一种纸基微量元素聚集型缓释肥及其制备方法
技术领域
本发明属于缓释肥制备领域，尤其是一种纸基微量元素聚集型缓释肥及其制备方法。
背景技术
“肥料释放”是指养分由化学物质转变成植物可直接吸收利用的有效形态的过程(如溶解、水解、降解等)；而“缓释肥”是指化学物质养分释放速率远小于速溶性肥料施入土壤后转变为植物有效态养分的释放速率。缓释肥的类型一般都属于物理障碍性因素控制的水溶性肥料，绝大多数属于包膜颗粒肥料，并且涉及到的微量元素单一。我们需要开发营养元素均衡的特种缓释肥料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种纸基微量元素聚集型缓释肥及其制备方法，可打破传统包膜颗粒缓释肥的制备方法，不用造粒包衣，制备方法简单，最终形态是纸张，可以随意裁剪，方便使用和定量，原理简单巧妙。聚集的微量元素肥料选取的是蚌壳粉(各种河蚌的贝壳粉)，在河蚌生命活动中形成的壳，含有种类均衡的微量元素，适合于农作物生长。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种纸基微量元素聚集型缓释肥，所述的纸基微量元素缓释肥是由纤维薄层和微量元素肥料组成；其中，纤维薄层来源于天然植物胶或其衍生物。
作为本发明的进一步改进，所述的天然植物胶或其衍生物选自胍胶、羧甲基胍胶、黄原胶或田菁胶。
作为本发明的进一步改进，所述的微量元素肥料是蚌壳粉。
一种纸基微量元素聚集型缓释肥的制备方法，包括以下步骤：
将蚌壳磨成粉末，并分散于液体石蜡中，得到蚌壳粉液体石蜡分散液。
配制天然植物胶或其衍生物溶液，配置完成后静置溶胀备用；
向天然植物胶或其衍生物溶液加入蚌壳粉液体石蜡分散液，蚌壳粉液体石蜡分散液在植物胶水溶液中聚集形成混合液；
将混合液倒入模具中，并转移至冷阱，恒温处理后冷冻干燥，确保完全干燥，得到保持微量元素聚集的植物胶海绵体；
把天然植物胶海绵体烘干压制，得到纸基微量元素聚集型缓释肥。
作为本发明的进一步改进，所述的天然植物胶或其衍生物选自胍胶、羧甲基胍胶、黄原胶或田菁胶。
作为本发明的进一步改进，蚌壳磨成100～200目的粉末，并将其分散于液体石蜡中，液体石蜡与蚌壳粉的质量比为100:(30～60)。
作为本发明的进一步改进，天然植物胶或其衍生物溶液的浓度为0.5-2％。
作为本发明的进一步改进，天然植物胶溶液与蚌壳粉液体石蜡分散液质量比为100:(10～30)。
作为本发明的进一步改进，所述的冷阱中恒温-50～-30℃处理3～6h；冷冻干燥机中调节压力至5-10Pa，持续时间20～30h。
作为本发明的进一步改进，所述的烘干压制的温度为100～110℃，压力为20～40Mpa。
本发明相比于现有技术，具有以下优点：
本发明的目的在于提供一种纸基微量元素聚集型缓释肥，可打破传统包膜颗粒缓释肥的制备方法，不用造粒包衣，制备方法简单，最终形态是纸张，可以随意裁剪，方便使用和定量，原理简单巧妙。聚集的微量元素肥料选取的是蚌壳粉(各种河蚌的贝壳粉)，在河蚌生命活动中形成的壳，含有种类均衡的微量元素，适合于农作物生长。
本发明的方法利用天然植物胶在水中溶解开的薄层材料，分散在液体石蜡中微量元素，在天然植物胶水溶液中聚集，在冻干后，仍保持具体状态，最终烘干压制，得到一种纸基微量元素聚集型缓释肥。可打破传统包膜颗粒缓释肥的制备方法，不用造粒包衣，制备方法简单，最终形态是纸张，可以随意裁剪，方便使用和定量，原理简单巧妙。聚集的微量元素肥料选取的是蚌壳粉(各种河蚌的贝壳粉)，在河蚌生命活动中形成的壳，含有种类均衡的微量元素，适合于农作物生长。
附图说明
图1为本发明一种纸基微量元素聚集型缓释肥形成过程示意图；
图2实施例1中纸基微量元素聚集型缓释肥的宏观照片
图3实施例1中纸基微量元素聚集型缓释肥的断面微观形貌；
图4实施例1中纸基微量元素聚集型缓释肥的平面微观形貌；
图5实施例1中碘和锌的在模拟湿润土壤中释放量和时间的关系。
具体实施方式
