CN108658697A - 金丝垂柳复合肥的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了金丝垂柳复合肥的制备方法，其制备方法包括：发酵、制肥、包膜、复配，首先将缩水甘油磺酸酯的乙醇溶液与畜禽粪便、黄豆粕等发酵得有机生态肥，将其与尿素、腐殖酸等造粒制得肥料颗粒，另制备魔芋接枝丙烯酸‑丙烯酰胺共聚物‑腐植酸复合吸水性包膜水凝胶，再将水凝胶喷涂在肥料颗粒表面，再在表面洒上膨润土即得金丝垂柳用复合肥。有益效果为：本复合肥的制备工艺简单易行，发酵可使有机生态肥中的病原菌失活，大大降低抗营养因子含量，制备吸水性包膜水凝胶时，其交联程度、分子量延伸速度能够得以有效控制，从而水凝胶的黏度、交联度适中，并最终极大的提升了复合肥的持水能力与缓释性能。

Description

金丝垂柳复合肥的制备方法

技术领域

本发明涉及复合肥领域，尤其是涉及金丝垂柳复合肥的制备方法。

技术背景

金丝垂柳（拉丁学名：Salix X aureo-pendula.）是杨柳目、杨柳科、柳属的落叶乔木。金丝垂柳生长速度快，树冠长卵圆形或卵圆形，枝条细长下垂。小枝黄色或金黄色。叶狭长披针形，长9～14厘米，缘有细锯齿。 本种为杂交种，沈阳以南大部分地区有栽培，其中以庄河一带较多，品种保护较好。是优良的园林观赏树种。喜光，较耐寒，性喜水湿，也能耐干旱，耐盐碱，以湿润、排水良好的土壤为宜。喜温暖湿润气候及潮湿深厚的酸性及中性土壤。较耐寒，特耐水湿，但亦能生于土层深厚的干燥地区，最好以肥沃土壤最佳，也是水土固沙的好树种。萌芽力强，根系发达，生长迅速。

发明内容

本发明的目的在于提供金丝垂柳复合肥的制备方法，本复合肥的制备工艺简单易行，发酵可使有机生态肥中的病原菌失活，大大降低抗营养因子含量，制备吸水性包膜水凝胶时，其交联程度、分子量延伸速度能够得以有效控制，从而水凝胶的黏度、交联度适中，并最终极大的提升了复合肥的持水能力与缓释性能。

本发明针对背景技术中提到的问题，采取的技术方案为：

金丝垂柳复合肥的制备方法，包括：发酵、制肥、包膜、复配，具体包括以下步骤：

发酵：将缩水甘油磺酸酯溶解于50～60倍的乙醇中，精确称量2.5～2.8重量份缩水甘油磺酸酯的乙醇溶液，与100～120重量份畜禽粪便、150～180重量份黄豆粕、25～30重量份竹生物炭、20～25重量份麦饭石粉、0.2～0.25份胶质芽孢杆菌，混合均匀，加入去离子水使含水量为35～45%，在33～35℃温度下发酵15～18天即得有机生态肥；在乙醇存在的条件下，缩水甘油磺酸酯可以渗透入病原菌体内，阻挠病原菌的基因转录，破坏乙酰辅酶A的生成机制，降低乙酰辅酶A的分泌与活性，并进一步降低病原菌三羧酸循环的发生效率，抑制病原菌制造能量，从而灭杀病原菌；经发酵后，堆肥原料腐熟，恶臭消失，原料中的病源菌、虫卵、草籽等全部杀死，粪便、豆粕中的抗营养因子含量得到大大降低，畜禽粪发酵可使有机质含量增加，发酵作用下麦饭石中的微量元素析出，丰富了肥料的营养成分，竹生物炭不仅起到固碳、持水的作用，还可以作为载体运输有机质、腐殖酸、微量元素离子，有利于根系对它们的吸收；

