[发明专利]一种基于玉米秸秆的氮磷钾复合缓释肥料的制备方法

说明书

本发明提供了一种基于玉米秸秆的氮磷钾复合缓释肥料的制备方法，是将玉米秸秆粉、蒸馏水和丙烯酸混合均匀后，加入氨水中和丙烯酸至中和度为40~80%，加入过硫酸铵，于50~75℃恒温水浴中回流反应3~6h，得到玉米秸秆‑丙烯酸共聚物；在玉米秸秆‑丙烯酸共聚物中依次加入尿素、磷酸氢二铵、五氧化二磷、氢氧化钾和偶联剂，搅拌混合均匀，于30~80℃反应1～3h，冷却、造粒、干燥，得复合缓释肥料。本发明制备的复合缓释肥料的缓释性能优异，制备方法简单，快捷，成本低且环境友好。

技术领域

本发明涉及一种基于玉米秸秆的氮磷钾复合缓释肥料的制备方法，属于农业缓释肥料技术领域。

背景技术

缓释肥料又称缓效肥料或控释肥料，缓释肥料可以显著提高化肥的利用率，减少施肥次数，节省劳力和费用，避免过度施肥对环境的污染，对于发展可持续高效农业具有重要意义，目前，缓释肥料的制备工艺相对复杂，成本较高，施用后对环境会造成一定污染。因此，研究环境友好，制备方法简单，成本低廉的缓释肥料具有重要意义。玉米是我国最大的粮食品种，种植面积最大，区域分布最广，玉米秸秆量大且来源广泛，价格低廉，以玉米秸秆作为载体制备缓释肥料不仅降低成本，而且可降低对环境和土壤的污染。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于玉米秸秆的氮磷钾复合缓释肥料的制备方法，制备方法简单，快捷，成本低且环境友好。

一、基于玉米秸秆的复合缓释肥料的制备

（1）将玉米秸秆粉、蒸馏水和丙烯酸混合均匀后，加入氨水中和丙烯酸至中和度为40~80%，加入过硫酸铵，于50~75 ℃恒温水浴中回流反应3~6h，得到玉米秸秆-丙烯酸共聚物。其中，玉米秸秆粉为80~200目；米秸秆粉、蒸馏水和丙烯酸的质量比为1：5~10：1~5；过硫酸铵的加入量为丙烯酸质量的0.01~1%。

（2）在上述玉米秸秆-丙烯酸共聚物中依次加入尿素、磷酸氢二铵、五氧化二磷、氢氧化钾和偶联剂，搅拌混合均匀，于30~80℃反应1～3h，冷却、造粒、干燥，得复合缓释肥料。其中，尿素的加入量为玉米秸秆-丙烯酸共聚物总质量的20～30%；磷酸氢二铵的加入量为玉米秸秆-丙烯酸共聚物总质量的20～30%：五氧化二磷的加入量为玉米秸秆-丙烯酸共聚物总质量的5～10%；氢氧化钾的加入量为玉米秸秆-丙烯酸共聚物总质量的10～20%；偶联剂的加入量为玉米秸秆-丙烯酸共聚物总质量的1～3%；偶联剂为环氧氯丙烷、3-缩水甘油基氧基丙基三甲氧基硅烷、(3-巯基丙基)三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷中的任何一种；干燥温度为30~80℃。

二、复合缓释肥料性能测定

1、氮磷钾含量测定

对得到的复合缓释肥料测定氮磷钾含量，将氮磷钾缓释肥料彻底消化得清亮溶液，以凯氏定氮法（GB/T 22932-2008）测定得到氮含量为11.65%（以N计），磷钼蓝分光光度法测定得到磷含量为14.21%（以P₂O₅计），火焰原子吸收光谱法测定得到钾含量为18.88%（以K₂O计）。

2、溶胀率测定

复合缓释肥料以1:1000的质量比浸泡在自来水中使其溶胀，溶胀最大可达3～5倍（体积增大）。

3、持水率测定

缓释肥料与30目的干燥细砂以1:300的质量比混合置于PVC管中，平行实验3组，根据下式计算沙土最大持水率：

W% = (W₂ - W₁)/(W₂ - W₁ + 300) ×100