一种适宜南方酸性红壤的膜控型缓控释改良剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及土壤改良技术领域，公开了一种适宜南方酸性红壤的膜控型缓控释改良剂及其制备方法，该膜控型缓控释改良剂包括膜控型缓释颗粒和覆盖于所述膜控型缓释颗粒表面的速释层，按重量份数计：所述速释层包括生物炭10‑30份、改酸物质30‑45份、硅钙镁钾矿物肥2‑10份和粘合剂5‑20份；所述膜控型缓释颗粒包括生物炭10‑30份、含磷物质30‑65、硅钙镁钾矿物肥2‑10份、粘合剂5‑27份和包膜型缓释材料2‑32份。本发明专利技术的膜控型缓控释改良剂在降低土壤酸度的同时能够提高磷肥有效性，改善土壤质地，提高作物产量，而且利用内部的膜控型缓释颗粒和外部的速释层均包含生物炭和硅钙镁钾矿物肥的特点，既可以快速发挥作用，缩短土壤改良期，又能持续释放长期改良土壤。

A membrane controlled slow release controlled-release agent suitable for Southern acid red soil and its preparation method

The invention relates to the technical field of soil improvement, and discloses a Film-controlled slow-release improver suitable for Southern acid red soil and a preparation method thereof. The Film-controlled slow-release improver comprises a Film-controlled slow-release particle and a fast-release layer covering the surface of the Film-controlled slow-release particle. The fast-release layer includes organisms by weight. Carbon 10 30, acid-modifying substance 30 45, silicon, calcium, magnesium and potassium mineral fertilizer 2 10 and binder 5 20. The Film-controlled slow-release granules include biochar 10 30, phosphorus 30 65, silicon, calcium, magnesium and potassium mineral fertilizer 2 10, binder 5 27 and coated slow-release material 2. The Film-controlled slow-release improver of the invention can improve the effectiveness of phosphorus fertilizer, improve soil texture and increase crop yield while reducing soil acidity. Moreover, the internal Film-controlled slow-release particles and the external quick-release layer both contain the characteristics of biochar and mineral fertilizer of silicon, calcium, magnesium and potassium, which can play a role quickly and shorten soil. During the soil improvement stage, the soil can be released continuously for a long time.