制肥：称取80～100重量份有机生态肥、18～20重量份尿素、5～10重量份磷酸二氢钾、5～8重量份腐植酸和2～3重量份氯化钾在35～38℃温度下均匀混合15～20min后造粒，粒径为1～3mm，烘干即得肥料颗粒；肥料不仅能增加土壤养分持留、减少土壤容重、增大孔隙度，起到改善土壤结构的作用，使土质更适合金丝垂柳生长，还能为金丝垂柳生长提供必需的有机质、腐殖酸，还能提供氮、磷、钾、铁、钙、锌、镁、锰等中微量元素，促进苗木生长，减少患病虫害的几率；

包膜:称取4.0～4.2重量份魔芋葡甘聚糖加入到反应器，溶于5～10倍去离子水中，持续通入氮气保护，水浴38～40℃搅拌预热45～60min得溶液A；另称取4.5～5.0重量份丙烯酸，缓慢向其中加入8～10mol/L氢氧化钠溶液，使丙烯酸的中和度达到68～85%，向中和过的丙烯酸溶液中加入4.0～4.5重量份丙烯酰胺与0.5～0.8重量份腐植酸，充分溶解混合后得溶液B；向预热过的溶液A中加入0.01～0.012重量份硫脲与0.0026～0.0027份(R,R)-2,5-二甲基硼咾烷作引发剂，搅拌后倒入溶液B，再逐滴加入0.02～0.025重量份N,N-亚甲基双丙烯酰胺，并加入总重50～100%的去离子水，在氮气持续保护下，水浴温度升至63～65℃，不断搅拌条件下，反应1～2h，然后加入0.5～0.6份硫脲，相同条件下反应2～3h，以95～100%乙醇洗涤后低温干燥即得吸水性包膜水凝胶；水凝胶样品表面存在很多凹陷的小孔，在横截面也可显著看到封闭的空腔，该结构便于水渗透到聚合物网络中，有利于吸水剂的吸水性能的提高；初始反应时，加入微量的硫脲与(R,R)-2,5-二甲基硼咾烷作为引发剂，加入微量的N,N-亚甲基双丙烯酰胺作为交联剂来引发反应，魔芋接枝丙烯酸-丙烯酰胺共聚物-腐植酸复合吸水溶液中的交联点适中，共聚物分子量适中，(R,R)-2,5-二甲基硼咾烷起到延缓交联、降低分子量延伸速度的阻聚剂的作用，使溶液的黏度不至于太大，反应物可以自由移动，在反应中程，再加入更多的引发剂硫脲可促使交联度稳步提升，共聚物网状结构的孔洞增加，其持水能力得到大幅度的提升，为进一步的包括肥料提供结构基础，并极大地提高对包裹于其内的肥料的缓释能力；

复配:将筛分后粒径均匀的肥料颗粒放入转动的转鼓中，进行预热处理，使肥料表面达到35～40℃，用高压喷漆枪将包膜水凝胶均匀地喷涂在肥料表面，然后置于65～70℃下干燥2～3h，制得保水包膜缓释复合肥；再用压强0.2～0.3MPa的喷嘴将水喷洒到包膜肥料颗粒表面，然后在表面均匀洒上膨润土，放入烘箱中脱水至恒重，得到金丝垂柳用双层包膜保水缓释复合肥；外层膨润土通过提供物理屏障减慢了土壤中水溶液对肥料颗粒的渗透，金丝垂柳用复合肥具有较强的持水能力，水渗透过外层膨润土后，超强吸水剂会形成水凝胶，水凝胶中的自由水和土壤溶液之间会产生一种动态交换，然后自由水通过水凝胶聚合物网络中的纳米孔扩散到肥料核心，肥料开始溶解；溶解于水中的肥料养分透过水凝胶层，然后在和自由水的动态交换中进而扩散到膨润土层外部，最后释放到土壤中。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1）在乙醇存在的条件下，缩水甘油磺酸酯可以渗透入病原菌体内，阻挠病原菌的基因转录，破坏乙酰辅酶A的生成机制，降低乙酰辅酶A的分泌与活性，并进一步降低病原菌三羧酸循环的发生效率，抑制病原菌制造能量，灭杀病原菌；

