一种可生物降解的微球包膜肥制造技术

本发明专利技术属于肥料制备领域，公开了一种可生物降解的微球包膜肥，其按照如下步骤制备而得：步骤1）制备微球载体，步骤2）制备液体肥料，步骤3）制备复合菌液，步骤4）制备肥料微球，步骤5）制备微球包膜肥。本发明专利技术微球包膜肥肥效持久，制备工艺简单可行，适合规模化生产。

A Biodegradable Microsphere Coated Fertilizer

The invention belongs to the field of fertilizer preparation, and discloses a biodegradable microsphere coated fertilizer, which is prepared according to the following steps: step 1) preparation of microsphere carrier, step 2) preparation of liquid fertilizer, step 3) preparation of composite bacterial solution, step 4) preparation of fertilizer microspheres, step 5) preparation of microsphere coated fertilizer. The microsphere coated fertilizer of the invention has long fertilizer effect, simple and feasible preparation process, and is suitable for large-scale production.

【技术实现步骤摘要】
一种可生物降解的微球包膜肥
本专利技术属于肥料制备
，具体涉及一种可生物降解的微球包膜肥。
技术介绍
随着农业现代化生产的发展，人们盼望着肥料领域能够出现具有肥效持久以及损失少的肥料，能改良土壤提高农作物的产量和质量，提高生产效率，降低生产或者改善劳动条件，保护自然环境。由于土壤的利用过度，目前大部分土壤存在较多的问题，例如作物吸收养分能力差，土壤没有活性，保水保肥能力差，连年沉积导致土壤盐渍化严重，土壤土传性病害严重，微量元素不易吸收，作物品质下降。另外，由于人们在传统肥料中盲目大量使用氮磷钾肥料，使土壤中的养分积累，造成肥料浪费，产生严重的环境问题。据报道，我国氮肥的利用率为30％到50％，磷肥利用率约10-15％，钾肥利用率约为30-60％，这主要是由于作物在不同营养阶段对养分的需求不同，而现有肥料的养分释放与作物对养分的吸收往往不同步，使过剩的养分在土壤中通过挥发、淋湿等方式进入水体和大气。如何有效地利用氮磷钾肥料，最大限度挥发其肥效以及降低其使用量是现有技术亟待解决的问题。缓释肥是利用特殊包膜材料制备的肥料，是通过延缓延长肥料时效来提高利用率，目前可以大致分为三种:具有有限水溶性的合成型微溶态缓/控释肥料、包裹材料缓/控释肥料和包膜缓/控释肥料。目前市场上出现了一些缓释肥，例如中国专利CN103044135A提供了花生专用控释肥料，其中包膜材料是风化煤，粘结剂是双酚A与三乙烯四胺的组合；该肥料能够提到一定的缓释作用，但是在不同环境中肥料释放速率差异很大。中国专利CN102951968A提供的一种苹果专用控释肥料，包膜材料热塑性树脂，缓释度率控制有序，但是存在包膜材料难以降解或者降解速率慢的问题。包膜材料是缓释肥的关键，目前来看，包膜材料主要存在无法有序控制缓释速率、包膜材料难以降解容易造成二次污染等缺陷。聚丁二酸丁二醇酯(PBS)是白色颗粒,由丁二酸和丁二醇经缩合聚合合成而得，树脂呈乳白色，无嗅无味，易被自然界的多种微生物或动植物体内的酶分解、代谢，最终分解为二氧化碳和水，是典型的可完全生物降解聚合物材料。具有良好的生物相容性和生物可吸收性；密度1.26g/cm3，熔点114℃，根据分子量的高低和分子量分布的不同，结晶度在30-45%之间；但其降解能力还没有达到预期水平。
技术实现思路
为了克服现有技术的缺陷，本专利技术提供了一种可生物降解的微球包膜肥。本专利技术采用如下所述的技术方案是：一种可生物降解的微球包膜肥，其按照如下步骤制备而得：步骤1）制备微球载体，步骤2）制备液体肥料，步骤3）制备复合菌液，步骤4）制备肥料微球，步骤5）制备微球包膜肥。具体地，所述微球包膜肥按照如下步骤制备而得：步骤1）制备微球载体：将聚丁二酸丁二醇酯添加到氯仿中，搅拌至溶解，然后添加占聚丁二酸丁二醇酯十分之一重量份的淀粉醚，200rpm搅拌10min，再添加与氯仿相同体积的乙醇，静置30min，收集沉淀，放入冷冻干燥机中，干燥12h得到微球载体；步骤2）制备液体肥料：将尿素、硝酸钾、过磷酸钙和水按照3-5:3-5:1-2:10-20的质量比例添加到搅拌罐中，300rpm搅拌30min，然后进入反应罐，以10℃/min的升温速度加热至70℃，保温反应10min，冷却至室温，再静置6h，得到液体肥料；步骤3）制备复合菌液：将多黏类芽孢杆菌、哈茨木霉菌以及巨大芽孢杆菌分别培养至浓度为1×109cfu/ml的菌液，然后按照3:3:2的体积比混合，即得复合菌液；步骤4）制备肥料微球：将微球载体和液体肥料按照3-5:5-9的质量比投入到反应器中，升温至50℃，保温条件下，在200r/min搅拌速度下向反应器中加入浓度为1M的KOH溶液，调节溶液的pH为6.0-6.5；搅拌时间控制在20-30min；再用离心机离心3min，转速为2000r/min，倒去上层液，分离出肥料微球；步骤5）制备微球包膜肥：将复合菌液喷洒到肥料微球上，200rpm搅拌10min，然后静置3h，最后在20-30℃温度干燥至水分含量为1-2wt%，包装即得。进一步地，所述步骤1）中，聚丁二酸丁二醇酯和氯仿的比例为1g：10ml。进一步地，所述多黏类芽孢杆菌为ATCC842；所述哈茨木霉菌为CGMCCNO.4963；所述巨大芽孢杆菌为ATCC15450。进一步地，所述步骤5）中，所述复合菌液和肥料微球的质量比为1-2:3-5。注，上述步骤中用到的菌种是本领域的常规菌种，本领域技术人员可以根据其常规培养方法获得其菌液。本专利技术所述菌种均可以从CGMCC、ATCC等商业途径购买得到。本专利技术取得的有益效果主要包括但是并不限于以下几个方面：聚丁二酸丁二醇酯无嗅无味，成本低廉，易被自然界的微生物降解；淀粉醚可增加微球的保水性，延长释放时间；淀粉醚和聚丁二酸丁二醇酯共混物充当了肥料载体，还可以被菌株降解，为菌株提供了碳源，同时释放出肥料；本专利技术包膜微球材料前期不会被降解，避免了大部分缓释肥前期释放过快大量流失的缺陷，随着菌群的附着和繁殖，包膜材料被部分降解，最终包膜微球材料被菌群完全降解；整个过程肥料释放有序，速率平稳，提高肥料的利用率和肥料质量的稳定性；本专利技术缓释肥通过控制养分的释放速率而使其与作物养分吸收基本同步；本专利技术复合菌液不仅具备降解包膜材料的功能，还可以通过与植株共生增殖关系，形成了一个复杂而稳定的微生态系统，保水固氮，使得肥效持久全面，还可以防治病虫害。本专利技术微球包膜肥制备工艺简单可行，适合大规模生产，市场前景较好，同时避免了大量使用复合肥造成的环境污染以及土壤结块，环保无污染。附图说明图1：尿素释放时间测试；图2：微球载体降解时间测试。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请具体实施例，对本专利技术进行更加清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。实施例1一种可生物降解的微球包膜肥，其按照如下步骤制备而得：将聚丁二酸丁二醇酯添加到氯仿中，聚丁二酸丁二醇酯和氯仿的比例为1g：10ml，搅拌至溶解，然后添加占聚丁二酸丁二醇酯十分之一重量份的淀粉醚，200rpm搅拌10min，然后添加与氯仿相同体积的乙醇，静置30min，收集沉淀，放入冷冻干燥机中，干燥12h得到微球载体；将尿素、硝酸钾、过磷酸钙和水按照3:3:1:10的质量比例添加到搅拌罐中，300rpm搅拌30min，然后进入反应罐，以10℃/min的升温速度加热至70℃，保温反应10min，然后冷却至室温，再静置6h，得到液体肥料；将多黏类芽孢杆菌、哈茨木霉菌以及巨大芽孢杆菌分别培养至浓度为1×109cfu/ml的菌液，然后按照3:3:2的体积比混合，即得复合菌液；所述多黏类芽孢杆菌为ATCC842；所述哈茨木霉菌为CGMCCNO.4963(参见CN102505010A)；所述巨大芽孢杆菌为ATCC15450；将微球载体和液体肥料按照3:5的质量比投入到反应器中，升温至50℃，保温条件下，在200r/min搅拌速度下向反应器中加入浓度为1M的KOH溶液，调节溶液的pH为6.5；搅拌时间控制在20min；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可生物降解的微球包膜肥，其按照如下步骤制备而得：步骤1）制备微球载体，步骤2）制备液体肥料，步骤3）制备复合菌液，步骤4）制备肥料微球，步骤5）制备微球包膜肥。