【技术实现步骤摘要】
一种适宜南方酸性红壤的膜控型缓控释改良剂及其制备方法
本专利技术涉及土壤改良
，具体涉及一种适宜南方酸性红壤的膜控型缓控释改良剂及其制备方法。
技术介绍
红壤遍及南方十三个省区，是我国南方主要的土壤类型之一，也是我国粮食作物和经济作物的重要产区。但是，近年来红壤生态系统面临如下严峻问题：第一，工业化和城市化急速发展导致的酸沉降增加以及农业生产中铵态氮肥的大量使用，加剧了红壤酸化，不仅使红壤中钾、钙、镁、钼、硼等营养元素大量流失，也使红壤中重金属的活性增强、对植物的毒性提高，而且土壤酸化还会影响土壤微生物的活动，使微生物数量减少、活性降低，影响土壤中有机质的分解、转化；第二，传统清耕的耕种方式致使土壤有机质不断消耗，矿质养分流失，土壤肥力降低，甚至造成部分红壤区无法耕种；第三，红壤贫瘠化严重，N、P、K养分供应不足，多种中、微量元素缺乏，而且由于红壤自身特性造成施肥效果差，如施加磷肥极易被酸性土壤中大量存在的Fe、Al固定，导致磷肥效力降低，养分缺乏和肥料利用率低使得大多红壤区作物产量低、品质差。土壤改良剂是现代发展用于改良土壤性状的新材料，土壤改良剂能够有效改善土壤的物理、化学性质，在生产上得到广泛应用。目前农业生产中，常采取强效改酸物质如石灰或者氧化镁和有机肥料混合使用以改良红壤土质，研究表明上述强效改酸物质能显著降低土壤交换性酸和交换性铁铝含量，提高交换性钙镁含量，并且其降酸作用能保持较长时间，例如，公开号为CN107226762的中国专利技术专利公开了一种营养缓释型酸性土壤调理剂及其制备方法，该种土壤调理剂用石灰或者白云石将土壤酸性由4.0-5.0调整至6.2-6.8，改良后玉米的株高和干物质量均有大幅度升高。研究发现上述强效改酸物质虽然能够快速提高红壤pH，降低红壤中交换性铁铝含量，减少铁铝对磷的固定及产生的相应沉淀，但是，强效改酸物质溶解后也会在短期内集中、快速释放大量钙离子或镁离子,造成土壤施肥点局部pH激增，从而又易引起肥料释放的磷酸根离子与钙离子或镁离子生成磷酸钙沉淀或磷酸镁沉淀，降低磷肥有效性，诱发或者加速土壤板结，破坏土壤团粒结构，使得土面在内聚力的作用下变得坚硬，而土壤板结常常导致土壤透气性差、作物根系难以伸长，透水保水性差，抗涝抗旱能力下降，最终造成作物产量降低。
技术实现思路
因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中强效改酸物质虽然能够快速提高红壤pH、减少铁铝对磷的固定的现象，但也会在短期内集中释放大量的钙离子或者镁离子，造成土壤施肥点局部pH激增，导致出现含磷肥料释放的磷酸根离子又被微环境中的钙离子或镁离子固定并生成沉淀、降低磷肥有效性、诱发或加速土壤板结、最终影响作物产量的情况，从而提供一种适宜南方酸性红壤的膜控型缓控释改良剂及其制备方法。为此，本申请采取的技术方案为，一种适宜南方酸性红壤的膜控型缓控释改良剂，包括膜控型缓释颗粒和覆盖于所述膜控型缓释颗粒表面的速释层，按重量份数计：所述速释层包括生物炭10-30份、改酸物质30-45份、硅钙镁钾矿物肥2-10份和粘合剂5-20份；所述膜控型缓释颗粒包括生物炭10-30份、含磷物质30-65份、硅钙镁钾矿物肥2-10份、粘合剂5-27份和包膜型缓释材料2-32份。进一步优选地，所述粘合剂包括下述重量份的组分：羟丙甲纤维素1-10份、羧甲基纤维素钠1-10份和水70-90份。进一步优选地，所述包膜型缓释材料包括下述重量份的组分：乙基纤维素15-24份、壳聚糖40-50份、邻苯二甲酸二丁酯7-15份和水20-30份。