一种具有自调控功能的热塑性淀粉基的控释肥及其制备方法技术

本申请公开了一种具有自调控功能的热塑性淀粉基的控释肥及其制备方法，该控释肥按质量百分比，包括淀粉质量100份比，包括230份以上的尿素，2

【技术实现步骤摘要】
一种具有自调控功能的热塑性淀粉基的控释肥及其制备方法


[0001]本申请涉及肥料加工
，具体涉及一种具有自调控功能的热塑性淀粉基的控释肥。

技术介绍

[0002]2021年，我国粮食单产增长至387公斤/亩，而每亩的化肥施用量大约33.8公斤。当下过量施肥、滥用化肥问题已经到了非解决不可的地步。根据农业农村部制定和印发的《到2025年化肥减量行动化方案》，最终目的是在保持产量稳定甚至是增加的前提下，减少化肥的使用量，其中提高化肥利用率是提出的主要技术方向之一。
[0003]缓释肥料是指施入土壤后通过化学变化转变为植物有效态养分的释放速率的一类肥料。而控释肥料是缓释肥料的高级形式，主要通过包膜技术来控制养分的释放，更加安全、长效、高效，是现代肥料发展的主要发展方向，能够达到提高化肥利用率的目的。
[0004]现有控释肥主要方式包衣式，通过微孔调节减缓农药释放，专利技术CN115340430A公开了一种粳稻抛秧栽培专用控释肥及其应用方法，，包括尿素颗粒和包裹在尿素颗粒表面的三层聚合物包膜材料；三层聚合物包膜材料的内层为石蜡，中层为聚氨酯，外层为聚丙烯酸酯；专利技术CN115583855A公开了一种控释肥料及其制备方法和应用，以养分与生物炭吸附、混合造粒后的颗粒为内核，外壳为聚氨酯材料。可以看出，以上包衣式控释肥外壳均为聚合物结构，大量使用时不仅成本难以控制，还容易引发因微塑料颗粒难以降解导致的环境污染问题。
[0005]除此之外，CN115337904A公开了一种含镁生物炭的制备方法，首先制得富镁生物炭，其次将其用于磷的吸附回收后再作为磷控释肥使用，但改专利并未提及在氮、钾元素吸附方面的应用，而磷在土壤中难以逃脱，因此相关标准中磷可以不作为控释肥主要养分。专利CN115197033A公开了一种植物秸秆包衣控释肥及其制备方法与设备，核心是将缓释剂液体喷在心核肥料颗粒上，将秸秆粉料喷洒在心核肥料颗粒上形成缓释层，得到一层秸秆粉层包裹的心核肥料颗粒，重复前述操作得到三层以上的秆粉层包裹的心核肥料颗粒，具有全生物降解的优点，但该专利操作复杂，成本难以控制，并且24h淋溶释放速率大于15％，释放速率较快。
[0006]CN102936169A公开了一种肥料缓释与放射性核素富集的淀粉基材料及其制备方法，将淀粉、肥料、增塑剂、增强剂共混后挤出，得到生物基缓释肥料。但该缓释肥中肥料成分与基体无刚性连接，在材料遇水溶胀后肥料会快速解析，因此在20小时内超过90％养分被释放。与该专利相比，本专利减少了增塑剂的使用，巧妙地利用尿素中
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NH2基团可与淀粉中
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OH发生氢键络合反应，既达到减少增塑剂，降低成本的目的，又可以利用氢键络合反应减缓尿素析出，因此达到N元素缓释的目的。
[0007]CN115710142A公开了一种可控制的缓释保湿肥料及其制备方法，包含原料丙烯酸、氢氧化钠、玉米淀粉、水、N，N
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亚甲基双丙烯酰胺、过硫酸铵、无水乙醇，将糊化淀粉交联后达到缓释效果，成本较高的同时未考虑溶胀后肥料以溶解为驱动力的释放方式，释放曲
线难以调控。
[0008]CN115259960A公开了一种用于水稻的缓释肥料及其制备方法，包括芯肥和包裹芯肥的外包肥，由于多层结构，存在制备困难和成本较高的问题。
[0009]综上，现阶段缺乏一种全生物降解、释放速率可控的控释肥及制备方法，满足24h内的释放率不超过15％、28d内的养分释放率不超过75％、在规定时间内，养分释放率不低于75％的国家标准的廉价化肥。

