié)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，即現(xiàn)有控釋肥料難以實(shí)現(xiàn)不同溶出性元素釋放速率的差異化調(diào)節(jié)，本發(fā)明提供了一種控釋肥料及其制備方法。本發(fā)明的控釋肥料能夠在延長(zhǎng)養(yǎng)分持續(xù)釋放時(shí)間的同時(shí)，減緩易于溶出的元素釋放，同時(shí)加快較難溶出的元素釋放。

2、本發(fā)明的具體技術(shù)方案為：

3、第一方面，本發(fā)明提供了一種控釋肥料，所述控釋肥料包括肥料顆粒；所述肥料顆粒外依次包覆有第一硬脂酸層、淀粉層、第二硬脂酸層和聚己內(nèi)酯層；所述第一硬脂酸層和第二硬質(zhì)酸層的總質(zhì)量為肥料顆粒質(zhì)量的7.5~13.5%；所述第一硬脂酸層與第二硬質(zhì)酸層的之間質(zhì)量比為1:0.9~1.2。

4、本發(fā)明的控釋肥料中，淀粉層能夠通過(guò)滲透作用吸收水分，并能在土壤中分解成簡(jiǎn)單的糖類，促進(jìn)微生物活動(dòng)，因而能夠觸發(fā)控釋肥料中養(yǎng)分的釋放。本發(fā)明通過(guò)在肥料顆粒外設(shè)置第一硬脂酸層/淀粉層/第二硬脂酸層構(gòu)成的三層包膜，能夠發(fā)揮以下效果：

5、（1）淀粉層具有多孔結(jié)構(gòu)，且吸收水分后發(fā)生微觀溶脹，會(huì)使層內(nèi)的孔隙結(jié)構(gòu)進(jìn)一步擴(kuò)大，而硬脂酸層疏水性較強(qiáng)，利用兩者之間的這種差異，能夠調(diào)控水分滲透路徑，使水分在第一硬脂酸層/淀粉層/第二硬脂酸層三層包膜中的滲透路徑呈現(xiàn)非線性，從而延長(zhǎng)養(yǎng)分持續(xù)釋放的時(shí)間。

6、?（2）由于硬脂酸與淀粉在溶解性和降解性方面的差異，在兩者的界面處，會(huì)形成微觀孔隙，由這些孔隙構(gòu)成的“微通道”能夠引導(dǎo)水分和養(yǎng)分定向擴(kuò)散，從而使控釋肥料中養(yǎng)分的釋放更加均勻，避免出現(xiàn)局部養(yǎng)分過(guò)度積累或過(guò)度釋放的現(xiàn)象，這能在更大程度上延長(zhǎng)控釋肥料的有效期。

7、?（3）在第一硬脂酸層/淀粉層/第二硬脂酸層這三層包膜中，當(dāng)兩個(gè)硬脂酸層中缺少任意一層時(shí)，即使增大另一個(gè)硬脂酸層的質(zhì)量占比，也會(huì)影響上述（1）、（2）兩方面效果，造成養(yǎng)分釋放速率加快，控釋肥料有效期縮短。

8、在此基礎(chǔ)上，本發(fā)明通過(guò)在第一硬脂酸層/淀粉層/第二硬脂酸層三層包膜外包覆聚己內(nèi)酯層，能夠?qū)崿F(xiàn)不同溶出性元素釋放速率的差異化調(diào)節(jié)，具體而言：聚己內(nèi)酯較低的結(jié)晶度和較高的柔性使其能夠填充第二硬脂酸層表面的孔隙，減小控釋肥料表面的粗糙度和大孔洞數(shù)量，進(jìn)而減緩水分滲透進(jìn)入控釋肥料內(nèi)部的速度；同時(shí)，本發(fā)明團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，在本發(fā)明的體系下，聚己內(nèi)酯層的引入能夠降低控釋肥料整體的機(jī)械強(qiáng)度，使控釋肥料在受到外力作用時(shí)易形成細(xì)微縫隙，這些縫隙有助于加快元素的釋放。可能是由于上述兩方面的綜合作用，本發(fā)明在第一硬脂酸層/淀粉層/第二硬脂酸層三層包膜的基礎(chǔ)上增加聚己內(nèi)酯層后，能夠在整體上呈現(xiàn)出減緩易于溶出的元素（如一些肥料中的氮元素）釋放，同時(shí)加快較難溶出的元素（如一些肥料中的磷元素）釋放的效果，這能為植物生長(zhǎng)提供更加合理的養(yǎng)分供給，避免出現(xiàn)部分元素過(guò)量釋放、部分元素釋放不足的現(xiàn)象。

9、作為優(yōu)選，所述聚己內(nèi)酯層的質(zhì)量為肥料顆粒質(zhì)量的1.0~5.6%；所述淀粉層的質(zhì)量為肥料顆粒質(zhì)量的3.0~4.5%。

