CN104446913A

CN104446913A - 一种海藻接枝型肥料及其制备方法

Info

Publication number: CN104446913A
Application number: CN201410644762.5A
Authority: CN
Inventors: 沈宏; 于晓莉
Original assignee: South China Agricultural University
Current assignee: Hunan Dugao Biotechnology Co.,Ltd.
Priority date: 2014-11-14
Filing date: 2014-11-14
Publication date: 2015-03-25
Anticipated expiration: 2034-11-14
Also published as: CN104446913B

Abstract

本发明属于肥料生产技术领域，具体公开了一种海藻接枝型肥料及其制备方法。所述肥料粒径为2.5-3.5mm，并以复合肥为内核，内核粒径为2-3 mm，在所述内核表面依次分别包覆有：控失剂，厚度为50-60 g/m²；保水剂，厚度为60-80 g/m²；以及油膜，厚度为50-70 g/m²。本发明提供的海藻接枝型肥料将复合肥内核、控失剂、保水剂和油膜等按一定顺序及厚度有机结合，形成三层或三层以上的包膜，将复合肥作为内核封闭在其中，减少了养分的流失，不仅能提供作物生长所需要的营养物质，而且能够吸附养分，阻止养分流失，提高作物产量和品质，是一种保水、保肥的环境友好型肥料。

Description

一种海藻接枝型肥料及其制备方法

技术领域

本发明属于肥料生产技术领域，具体涉及一种海藻接枝型肥料及其制备方法。

背景技术

水分和肥料是作物生长的两个关键因子，当水分和肥料不协调供应时，作物不能正常生长。过量施用化学肥料不仅抑制作物生长，而且多余肥料流入水体，还会导致江河和湖泊的水体富营养化，污染水环境。同时，季节性干旱也是限制农业生产的重要障碍因素。近年来，如何防止养分、水分流失已成为人们关注的热点。为了解决水肥利用与农业生产之间的矛盾，各种控失剂与保水剂应运而生，它们在一定程度上改善作物生长状况，引起了人们的广泛关注。然而控失剂与保水剂单独使用不仅增加劳动次数和成本，而且难以与肥料养分发生交互作用，很大程度上降低了它们的功效。因此，迫切需要一种既能保水，又能控制化学肥料流失的环境友好型肥料，这对提高化学肥料利用效率、缓解旱情具有重要意义。

中国科学院离子束生物工程学重点实验室研制的控失剂，通过对凹凸棒土进行物理和生物改性，即将凹凸棒土与有机絮凝剂聚丙烯酰胺和无机絮凝剂聚合氯化铝铁等进行复配，复配后的材料可形成巨大的互穿网络，“网捕”住化肥养分，减少养分通过淋溶、径流及挥发3种途径的流失，可减少20％～60％的氮素流失，达到提高化肥利用率、减少污染、改善环境的目的。控失剂凭借其特殊的网状结构能够吸附养分，阻止养分的流失和挥发而被农作物有效吸收，提高了肥料的利用率，是近年来新型肥料发展的方向。如陈天河发明的一种肥料增效控失剂（专利申请号201210581401.1），它由氮素稳定剂、生物表面活性剂、生物发酵复合氨基酸、金属离子螯合剂、土壤结构改良剂和水组成，能显著提高磷素利用率，使农作物增产增收，但它没有与肥料配合，作用单一，无法与营养成分交互作用，而且单独施用成本较高。叶郭刚发明的尿素控失肥（专利申请号201110117028.X）将尿素肥料与控失剂相结合，水肥互作，避免养分随水分流失，提高了化肥的利用率，但是只有氮素营养，养分供应单一。随着农业的发展，研究人员对控失剂的研究越来越深入，除了单独的控失剂，也研制出一系列控失剂与肥料相结合的控失肥，但都是简单的将控失剂与肥料混合，没有将控失剂包裹在肥料内核外，也没有将控失剂与保水剂相结合。

保水剂，农林应用上又称吸水剂、保墒剂、农林用冻胶、水合土、土壤调理剂、聚水胶等等，是吸水聚合物的统称，主要有4种类型，全合成型、纤维素接枝改性型、淀粉接枝改性型和天然型。各种类型在农林上的应用都有试验和报道，但以不同类型按不同比例组配的复合保水剂产品代表着将来发展的方向。海藻酸钠是一种亲水性溶胶，含有大量羧基和羟基，目前国内外对海藻酸钠的接枝作为保水剂有一些报道，林海琳等进行了醚化海藻酸钠改性吸水树脂的研究，对海藻酸钠进行醚化改性，以提高其相容性和化学稳定性，但是并没有将此种吸水树脂应用到农业上，更没有将其与肥料相结合形成保水保肥的保水肥料。刘云海等发明的海藻酸钠接枝丙烯酸酯共聚和超强吸水树脂的制备方法（专利申请号200410013085.3），得到的树脂有较好的生物相容性且吸水性强，保水性和耐盐性好，但同样没有应用到农业上。朱林晖等对蒙脱土/海藻酸钠接枝丙烯酸高吸水性复合物的制备及吸附性能进行研究，将比表面积大、阳离子交换容量较高的粘土矿物与吸水性聚合物混合形成复合吸水性材料，显著降低生产成本，改善产品性能。巫拱生等研究过硫酸铵与尿素及硫脲分别组成APS-U和APS-TU氧化还原引发体系下，海藻酸钠与丙烯腈的接枝反应，但丙烯腈有剧毒，若接枝不完全会对人体产生一定的危害。在国际上，Yadav等对海藻酸钠接枝AMPS/蒙脱土及其吸水性能进行了研究，Muratinal等研究了海藻酸钠接枝聚乙烯对生物乙醇生产量的提高。通过以上前人对海藻酸钠接枝的研究发现，海藻酸钠的接枝方法已经逐渐成熟，接枝的单体也多种多样，但大多应用于医药和工业絮凝剂方面，应用于农林业方面的几乎没有，用于保水控失肥料的更是少之又少。

