[发明专利]秸秆基高吸水性树脂肥料常温制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于农业缓释肥料的高吸水性树脂的制备方法，具体涉及一种含尿素的秸秆基高吸水性树脂及其常温制备方法。 

背景技术

化肥是粮食增产的物质基础，据联合国粮农组织（FAO）统计，全球化肥对农作物增产的贡献约占40%～60%。我国以占世界9%的耕地养活了占世界22%的人口，其中化肥对粮食增产的贡献约为50%，功不可没。我国是世界上最大的化肥生产国和消费国，化肥年产量约占全球的30%，消费量占全球的35%。传统化肥养分释放速度快，肥料中的大部分养分容易被淋溶、挥发、固定，利用率低。研究表明，我国化肥当季利用率平均约为30%。化肥利用率低不仅造成资源的浪费，降低了农业生产的经济效益，而且带来了严重的环境问题，包括水体面源污染、土壤污染、大气污染以及农产品品质下降等。如何提高化肥利用率已经成为世界各国共同关注的问题。缓控释肥料和新型多功能肥料是当今世界肥料研究和开发的热点领域，代表着新型肥料的发展方向。缓控释肥料可以缓慢释放养分来满足农作物的营养需求，因此有效避免了传统速溶肥料易流失的缺点，大大提高了化肥的利用率，可有效地减少过度施用化肥带来的环境污染。与普通肥料相比，其肥效长，一次施用能够满足作物较长时间的养分需求，可以减少施肥次数并提高作物产量，从而降低施肥作业成本，提高经济效益。缓控释肥料具有“增效、节肥、省工、环保”等特点，为解决肥料利用率低和过度施肥带来的环境污染问题提供了新的思路和途径。目前缓控释肥料的缓控释原理主要有物理法、化学法和生物法。因此，缓控释肥料相应地主要分为物理阻碍型、化学合成型和生化抑制型。化学合成型缓控释肥料是将化学合成的微溶性肥料直接（或间接）以共价（或离子）键接到预先形成的聚合物上，而构成的一种新型聚合物肥料。此类缓控释肥料缓控释效果比较好，但往往不能满足作物在生长初期对养分的需求，且成本较高。生化抑制型缓控释肥料是经过生物抑制剂（或促进剂）改良的常规肥料，主要应用于速效氮肥。然而大多数生化抑制剂价格昂贵，毒性较大，因而难以广泛应用。物理阻碍型缓控释肥料主要是通过喷涂、干燥等手段在肥料颗粒表面涂覆一层或多层低水溶性材料，形成致密的低渗透性包衣来阻碍水分进入肥料内核的速度，进而达到限制养分释放的目的。包膜包裹型缓控释肥料是近年来发展最为迅速的一类，也是缓控释肥料中所占比例最大的一类。寻找理想的缓控释肥料的包膜材料，在提高缓释效果的同时降低成本是研究的焦点。高吸水树脂因其良好的吸水保水性而被应用于现代农业土壤改良，高吸水树脂可以增加土壤团聚体，改善土壤结构；提高土壤吸水能力，增加土壤含水量；增加土壤保水能力，降低土壤水分蒸发量和土壤水分渗透速度；提高土壤保肥能力。目前高吸水树脂的合成途径主要有两种：一种是合成系树脂，主要利用具有双键结构的亲水性单体进行共聚；另一种是利用淀粉、纤维素、壳聚糖、藻酸等天然多羟基化合物与亲水性功能单体进行接枝共聚。因石油资源的不可再生，以及人们环保意识的不断增强，合成系树脂因其造价高、降解困难等瓶颈问题，逐渐被淘汰。着眼于资源可持续利用，生态环境和谐发展，以及可生物降解性等特点，人们对可再生秸秆纤维素的开发利用寄予厚望。秸秆材料中富含纤维素、木质素等天然高分子，分子链上分布有大量的羟基、羧基等活性基团，经过处理可制备高吸水性材料，这不仅可使秸秆资源得到有效利用，还可以降低高吸水性材料的成本，增加高吸水性树脂的复合功能。采用农作物秸秆纤维素制备的高吸水树脂不仅吸水倍率较高，而且结构稳定，长时间吸水也不易分解，具有很好的保水性能。此外，将农业废弃物秸秆高值化利用，对农业的可持续发展具有重要意义。高吸水树脂可以通过不同方式和肥料复配使用，不仅可以起到土壤改良的作用，并对肥料起到缓释的双重作用。可以预料，具有吸水倍率高、缓释效果强、制作工艺简单、价格低廉的多功能保水缓释肥料的研究、生产及大面积推广应用必将成为今后化肥工业发展的必然趋势。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种生产成本低廉生产的秸秆基高吸水性树脂肥料常温制备方法。 

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：秸秆基高吸水性树脂肥料常温制备方法，包括如下步骤：（1）、秸秆预处理：将秸秆洗净、干燥、截短、粉碎，过100目标准筛，收集100目以下粒径的秸秆粉末；