本发明一种纸基微量元素聚集型缓释肥，所述的纸基微量元素缓释肥是由纤维薄层和微量元素肥料组成；其中，纤维薄层来源于天然植物胶或其衍生物，天然植物胶或其衍生物选自胍胶、羧甲基胍胶、黄原胶或田菁胶；微量元素肥料是蚌壳粉(各种河蚌的贝壳粉)，在河蚌生命活动中形成的壳，含有种类均衡的微量元素，适合于农作物生长。
本发明的思路是：利用天然植物胶或其衍生物在水中溶解开的薄层材料，分散在液体石蜡中微量元素，在天然植物胶水溶液中聚集，在冻干后，仍保持具体状态，最终在100～110℃下烘干压制，得到一种纸基微量元素聚集型缓释肥。可打破传统包膜颗粒缓释肥的制备方法，不用造粒包衣，制备方法简单，最终形态是纸张，可以随意裁剪，方便使用和定量，原理简单巧妙。聚集的微量元素肥料选取的是蚌壳粉(各种河蚌的贝壳粉)，在河蚌生命活动中形成的壳，含有种类均衡的微量元素，适合于农作物生长。
一种纸基微量元素聚集型缓释肥形成过程示意图如图1所示。本发明的制备方法具体操作如下：
将蚌壳磨成200目的粉末，并将其分散于液体石蜡中，液体石蜡与蚌壳粉的质量比为100:(30～60)，得到蚌壳粉液体石蜡分散液。
配制天然植物胶或其衍生物溶液浓度为0.5-2％，在天然植物胶或其衍生物溶液中加入蚌壳粉液体石蜡分散液，确保天然植物胶溶液与蚌壳粉液体石蜡分散液质量比为100:(10～30)，蚌壳粉液体石蜡分散液在植物胶水溶液中聚集。把所得液体倒入模具中，并转移至冷阱，降温至-50～-30℃处理3～6h；并恒温处理后转移至冷冻干燥机中，压力至5-10Pa，持续时间20～30h，确保完全干燥，得到保持微量元素聚集的天然植物胶海绵体，在温度为100～110℃下压制而成，压力为20～40Mpa，得到一种纸基微量元素聚集型缓释肥。
以下结合具体实施例对本发明的制备过程进行详细说明。
实施例1
将蚌壳磨成200目的粉末，并将其分散于液体石蜡中，液体石蜡与蚌壳粉的质量比为100:30，得到蚌壳粉液体石蜡分散液。配制胍胶溶液浓度为1％，在胍胶溶液中加入蚌壳粉液体石蜡分散液，确保胍胶溶液与蚌壳粉液体石蜡分散液质量比为100:20，蚌壳粉液体石蜡分散液在胍胶水溶液中聚集。把所得液体倒入模具中，并转移至冷阱，降温至-40℃并恒温处理后转移至冷冻干燥机中，确保完全干燥，得到保持微量元素聚集的胍胶海绵体，在温度为105℃下压制而成，压力为30Mpa，得到一种纸基微量元素聚集型缓释肥。采用含水量20％的石英砂作为模拟土壤，放入纸基微量元素聚集型缓释肥，记录砂粒中碘和锌的含量，基本在60天释放到达平衡。
图2是纸基微量元素聚集型缓释肥的宏观形貌，其微观形貌如图3、4所示，图3所表现出的断面结构中圈出的区域为微量元素聚集区域，微量元素均匀的分布在天然植物胶海绵体中，图4的平面微观结构也从侧面证明了其均匀分布这一特点，这为其对微量元素的缓释提供了可能性，其缓释机理为当天然植物胶海绵体开始逐渐降解时，微量元素也逐渐被从天然植物胶海绵体的网络结构中释放出来，图5所展现的是碘和锌的在模拟湿润土壤中释放量随时间的变化关系，用这两种元素代表微量元素随时间的缓释速度。
实施例2
将蚌壳磨成200目的粉末，并将其分散于液体石蜡中，液体石蜡与蚌壳粉的质量比为100:40，得到蚌壳粉液体石蜡分散液。配制胍胶溶液浓度为1.5％，在胍胶溶液中加入蚌壳粉液体石蜡分散液，确保胍胶溶液与蚌壳粉液体石蜡分散液质量比为100:10，蚌壳粉液体石蜡分散液在胍胶水溶液中聚集。把所得液体倒入模具中，并转移至冷阱，降温至-40℃并恒温处理后转移至冷冻干燥机中，确保完全干燥，得到保持微量元素聚集的胍胶海绵体，在温度为105℃下压制而成，压力为30Mpa，得到一种纸基微量元素聚集型缓释肥。缓释肥中碘和锌的含量，基本在70天释放到达平衡。
实施例3
