本发明专利技术涉及一种药肥一体化生物炭修复控释肥及其制备方法，本发明专利技术通过合理的制备过程，制备得到由内而外由养分层、缓冲层和隔离层组成的控释肥，制造孔隙结构以及稳定外层结构，达到了良好的控释效果，延长控释周期，生物炭菌等能够有效耦合，能够为植物的生长提供全周期的营养物质，具有良好的应用前景和应用价值。值。值。
【技术实现步骤摘要】
一种药肥一体化生物炭修复控释肥及其制备方法
[0001]本专利技术涉及控释肥
，尤其涉及一种药肥一体化生物炭修复控释肥。
技术介绍
[0002]目前，土壤连作造成的肥力下降和病菌感染是作物减产的一大重要因素，在不过量使用化学肥料的前提下保持土壤肥力、减少作物染病成为亟待解决的问题。控释肥作为一种新型肥料，可以根据作物对于养分的需求调控营养物质的释放速率，使得肥料能够匹配植物的生长周期，在减少肥料施用次数的同时提高肥料的利用率。
[0003]在田间施用时，传统的控释肥往往会因为水分渗透导致膜层吸水涨破，使得养分在短期内快速流失，控释效果仅局限于施用前期；此外，传统控释肥膜层孔洞稀少且单一，控释效果不理想；生物农药不能与肥料良好耦合药效期短，在施用后短期内对作物病菌感染防治和土壤改良的作用效果有限。CN201910294900.4公开了一种改性玉米芯生物炭基缓释复合肥制备方法，虽然改性后的玉米芯生物炭肥可以在一定程度上延长肥料养分的有效期，但是后期依然会面临膜层破裂的问题；CN201710785703.3公开了一种生物炭受控造孔联合表面改性的缓释营养基制备方法，虽然改性和联合造孔可以增强生物炭的缓释性能，但是流程复杂，工艺参数难以准确调控。CN202011088518.7公开了一种污泥生物炭固定化菌联合植物修复重金属污染土壤的方法，该方法利用刺槐根际菌与修复植物联合处理被污染土壤，但是该方案普适性不强，应用范围有限且制备周期长。
[0004]因此，目前亟需一种长期、高效的复合控释肥来解决上述问题。<br/>
技术实现思路
[0005]本专利技术要解决的技术问题在于现有的控释肥控释效果差、控释周期短、炭菌难以有效耦合，针对现有技术中的缺陷，提供一种药肥一体化生物炭修复控释肥及其制备方法。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种药肥一体化生物炭修复控释肥的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
[0007](1)将甲醛和尿素依次在碱性条件下反应和酸性条件下反应得到脲醛颗粒；
[0008](2)将步骤(1)得到的脲醛颗粒与磷酸二胺、硫酸钾反应得到养分层；
[0009](3)将步骤(2)得到的养分层与溶胀膜包膜液在造粒机中混合，随后加入腐殖酸、富钙生物炭、生物农药菌孢子粉和羧甲基纤维素钠造粒，得到缓冲层包裹养分层；
[0010](4)将乙烯基封端二甲基聚硅氧烷、液化生物质多元醇、聚醚混合，形成第一级包络面；随后升温加入环氧树脂与二乙烯三胺交联形成第二级包络面，固化得到立体包络单元；
[0011](5)将步骤(3)中缓冲层包裹养分层加入到造粒机中，滴加立体包络单元和固化剂进行固化反应，然后加入盐酸多巴胺、聚乙烯亚胺和海藻酸钠造粒，得到药肥一体化生物炭修复控释肥。
[0012]本专利技术提供的药肥一体化生物炭修复控释肥的制备方法，通过合理的制备过程，
制备得到由内而外由养分层、缓冲层和隔离层组成的控释肥，能够为植物的生长提供全周期的营养物质。
[0013]优选地，步骤(1)中所述甲醛与尿素的质量比为1∶2～3，例如可以是1∶2、1∶2.5或1∶3等。
[0014]优选地，步骤(1)中所述碱性条件为氢氧化钾溶液提供，pH值为9.0，反应温度为30～50℃，反应时间为2～3h。
[0015]在本专利技术中，在碱性条件下，羧基去质子化形成带负离子的羧酸盐，从而更容易发生亲核加成反应，与甲醛形成中间体1，3，5
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三嗪基脲，进而通过聚合反应形成脲醛颗粒。
[0016]优选地，步骤(1)中所述酸性条件为盐酸提供，pH值为5.0，反应温度为50～70℃，反应时间为25～35min。
[0017]在本专利技术中，酸性条件下，未参与反应的羧基会被质子化随后通过亲核加成重新生成尿素，提高原料的利用率。
[0018]在本专利技术中，步骤(1)经过反应后，一般经过60℃的烘干至恒重，得到脲醛颗粒。
[0019]优选地，步骤(2)中所述脲醛颗粒、磷酸二胺、硫酸钾的比例，按照氮元素、磷元素和钾元素的质量比为1∶0.4～0.6∶1～1.5的比例进行搭配。在本专利技术中，氮元素、磷元素、钾元素典型但非限制性的质量比为1∶0.4∶1、1∶0.5∶1.2、1∶0.6∶1.5等。
[0020]优选地，步骤(2)中所述反应的温度为50～70℃，例如可以是50℃、60℃或70℃等。
[0021]优选地，步骤(2)中所述反应结束后还包括烘干造粒得到养分层。
[0022]优选地，步骤(3)所述溶胀膜包膜液的制备方法为：将硅粉、聚乙烯醇、淀粉和碳酸氢钾按比例混合，加热反应得到溶胀膜包膜液。
