[发明专利]一种相变材料温控缓释肥及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于农作物的肥料领域，更确切的说是涉及一种适合于现代农业的相变材料温控缓释肥。

背景技术

随着我国人口的不断增加，粮食需求也不断增加，为了解决粮食问题，大力发展现代农业是一重要措施，化肥在提高粮食产量方面具有重要作用。我国的化肥用量大，约占世界化肥消费总量的20%~30%，但肥料当季利用率低，氮肥仅有30%~35%，磷肥约为10%~20%，钾肥为35%~50%，低于世界平均水平15%~20%。化肥施入土壤后随着时间溶解土壤中，一部分被农作物吸收，另一部分流失在土壤和空气中，对环境造成污染。例如尿素，碳酸氢铵等施入土壤中很容易挥发损失，降低了肥料的利用率，污染了大气；而磷酸盐类肥料施入土壤中极易被固定流失，很难被作物吸收，降低了肥料利用率。

为了提高利用率，在快速发展的新型肥料行业中，缓释/控释肥的发展成为主流产品，而目前的缓释/控释肥以添加剂类缓释控释肥和包膜类缓释控释肥为主。添加剂类缓释控释肥主要是在生产中添加调节剂，通过调节土壤微生物活性来控制肥料释放，具有肥效不稳定性；包膜类缓释控释肥主要是在肥料外部包裹一层石蜡或聚合物高分子膜，利用时间将包膜材料溶解或者破裂，使肥料释放出来，提供植物所需。添加剂类和包膜类缓释控释肥均通过时间来控制肥料肥效的释放，农作物在生长期的最适温度内能很好的吸收肥效，但在温度过低或过高时，作物对肥料的吸收将受到影响，吸收率大大降低，降低了肥料的利用率。因此，为了提高肥料的利用，发展一种使作物在最适生长温度对肥料的吸收率提高，且在低温或高温作物吸收率降低的情况下，肥料释放缓慢的新型温控缓释肥，而这一新型温控缓释肥具有很大的应用价值。

中国专利公开号CN102875254A公开了一种非包膜缓释型增效复混肥及其制备方法。该非包膜缓释型增效复混肥由γ-聚谷氨酸，阻溶剂，硝化抑制剂，脲酶抑制剂，十二烷基苯磺酸钠，以及复混肥料混合后，直接造粒所得。该非包膜缓释性增效复混肥为添加剂类缓释肥，其中添加了阻溶剂降低肥料的溶解度，在加入硝化抑制剂和脲酶抑制剂控制土壤中的微生物活性，是肥料达到缓慢释放肥效的目的，但是土壤中微生物的活性受多种因素影响，对肥料的缓释效果具有不稳定性，且微生物对肥料的释放也受时间控制，作物需肥量小时释放肥效，对肥料造成了浪费，降低了肥料的利用率。

中国专利公开号CN102424640AA公开了一种双层包膜保水缓释肥及其制备方法。该缓释肥包括化肥颗粒和包裹在颗粒肥料表面的双层包膜，内膜控释层的材料为卡拉胶和可溶性钾盐或可溶性铵盐；外膜保水层的材料为高吸水性树脂。该缓释肥通过双层包膜，将化肥颗粒包裹在膜层中，施入土壤后，需待包膜材料溶解或降解后肥料才能释放，作物短时间内不能高效吸收利用肥料营养成分。随着时间待膜层破裂后肥料大量释放，但如遇作物在低温或高温时，对肥料吸收率降低，肥料大量流失，降低了肥料的利用率，且包膜工艺复杂，投资大，包膜肥料价格昂贵，农民不易接受。

中国专利公开号CN102464506A公开了一种温控缓释肥生产工艺。该温控缓释肥是利用松油作为溶剂，加入高分子聚合物聚乙烯，聚丙烯，聚苯乙烯混合作为包膜液，再对肥料颗粒进行喷涂包膜。该温控缓释肥虽利用了土壤中温度的变化，但包膜材料均为对土壤有二次污染的高分子聚合物，且温控效果不明显。

根据上述，我国目前的缓释控释肥如添加剂型和包膜类主要以时间来控制肥效的释放，随着时间的延长，肥料缓慢释放。但植物吸收营养成分不只由时间因素来决定，还由温度来决定。在20℃~35℃时，植物活性最高，所需的营养物质也最为丰富，能够大量吸收营养成分并充分利用，促进植物自身生长，提高肥料的利用率。因此，为了适应现代农业的发展，需进一步开发适合植物生长温度的温度控制型新型肥料。

发明内容

为了解决上述的不足和缺陷，本发明提出了一种相变材料温控缓释肥。相变材料是指随温度变化而改变物理性质并能提供潜热的物质。如固液相变，在加热到熔化温度时，就产生从固态到液态的相变，当相变材料冷却时，进行从液态到固态的逆相变。该温控缓释肥以肥料为主，在其中另有低温固液相变材料，当温度达到20℃~30℃时，相变材料由固态变为液态，在肥料颗粒内部具有流动性，可从内部使肥料颗粒分散开，溶解在土壤中，提供植物营养物质。该相变材料温控缓释肥由土壤温度控制其肥效释放，在一年任何时均可施肥，一次性施肥，省时省工省肥省水。