近年，国内有关保水肥料的专利和文献有：中国农业大学胡树文等研制的含有多种营养成分的阳离子型农用保水肥料（专利申请号200710117740.3），是由阳离子型高吸水性树脂和螯合态营养液复配而成，具有耐盐，抗旱，保水，改良土壤的作用；杨永康发明的一种营养保水剂是用一种保水剂与硅藻土、沸石、尿素、硫酸钾等物理混合复配而成，产品耐盐性较差；华南农大廖宗文等发明的一种具有保水贮肥功效的铵盐水凝胶是将铵态氮肥贮存于凝胶中；毕军等发明的一种双效保水肥料（专利申请号200710308070.3），是将生化黄腐酸，尿素，硝酸铵钙，磷酸二氢钾等肥料与聚丙烯酰胺，聚丙烯酸钾盐共聚物，凹凸棒土混合粉碎造粒而成，这种保水肥料通过物理方法将原料充分混合，保水性较差；林小明发明的一种保水缓释肥（专利申请号201210588309.8），将包膜缓释肥料或低溶解度缓释肥料、保水剂、生物菌、腐植酸、土壤调理剂混合而成，可降低肥料因挥发、淋溶所造成的流失，控制环境污染。可见，现今市场上的大多数保水肥料是将保水剂与肥料通过简单的物理混合制成，然而肥料中的盐基离子对保水剂有很大的影响，通常会大大降低保水剂的吸水保水效果。何绪生的博士论文《保水型包膜尿素肥料的研制及评价》研究的保水型包膜尿素肥料将一种钾型保水剂聚合成膜在尿素颗粒表面，将保水剂与肥料分开，但是营养成分单一，只有一种氮素营养，无法满足植物对多种养分的需求。曹郁发明的一种环保包膜肥料（专利申请号201110275715.4），该环保包膜肥料包括化肥颗粒和包裹在颗粒肥料表面的包膜，其中构成控释包膜的材料为多醛基氧化多糖与蛋白，并在其外层包裹高吸水性树脂，然而最外层的高吸水性树脂暴露在自然状态下容易吸湿潮解，造成保水肥料失效。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种海藻接枝型肥料，所述肥料将复合肥内核、控失剂、保水剂和油膜等按一定顺序及厚度有机结合，分层包膜，不仅能提供作物生长所需要的营养物质，而且能够吸附养分，阻止养分流失，提高作物产量和品质，是一种保水、保肥的环境友好型肥料。

本发明的另一个目的是提供一种海藻接枝型肥料的制备方法。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

一种海藻接枝型肥料，所述肥料为2.5-3.5mm，并以复合肥为内核，内核粒径为2-3 mm，在所述内核表面依次分别包覆有：控失剂，厚度为50-60 g/m²；保水剂，厚度为60-80 g/m²；以及油膜，厚度为50-70 g/m²。

所述肥料按一定顺序将复合肥内核、控失剂、保水剂和油膜分层包膜，使控失剂、保水剂和油膜分层发挥作用。如果保水剂直接粘附在复合肥内核上，复合肥料组分对保水剂有很大影响，将大大降低保水剂的吸水保水效果；如果保水剂粘附在所述肥料的最外层，保水剂暴露在自然状态下容易吸湿潮解，不利于保存，并造成肥料失效。油膜的作用在于防止保水剂吸湿、潮解、结块，有利于肥料的储存和运输。本发明还规定了控失剂、保水剂和油膜厚度及所述肥料的粒径，使所述肥料在充分吸水保水、控制肥力流失的同时，也具有促根、缓释、土壤调理等多种功能，提高水分和肥料的利用率。