2）初始反应时，加入微量的硫脲引发反应，魔芋接枝丙烯酸-丙烯酰胺共聚物-腐植酸复合吸水溶液中的交联点适中，共聚物分子量适中，(R,R)-2,5-二甲基硼咾烷可以延缓交联、降低分子量延伸速度，使溶液的黏度不至于太大，反应物可以自由移动，再加入更多引发剂硫脲可逐步提高共聚物交联度，增大池水能力；

3）将缓释复合肥施入土壤中后，外层膨润土减慢了土壤中水溶液对肥料颗粒的渗透，水渗透过外层膨润土后，超强吸水剂会形成水凝胶，复合肥具有较强的池水能力；

4）水凝胶中的自由水和土壤溶液之间会产生一种动态交换，然后自由水通过水凝胶聚合物网络中的纳米孔扩散到肥料核心，肥料开始溶解；溶解于水中的肥料养分透过水凝胶层，然后在和自由水的动态交换中进而扩散到膨润土层外部，最后释放到土壤中，是一种高效、安全的金丝垂柳复合肥。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明方案作进一步说明：

实施例1：

金丝垂柳复合肥的制备方法，包括以下步骤：

1）将缩水甘油磺酸酯溶解于50倍的乙醇中，精确称量2.5重量份缩水甘油磺酸酯的乙醇溶液，与100重量份畜禽粪便、150重量份黄豆粕、25～30重量份竹生物炭、20重量份麦饭石粉、0.2份胶质芽孢杆菌，混合均匀，加入去离子水使含水量为35%，在33℃温度下发酵15天即得有机生态肥；2）称取80重量份有机生态肥、18重量份尿素、5重量份磷酸二氢钾、5重量份腐植酸和2重量份氯化钾在35℃温度下均匀混合15min后造粒，粒径为1mm，烘干即得肥料颗粒；3）称取4.0重量份魔芋葡甘聚糖加入到反应器，溶于5倍去离子水中，持续通入氮气保护，水浴38℃搅拌预热45min得溶液A；另称取4.5重量份丙烯酸，缓慢向其中加入8mol/L氢氧化钠溶液，使丙烯酸的中和度达到68%，向中和过的丙烯酸溶液中加入4.0重量份丙烯酰胺与0.5重量份腐植酸，充分溶解混合后得溶液B；向预热过的溶液A中加入0.01重量份硫脲与0.0026份(R,R)-2,5-二甲基硼咾烷作引发剂，搅拌后倒入溶液B，再逐滴加入0.02重量份N,N-亚甲基双丙烯酰胺，并加入总重50%的去离子水，在氮气持续保护下，水浴温度升至63℃，不断搅拌条件下，反应1h，然后加入0.5份硫脲，相同条件下反应2h，以95%乙醇洗涤后低温干燥即得吸水性包膜水凝胶；4）将筛分后粒径均匀的肥料颗粒放入转动的转鼓中，进行预热处理，使肥料表面达到35℃，用高压喷漆枪将包膜水凝胶均匀地喷涂在肥料表面，然后置于65℃下干燥2h，制得保水包膜缓释复合肥；再用压强0.2MPa的喷嘴将水喷洒到包膜肥料颗粒表面，然后在表面均匀洒上膨润土，放入烘箱中脱水至恒重，得到金丝垂柳用双层包膜保水缓释复合肥。

实施例2：

金丝垂柳复合肥的制备方法，具体包括以下步骤：

1）发酵：精确称量2.8重量份乙醇，120重量份畜禽粪便、180重量份黄豆粕、30重量份竹生物炭、25重量份麦饭石粉、0.25份胶质芽孢杆菌，混合均匀，加入去离子水使含水量为45%，在35℃温度下发酵18天即得有机生态肥；经发酵后，堆肥原料腐熟，恶臭消失，原料中的病源菌、虫卵、草籽等全部杀死，粪便、豆粕中的抗营养因子含量得到大大降低，畜禽粪发酵可使有机质含量增加，发酵作用下麦饭石中的微量元素析出，丰富了肥料的营养成分，竹生物炭不仅起到固碳、持水的作用，还可以作为载体运输有机质、腐殖酸、微量元素离子，有利于根系对它们的吸收；

