[发明专利]含多种营养元素生物降解高分子缓控释有机纳米肥的制备

说明书

本发明涉及缓控释化肥领域，具体是一种含多种营养元素的生物降解高分子缓控释有机纳米肥的制备方法。具体包括：使一定量的甲醛和尿素在一定温度下反应一段时间后，将体系温度升至设定温度后加入一定量的磷酸盐继续反应，直至体系粘稠；将得到的粘稠状产物造粒并在设定温度下干燥一段时间后，则得到含多种营养元素的生物降解高分子缓控释有机纳米肥。本发明制备的含多种营养元素的生物降解高分子缓控释有机纳米肥中的纳米磷酸盐通过氢键作用牢固地结合在脲甲醛的大分子链间，可赋予氮、磷、钾或其它中微量元素优异的缓释性能，从而大幅提高肥料利用效率。

技术领域

本发明涉及缓控释化肥领域，具体是一种含多种营养元素的生物降解高分子缓控释有机纳米肥的制备方法。

背景技术

传统肥料由于容易挥发、流失、淋洗或被土壤固定，因而导致低的养分利用效率。而那些不能被植物吸收利用的营养元素流失到周围环境中会严重污染地下水源并造成江河湖海水体的富营养化。此外，长期施用这些肥料还会造成土壤酸化或碱化，破坏土壤结构，使土壤板结，肥力质量下降，最终导致作物减产并降低作物品质。

为提高肥料利用效率，除了加强农艺技术的研究以外，还必须在肥料制备和加工等方面进行技术升级。目前世界肥料产业的发展趋势是缓控释化、高效精准化和环境友好化。现阶段，国内外对于缓控释技术的研究主要集中在开发新型物理包膜型缓控释肥料方面。这些肥料大多是以无机复合肥为核心、难溶材料为外壳的核壳结构，存在包膜工艺复杂、膜材料成本较高等缺点，限制了它们的推广和应用。尤其是随着环境保护意识的日益增强，人们逐渐意识到这些包膜材料难以降解，残留于土壤中容易污染土壤环境。以脲醛肥为代表的化学型缓控释肥可以有效解决包膜缓控释肥存在的各种问题，但是存在养分单一、缓释周期过长等缺陷，限制了脲醛肥的应用范围，使其目前只能应用于森林土壤、草坪等常年生植物，而很难应用于玉米、水稻、小麦和蔬菜等大规模种植的短周期农作物。

目前，纳米技术已经在生物科学等领域发挥了巨大的作用，其在农业领域也应有更为广阔的应用前景。由于纳米材料具有小尺寸效应、表面界面效应、量子尺寸效应和量子隧道效应等基本特性，因此，会出现许多传统材料不具备的奇异特性。而将纳米技术应用于农用肥料领域制备得到的纳米肥料也有望解决常规缓控释肥料存在的各种缺陷。目前国内外研发的纳米肥料主要包括纳米结构肥料和纳米材料包膜或胶结缓控释肥料两大类。纳米结构肥料主要有纳米羟基磷灰石、纳米碳酸钙、纳米二氧化硅等。纳米材料包膜或胶结缓控释肥料主要为利用纳米材料（如纳米无机黏土、纳米腐殖酸和纳米木质素等）吸附无机小分子肥。但是，上述那些纳米肥料的制备需要用到高速剪切分散、原位生长、自组装、溶剂热法等，工艺过程复杂，设备昂贵，很难用于大规模工业化生产。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种含多种营养元素的生物降解高分子缓控释有机纳米肥的制备方法，该有机纳米肥是由脲甲醛大分子链和纳米磷酸盐通过强烈的氢键作用缔合而成的。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种含多种营养元素的生物降解高分子缓控释有机纳米肥的制备方法，包括以下步骤：

（1）在反应器中分别加入甲醛和尿素，调节体系pH，升温进行反应；之后调节反应器温度，待体系温度上升后加入磷酸盐继续反应，直至体系粘稠；

（2）将得到的粘稠状产物造粒、干燥，即得到含多种营养元素的生物降解高分子缓控释有机纳米肥。