[发明专利]用豆粕制造有机保水肥的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用豆粕制造的有机保水肥，具体是属于高分子吸水树脂（SAP）的生产工艺。

 

背景技术

SAP有机保水肥，是以农用豆粕和有机单体（丙烯酸、丙烯酰胺）等为原料聚合形成的SAP有机保水肥新材料。SAP有机保水肥主要用于农林经济作物的栽培，种植生产，有机保水肥自身含大量的氮、磷、钾等多种微量元素。同时具有吸水、保水、保肥、保温和抗旱、抗沙漠化、激活草木植物生长等功能。它能吸收自身重量100-700倍的水分，可将雨水和浇灌的水肥、快速吸收储存起来，根据植物生长需求均匀的供给营养，确保植物生长抗御干旱能力。SAP有机保水肥产品的开发与应用，代表着将来发展的方向。具有特殊抗旱、节水、保水和肥料功效的有机保水肥、抗旱剂等化学、物理和生物技术产品的开发与应用，是近30年来国际上研究改善土壤水肥状况和提高植物用水肥效率的重点内容之一。国内外对SAP有机保水肥的研究还未见报道。SAP有机保水肥是一种新型的控释肥，用高分子吸水树脂生产工艺与有机农家豆粕肥聚合而成的保水肥新材料，集吸水、保水、肥料养分供应、控释于一体，提高水肥利用率。对促进高效节水、节肥农业具有重要的作用。我国是一个农业大国，农作物的养分缺乏和水分不足是限制我国粮食生产的重要因素。尤其是在干旱、半干旱地区，水分条件是粮食生产的底线，提高降水的利用率是增产的关键，而且水分从多方面限制了作物对肥料的有效利用，所以干旱、半干旱地区的农业发展“关键在水、出路在肥”。目前，有机保水肥的研究越来越受到农业领域的重视，研究重心也开始从如何提高保水肥的性能向其在农林业的实际应用转移。现国内外研发生产的农林保水剂SAP，一是成本高，二是只有吸水功能未有肥料功能，因此未来SAP产品的发展趋势为：（1）该项目通过技术研发创新，在国内外首次采用农家肥料豆粕与丙烯酸和丙烯酰胺聚合的保水肥，可制备出性能优良、成本低廉、实用性强的SAP有机保水肥新材料，具有保水、肥料的双重功能，能吸水保水的有机肥料。传统化肥对农作物有增产作用，但是它们对土壤也有危害。磷酸钙含有大量的游离酸，连续大量施用，会造成土壤酸化。钙镁磷肥含有25%-30%的石灰，大量施用会使土壤碱性加重和理化性质恶化。过量施用磷酸钙，会使土壤里的锌与过量的磷作用，产生磷酸沉淀，作物无法吸收。过量施用钙镁磷肥，过剩的磷又会与中的镁作用，产生作物不能吸收的氢氧化镁，造成作物缺镁。适量施用磷肥，会促进作物对钼的吸收，但过量施用磷肥，却会使磷和钼失去营养平衡，影响作物对钼的吸收，表现出“缺钼症”。据研究，过量施用磷肥后，还会造成土壤中的硅被固定，不能吸收，引起作物缺硅，特别是对喜硅的禾本科作物的影响更大。土壤含磷量过高，作物吸磷越多，导致植株呼吸作用过于旺盛，消耗积累的干物质，造成繁殖器官提前发育，引起作物过早成熟，籽粒小，产量低。土壤表层在降雨或灌水等外因作用下结构破坏、土料分散，而干燥后受内聚力作用的现象。土壤的团粒结构是土壤肥力的重要指标，土壤团粒结构的破坏致使土壤保水粒结构的破坏土壤保水、保肥能力及通透性降低，造成土壤板结，有机质的含量是土壤肥力和团粒结构的一个重要指标，有机质的降低，致使土壤板结。土壤有机质是土壤团粒结构的重要组成部分。土壤有机质的分解是以微生物的活动来实现的。向土壤中过量施入氮肥后，微生物的氮素供应增加1份，相应消耗的碳素就增25份，所消耗的碳素来源于土壤有机质，有机质含量低，影响微生物的活性，从而影响土壤团粒结的形成，导致土壤板结。土壤团粒结构是带负电的土壤粘粒及有机质通过带正电的多价阳离子联接而成的。多价阳离子以键桥形式将土壤微粒连接成大颗粒形成土壤团粒结构。土壤中的阳离子以2价的钙、镁离子为主，向土壤中过量施入磷肥时，磷肥中的磷酸根离子与土壤中钙、镁等阳离子结合形成难溶性磷酸盐，即浪费磷肥，又破坏了土壤团粒结构，致使土壤板结。向土壤中过量施入钾肥时，钾肥中的钾离子置换性特别强，能将形成土壤团粒结构的多价阳离子置换出来，而一价的钾离子不具有键桥作用，土壤团粒结构的键桥被破坏了，也就破坏了团粒结构，致使土壤板结。现在农民普遍感到土壤板结了，庄稼难种了；人们普遍感到果不香、瓜不甜、菜无味。农作物品质严重下降，什么原因呢？农业生产中的秸秆的功能有机物质被焚烧，农业生态系统的物质循环被人为中断，农业生产的载体——土壤中的有机质含量极小，过量的化肥导致农业生产生态要素品质下降，这就是症结所在。向土壤中施入微生物肥料，微生物的分泌物能溶解土壤中的磷酸盐，将磷素释放出来，同时，也将钾及微量元素阳离子释放出来，以键桥形式恢复团粒结构，消除土壤板结。SAP有机保水肥的出现可以改变以上化肥对土壤的不利现象，由于SAP有机保水肥是由微生物肥料豆粕形成，具有吸水、保水、保肥、控释肥性能，大大的减轻化肥对土壤的危害。能够起到改良土壤、使土壤成团粒结构，防止土壤板结和盐碱化，使土壤的水肥不易流失，提高土壤水肥的利用率。SAP有机保水肥在土壤内反复的吸收水分、形成凝胶收缩膨胀，给土壤造成大量微型空隙，提高土壤的透气性，改良根系环境促使根系微生物的生长，防止土壤的板结和盐渍化。（2）豆粕与丙烯酸和丙烯酰胺聚合的有机保水肥，自身含有植物生长所许的大量N、P、K等微量元素，可以替代传统化肥、满足促进植物生长的需求，可广泛的应用于农林业高品质经济作物的种植和栽培育苗等，大大提高水肥的利用率可达85-95%（传统肥料利用率最高达20-30%）。（3）豆粕聚合而成的高吸水性树脂：在吸水保水功能上，具有特异的强吸水基团，在树脂内部可产生高渗透缔合作用并通过其网孔结构吸水。它的最大吸水力高大每平方厘米13公斤- 14公斤，可吸收自身重量的数百倍至上千倍的纯水，并且这些被吸收的水分不能用一般的物理方法排挤出来，所以它又具有很强的保水性。由于树木根系的吸水力大多为每平方厘米17公斤- 18公斤，一般情况下不会出现根系水分的倒流，而林木根系却能直接吸收贮存的保水肥中的水分，这一特性决定了保水肥在农林业抗旱节水、节肥中的广泛应用。