2）制肥：称取100重量份有机生态肥、20重量份尿素、10重量份磷酸二氢钾、8重量份腐植酸和3重量份氯化钾在38℃温度下均匀混合20min后造粒，粒径为3mm，烘干即得肥料颗粒；肥料不仅能增加土壤养分持留、减少土壤容重、增大孔隙度，起到改善土壤结构的作用，使土质更适合金丝垂柳生长，还能为金丝垂柳生长提供必需的有机质、腐殖酸，还能提供氮、磷、钾、铁、钙、锌、镁、锰等中微量元素，促进苗木生长，减少患病虫害的几率；

3）包膜:称取4.2重量份魔芋葡甘聚糖加入到反应器，溶于10倍去离子水中，持续通入氮气保护，水浴40℃搅拌预热60min得溶液A；另称取5.0重量份丙烯酸，缓慢向其中加入10mol/L氢氧化钠溶液，使丙烯酸的中和度达到85%，向中和过的丙烯酸溶液中加入4.5重量份丙烯酰胺与0.8重量份腐植酸，充分溶解混合后得溶液B；向预热过的溶液A中加入0.012重量份硫脲与0.0027份(R,R)-2,5-二甲基硼咾烷作引发剂，搅拌后倒入溶液B，再逐滴加入0.025重量份N,N-亚甲基双丙烯酰胺，并加入总重100%的去离子水，在氮气持续保护下，水浴温度升至65℃，不断搅拌条件下，反应2h，然后加入0.6份硫脲，相同条件下反应3h，以100%乙醇洗涤后低温干燥即得吸水性包膜水凝胶；水凝胶样品表面存在很多凹陷的小孔，在横截面也可显著看到封闭的空腔，该结构便于水渗透到聚合物网络中，有利于吸水剂的吸水性能的提高；初始反应时，加入微量的硫脲与(R,R)-2,5-二甲基硼咾烷作为引发剂，加入微量的N,N-亚甲基双丙烯酰胺作为交联剂来引发反应，魔芋接枝丙烯酸-丙烯酰胺共聚物-腐植酸复合吸水溶液中的交联点适中，共聚物分子量适中，(R,R)-2,5-二甲基硼咾烷起到延缓交联、降低分子量延伸速度的阻聚剂的作用，使溶液的黏度不至于太大，反应物可以自由移动，在反应中程，再加入更多的引发剂硫脲可促使交联度稳步提升，共聚物网状结构的孔洞增加，其持水能力得到大幅度的提升，为进一步的包括肥料提供结构基础，并极大地提高对包裹于其内的肥料的缓释能力；

4）复配:将筛分后粒径均匀的肥料颗粒放入转动的转鼓中，进行预热处理，使肥料表面达到40℃，用高压喷漆枪将包膜水凝胶均匀地喷涂在肥料表面，然后置于70℃下干燥3h，制得保水包膜缓释复合肥；再用压强0.3MPa的喷嘴将水喷洒到包膜肥料颗粒表面，然后在表面均匀洒上膨润土，放入烘箱中脱水至恒重，得到金丝垂柳用双层包膜保水缓释复合肥；外层膨润土通过提供物理屏障减慢了土壤中水溶液对肥料颗粒的渗透，金丝垂柳用复合肥具有较强的持水能力，水渗透过外层膨润土后，超强吸水剂会形成水凝胶，水凝胶中的自由水和土壤溶液之间会产生一种动态交换，然后自由水通过水凝胶聚合物网络中的纳米孔扩散到肥料核心，肥料开始溶解；溶解于水中的肥料养分透过水凝胶层，然后在和自由水的动态交换中进而扩散到膨润土层外部，最后释放到土壤中。

