[发明专利]一种高生物碳控释肥料及其制备方法

说明书

技术领域

    本发明涉及一种新型肥料，具体是一种高生物碳控释肥料及其制备方法。

背景技术

　  控释肥料是使肥料中含有养分的化合物在土壤中释放速度缓慢或者养分释放速度可以得到一定程度的控制以供作物持续吸收利用。

　　使用缓释肥料的目的：(1)减少肥料养分特别是氮素在土壤中的损失；(2)减少施肥作业次数，节省劳力和费用；(3)避免发生由于过量施肥而引起的对种子或幼苗的伤害。

传统的肥料缓释、控释技术主要是使用聚合物包膜（衣）工艺（例如喷雾干燥技术）。存在控释机理单一，原材料浪费大，成本高，不能直接应用到现有肥料生产的工艺中等问题。

实际上，作物生长需要肥料有多种控释机理，以满足作物生长各阶段对养分的需要，现代农业更要求肥料在提供作物生长需要的同时能提高肥料利用率，减少污染，改善土壤，贮碳及减少温室气体的排放，要求配方灵活并能直接用于现有肥料生产工艺。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种具有多个控释机理并能利用生物碳化达贮碳和减少农田温室气体（CH₄、CO₂、N₂O集）排放功能的控释肥料及其制造方法。

本发明所述的高生物碳控释肥料，其主要由高生物碳控释剂和肥料组成，其中高生物碳控释剂和肥料中的NPK比例为（20-60）：(80-40)；所述高生物碳控释剂包括聚合物、生物碳、吸附剂和催化剂，其中聚合物的重量比为0.1-45%，生物碳的重量比为50%-90%，吸附剂的重量比为1%-10%,催化剂的重量比为0.01-1%，控释剂粒径为60-200目。所述NPK指的是氮、磷、钾，分别是由其英文中首个字母大写组成，通常情况下是用作表示复合肥中的养分配比情况。

上述聚合物为以下物质中的一种或多种组合物：聚乙烯乙醇、聚乙烯乙酸及共聚物，聚醋酸乙烯及共聚物，纤维素类聚合物包括ethlcellalose,methylcellalose,hydroxymethylcellalose,hydroxypropylcellalose,carboxymethycellalose,淀粉、明胶及多糖acylmide聚合物及共聚物，海藻酸钠。其中优选为聚乙烯乙醇、聚乙烯乙酸和碳化甲基纤维素的组合物，其重量比为聚乙烯乙醇∶聚乙烯乙酸∶碳化甲基纤维素=40∶40∶20。

上述吸附剂为钙膨润土及其衍生物、沸石粉、纳酸钙、钠硅酸或激活粘土。催化剂为催化剂为乙二醇及其衍生物、丙二醇或者聚乙二醇和二甘醇。 所述生物碳由生物质经400-800C无烟焦化工艺产生。

    此外，本发明还提供了该高生物碳控释肥料的制备方法，其包括以下步骤：

A:  选择聚合物配料和聚合微矩阵催化剂

   聚合物在控释剂中的重量比例为0.1-45%，聚合物包括单聚合物及共聚物，具体为以下物质中的一种或多种组合物：聚乙烯乙酸、聚乙烯乙醇、聚醋酸乙烯共聚物、聚乙烯醇共聚物，乙醛纤维素、碳化甲醛纤维素，进一步较理想的聚合物配比为聚乙烯乙醇、聚乙烯乙酸、碳化甲醛纤维素为40：40：20。催化剂为Glycol （乙二醇）及其衍生物， propylene glycol（丙二醇）或者 polyethylene glycol and diethylene glycol（聚乙二醇和二甘醇），催化剂在聚合物中的重量比例为0.01-1%；进一步较理想的催化剂为 propylene glycol（丙二醇）。

B：选择生物碳及吸附剂配料

    生物碳及吸附剂在控释剂中的重量比例为50%-90%，其中的生物碳由生物物质如桔杆等，通过无烟焦化技术产生。吸附剂包括：钙膨润土及衍生物、沸石粉、钠硅酸、激活粘土及矿化物质，吸附剂在缓释剂形成中起焦化作用，生物碳和吸附剂的比例为90：10；

C：高生物碳控释剂的生产

    把上述AB步骤中选取的聚合物配料，生物碳及吸附剂配料按上述比例彻底混合，将混合料的粒径控制在60-200目（网格），混合的温度为45-65℃；

D：制作控释肥料  

把高生物碳控释剂和肥料彻底混合，其中高生物碳控释剂和肥料中的NPK重量比例为（20-60）：(80-40)，混合物送入80-100℃蒸汽中造粒，颗粒肥料经干燥、冷却、筛分后即成高生物碳控释肥料。