优选的，所述保水剂是由海藻酸钠或海藻酸接枝丙烯酸或/和丙烯酰胺制备得到，所述保水剂为总肥料质量的2.5%-5%。

优选的，所述控失剂包括如下质量份数的各组分：水10-30份；乙醇25-35份；凹凸棒土或/和膨润土20-40份；焦磷酸钠1-5份；糖蜜粉或/和黄腐酸钾10-30份；滑石粉3-10份；聚丙烯酰胺或/和聚丙烯酸0.5-5份；聚乙二醇、聚乙烯醇或聚丙烯醇中的至少一种，总质量1-10份；甲基纤维素、羧甲基纤维素钠或羟乙基纤维素中的至少一种，总质量1-5份；所述控失剂为总肥料质量的0.5%-1%。

优选的，所述复合肥内核包括如下质量份数的各组分：尿素、碳酸氢铵、脲甲醛、草酰胺、丁烯叉二脲或异丁叉二脲中的一种或多种，总质量20-40份；磷酸一铵、磷酸二铵或过磷酸钙中的一种或多种，总质量10-30份；氯化钾、硫酸钾或草木灰中的一种或多种，总质量20-40份；生化黄腐酸、黑腐酸或氨基酸中的一种或多种，总质量5-30份；所述的复合肥内核为总肥料质量的92-95%。

优选的，所述复合肥内核还包括豆饼、菜籽饼、芝麻饼或花生饼中的一种或多种，总质量5-20份。

优选的，所述油膜由石蜡、植物油、松节油组成，质量比例为石蜡：植物油：松节油=1:2:2。

优选的，所述油膜外还包裹有膨润土，所述油膜和膨润土总量为总肥料质量的1%-3%。

本发明还提供上述海藻接枝型肥料的制备方法，包括如下步骤：

S1. 制备复合肥内核颗粒，将肥料按配方称重，混合，造粒，过筛备用；

S2. 按配方配制控失剂，将控失剂均匀粘附在复合肥内核颗粒表面，烘干；

S3. 制备保水剂，粉碎过筛，将保水剂均匀粘附在S2形成的颗粒表面；

S4. 最后在S3形成的颗粒表面包裹一层油膜，干燥，包装，得到所述海藻接枝型肥料，粒径为2.5-3.5 mm；

或者，步骤S4为在S3形成的颗粒表面依次包裹油膜和膨润土，干燥，包装，得到所述海藻接枝型肥料，粒径为2.5-3.5 mm。

优选的，S3所述制备保水剂的步骤如下：

S31. 将海藻酸钠或海藻酸加热溶解于碱液，得到质量浓度为2-8%的海藻酸钠或海藻酸溶液；

S32. 溶解单体，加入S31溶液中；

S33. 将引发剂溶于水后加入S32溶液中，半小时分次加完；

S34. 加入交联剂，在70℃下反应3小时；

S35. 反应结束后烘干，粉碎过筛得到保水剂；

所述单体为丙烯酸，中和度为60-90%；

或者，所述单体为丙烯酸与丙烯酰胺的组合，比例为1:1~5，溶于水后的质量浓度为20~25%；

所述引发剂为过硫酸铵-亚硫酸氢钠，溶于水后的质量浓度为1-2%，用量为单体的0.5-1%；

所述交联剂为N,N-亚甲基双丙烯酰胺，溶于水后的质量浓度为0.5~1%，用量为单体的0.1-0.5%；

所述海藻酸钠或海藻酸与单体的比例为1:3~7。

优选的，S35所述烘干温度为60℃，粉碎后过100目筛。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

（1）本发明提供的海藻接枝型肥料将复合肥内核、控失剂、保水剂和油膜等按一定顺序及厚度有机结合，形成三层或三层以上的包膜，将复合肥作为内核封闭在其中，减少了养分的流失，不仅能提供作物生长所需要的营养物质，而且能够吸附养分，阻止养分流失，提高作物产量和品质，是一种保水、保肥的环境友好型肥料。

（2）本发明将控失剂包裹在肥料内核外，不同于以往研究中将肥料与控失剂直接混合，减少肥料对控失剂的影响，使其更好的发挥作用。再将保水剂与控失剂相结合，最外层包覆油膜和膨润土，防止保水剂吸湿、潮解、结块，有利于肥料的储存和运输，同时有利于种肥同播。本发明所述肥料经过多次包膜，提高肥料的利用率，同时减少各成分之间的影响，使其分层发挥作用，提高利用效率。

（3）本发明所述复合肥内核使用缓效性肥料，有利于养分的缓慢释放，延长肥效；本发明所述控失剂，对凹凸棒土或膨润土进行改性复配，形成特殊的网状结构，吸附养分，阻止流失，控失剂与保水剂的结合实现了水肥的双重管理，提高了水分和肥料的利用率；本发明肥料最外层包裹油膜和膨润土，能够防止肥料结块，使其具有良好的松散性，有利于种肥同播。

（4）本发明所述保水剂是由海藻酸钠或海藻酸接枝丙烯酸或丙烯酸与丙烯酰胺，通过协调丙烯酸与丙烯酰胺的配比，保水性能显著提高，保水效果好。并且，本发明所述保水剂无毒无害，生物相容性好，在植物根系周围形成一个"微型水库"，在水分充足时吸收储存水分，干旱时直接提供植物水分，提高植物抗旱能力，同时，它还能吸收肥料并缓慢释放，增加肥效。