[0023]优选地，所述硅粉、聚乙烯醇、淀粉和碳酸氢钾的质量比为(100～125)∶(20～30)∶(20～30)∶(0.5～1.5)，典型但非限制性的，质量比可以是100∶20∶20∶0.5、110∶25∶25∶1、120∶20∶27∶1.4或125∶30∶30∶1.5等。
[0024]在本专利技术中，硅粉、聚乙烯醇、淀粉和碳酸氢钾具有以下特性：
[0025]硅粉是一种具有良好耐水性和抗氧化性能的无机材料，可以增加膜层的硬度和稳定性。
[0026]聚乙烯醇是一种具有良好生物降解性和可溶性的高分子材料，在膜层中可以作为交联剂。
[0027]淀粉是一种天然高分子材料，同样也具有良好的生物降解性和可溶性。将硅粉和淀粉等材料粘合在一起，从而形成均匀的膜层。在膜层中，淀粉可以作为缓释材料，通过调节膜层中淀粉的含量，能控制肥料中营养物质的释放速率。同时，淀粉还可以增加膜层的柔韧性和透气性，从而提高膜层的稳定性和适应性。
[0028]碳酸氢钾受热容易分解，用于产生无定向孔道，进一步丰富膜层的孔隙结构。
[0029]在本专利技术中，硅粉也可以替换为硅酸钙、碳酸钙，聚乙烯醇可以替换为明胶、聚乳酸，淀粉可以替换为壳聚糖、纤维素等物质。
[0030]优选地，所述加热反应的温度为70～80℃，例如可以是70℃、73℃、75℃、77℃或80℃等。
[0031]优选地，所述加热反应的时间为20～30min，例如可以是20min、24min、26min或30min等。
[0032]优选地，步骤(3)中所述腐殖酸的制备方法为：将风化煤与活化剂混合反应制备得到。腐殖酸经过活化后过筛备用。
[0033]优选地，所述活化剂为氢氧化钾与氢氧化钠的混合溶液，其中氢氧化钾与氢氧化钠的质量比为(3～4)∶1。
[0034]优选地，所述混合反应在100r/min的转速下反应50～70min。
[0035]优选地，步骤(3)中所述富钙生物炭的制备方法为：将生物质粉碎后去除水分，与硝酸钙在水中混合，进一步经高温加热得到富钙生物炭。在本专利技术中，生物质可以是：可以是水稻秸秆、木屑、谷壳等生物质。
[0036]在本专利技术中，生物炭有双重作用：
[0037](1)富钙生物炭和活化的风化煤腐植酸共同构建的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种药肥一体化生物炭修复控释肥的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：(1)将甲醛和尿素依次在碱性条件下反应和酸性条件下反应得到脲醛颗粒；(2)将步骤(1)得到的脲醛颗粒与磷酸二胺、硫酸钾反应得到养分层；(3)将步骤(2)得到的养分层与溶胀膜包膜液在造粒机中混合，随后加入腐殖酸、富钙生物炭、生物农药菌孢子粉和羧甲基纤维素钠造粒，得到缓冲层包裹养分层；(4)将乙烯基封端二甲基聚硅氧烷、液化生物质多元醇、聚醚混合，形成第一级包络面；随后升温加入环氧树脂与二乙烯三胺交联形成第二级包络面，固化得到立体包络单元；(5)将步骤(3)中缓冲层包裹养分层加入到粒机中，滴加立体包络单元和固化剂进行固化反应，然后加入盐酸多巴胺、聚乙烯亚胺和海藻酸钠造粒，得到药肥一体化生物炭修复控释肥。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述甲醛与尿素的质量比为1∶2～3；优选地，步骤(1)中所述碱性条件为氢氧化钾溶液提供，pH值为9.0，反应温度为30～50℃，反应时间为2～3h；优选地，步骤(1)中所述酸性条件为盐酸提供，pH值为5.0，反应温度为50～70℃，反应时间为25～35min。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述脲醛颗粒、磷酸二胺、硫酸钾的比例，按照氮元素、磷元素和钾元素的质量比为1∶0.4～0.6∶1～1.5的比例进行搭配；优选地，步骤(2)中所述反应的温度为50～70℃；优选地，步骤(2)中所述反应结束后还包括烘干造粒得到养分层。4.根据权利要求1
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3中任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述溶胀膜包膜液的制备方法为：将硅粉、聚乙烯醇、淀粉和碳酸氢钾按比例混合，加热反应得到溶胀膜包膜液；优选地，所述硅粉、聚乙烯醇、淀粉和碳酸氢钾的质量比为(100～125)∶(20～30)∶(20～30)∶(0.5～1.5)；优选地，所述加热反应的温度为70～80℃；优选地，所述加热反应的时间为20～30min。5.根据权利要求1
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4中任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述腐殖酸的制备方法为：将风化煤与活化剂混合反应制备得到；优选地，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：易宝军，华文彬，王开，官子豪，杨珈奕，孙正帅，韦琪，
申请(专利权)人：华中农业大学，
类型：发明
国别省市：
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