进一步优选地，所述改酸物质为氧化钙、氧化镁、氢氧化钙、氢氧化镁、石灰氮、石灰石、碳酸钙和碳酸镁中的一种或者至少两种混合物。进一步优选地，所述含磷物质为磷矿粉、磷石膏、磷酸铵和钙镁磷肥中的一种或者至少两种混合物。进一步优选地，按重量份数计，所述速释层和膜控型缓释颗粒所占份数分别为10-25份和75-95份。本专利技术的另一种目的在于提供一种制备上述改良剂的方法，包括如下步骤：(1)将膜控型缓释颗粒的原料生物炭、含磷物质和硅钙镁钾矿物肥分别粉粹，过60-100目筛后均匀混合，得到膜控型缓释颗粒原料混合物粉末；(2)将膜控型缓释颗粒的粘合剂中的羟丙甲纤维素和羧甲基纤维素钠依次均匀分散到水中制备粘合剂溶液，将步骤(1)得到的膜控型缓释颗粒原料混合物粉末置于流化床制粒包衣机或者离心包衣造粒机中，喷涂粘合剂溶液制粒，干燥、整粒后制得半成品缓释颗粒；(3)将乙基纤维素、壳聚糖分别溶解或者溶胀后混合加入邻苯二甲酸二丁酯后制得缓释包衣液，将步骤(2)制得的半成品缓释颗粒置于流化床制粒包衣机、离心包衣造粒机或者包衣锅中，将缓释包衣液喷涂于上述半成品缓释颗粒表面，制得膜控型缓释颗粒；(4)将速释层的原料生物炭、改酸物质和硅钙镁钾矿物肥分别粉粹，过80-100目筛后均匀混合，得到速释层原料混合物粉末；(5)将速释层的原料组成粘合剂中的羟丙甲纤维素和羧甲基纤维素钠依次均匀分散到水中制备粘合剂溶液；将步骤(3)制得的膜控型缓释颗粒加入到流化床制粒包衣机中，调节风速使膜控型缓释颗粒呈流化状态，然后以流动的空气为载体将步骤(4)中制得的速释层原料混合物粉末带入流化床内，与呈流化态膜控型缓释颗粒进行碰撞，同时向流化床内喷入雾状粘合剂溶液，令速释层原料混合物粉末通过碰撞而粘结在膜控型缓释颗粒表面形成速释层，连续操作使得速释层不断加厚，制得膜控型缓控释改良剂。进一步优选地，所述膜控型缓控释改良剂的制备方法，包括如下步骤：(1)将膜控型缓释颗粒的生物炭、含磷物质和硅钙镁钾矿物肥分别粉粹，过60-80目筛后均匀混合，得到膜控型缓释颗粒原料混合物粉末；(2)将膜控型缓释颗粒粘合剂中的羟丙甲纤维素加入部分水中，用分散均质机调节转速为8000-12000rpm分散均匀，将粘合剂羧甲基纤维素钠加入剩余的水中，用分散均质机调节转速为8000-12000rpm分散均匀，将上述两种分散液磁力搅拌15min混合均匀，制备得到粘合剂溶液，将步骤(1)得到的膜控型缓释颗粒原料混合物粉末置于流化床制粒包衣机中，在流化转速为800-1000rpm，干燥转速为800-1000rpm，流化温度为50-60℃，干燥温度为50-60℃，雾化压力为0.22-0.24MPa，物料温度为29-30℃的条件下，采用顶喷方式将上述粘合剂溶液喷涂到膜控型缓释颗粒原料混合物粉末上并调节蠕动泵的转速为20-25rpm进行制粒，干燥、整粒后制得半成品缓释颗粒；(3)将乙基纤维素、壳聚糖分别溶解或者溶胀，混合均匀，加入邻苯二甲酸二丁酯制得缓释包衣液，将步骤(2)制得的半成品缓释颗粒置于流化床制粒包衣机中，在进风压力为0.22-0.25MPa，进风温度为35-40℃的条件下，调节包衣液流速2.5ml/min，采用底喷的方式将缓释包衣液喷涂于上述半成品缓释颗粒表面，制得膜控型缓释颗粒；(4)将速释层的原料生物炭、改酸物质和硅钙镁钾矿物肥分别粉粹，过80-100目筛后均匀混合，得到速释层原料混合物粉末；(5)将速释层的粘合剂中的羟丙甲纤维素加入部分水中，用分散均质机调节转速为8000-12000rpm分散均匀，将粘合剂羧甲基纤维素钠加入剩余的水中，用分散均质机调节转速为8000-12000rpm分散均匀本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适宜南方酸性红壤的膜控型缓控释改良剂，其特征在于，包括膜控型缓释颗粒和覆盖于所述膜控型缓释颗粒表面的速释层，按重量份计：所述速释层包括生物炭10‑30份、改酸物质30‑45份、硅钙镁钾矿物肥2‑10份和粘合剂5‑20份；所述膜控型缓释颗粒包括生物炭10‑30份、含磷物质30‑65份、硅钙镁钾矿物肥2‑10份、粘合剂5‑27份和包膜型缓释材料2‑32份。