（5）本发明所述肥料有机无机营养相互协调，能够为植物的生长过程提供足够的养分，同时还可以改善土壤的团粒结构，增加透水性和透气性，进而增产增收。

（6）本发明中保水剂生产工艺简化，不需要通氮气，操作简易方便，生产效率较高，生产成本低。

附图说明

图1为海藻接枝型肥料保A、保B的外观及解剖观察图。

图2为海藻接枝型肥料保A、保B的保水效果。

图3为海藻接枝型肥料保A、保B在土壤中N、P、K累积淋溶损失量。

图4为海藻接枝型肥料保A、保B在盆栽条件下N、P、K累积淋溶损失量。

图5为对比例1保C与保A保水效果比较。

图6为对比例2保D与保A保水效果比较。

图7为对比例2保D与保A在土壤中N、P、K累积淋溶损失量比较。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施例对本发明作出进一步地详细阐述，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。

实施例1

按下述步骤制备海藻接枝型肥料A。

S1. 制备复合肥内核颗粒，将肥料按配方称重，混合均匀，造粒，过筛备用；

所述复合肥内核包括如下质量的各组分：尿素376 kg，磷酸二铵94 kg，氯化钾188 kg，氨基酸94 kg，黄腐酸188 kg；

S2. 按配方配制控失剂，将控失剂均匀喷洒到复合肥内核上实现附聚，烘干，烘干后，控失剂用量占肥料总量的1%；

所述控失剂包括如下质量的各组分：凹凸棒土3.5 kg，聚丙烯酰胺0.1 kg，聚乙二醇0.6 kg，焦磷酸钠0.1 kg，糖蜜粉1.3 kg，甲基纤维素0.1 kg，乙醇2.7 kg，水1.3 kg，聚乙烯醇0.13 kg，滑石粉0.4 kg；

S3. 按下述配方和步骤制备得到保水剂，在S2颗粒表面喷洒保水剂粉末，至颗粒外形成一层均匀的高吸水性聚合物保水剂，保水剂用量占肥料总量的3%：

所述制备保水剂的原料包括如下质量的各组分：海藻酸钠1.23 kg，丙烯酰胺（AM）20.55 kg，丙烯酸（AA）8.21 kg，NaOH溶液（6mol/L）20.65 kg，过硫酸铵（APS）39.20 g，亚硫酸氢钠5.904 g，N,N-亚甲基双丙烯酰胺（MBA）7.79 g，烘干后得到海藻酸钠接枝型保水剂30 kg；

S31. 按上述配方将海藻酸钠溶解于NaOH溶液中，加入到三口烧瓶，45℃加热，得到质量浓度3.33%的海藻酸钠溶液；

S32. 溶解丙烯酸和丙烯酰胺，溶于水后的质量浓度为20%，加入到三口烧瓶中；

S33. 溶解过硫酸铵和亚硫酸氢钠，溶于水后的质量浓度为1.2%，加入到三角烧瓶中，搅拌均匀，半小时内分次加完；

S34. 溶解N,N-亚甲基双丙烯酰胺，溶于水后的质量浓度为0.5%，加入三角烧瓶中，搅拌均匀，在70℃下反应3小时；

S35. 反应结束后60℃烘干，粉碎过100目筛得到保水剂；

S4. 在S3形成的颗粒表面包裹一层油膜，用量占肥料总量的2%；

所述油膜包括如下质量的各组分：石蜡4 kg，植物油8 kg，松节油8 kg；

S5. 干燥，密封包装，得到海藻接枝型肥料A，简称保A。

该实施例制备得到肥料的内核粒径为2-2.5 mm，控失剂的厚度为55±2.5 g/m²，保水剂的厚度为65±2 g/m²，油膜的厚度为50±2 g/m²。

实施例2

按下述步骤制备海藻接枝型肥料B。

所述复合肥内核包括如下质量的各组分：尿素376 kg，磷酸二铵188 kg，氯化钾282 kg，氨基酸47 kg，菜籽饼47 kg；

所述控失剂包括如下质量的各组分：凹凸棒土2.65 kg，聚丙烯酰胺0.25 kg，聚乙二醇0.8 kg，焦磷酸钠0.1 kg，糖蜜粉1.50 kg，羟乙基纤维素0.15 kg，乙醇3 kg，水1 kg，聚乙烯醇0.15 kg，滑石粉0.4 kg；

S3. 按下述配方和步骤制备得到保水剂，在S2颗粒表面喷洒保水剂粉末，至颗粒外形成一层均匀的高吸水性聚合物保水剂，保水剂用量占肥料总量的2.5%；

所述制备保水剂的原料包括如下质量的各组分：海藻酸钠1.23 kg，丙烯酰胺（AM）20.55 kg，丙烯酸（AA）4.10 kg，NaoH溶液（6mol/L）12.15 kg，过硫酸铵（APS）39.20 g，亚硫酸氢钠5.904 g，N，N’-亚甲基双丙烯酰胺（MBA）7.79 g，烘干后得到海藻接枝型保水剂25 kg；

