[发明专利]一种通过pH敏感性材料控释的磷肥及其制备方法

说明书

技术领域

 本发明涉及控释磷肥领域，具体涉及一种通过pH敏感性材料控释的磷肥。

背景技术

磷是农作物生长的必需营养元素之一，农作物的整个生长周期都对磷素都有一定量的需求，但磷肥施入土壤以后，仅有少量能被作物吸收利用，大部分会被土壤固定而失效，造成磷肥损失。因此研制和施用缓释磷肥，对现代农业具有重要意义。

目前解决磷肥缓释，提高利用率的主要方式为包膜磷肥和枸溶性磷肥。包膜磷肥主要为在磷肥表面包裹一层膜，待膜层溶解或破裂后，磷肥释放，供作物吸收。但随着膜层溶解或破裂，包膜磷肥会释放大量磷元素，尤其是一些水溶性较好的磷肥会被土壤中的金属离子固定，造成了磷肥的浪费。而溶解缓慢的枸溶性磷由于溶解条件苛刻则难以满足农作物对磷的高效吸收需求。

中国专利公开号CN101270011公开了一种用于含磷肥料的包膜材料制备及包膜方法，该发明是将磷肥用改性后的凹凸棒进行包膜，随着包膜缓慢破裂后，磷肥释放出来，被作物吸收。该发明所得包膜磷肥前期具有缓慢释放特性，但后期膜层破裂后磷肥的释放难以控制，易造成磷肥的快速释放和流失。

中国专利公开号CN103819278A公开了一种高强度脲醛缓释肥及其制备方法，该缓释肥是将脲醛和磷肥交联合成，通过化学合成物质的缓慢分解而释放磷素。磷肥在释放磷素的过程中，不能保证释放周期和植物生长周期同步，虽然达到使磷肥缓慢释放的目的，但是并不能明显提高磷素的有效利用率。

中国专利公开号CN 103242084 A公开了一种缓释磷肥，由磷矿粉、生物菌缓释剂、钙镁磷肥、膨润土通过发酵、造粒而成。该发明通过发酵使得磷矿粉中不能被农作物直接吸收的磷分解，生成了易被农作物吸收的有效磷。但磷矿粉的磷溶解缓慢，难以适应农作物对磷的高效吸收需求。

根据上述，我国目前的缓释磷肥均为包膜或采用枸溶性磷。普通包膜磷肥的膜层随着时间溶解或降解后，磷肥就大量释放出来，作物如果不能短时间吸收，容易引起磷肥被土壤固定，降低磷肥的利用率；枸溶性和化学合成类磷肥随着时间进行缓慢溶解，缓慢释放磷肥，不能根据作物对磷肥的需求做出供应。因此，现有缓释磷肥只满足了缓慢释放的要求，难以达到控释，无法满足农作物在需要磷肥时缓慢释放磷元素的控释效果。

因此，现有缓释磷肥存在的缺陷主要表现在两点：1、水溶性较好的磷肥农作物吸收快，通过包膜后，其控释性差，一旦包膜破损会导致磷在土壤中被固定；2、通过化学合成或者枸溶性溶解缓慢的磷肥，由于磷的溶解缓慢，难以供应但在不同的生长阶段农作物的对磷的需求。

发明内容

本发明针对现有缓释磷肥无法根据农作物生长需求控释磷从而造成磷易固定、流失、农作物吸收率低的不足与缺陷，提出了一种通过pH敏感性材料控释的磷肥，其特征是由PH敏感性材料包覆水溶性磷肥组成。其中PH敏感性材料是由谷朊粉与沸石在交联剂作用下交联而成，作物在缺磷后，根系分泌有机酸增加，使根系周围的pH值降低，在低pH值条件下，镶嵌在沸石孔道的谷朊粉通过溶胀水解打开孔道，水溶磷肥释放，从而达到控释的效果，而此时由于有机酸的存在，水溶磷不会被土壤固定，最大程度增加农作物对磷的高吸收，减少磷被固定和流失。

进一步，本发明提供了一种通过pH敏感性材料控释的磷肥的制备方法。

本发明一种通过pH敏感性材料控释的磷肥，是采用如下技术方案实现的：

一种通过pH敏感性材料控释的磷肥，其特征是由PH敏感性材料包覆水溶性磷肥组成，其中水溶性磷肥的重量份数为85-90份，PH敏感性材料的重量份数为10-15份。

上述所述PH敏感性材料是由谷朊粉与沸石在交联剂作用下交联而成，沸石与谷朊粉按质量比20-25：1组成；谷朊粉与交联剂按质量比1∶0.02-0.05组成使用。

上述所述的沸石是通过用1-2mol/L浓度的盐酸液浸泡2-4h酸化，并用有机季铵盐微细改性的酸解有机改性沸石粉。

上述所述的谷朊粉选用从玉米、秸秆、木薯中提取的谷朊粉，具有良好的吸水性、粘弹性、延伸性、成膜性。可以封堵沸石的微孔防止水溶磷肥提前释放，尤其是PH降低时谷朊粉持水性增加，其特有的海绵状结构被溶胀，可以持续释放水溶磷。

上述所述水溶性磷肥优选磷酸二氢铵、磷酸一氢铵、磷酸二氢钾、聚磷酸铵、聚磷酸脲中的至少一种。

上述所述的交联剂为乙酸锌、乙酸镁、乙酸钙中的至少一种。

一种通过PH敏感性材料控释的磷肥，其特征是制备方法的具体制备步骤如下：