10、當(dāng)將聚己內(nèi)酯層的質(zhì)量控制在肥料顆粒質(zhì)量的1.0~5.6%時(shí)，該層能夠?qū)Σ煌艹鲂栽氐尼尫潘俣葘?shí)現(xiàn)差異化調(diào)節(jié)，有效減緩易于溶出的元素（如一些肥料中的氮元素）釋放，同時(shí)使較難溶出的元素（如一些肥料中的磷元素）釋放。當(dāng)聚己內(nèi)酯層的質(zhì)量占比過(guò)小時(shí)，會(huì)造成易于溶出的元素釋放過(guò)快，較難溶出的元素釋放過(guò)慢；當(dāng)聚己內(nèi)酯層的質(zhì)量占比過(guò)大時(shí)，同樣會(huì)造成較難溶出的元素釋放過(guò)慢。

11、作為優(yōu)選，所述淀粉層由馬鈴薯淀粉構(gòu)成。

12、?作為優(yōu)選，所述聚己內(nèi)酯層由重均分子量為40~50?kda的聚己內(nèi)酯構(gòu)成。

13、作為優(yōu)選，所述肥料顆粒為蘑菇菌糠。

14、第二方面，本發(fā)明提供了一種所述控釋肥料的制備方法，包括以下步驟：

15、s1：將肥料顆粒在硬脂酸溶液中浸泡后取出，干燥；

16、s2：將步驟s1所得產(chǎn)物在淀粉溶液中浸泡后取出，干燥；

17、s3：將步驟s2所得產(chǎn)物在硬脂酸溶液中浸泡后取出，干燥；

18、s4：將步驟s3所得產(chǎn)物在聚己內(nèi)酯溶液中浸泡后取出，干燥，得控釋肥料。

19、作為優(yōu)選，步驟s1中：所述硬脂酸溶液的濃度為2~8%w/v。

20、作為優(yōu)選，步驟s2中：所述淀粉溶液的濃度為1~3%w/v。

21、作為優(yōu)選，步驟s3中：所述硬脂酸溶液的濃度為2~8%w/v。

22、作為優(yōu)選，步驟s4中：所述聚己內(nèi)酯溶液的濃度為2~3%w/v。

23、作為優(yōu)選，步驟s1~s4中：所述干燥的方式均為熱風(fēng)干燥。

24、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

25、（1）本發(fā)明的控釋肥料中，通過(guò)在肥料顆粒外設(shè)置第一硬脂酸層/淀粉層/第二硬脂酸層構(gòu)成的三層包膜，能夠較好地控制肥料顆粒中養(yǎng)分的釋放速率，延長(zhǎng)控釋肥料的有效期。

26、?（2）本發(fā)明的控釋肥料中，通過(guò)在第一硬脂酸層/淀粉層/第二硬脂酸層三層包膜外設(shè)置聚己內(nèi)酯層，能夠減緩易于溶出的元素（如一些肥料中的氮元素）釋放，同時(shí)加快較難溶出的元素（如一些肥料中的磷元素）釋放，從而為植物生長(zhǎng)提供更加合理的養(yǎng)分供給，避免出現(xiàn)部分元素過(guò)量釋放、部分元素釋放不足的現(xiàn)象。

技術(shù)特征：

1.一種控釋肥料，其特征在于，所述控釋肥料包括肥料顆粒；所述肥料顆粒外依次包覆有第一硬脂酸層、淀粉層、第二硬脂酸層和聚己內(nèi)酯層；所述第一硬脂酸層和第二硬質(zhì)酸層的總質(zhì)量為肥料顆粒質(zhì)量的7.5~13.5%；所述第一硬脂酸層與第二硬質(zhì)酸層的之間質(zhì)量比為1:0.9~1.2。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控釋肥料，其特征在于，所述聚己內(nèi)酯層的質(zhì)量為肥料顆粒質(zhì)量的1.0~5.6%；所述淀粉層的質(zhì)量為肥料顆粒質(zhì)量的3.0~4.5%。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控釋肥料，其特征在于，所述淀粉層由馬鈴薯淀粉構(gòu)成。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的控釋肥料，其特征在于，所述聚己內(nèi)酯層由重均分子量為40~50?kda的聚己內(nèi)酯構(gòu)成。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控釋肥料，其特征在于，所述肥料顆粒為蘑菇菌糠。

6.一種根據(jù)權(quán)利要求1~5之一所述控釋肥料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，步驟s1中：所述硬脂酸溶液的濃度為2~8%w/v。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，步驟s2中：所述淀粉溶液的濃度為1~3%w/v。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，步驟s3中：所述硬脂酸溶液的濃度為2~8%w/v。

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，步驟s4中：所述聚己內(nèi)酯溶液的濃度為2~3%w/v。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及控制釋放肥料技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種控釋肥料及其制備方法?？蒯尫柿习ǚ柿项w粒；所述肥料顆粒外依次包覆有第一硬脂酸層、淀粉層、第二硬脂酸層和聚己內(nèi)酯層；所述第一硬脂酸層和第二硬質(zhì)酸層的總質(zhì)量為肥料顆粒質(zhì)量的7.5~13.5%；所述第一硬脂酸層與第二硬質(zhì)酸層的之間質(zhì)量比為1:0.9~1.2。本發(fā)明的控釋肥料能夠在延長(zhǎng)養(yǎng)分持續(xù)釋放時(shí)間的同時(shí)，減緩易于溶出的元素釋放，同時(shí)加快較難溶出的元素釋放。

技術(shù)研發(fā)人員：何山,孫曉琪
受保護(hù)的技術(shù)使用者：浙江海洋大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19