S32. 溶解丙烯酸和丙烯酰胺，溶于水后的质量浓度为22%，加入到三口烧瓶中；

S33. 溶解过硫酸铵和亚硫酸氢钠，溶于水后的质量浓度为1%，加入到三角烧瓶中，搅拌均匀，半小时内分次加完；

S35. 反应结束后60℃烘干，粉碎过100目筛得到保水剂；

S4. 在S3形成的颗粒表面分别包裹油膜和膨润土，用量占肥料总量的1.5%；

所述油膜包括如下质量的各组分：石蜡4 kg，植物油8 kg，松节油8 kg；所述膨润土用量5 kg；

S5. 干燥，密封包装，得到海藻接枝型肥料B，简称保B。

该实施例制备得到肥料的内核粒径为2.5-3 mm，控失剂的厚度为55±2.5 g/m²，保水剂的厚度为60±2 g/m²，油膜的厚度为50±2 g/m²。

实施例3

按下述步骤制备海藻接枝型肥料。

所述复合肥内核包括如下质量的各组分：脲甲醛100 kg，碳酸氢铵272 kg，磷酸一铵93 kg，草木灰186 kg，氨基酸93 kg，芝麻饼186 kg；

所述控失剂包括如下质量的各组分：膨润土3.25 kg，聚丙烯酰胺0.13 kg，聚乙二醇0.65 kg，焦磷酸钠0.13 kg，糖蜜粉1.3 kg，甲基纤维素0.13 kg，乙醇2.72 kg，水1.3 kg，聚乙烯醇0.13 kg，滑石粉0.35 kg；

S3. 按下述配方和步骤制备得到保水剂，在S2颗粒表面喷洒保水剂粉末，至颗粒外形成一层均匀的高吸水性聚合物保水剂，保水剂用量占肥料总量的5%：

所述制备保水剂的原料包括如下质量的各组分：海藻酸2 kg，丙烯酰胺（AM）34.25 kg，丙烯酸（AA）13.70 kg，NaOH 溶液（6mol/L）24.3 kg，过硫酸铵（APS）63.74 g，亚硫酸氢钠9.6 g，N，N’-亚甲基双丙烯酰胺（MBA）12.67 g，烘干后得到海藻接枝型保水剂50 kg；

S31. 按上述配方将海藻酸溶解于NaOH溶液中，加入到三口烧瓶，40℃加热，得到质量浓度4%的海藻酸溶液；

S32. 溶解丙烯酸和丙烯酰胺，溶于水后的质量浓度为25%，加入到三口烧瓶中；

S33. 溶解过硫酸铵和亚硫酸氢钠，溶于水后的质量浓度为1.3%，加入到三角烧瓶中，搅拌均匀，半小时内分次加完；

S34. 溶解N,N-亚甲基双丙烯酰胺，溶于水后的质量浓度为0.8%，加入三角烧瓶中，搅拌均匀，在70℃下反应3小时；

S35. 反应结束后60℃烘干，粉碎过100目筛得到保水剂；

S4. 在S3形成的颗粒表面包裹一层油膜，用量占肥料总量的1%；

所述油膜包括如下质量的各组分：石蜡2 kg，植物油4 kg，松节油4 kg；

S5. 干燥，密封包装，得到海藻接枝型肥料。

该实施例制备得到肥料的内核粒径为2.5-3 mm，控失剂的厚度为55±2 g/m²，保水剂的厚度为80±2 g/m²，油膜的厚度为50±2 g/m²。

实施例4

按下述步骤制备海藻接枝型肥料。

所述复合肥内核包括如下质量的各组分：尿素76 kg，丁烯叉二脲200 kg，过磷酸钙184 kg，氯化钾184 kg，黄腐酸184 kg，菜籽饼92 kg；

S2. 按配方配制控失剂，将控失剂均匀喷洒到复合肥内核上实现附聚，烘干，烘干后，控失剂用量占肥料总量的0.5%；

所述控失剂包括如下质量的各组分：膨润土1.63 kg，聚丙烯酰胺0.06 kg，聚乙二醇0.35 kg，焦磷酸钠0.06 kg，糖蜜粉0.65 kg，甲基纤维素0.07 kg，乙醇1.36 kg，水0.65 kg，聚丙烯醇0.06 kg，滑石粉0.18 kg；

所述制备保水剂的原料包括如下质量的各组分：海藻酸2 kg，丙烯酸（AA）47.95 kg，NaoH 溶液（6mol/L）40 kg，过硫酸铵（APS）63.74 g，亚硫酸氢钠9.6 g，N，N’-亚甲基双丙烯酰胺（MBA）12.67 g，烘干后得到海藻接枝型保水剂50 kg；