实施例3：

金丝垂柳复合肥的制备方法，包括：发酵、制肥、包膜、复配，具体包括以下步骤：

发酵：将缩水甘油磺酸酯溶解于55倍的乙醇中，精确称量2.8重量份缩水甘油磺酸酯的乙醇溶液，与100重量份畜禽粪便、160重量份黄豆粕、28重量份竹生物炭、24重量份麦饭石粉、0.22份胶质芽孢杆菌，混合均匀，加入去离子水使含水量为40%，在34℃温度下发酵16天即得有机生态肥；在乙醇存在的条件下，缩水甘油磺酸酯可以渗透入病原菌体内，阻挠病原菌的基因转录，破坏乙酰辅酶A的生成机制，降低乙酰辅酶A的分泌与活性，并进一步降低病原菌三羧酸循环的发生效率，抑制病原菌制造能量，从而灭杀病原菌；经发酵后，堆肥原料腐熟，恶臭消失，原料中的病源菌、虫卵、草籽等全部杀死，粪便、豆粕中的抗营养因子含量得到大大降低，畜禽粪发酵可使有机质含量增加，发酵作用下麦饭石中的微量元素析出，丰富了肥料的营养成分，竹生物炭不仅起到固碳、持水的作用，还可以作为载体运输有机质、腐殖酸、微量元素离子，有利于根系对它们的吸收；

制肥：称取95重量份有机生态肥、18重量份尿素、8重量份磷酸二氢钾、7重量份腐植酸和2重量份氯化钾在37℃温度下均匀混合15min后造粒，粒径为2mm，烘干即得肥料颗粒；肥料不仅能增加土壤养分持留、减少土壤容重、增大孔隙度，起到改善土壤结构的作用，使土质更适合金丝垂柳生长，还能为金丝垂柳生长提供必需的有机质、腐殖酸，还能提供氮、磷、钾、铁、钙、锌、镁、锰等中微量元素，促进苗木生长，减少患病虫害的几率；

包膜:称取4.1重量份魔芋葡甘聚糖加入到反应器，溶于8倍去离子水中，持续通入氮气保护，水浴38℃搅拌预热45min得溶液A；另称取4.8重量份丙烯酸，缓慢向其中加入8mol/L氢氧化钠溶液，使丙烯酸的中和度达到78%，向中和过的丙烯酸溶液中加入4.4重量份丙烯酰胺与0.6重量份腐植酸，充分溶解混合后得溶液B；向预热过的溶液A中加入0.01重量份硫脲与0.0026份(R,R)-2,5-二甲基硼咾烷作引发剂，搅拌后倒入溶液B，再逐滴加入0.02重量份N,N-亚甲基双丙烯酰胺，并加入总重80%的去离子水，在氮气持续保护下，水浴温度升至64℃，不断搅拌条件下，反应1h，然后加入0.5份硫脲，相同条件下反应2.5h，以95%乙醇洗涤后低温干燥即得吸水性包膜水凝胶；水凝胶样品表面存在很多凹陷的小孔，在横截面也可显著看到封闭的空腔，该结构便于水渗透到聚合物网络中，有利于吸水剂的吸水性能的提高；初始反应时，加入微量的硫脲与(R,R)-2,5-二甲基硼咾烷作为引发剂，加入微量的N,N-亚甲基双丙烯酰胺作为交联剂来引发反应，魔芋接枝丙烯酸-丙烯酰胺共聚物-腐植酸复合吸水溶液中的交联点适中，共聚物分子量适中，(R,R)-2,5-二甲基硼咾烷起到延缓交联、降低分子量延伸速度的阻聚剂的作用，使溶液的黏度不至于太大，反应物可以自由移动，在反应中程，再加入更多的引发剂硫脲可促使交联度稳步提升，共聚物网状结构的孔洞增加，其持水能力得到大幅度的提升，为进一步的包括肥料提供结构基础，并极大地提高对包裹于其内的肥料的缓释能力；

复配:将筛分后粒径均匀的肥料颗粒放入转动的转鼓中，进行预热处理，使肥料表面达到38℃，用高压喷漆枪将包膜水凝胶均匀地喷涂在肥料表面，然后置于66℃下干燥3h，制得保水包膜缓释复合肥；再用压强0.25MPa的喷嘴将水喷洒到包膜肥料颗粒表面，然后在表面均匀洒上膨润土，放入烘箱中脱水至恒重，得到金丝垂柳用双层包膜保水缓释复合肥；外层膨润土通过提供物理屏障减慢了土壤中水溶液对肥料颗粒的渗透，金丝垂柳用复合肥具有较强的持水能力，水渗透过外层膨润土后，超强吸水剂会形成水凝胶，水凝胶中的自由水和土壤溶液之间会产生一种动态交换，然后自由水通过水凝胶聚合物网络中的纳米孔扩散到肥料核心，肥料开始溶解；溶解于水中的肥料养分透过水凝胶层，然后在和自由水的动态交换中进而扩散到膨润土层外部，最后释放到土壤中。

