[发明专利]一种环保的多元缓释肥料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种环保的多元缓释肥料及其制备方法，属于肥料技术领域。本发明开发出了一种能够提供大量元素和多种微量元素的缓释肥料，其以埃洛石为无机填料，聚多巴胺为天然包膜和螯合剂，通过填充大量元素和螯合微量金属元素获得。本发明的缓释肥料对植物生长所需的大量元素和微量金属元素均具有优良的缓释性能，制备原料绿色环保，价格低廉，具有良好的应用前景和经济价值。

技术领域

本发明涉及一种环保的多元缓释肥料及其制备方法，属于肥料技术领域。

背景技术

缓释肥料是利用物理、化学等手段，延缓肥料养分在土壤中的释放速率，使其养分按照植物生长过程各个阶段的养分需求缓慢释放的一类肥料的总称，而复合缓释肥料是在缓释肥料制备过程中引入无机填料，以改善缓释肥料的物理性能和释放性能，降低肥料的成本。

埃洛石是一种类似于高岭土的天然粘土矿物，自然界中蕴藏丰富。天然存在的埃洛石主要有球状、片状和管状的结构，其中管状结构居多，这是由于铝氧八面体层与硅氧四面体层间不匹配的错位使得片状晶体卷曲形成多壁管状结构。一般来说，埃洛石纳米管（HNTs）的长度约100-1500nm，外径约为40-70nm，内径约为15-30nm。HNTs具有较大的比表面积、热稳定性和高生物相容性，这些良好的性能使其在染料吸附、分子储存和药物释放等领域具有重要的应用价值。河南工业大学的魏宏亮课题组（“基于埃洛石的复合保水缓释肥料的制备及表征”，王赫，河南工业大学硕士学位论文）采用埃洛石装载尿素，并采用多种天然单体、高分子在其表面共聚形成包膜，得到保水缓释肥料，尽管上述材料具有较优的保水缓释性能，但其制备工艺复杂，难以大规模生产。

随着氮、磷、钾三要素肥料的大量使用，土壤里中量元素和微量元素的缺乏日趋严重。农业科技界把植物中含量介于0.2～200mg/kg必需营养元素称为微量元素，必需的微量元素有锌、硼、锰、钼、铜、铁、氯等7 种。植物的生长发育需要吸收各种营养，但是决定植物产量的是土壤那个相对含量最小的植物有效生长因素，产量也在一定限度内随着这个因素的增减而相应的变化。由于这个限制因素的存在，近100多年来氮磷钾化肥的施用量急剧增加，而随作物带走的中微量元素养分没有得到有效的补给，目前缺乏中微量元素的作物、土壤越来越广泛，问题也越来越严重。

CN102976855A公开了一种聚多巴胺包膜缓释肥料，其以焦磷酸铜钾三水化合物为为底物通过多巴胺包覆制得聚多巴胺包膜缓释肥料，该缓释肥料含有磷、钾、铜和氮，是一种集大量元素和微量元素于一体、具有缓释功能的肥料。该肥料中的聚多巴胺包膜具有良好的生物相容性，且在降解后能进一步释放植物所需的氮元素，不仅能起到缓释作用，亦能作为天然氮肥。然而，该缓释肥料受底物限制，微肥种类单一，难以对植物提供多种类的微肥元素。

本发明为解决上述技术问题，首次开发出了一种能够提供大量元素和多种微量元素的缓释肥料，其以埃洛石为无机填料，聚多巴胺为天然包膜和螯合剂，通过填充大量元素和螯合微量金属元素获得。本发明的缓释肥料对植物生长所需的大量元素和微量金属元素均具有优良的缓释性能，制备原料绿色环保，价格低廉，具有良好的应用前景和经济价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够同时释放大量元素和多种微量元素的缓释肥料，包含化肥底物30-50wt%、埃洛石纳米管（HNTs）填料20-40wt%、聚多巴胺包膜15-30wt%以及螯合于聚多巴胺包膜上的金属微肥5-15wt%。

进一步的，所述肥料底物为尿素、碳酸氢铵、磷酸二铵、磷酸二氢钾中的一种或多种，所述金属微肥为锌、铁、钼、锰、铜、钙、镁中的一种或多种。

本发明的另一目的在于提供上述缓释肥料的制备方法，具体包括如下的制备步骤：

（1）埃洛石纳米管（HNTs）的酸化

将适量HNTs加入到无机酸溶液中，磁力搅拌均匀，在60-100℃回流反应2-10h，反应结束后过滤、充分洗涤、干燥，得到酸化的HNTs；