【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及肥料领域，具体涉及一种纳米缓释增效剂、其制备方法及纳米缓释增效肥。
技术介绍
1、肥料作为农业生产中必不可少的生产资料，对其研究也越来越深入，越来越精细化，不仅要求肥料能够更好的促进作物生长，提高作物品质，利用率高等，并且要求其能够对土壤环境友好。
2、作物生长的整个周期内，对肥料养分的需求是有一定规律的，为了提高肥料利用率，满足作物整个生长周期内对养分的需求，人们提出了养分缓释的概念，并研究出了缓释肥，现有的缓释肥多为对养分最易流失的氮元素的缓释，也有针对大量元素磷和钾的缓释，以提供能够满足作物整个生长周期的氮磷钾养分。
3、越来越多的研究表明，中微量元素对于作物生长具有极其重要的作用，其通过参与作物新陈代谢的各个过程，影响作物的光合作用、营养物质合成、激素调节等各个环节，进而影响作物的产量、品质、抗病性等，甚至对于很多作物而言，缺素(中微量元素缺乏)会直接造成作物严重减产、严重的品质缺陷或发生严重的病虫害等，如缺硼会造成油菜产生“花而不实”，棉花出现“蕾而不花”，小麦出现“不穗症”，花生出现“有壳无仁症”等症状，缺钙会造成果树苦痘病、软木栓病、痘斑病、心腐病、水心病、裂果等。
4、同氮磷钾一样，作物在整个生育周期内对中微量元素的需求也是有一定规律的，且任何一个阶段，中微量元素的缺乏对作物生长的负面影响更为明显，然而现有技术中对中微量元素缓释的研究却很少，少量的具有缓释作用的中微量元素也仅仅是通过养分释放缓慢的固体废弃物(如钢渣、粉煤灰、磷石膏等)来提供，这些固体废弃物不仅养分
5、因此，需要开发一种能够实现作物整个生育周期内对中微量元素稳定供给的肥料增效剂。
技术实现思路
1、本专利技术的第一目的在于提供一种纳米缓释增效剂的制备方法，能够制备得到纳米缓释增效剂，且制备得到的纳米缓释增效剂能够在作物整个生育周期内稳定供给作物生长所需的中微量元素，对作物产量和品质的提升具有很好的促进作用。
2、本专利技术的第二目的在于提供上述制备方法制备得到的纳米缓释增效剂。
3、本专利技术的第三目的在于提供一种纳米缓释增效肥，该纳米缓释增效肥中包含上述纳米缓释增效剂，能够通过施用该纳米缓释增效肥实现对作物的增产和提质效果。
4、为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
5、一种纳米缓释增效剂的制备方法，包括如下步骤：
6、s1制备纳米基体：以纳米多孔材料为载体，负载中微量元素，制备得到纳米基体；
7、s2制备疏水纳米基体：对步骤s1制备得到的纳米基体用硅烷偶联剂进行表面疏水改性，制备得到疏水纳米基体；所述硅烷偶联剂为3-巯基丙基三甲氧基硅烷或3-巯基丙基-三乙氧基硅烷；
8、s3制备络合纳米基体：在步骤s2制备得到的疏水纳米基体表面络合中微量元素，制备得到络合纳米基体；
9、s4制备纳米缓释增效剂：在步骤s3制备得到的络合纳米基体表面包覆聚合物包覆层，得到纳米缓释增效剂；聚合物包覆层包括如下重量份的组分：木质素基环氧树脂70-80份、水性聚氨酯10-20份、中微量元素10-20份。
10、本专利技术的纳米缓释增效剂，通过结构设计，实现了“纳米负载层-金属络合层-聚合物包覆层”这样的由内到外的三层结构，在使用过程中，随着施肥时间的推移，最外层的聚合物包覆层结构遭到破坏，混合在聚合物包覆层中的中微量元素首先得到释放，且该释放过程能够持续一段时间；随后，当聚合物包覆层完全破坏后，其内部的金属络合层中的中微量元素开始释放，同样的，该释放过程也能够持续一定时间，金属络合层的中微量元素在释放过程中，疏水层逐渐遭到破坏，等到疏水层破坏到一定程度，负载在纳米多孔材料内部的中微量元素才开始缓慢释放。
11、也就是说，本申请不仅通过“纳米负载层-金属络合层-聚合物包覆层”这样的三层结构实现了中微量元素的缓慢释放，且每一层中，中微量元素都不是直接的完全释放的，都是缓慢释放的，从而保证了在作物的整个生长周期内均能够稳定的释放中微量元素以供作物吸收。
12、本专利技术在设计过程中，以中微量元素稳定持续的供给作物整个生育周期为主要目的，综合考虑成本、生产便捷性、对土壤环境的促进作用以及对大量元素肥的促进作用等进行设计。
13、其中：以纳米多孔材料为基体，不仅考虑到其多孔特性能够负载中微量元素实现其缓慢释放，还考虑到纳米材料在土壤中能够很好的促进土壤团粒结构，能通过与大量元素磷之间在土壤中的竞争吸附作用以促进磷元素的释放进而提高磷元素的利用率，同时，纳米多孔材料的多孔性还能够促进土壤保水保温等性能提升，供给土壤微生物以稳定的微环境保证其有效繁殖等；
14、然而，实际应用中，纳米材料很容易出现团聚情况，所以为了保证纳米多孔材料在土壤以及肥料中良好的分散性和稳定性，本专利技术对负载有中微量元素的纳米基体进行了表面疏水改性，以保证纳米材料之间不团聚，同时保证负载有中微量元素的纳米基体不会在后续加工和储存期间吸水溶胀而造成中微量元素流失；在此基础上，为了融合中微量元素长效缓释的目的，本专利技术对纳米基体进行疏水改性时的偶联剂进行了限定，选择具有强金属络合基团(巯基)的硅烷偶联剂对其进行疏水改性，使得在疏水改性的同时，在纳米基体表面引入大量的金属络合基团，随后通过络合作用将金属中微量元素负载于疏水改性后的纳米基体表面，形成对中微量元素的又一次缓释；