本发明操作步骤中的常规操作为本领域技术人员所熟知，在此不进行赘述。

以上所述的实施例对本发明的技术方案进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本发明的具体实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充或类似方式替代等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.金丝垂柳复合肥的制备方法，包括：发酵、制肥、包膜、复配，其特征在于：所述发酵步骤为：将缩水甘油磺酸酯溶解于乙醇中，称量缩水甘油磺酸酯的乙醇溶液，与畜禽粪便、黄豆粕、份竹生物炭、麦饭石粉、胶质芽孢杆菌，混合均匀，加入去离子水，发酵即得有机生态肥。

2.根据权利要求1所述的金丝垂柳复合肥的制备方法，其特征在于：所述发酵步骤中，缩水甘油磺酸酯与乙醇的重量比为1:50～60。

3.根据权利要求1所述的金丝垂柳复合肥的制备方法，其特征在于：所述发酵步骤中，缩水甘油磺酸酯的乙醇溶液为2.5～2.8重量份，畜禽粪便为100～120重量份，黄豆粕为150～180重量份，竹生物炭为25～30重量份，麦饭石粉为20～25重量份，胶质芽孢杆菌为0.2～0.25份。

4.根据权利要求1所述的金丝垂柳复合肥的制备方法，其特征在于：所述制肥步骤为：称取有机生态肥、尿素、磷酸二氢钾、腐植酸和氯化钾均匀混合造粒，粒径为1～3mm，烘干即得肥料颗粒。

5.根据权利要求4所述的金丝垂柳复合肥的制备方法，其特征在于：所述制肥步骤中，有机生态肥为80～100重量份，尿素为18～20重量份，磷酸二氢钾为5～10重量份，腐植酸为5～8重量份，氯化钾为2～3重量份。

6.根据权利要求1所述的金丝垂柳复合肥的制备方法，其特征在于：所述包膜步骤为：向预热过的溶液A中加入0.01～0.012重量份硫脲与0.0026～0.0027重量份(R,R)-2,5-二甲基硼咾烷作引发剂，搅拌后倒入溶液B，再逐滴加入0.02～0.025重量份N,N-亚甲基双丙烯酰胺，并加入去离子水，在氮气持续保护下，水浴搅拌反应，然后加入0.5～0.6重量份硫脲，相同条件下反应，乙醇洗涤后低温干燥即得吸水性包膜水凝胶。

7.根据权利要求6所述的金丝垂柳复合肥的制备方法，其特征在于：所述包膜步骤中，溶液A的制备方法为：称取魔芋葡甘聚糖加入到反应器，溶于去离子水，持续通入氮气保护，水浴搅拌预热得溶液A；溶液B的制备方法为：称取丙烯酸，缓慢向其中加入氢氧化钠溶液，使丙烯酸的中和度达到68～85%，向中和过的丙烯酸溶液中加入丙烯酰胺与份腐植酸，充分溶解混合后得溶液B。

8.根据权利要求7所述的金丝垂柳复合肥的制备方法，其特征在于：所述魔芋葡甘聚糖为4.0～4.2重量份，丙烯酸为4.5～5.0重量份，丙烯酰胺为4.0～4.5重量份，腐植酸为0.5～0.8重量份。

9.根据权利要求1所述的金丝垂柳复合肥的制备方法，其特征在于：所述复配步骤为：将筛分后粒径均匀的肥料颗粒放入转动的转鼓中，进行预热处理，使肥料表面达到35～40℃，用高压喷漆枪将包膜水凝胶均匀地喷涂在肥料表面，然后干燥制得保水包膜缓释复合肥；再用压强0.2～0.3MPa的喷嘴将水喷洒到包膜肥料颗粒表面，然后在表面均匀洒上膨润土，放入烘箱中脱水至恒重，得到金丝垂柳用双层包膜保水缓释复合肥。