[发明专利]一种缓释微胶囊型高分子酸性土壤调理剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种缓释微胶囊型高分子酸性土壤调理剂及其制备方法。该酸性土壤调理剂的制备方法，以壳寡糖为原料，其特征在于：1)将功能有机弱酸、无机养分盐、硝化抑制剂和壳寡糖溶解于水中，再将水溶性表面活性剂溶于其中，混合搅拌，得到水相；2)将油溶性表面活性剂溶于有机溶剂中，混合搅拌，得到油相Ⅰ；3)将交联剂溶于同一种有机溶剂中，得到油相Ⅱ；4)将水相、油相Ⅰ混合后切割搅拌后形成乳化液，切换置顶搅拌缓慢加入油相Ⅱ，发生界面聚合反应，得到反相微胶囊悬浮乳液，经后抽滤得到微胶囊颗粒。该酸性土壤调理剂能提高土壤pH和土壤酸碱缓冲容量，同时提高土壤阳离子交换量和盐基饱和度。

技术领域

本发明属于农业土壤改良领域，具体涉及一种缓释微胶囊型高分子酸性土壤调理剂及其制备方法。

背景技术

我国南方土壤酸化土壤分布较广，包括广大热带和亚热带地区，面积高达2.03×10⁸hm²，占全国耕地面积的21％，这些地区大部分土壤的pH值低于5.5，甚至低于5.0。在人为过量施用化肥，尤其是铵态氮肥的情况下会加速土壤酸化。土壤酸化直接导致土壤的物理、化学和生物性质恶化，不仅破坏土壤正常团粒结构，造成土壤板结和养分流失，而且活化铝、锰和有毒重金属(镉、铅、铜等)，抑制微生物活性，从而严重影响农作物的生长发育，对人类健康造成巨大威胁。

当前使用的酸性土壤改良剂主要包括石灰、天然黏土矿物、工业副产品、钙镁磷肥、作物秸秆、粪肥和生物质炭等改良剂，其中石灰作为最常用的传统酸性土壤改良剂，具有土壤酸性改良明显、效果迅速的特点(曾廷廷等，2017)，但养分单一，若长期或大量频繁使用会对土壤本身造成不良影响，例如“土壤石灰板结田”、土壤钙、镁、钾3种元素的平衡失调(胡敏等，2017)、次生盐渍化甚至反酸(孟赐福等，1999)等不良现象。黏土矿物剂(杜玉凤等，2016)如白云石、蒙脱石、凹凸棒石、沸石和海泡石等，虽然能够改良土壤酸性，但开发难度大，不够经济便捷。工业副产品如磷石膏、粉煤灰、赤泥、钢渣和碱渣等应用到土壤中，这些物质本身具有较强的碱性，能中和土壤的酸性物质(李九玉等，2009)，且价廉、便捷，但其中大多含有一定量的有毒重金属，从而产生二次污染的威胁。增加土壤有机质常常投入畜禽粪便制作的有机肥，虽然能增加土壤中盐基离子和有机质含量，减少土壤中交换性酸和交换性铝含量(孟红旗等，2012)，但由于饲料中均含有一定量的重金属元素，如Cu、Zn、Mn、Cr、Cd、Ni等，长期大量施用会导致土壤重金属积累，形成二次污染。生物质炭可提升土壤pH、提升土壤养分含量和改善土壤结构(袁金华等，2019)，但本身可能含有毒有害物质如多环芳烃等，从而对作物和人体造成潜在危害，此外，增加氮磷淋溶和甲烷排放从而给土壤带来二次污染风险。因此，研发既能提高土壤pH，又能提高土壤酸碱缓冲容量和土壤养分的长期安全有效的酸性土壤调理剂迫在眉睫。

甲壳素是仅次于纤维素的第二大天然高分子化合物，被誉为天然植物疫苗，可有效预防多种作物病害，增强其抗逆性，是一种取之不尽用之不竭的可再生资源。其去乙酰胺产物——壳聚糖不仅本身具有碱度，可以中和土壤酸度和吸附土壤酸性离子，提高土壤有机质，而且安全无毒，不会对环境造成污染。而壳寡糖是自然界中唯一带正电荷阳离子碱性氨基低聚糖，是动物性纤维素，它具有壳聚糖所没有的较高溶解度，全溶于水，容易被生物体吸收利用等诸多独特功能。添加硝化抑制剂可以降低铵态氮硝化速率、减少氢离子产生量，减少土壤氮素的淋溶损失，提高氮素利用率。此外，弱酸盐可以结合土壤溶液中过多的氢离子，从而减少土壤酸度和提高养分有效性，减弱铝毒和猛毒，降低重金属有效性。无机盐也会补充土壤缺乏的养分，有利于作物健康生长。

发明内容

本发明的目的是提供一种缓释微胶囊型高分子酸性土壤调理剂及其制备方法。本发明通过对壳寡糖进行交联而形成微胶囊，并且在微胶囊内部内包覆有功能有机弱酸、无机养分盐和硝化抑制剂等，该微胶囊具有一定的缓释性能，合成过程易于操作，原料廉价易得，具有重要的实用价值。

本发明提供的缓释微胶囊，由胶囊壳和位于所述胶囊壳中的内容物组成；

构成所述胶囊壳的原料为壳寡糖和交联剂；