将蚌壳磨成200目的粉末，并将其分散于液体石蜡中，液体石蜡与蚌壳粉的质量比为100:30，得到蚌壳粉液体石蜡分散液。配制黄原胶溶液浓度为2％，在黄原胶溶液中加入蚌壳粉液体石蜡分散液，确保黄原胶溶液与蚌壳粉液体石蜡分散液质量比为100:20，蚌壳粉液体石蜡分散液在黄原胶水溶液中聚集。把所得液体倒入模具中，并转移至冷阱，降温至-40℃并恒温处理后转移至冷冻干燥机中，确保完全干燥，得到保持微量元素聚集的黄原胶海绵体，在温度为105℃下压制而成，压力为30Mpa，得到一种纸基微量元素聚集型缓释肥。缓释肥中碘和锌的含量，基本在80天释放到达平衡。
实施例4
将蚌壳磨成200目的粉末，并将其分散于液体石蜡中，液体石蜡与蚌壳粉的质量比为100:50，得到蚌壳粉液体石蜡分散液。配制田菁胶溶液浓度为2％，在田菁胶溶液中加入蚌壳粉液体石蜡分散液，确保田菁胶溶液与蚌壳粉液体石蜡分散液质量比为100:20，蚌壳粉液体石蜡分散液在田菁胶水溶液中聚集。把所得液体倒入模具中，并转移至冷阱，降温至-40℃并恒温处理后转移至冷冻干燥机中，确保完全干燥，得到保持微量元素聚集的田菁胶海绵体，在温度为105℃下压制而成，压力为30Mpa，得到一种纸基微量元素聚集型缓释肥。缓释肥中碘和锌的含量，基本在80天释放到达平衡。
实施例5
将蚌壳磨成200目的粉末，并将其分散于液体石蜡中，液体石蜡与蚌壳粉的质量比为100:50，得到蚌壳粉液体石蜡分散液。配制羧甲基胍胶溶液浓度为1％，在羧甲基胍胶溶液中加入蚌壳粉液体石蜡分散液，确保羧甲基胍胶溶液与蚌壳粉液体石蜡分散液质量比为100:20，蚌壳粉液体石蜡分散液在羧甲基胍胶水溶液中聚集。把所得液体倒入模具中，并转移至冷阱，降温至-40℃并恒温处理后转移至冷冻干燥机中，确保完全干燥，得到保持微量元素聚集的羧甲基胍胶海绵体，在温度为105℃下压制而成，压力为30Mpa，得到一种纸基微量元素聚集型缓释肥。缓释肥中碘和锌的含量，基本在60天释放到达平衡。
实施例6
将蚌壳磨成100目的粉末，并将其分散于液体石蜡中，液体石蜡与蚌壳粉的质量比为100:30，得到蚌壳粉液体石蜡分散液。
配制田菁胶溶液浓度为0.5％，在田菁胶溶液中加入蚌壳粉液体石蜡分散液，确保田菁胶溶液与蚌壳粉液体石蜡分散液质量比为100:10，蚌壳粉液体石蜡分散液在植物胶水溶液中聚集。把所得液体倒入模具中，并转移至冷阱，降温至-50℃处理3h；并恒温处理后转移至冷冻干燥机中，压力至5Pa，持续时间20h，确保完全干燥，得到保持微量元素聚集的田菁胶海绵体，在温度为100℃下压制而成，压力为20Mpa，得到一种纸基微量元素聚集型缓释肥。缓释肥中碘和锌的含量，基本在60天释放到达平衡。
实施例7
将蚌壳磨成200目的粉末，并将其分散于液体石蜡中，液体石蜡与蚌壳粉的质量比为100:60，得到蚌壳粉液体石蜡分散液。
配制黄原胶溶液浓度为2％，在黄原胶溶液中加入蚌壳粉液体石蜡分散液，确保黄原胶溶液与蚌壳粉液体石蜡分散液质量比为100:30，蚌壳粉液体石蜡分散液在植物胶水溶液中聚集。把所得液体倒入模具中，并转移至冷阱，降温至-30℃处理6h；并恒温处理后转移至冷冻干燥机中，压力至10Pa，持续时间30h，确保完全干燥，得到保持微量元素聚集的黄原胶海绵体，在温度为110℃下压制而成，压力为40Mpa，得到一种纸基微量元素聚集型缓释肥。缓释肥中碘和锌的含量，基本在80天释放到达平衡。
实施例8
将蚌壳磨成200目的粉末，并将其分散于液体石蜡中，液体石蜡与蚌壳粉的质量比为100:50，得到蚌壳粉液体石蜡分散液。
配制胍胶溶液浓度为1％，在胍胶溶液中加入蚌壳粉液体石蜡分散液，确保胍胶溶液与蚌壳粉液体石蜡分散液质量比为100:25，蚌壳粉液体石蜡分散液在植物胶水溶液中聚集。把所得液体倒入模具中，并转移至冷阱，降温至-45℃处理4h；并恒温处理后转移至冷冻干燥机中，压力至8Pa，持续时间25h，确保完全干燥，得到保持微量元素聚集的胍胶海绵体，在温度为106℃下压制而成，压力为35Mpa，得到一种纸基微量元素聚集型缓释肥。缓释肥中碘和锌的含量，基本在70天释放到达平衡。
以上内容是对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定保护范围。