S31. 按上述配方将海藻酸溶解于NaOH溶液中，加入到三口烧瓶，50℃加热，得到质量浓度8%的海藻酸溶液；

S32. 溶解丙烯酸，溶于水后的质量浓度为25%，加入到三口烧瓶中；

S33. 溶解过硫酸铵和亚硫酸氢钠，溶于水后的质量浓度为2%，加入到三角烧瓶中，搅拌均匀，半小时内分次加完；

S35. 反应结束后60℃烘干，粉碎过100目筛得到保水剂；

S4. 在S3形成的颗粒表面包裹一层油膜，用量占肥料总量的2.5%；

所述油膜包括如下质量的各组分：石蜡5 kg，植物油10 kg，松节油10 kg；

S5. 干燥，密封包装，得到海藻接枝型肥料。

该实施例制备得到肥料的内核粒径为2-2.5 mm，控失剂的厚度为50±2 g/m²，保水剂的厚度为80±2 g/m²，油膜的厚度为60±2 g/m²。

实施例5

按下述步骤制备海藻接枝型肥料。

所述复合肥内核包括如下质量的各组分：脲甲醛376 kg，磷酸二铵94 kg，氯化钾188 kg，黄腐酸94 kg，花生饼188 kg；

所述控失剂包括如下质量的各组分：凹凸棒土3.5 kg，聚丙烯酰胺0.2 kg，聚乙二醇0.5 kg，焦磷酸钠0.1 kg，糖蜜粉1 kg，羟乙基纤维素0.24 kg，乙醇2.5 kg，水1.5 kg，聚乙烯醇0.15 kg，滑石粉0.35 kg；

S3. 按下述配方和步骤制备得到保水剂，在S2颗粒表面喷洒保水剂粉末，至颗粒外形成一层均匀的高吸水性聚合物保水剂，保水剂用量占肥料总量的4%：

所述制备保水剂的原料包括如下质量的各组分：海藻酸钠1.6 kg，丙烯酰胺（AM）27.40 kg，丙烯酸（AA）11 kg，NaOH溶液（6mol/L）19.44 kg，过硫酸铵（APS）51 g，亚硫酸氢钠7.68 g，N，N’-亚甲基双丙烯酰胺（MBA）10.14 g，烘干后得到海藻接枝型保水剂40 kg；

S31. 按上述配方将海藻酸钠溶解于NaOH溶液中，加入到三口烧瓶，45℃加热，得到质量浓度6%的海藻酸钠溶液；

S32. 溶解丙烯酰胺和丙烯酸，溶于水后的质量浓度为24%，加入到三口烧瓶中；

S35. 反应结束后60℃烘干，粉碎过100目筛得到保水剂；

S5. 干燥，密封包装，得到海藻接枝型肥料。

该实施例制备得到肥料的内核粒径为2.5-3 mm，控失剂的厚度为55±2 g/m²，保水剂的厚度为75±2 g/m²，油膜的厚度为60±2 g/m²。

实施例6 肥料的特性分析及效果试验

以下肥料的特性分析及效果试验以实施例1和2分别制备的保A和保B为研究对象。

1.海藻接枝肥料的特征研究

从外观观察制备得到的海藻接枝型肥料A和B，发现海藻接枝型肥料为颗粒状肥料，粒径为2.5~3.5 mm，海藻接枝型肥料A（保A）呈黄褐色，海藻接枝型肥料B（保B）呈灰白色，见图1。进一步的观察发现，两种海藻接枝型肥料表面均呈凹凸不平的粗糙状，从解剖面可以看到内核和包膜之间的明显分层，包膜厚度为0.1~0.2 mm。

2.海藻接枝型肥料的保水效果研究

通过研究海藻接枝型保水剂失水速率的变化情况，发现前期水分蒸发速度较慢，第6天失水速率显著增加，并在第8天达到最高，之后出现下降，实验结果见图2a，表明保水剂水分的蒸发是一个缓慢的过程。进一步研究三种肥料的吸水倍数和保水率，发现普通复合肥NPK遇水会溶解，而保A和保B分别能吸持自身重量23.47倍和20.29倍的水分，实验结果见图2b，保水率分别为67.33%和70.34%，实验结果见图2c。结果表明，保A和保B均具有良好的保水性和保肥性，确保肥料吸水后水分不易流失。分析各处理对土壤水分吸收率的影响，实验结果见图2d，结果表明，加入海藻接枝型肥料的处理能够显著提高土壤水分吸收率，进一步说明海藻接枝型肥料具有良好的保水性，保A的土壤水分吸收率最大，为89%，与对照相比提高了45.1%，保A与保B之间的土壤水分吸收率也存在显著差异，保A相对于保B的增幅为26.5%。

图注：CK是空白对照，NPK表示普通复合肥（26-10-16），保A表示海藻接枝型肥料A，保B表示海藻接枝型肥料B。a：海藻接枝保水剂失水速率的变化；b：三种肥料的吸水倍数；c：三种肥料的保水率；d：对土壤水分吸收率； *表示肥料溶于水，数据为平均值±标准误（n=3），经DMRT法检验，柱子上具有相同字母的表示差异不显著（α＝0.05）。