15、考虑到上述制备的络合纳米基体，仍难以实现在作物整个生育周期内的释放，本专利技术设计了在该络合纳米基体的表面进行聚合物包覆；同时，综合考虑到成本因素和包覆效果的因素，本专利技术选择了以木质素基环氧树脂为聚合物包覆层的主要成分，通过结合一定量的水性聚氨酯，这样能够保证包覆层的包覆效果，实现很好的对其内部包覆成分的缓释。
16、本专利技术还在包覆层中增加了一定量的中微量元素，这样能够保证施肥后随着包覆层的破坏，就开始有中微量元素的释放，以最终实现整个生育周期的释放；除此之外，在包覆层中添加中微量元素，也在一定程度上促进了包覆层的破坏，避免缓释期过长而造成在作物生育期内中微量元素缺乏的情况。
17、作为优选的，步骤s1中的纳米多孔材料选自纳米蒙脱土、纳米膨润土、纳米二氧化硅、插层改性纳米蒙脱土或插层改性纳米膨润土中的至少一种。其中，插层改性的纳米蒙脱土或插层改性的纳米膨润土对中微量元素的吸附量更大。
18、作为优选的，步骤s1、步骤s3和步骤s4中的中微量元素均选自钙、镁、铁、锰、钼、铜、锌、钴中的至少一种。选择金属中微量元素是为了使得其能够更好的通过络合作用结合至疏水改性层中，很好的实现缓释，在其他实施方式中，本申请的中微量元素也可以是硼、硅等非金属元素，尤其是在步骤s1和步骤s4中的中微量元素，既可以是金属元素，也可以是非金属元素。当然，在实际中，中微量元素的选择还需本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种纳米缓释增效剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的纳米缓释增效剂的制备方法，其特征在于，步骤S1中的所述纳米多孔材料选自纳米蒙脱土、纳米膨润土、纳米二氧化硅、插层改性纳米蒙脱土或插层改性纳米膨润土中的至少一种；
3.根据权利要求2所述的纳米缓释增效剂的制备方法，其特征在于，步骤S1的具体操作方法包括：将纳米多孔材料分散于水中形成均匀的分散液A，将水溶性的中微量元素盐溶于水中形成水溶液A，将所述水溶液A在搅拌状态下缓慢加入所述分散液A中，搅拌2-6h后静置20-24h，过滤烘干后得到所述纳米基体；
4.根据权利要求3所述的纳米缓释增效剂的制备方法，其特征在于，步骤S2的具体操作方法包括：将所述纳米基体分散于水中形成均匀的分散液B；将所述硅烷偶联剂溶解于乙醇中形成醇溶液，所述硅烷偶联剂与所述乙醇的体积比满足0.1～0.5:1，将所述醇溶液在搅拌状态下缓慢滴加至所述分散液B中，搅拌反应3～5h；所述硅烷偶联剂与所述纳米基体的质量比满足1～2:1。
5.根据权利要求4所述的纳米缓释增效剂的制备方法，其特征
6.根据权利要求5所述的纳米缓释增效剂的制备方法，其特征在于，步骤S4中木质素基环氧树脂的制备方法包括：
7.根据权利要求6所述的纳米缓释增效剂的制备方法，其特征在于，步骤S4的操作方法包括：
8.根据权利要求7所述的纳米缓释增效剂的制备方法，其特征在于，所述固化剂选自T-31，二乙烯三胺或顺丁烯二酸酐中的至少一种；所述稀释剂选自甲醇或丙酮；所述固化剂的用量以重量计为所述木质素基环氧树脂的5-10％；所述稀释剂的用量以重量计为所述木质素基环氧树脂的15％～30％。
9.一种纳米缓释增效剂，其特征在于，由权利要求1～7任一所述方法制备得到。
10.一种纳米缓释增效肥，其特征在于，包括5％～15％重量份权利要求1～6任一所述方法制备得到的纳米缓释增效剂。
...【技术特征摘要】
1.一种纳米缓释增效剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的纳米缓释增效剂的制备方法，其特征在于，步骤s1中的所述纳米多孔材料选自纳米蒙脱土、纳米膨润土、纳米二氧化硅、插层改性纳米蒙脱土或插层改性纳米膨润土中的至少一种；
3.根据权利要求2所述的纳米缓释增效剂的制备方法，其特征在于，步骤s1的具体操作方法包括：将纳米多孔材料分散于水中形成均匀的分散液a，将水溶性的中微量元素盐溶于水中形成水溶液a，将所述水溶液a在搅拌状态下缓慢加入所述分散液a中，搅拌2-6h后静置20-24h，过滤烘干后得到所述纳米基体；
4.根据权利要求3所述的纳米缓释增效剂的制备方法，其特征在于，步骤s2的具体操作方法包括：将所述纳米基体分散于水中形成均匀的分散液b；将所述硅烷偶联剂溶解于乙醇中形成醇溶液，所述硅烷偶联剂与所述乙醇的体积比满足0.1～0.5:1，将所述醇溶液在搅拌状态下缓慢滴加至所述分散液b中，搅拌反应3～5h；所述硅烷偶联剂与所述纳米基体的质量比满足1～2:1。
5.根据权利要求4所述的纳米缓...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴涛，薛合伦，李成云，
申请(专利权)人：乐山中科正光农林科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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