【技术特征摘要】
1.一种可生物降解的微球包膜肥，其按照如下步骤制备而得：步骤1）制备微球载体，步骤2）制备液体肥料，步骤3）制备复合菌液，步骤4）制备肥料微球，步骤5）制备微球包膜肥。2.根据权利要求1所述的微球包膜肥，其特征在于，所述微球包膜肥按照如下步骤制备而得：步骤1）制备微球载体：将聚丁二酸丁二醇酯添加到氯仿中，搅拌至溶解，然后添加占聚丁二酸丁二醇酯十分之一重量份的淀粉醚，200rpm搅拌10min，再添加与氯仿相同体积的乙醇，静置30min，收集沉淀，放入冷冻干燥机中，干燥12h得到微球载体；步骤2）制备液体肥料：将尿素、硝酸钾、过磷酸钙和水按照3-5:3-5:1-2:10-20的质量比例添加到搅拌罐中，300rpm搅拌30min，然后进入反应罐，以10℃/min的升温速度加热至70℃，保温反应10min，冷却至室温，再静置6h，得到液体肥料；步骤3）制备复合菌液：将多黏类芽孢杆菌、哈茨木霉菌以及巨大芽孢杆菌分别培养至浓度为1×109cfu/ml的菌液，然后按照3...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵兰坤，解升坤，许传高，徐勤富，
申请(专利权)人：许传高，
类型：发明
国别省市：内蒙古,15