3.海藻接枝型肥料淋溶损失的研究

通过淋溶实验，我们进一步研究海藻接枝型肥料的保肥效果。由图3可以看出，加入海藻接枝型肥料的土壤可以减缓肥料中养分的释放。第1天，NPK处理的养分释放量与保A、保B处理存在明显差异，NPK处理释放氨氮的量分别是保A、保B处理的9.17倍和4.55倍，释放磷的量分别是保A、保B处理的12.56倍和4.56倍，释放钾分别是保A、保B处理的4.35倍和2.36倍。第3天，各处理间差异减小，但NPK处理的养分释放量仍然高于保A和保B处理。第6天，各处理之间的养分释放量没有明显差异，施用海藻接枝型肥料的处理养分释放量明显高于前两次淋溶试验。总的来说，在进行试验的10天期间，与施用普通复合肥相比，保A和保B处理养分释放较为平缓，而保A和保B之间差异不显著。盆栽条件下的海藻接枝型肥料的养分淋溶损失规律与纯土壤淋溶实验结果基本一致，实验结果见图4。

图注：CK是空白对照，NPK表示普通复合肥（26-10-16）处理，保A表示海藻接枝型肥料A处理，保B表示海藻接枝型肥料B处理。数据为平均值±标准误（n=3），经DMRT法检验，柱子上具有相同字母的表示差异不显著（α＝0.05）。

4.生菜和玉米盆栽实验

为了研究海藻接枝型肥料的保水保肥效果，我们分别进行生菜和玉米盆栽实验。表1结果表明，施用海藻接枝型肥料能明显提高生菜的地上部鲜重；与对照CK相比，保A和保B处理的增幅分别为52.1%和44.7%；与施普通复合肥NPK的处理对比，保A和保B处理的增幅则分别为26.14%和20.06%。对于生菜的水分含量，保A和保B处理之间水分含量没有显著差异，但明显高于CK和NPK处理。分析海藻接枝型肥料对生菜养分吸收的影响，表2结果表明，与NPK处理相比，施用海藻接枝型肥料对生菜N、P和K的吸收的影响差异不显著，表明对普通复合肥进行海藻接枝保水控失包膜处理没有降低植物对肥料养分的吸收。

表3结果表明，与施用普通复合肥相比，施用保B能显著性提高玉米株高；保A和保B处理的地上部鲜重相对于NPK处理增幅分别为39.3%和40.7%，达到显著水平；干重的增幅分别为33.3%和41.7%。在对玉米根系生长影响方面，表4结果表明，保A和保B处理能促进根系伸长，增加根系鲜重和根体积；其中，保A和保B处理的根系鲜重显著高于对照CK和NPK处理。

表1 海藻接枝型肥料对生菜地上部生长的影响

注：CK是空白对照，NPK表示普通复合肥（26-10-16）处理，保A表示海藻接枝型肥料A处理，保B表示海藻接枝型肥料B处理。表中数据为4次重复的平均值±标准误，经DMRT法检验，同列数据具有相同字母的表示差异不显著（α＝0.05）。下同。

表2 海藻接枝型肥料对生菜养分吸收的影响

表3 海藻接枝型肥料对玉米地上部生长的影响

表4 海藻接枝型肥料对玉米根系生长的影响

对比例1

本对比例制备海藻接枝型肥料C（保C）的各组分配方与实施例1相同，但是肥料的包裹顺序与实施例1不同，保C的包裹顺序为在内核肥料的外层依次包覆保水剂、控失剂、油膜，其他制备方法同实施例1。比较保C与保A的保水效果，实验结果如下。

由图5可以看出，包膜顺序的改变会影响肥料的吸水倍数、保水率和土壤水分吸收率。保水剂包裹在最内层，与肥料直接接触，肥料中的盐基离子直接影响保水剂的吸水保水效果，与保A相比，保C的吸水倍数降低47.42%，保水率降低32.66%，土壤水分吸收率降低22.09%。

对比例2

本对比例所述肥料的包裹厚度与实施例1不同，具体见表5，制备得到海藻接枝型肥料D（保D），肥料的制备方法如下。

所述复合肥内核包括如下质量的各组分：尿素360 kg，磷酸二铵90 kg，氯化钾180 kg，氨基酸90 kg，黄腐酸180 kg；

S2. 按配方配制控失剂，将控失剂均匀喷洒到复合肥内核上实现附聚，烘干，烘干后，控失剂用量占肥料总量的2.5%；

所述控失剂包括如下质量的各组分：凹凸棒土8.75 kg，聚丙烯酰胺0.25 kg，聚乙二醇1.5 kg，焦磷酸钠0.25 kg，糖蜜粉3.25 kg，甲基纤维素0.25 kg，乙醇6.75 kg，水3.25 kg，聚乙烯醇0.33 kg，滑石粉1 kg；