【技术特征摘要】
1.一种适宜南方酸性红壤的膜控型缓控释改良剂，其特征在于，包括膜控型缓释颗粒和覆盖于所述膜控型缓释颗粒表面的速释层，按重量份计：所述速释层包括生物炭10-30份、改酸物质30-45份、硅钙镁钾矿物肥2-10份和粘合剂5-20份；所述膜控型缓释颗粒包括生物炭10-30份、含磷物质30-65份、硅钙镁钾矿物肥2-10份、粘合剂5-27份和包膜型缓释材料2-32份。2.根据权利要求1所述的改良剂，其特征在于：所述粘合剂包括下述重量份的组分：羟丙甲纤维素1-10份、羧甲基纤维素钠1-10份和水70-90份。3.根据权利要求1或2所述的改良剂，其特征在于：所述包膜型缓释材料包括下述重量份的组分：乙基纤维素15-24份、壳聚糖40-50份、邻苯二甲酸二丁酯7-15份和水20-30份。4.根据权利要求1-3中任一项所述的改良剂，其特征在于：所述改酸物质为氧化钙、氧化镁、氢氧化钙、氢氧化镁、石灰氮、石灰石、碳酸钙和碳酸镁中的一种或者至少两种的混合物。5.根据权利要求1-4中任一项所述的改良剂，其特征在于：所述含磷物质为磷矿粉、磷石膏、磷酸铵和钙镁磷肥中的一种或者至少两种的混合物。6.根据权利要求1-5中任一项所述的改良剂，其特征在于：按重量份数计，所述速释层和膜控型缓释颗粒所占份数分别为10-25份和75-95份。7.一种制备权利要求1-6中任一所述的改良剂的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将膜控型缓释颗粒的原料组成生物炭、含磷物质和硅钙镁钾矿物肥分别粉粹，过60-100目筛后均匀混合，得到膜控型缓释颗粒原料混合物粉末；(2)将膜控型缓释颗粒的原料组成粘合剂中的羟丙甲纤维素和羧甲基纤维素钠依次均匀分散到水中制备粘合剂溶液，将步骤(1)得到的膜控型缓释颗粒原料混合物粉末置于流化床制粒包衣机或者离心包衣造粒机中，喷涂上述粘合剂溶液制粒，干燥、整粒后制得半成品缓释颗粒；(3)将乙基纤维素、壳聚糖分别溶解或者溶胀后混合加入邻苯二甲酸二丁酯后制得缓释包衣液，将步骤(2)制得的半成品缓释颗粒置于流化床制粒包衣机、离心包衣造粒机或者包衣锅中，将缓释包衣液喷涂于上述半成品缓释颗粒表面，制得膜控型缓释颗粒；(4)将速释层的原料生物炭、改酸物质和硅钙镁钾矿物肥分别粉粹，过80-100目筛后均匀混合，得到速释层原料混合物粉末；(5)将速释层的原料组成粘合剂中的羟丙甲纤维素和羧甲基纤维素钠依次均匀分散到水中制备粘合剂溶液；将步骤(3)制得的膜控型缓释颗粒加入到流化床制粒包衣机中，调节风速使膜控型缓释颗粒呈流化状态，然后以流动的空气为载体将步骤(4)中制得的速释层原料混合物粉末带入流化床内，与呈流化态膜控型缓释颗粒进行碰撞，同时向流化床内喷入雾状粘合剂溶液，令速释层原料混合物粉末通过碰撞而粘结在膜控型缓释颗粒表面形成速释层，连续操作使得速释层不断加厚，制得膜控型缓控释改良剂。8.根据权利要求7所述的改良剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将膜控型缓释颗粒的生物炭、含磷物质和硅钙镁钾矿物肥分别粉粹，过60-80目筛后均匀混合，得到膜控型缓释颗粒原料混合物粉末...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘佳，陈静蕊，杨成春，张杰，秦文婧，徐昌旭，邱才飞，谢杰，王芳东，夏文建，
申请(专利权)人：江西省农业科学院土壤肥料与资源环境研究所，
类型：发明
国别省市：江西,36