技术实现思路

[0010]本申请实施例的目的是提供一种具有自调控功能的热塑性淀粉基的控释肥及其制备方法，其制备全生物降解、降解速率可控的氮控释肥，达到在不减产的条件下减少肥料使用的目的，从而可以解决
技术介绍
中涉及的至少一个技术问题。
[0011]为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：
[0012]本申请实施例提供了一种具有自调控功能的热塑性淀粉基的控释肥，按淀粉质量100份比，包括230份以上的尿素，2
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7份的调控剂以及2
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2.5份的阻隔剂。可选的，所述淀粉包括玉米淀粉和蜡质玉米淀粉。
[0013]可选的，所述调控剂选自二聚甘油和十聚甘油。
[0014]可选的，所述阻隔剂选自硬脂酸和棕榈酸。
[0015]本申请实施例还提供了一种具有自调控功能的热塑性淀粉基的控释肥的制备方法，该方法包括如下步骤：
[0016]步骤一，按淀粉质量100份比，包括230份以上的尿素，2
‑
7份的调控剂以及2
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2.5份的阻隔剂；
[0017]步骤二，将尿素、淀粉、调控剂充分混合，投入至高速搅拌机中，加热至90℃，在30
‑
50Hz下搅拌5
‑
10min，阴干放置1d，得混合物A；
[0018]步骤三，将混合物A投入到锥形双螺杆挤出机中挤出，前、后段挤出温度分别为100
‑
135℃，具体为：升温至130℃，开始在20
‑
30r/min速率下挤出，喂料速率在使主机电流保持在90
‑
100A；经挤出、造粒后得产品B，产品B为粒径在0.1
‑
0.6mm的颗粒。
[0019]步骤四，将产品B投入到高速搅拌机中，升温至70
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80℃后，再在10
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15Hz搅拌下加入阻隔剂，搅拌3
‑
5min后，得具有自调控功能的热塑性淀粉基的控释肥。
[0020]可选的，所述淀粉包括玉米淀粉和蜡质玉米淀粉。
[0021]可选的，所述调控剂选自二聚甘油和十聚甘油。
[0022]可选的，所述阻隔剂选自硬脂酸和棕榈酸。
[0023]本申请实施例的有益效果在于：
[0024]1、尿素本身常被用于淀粉增塑过程，尿素中
‑
NH2基团可与淀粉中
‑
OH发生氢键络合反应，因此难以通过水溶解渗透过程释放，而是以淀粉降解过程为主，伴随尿素释放过程，实现减缓后段尿素的释放，从而达到氮肥缓释的目的，释放曲线与菌群有关，腐质较多、菌落丰富的土壤释放更快，达到根据微生物条件调控释放曲线的目的。
[0025]2、本申请提供的控释肥，释放过程分为吸水——膨胀——降解过程，在初期肥料颗粒由于水分膨胀，分子间距扩大，因此可以产生离子交换，控释肥中的钾元素和硝态氮释放速率会是慢——快——慢的过程，符合控释肥实施标准，也利于植物生长。
[0026]3、本申请制备的控释肥无任何不可降解物质，制备方便、成本低廉，降解期水中≥50天，干燥土壤≥80天。
[0027]4、在菌落丰富的土壤条件下，本申请提供的控释肥可以引起淀粉快速降解，更快地释放养分，从而达到根据菌落条件自调控降解速率的目的。
[0028]5、本申请提供的控释肥无包膜或本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有自调控功能的热塑性淀粉基的控释肥，其特征在于，按淀粉质量100份比，包括230份以上的尿素，2
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7份的调控剂以及2
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2.5份的阻隔剂。2.根据权利要求1所述的具有自调控功能的热塑性淀粉基的控释肥，其特征在于，所述淀粉包括玉米淀粉和蜡质玉米淀粉。3.根据权利要求1所述的具有自调控功能的热塑性淀粉基的控释肥，其特征在于，所述调控剂选自二聚甘油和十聚甘油。4.根据权利要求1所述的具有自调控功能的热塑性淀粉基的控释肥，其特征在于，所述阻隔剂选自硬脂酸和棕榈酸。5.一种具有自调控功能的热塑性淀粉基的控释肥的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：步骤一，按淀粉质量100份比，包括230份以上的尿素，2
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7份的调控剂以及2
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2.5份的阻隔剂；步骤二，将尿素、淀粉、调控剂充分混合，投入至高速搅拌机中，加热至90℃，在30
‑
50Hz下搅拌5
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【专利技术属性】
技术研发人员：熊一鸣，朱能贵，秦舒浩，龙雪彬，
申请(专利权)人：贵州省材料产业技术研究院，
类型：发明
国别省市：