S3. 按下述配方和步骤制备得到保水剂，在S2颗粒表面喷洒保水剂粉末，至颗粒外形成一层均匀的高吸水性聚合物保水剂，保水剂用量占肥料总量的6.5%：

所述制备保水剂的原料包括如下质量的各组分：海藻酸钠2.66 kg，丙烯酰胺（AM）34.32 kg，丙烯酸（AA）13.71 kg，NaOH溶液（6mol/L）34.49 kg，过硫酸铵（APS）65.46 g，亚硫酸氢钠9.86 g，N,N-亚甲基双丙烯酰胺（MBA）13.01 g，烘干后得到海藻酸钠接枝型保水剂65 kg；

S35. 反应结束后60℃烘干，粉碎过100目筛得到保水剂；

S5. 干燥，密封包装，得到海藻接枝型肥料D，简称保D。

比较保D与保A的保水保肥效果。

表5 保D与保A的肥料各组成粒径或厚度

注释：粒径单位为mm。厚度单位为g/m²

两种肥料的保水保肥效果比较如下：

保D与保A相比，控失剂与保水剂的厚度增加。肥料吸水保水效果实验结果见图6，控失剂与保水剂厚度的增加反而使保D的吸水倍数及土壤水分吸收率下降。并且，控失剂和保水剂厚度的增加使包膜过厚，会导致肥料内核养分难以释放，无法满足植物生长发育所需要的养分，影响植物的正常生长。从图7可以看出，保D由于包膜厚度增加，养分释放缓慢，与保A相比，其氮、磷、钾10天累积释放量分别减少52.53%、65.11%和62.76%。

Claims

1.一种海藻接枝型肥料，其特征在于，所述肥料粒径为2.5-3.5mm，并以复合肥为内核，内核粒径为2-3 mm，在所述内核表面依次分别包覆有：控失剂，厚度为50-60 g/m²；保水剂，厚度为60-80 g/m²；以及油膜，厚度为50-70 g/m²。

2.根据权利要求1所述的海藻接枝型肥料，其特征在于，所述保水剂是由海藻酸钠或海藻酸接枝丙烯酸或/和丙烯酰胺制备得到，所述保水剂为总肥料质量的2.5%-5%。

3.根据权利要求1所述的海藻接枝型肥料，其特征在于，所述控失剂包括如下质量份数的各组分：水10-30份；乙醇25-35份；凹凸棒土或/和膨润土20-40份；焦磷酸钠1-5份；糖蜜粉或/和黄腐酸钾10-30份；滑石粉3-10份；聚丙烯酰胺或/和聚丙烯酸0.5-5份；聚乙二醇、聚乙烯醇或聚丙烯醇中的至少一种，总质量1-10份；甲基纤维素、羧甲基纤维素钠或羟乙基纤维素中的至少一种，总质量1-5份；所述控失剂为总肥料质量的0.5%-1%。

4.根据权利要求1所述的海藻接枝型肥料，其特征在于，所述复合肥内核包括如下质量份数的各组分：尿素、碳酸氢铵、脲甲醛、草酰胺、丁烯叉二脲或异丁叉二脲中的一种或多种，总质量20-40份；磷酸一铵、磷酸二铵或过磷酸钙中的一种或多种，总质量10-30份；氯化钾、硫酸钾或草木灰中的一种或多种，总质量20-40份；生化黄腐酸、黑腐酸或氨基酸中的一种或多种，总质量5-30份；所述的复合肥内核为总肥料质量的92-95%。

5.根据权利要求4所述的海藻接枝型肥料，其特征在于，所述复合肥内核还包括豆饼、菜籽饼、芝麻饼或花生饼中的一种或多种，总质量5-20份。

6.根据权利要求1所述的海藻接枝型肥料，其特征在于，所述油膜由石蜡、植物油、松节油组成，质量比例为石蜡：植物油：松节油=1:2:2。

7.根据权利要求1所述的一种海藻接枝型肥料，其特征在于，所述油膜外还包裹有膨润土，所述油膜和膨润土总量为总肥料质量的1%-3%。

8.权利要求1~7任一项所述的海藻接枝型肥料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

9.根据权利要求8所述的海藻接枝型肥料的制备方法，其特征在于，S3所述制备保水剂的步骤如下：

S32. 溶解单体，加入S31溶液中；

S33. 将引发剂溶于水后加入S32溶液中，半小时分次加完；

S34. 加入交联剂，在70℃下反应3小时；

S35. 反应结束后烘干，粉碎过筛得到保水剂；

所述单体为丙烯酸，中和度为60-90%；

或者，所述单体为丙烯酸与丙烯酰胺的组合，比例为1:1-5，溶于水后的质量浓度为20~25%；

所述交联剂为N,N-亚甲基双丙烯酰胺，溶于水后的质量浓度为0.5-1%，用量为单体的0.1-0.5%；

所述海藻酸钠或海藻酸与单体的比例为1:3-7。

10.根据权利要求9所述的海藻接枝型肥料的制备方法，其特征在于，S35所述烘干温度为60℃，粉碎后过100目筛。