【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于甘蔗肥料制备领域，具体是涉及一种以改性蚕沙为肥料载体的甘蔗控释肥的生产方法。
技术介绍
1、蚕沙是桑蚕产业的副产物，其主要由蚕粪、桑叶渣和蚕座垫料组成，具有产量丰富和价格低廉，富含粗蛋白质、粗纤维、粗脂肪等常规营养成分及钙、磷、铜、铁、锌、锰等矿物元素，同时含有黄酮、多酚、维生素、生物碱等活性成分的特点。然而，蚕沙中含有大量微生物、纤维素、亚硝酸盐、单宁、果胶、植酸等有毒有害或抗营养物质，这严重限制了蚕沙的有效利用。长期以来，蚕沙资源化利用率较低，除极少部分被用来提取叶绿素、蛋白质和果胶等外，大部分蚕沙被随意丢弃或堆沤作肥料。然而蚕沙能够吸附土壤重金属和土壤有机分子，通过表面催化促进小分子的聚合，提高土壤有机碳的含量。利用生物废弃物蚕沙作为载体材料可以有效解决废弃物污染问题，具有显著的环境效益。
2、常规施肥，甘蔗对氮、磷、钾肥的平均利用率仅分别为21.2%、11.6%和21.1%，大部分的氮、磷、钾以挥发、淋溶或土壤吸附的形式流失或不能被甘蔗所吸收利用。控释肥料是指通过物理包膜技术来控制养分的释放，其释放速率可以根据作物不同生长时期对养分的需求量进行人为调控，使得养分的释放速率曲线与作物不同生长时期的需肥量曲线相一致的肥料，是一种利用率高、环境友好的新型肥料。施用控释肥，其中的氮、磷、钾利用率分别可提高到55%～80%、35%～50%、60%～70%，且其供肥时间长，一次施肥能满足甘蔗生长需求，减少施肥量，减少养分流失和环境污染，达到节本增效。针对上述问题，开发先进的肥料改良技术是有效解决速溶性化肥施
3、甘蔗糖业为我国贡献约 90%的食糖，是我国食糖供给的基本保障。甘蔗生长周期长，肥料需求量大，生产中大量化肥的投入使用，增加了甘蔗的种植成本，制约了甘蔗产业的绿色可持续发展。
4、我们以生长周期超过300天的甘蔗为例，分析作物营养需求与缓释肥的释放关系。根据甘蔗的生长状态和生长时期，可将甘蔗生育全期分为萌芽、幼苗、分蘖、伸长和成熟期5个时期，甘蔗在不同的生长时期对氮、磷、钾的吸收量不尽相同。萌芽期甘蔗所需的养分主要来自蔗种自身贮藏的养分。幼苗期由于根、叶的生长和增加，对肥料的需求迫切但是吸收量较少，约占生育全期总量的1%，其中氮元素的需求大于磷和钾元素的。分蘖期叶片增多，叶面积增大，需肥量也不断增加，此阶段为甘蔗吸收氮营养元素的高效期，增施氮肥能显著增加产量。伸长期由于根的增多、茎的伸长和叶的迅速生长和增多，光合作用增强，同化产物也大量形成，甘蔗对氮、磷、钾的需求也急剧增加，磷、钾的需求量大于氮肥。其中，磷、钾占全生育期总吸收量的70%以上，氮占50%以上。由于成熟期气温下降和降水量的减少，甘蔗生长逐渐减缓，直至停止生长，此期对氮的吸收量大于磷、钾肥，氮占总吸收量的30%-40%，磷、钾占20%左右。甘蔗养分吸收的总体趋势为生长前期和后期对养分的吸收量较少，中期吸收量大。针对这样生长周期长且不同生长阶段对养分的需求不同的一类作物，需要具有在特定时期实现释放，并保持在需肥时段内实现大量养分释放的控释肥来满足作物对营养的需求。
技术实现思路
1、针对目前应用于甘蔗的控释肥在包埋材料被降解之后养分的释放速率无法有效贴合甘蔗长生长周期对养分的不同需求问题。本专利技术利用生物废弃物蚕沙作为肥料的控释载体，在包埋材料被降解之后实现养分的定时释放。蚕沙因含有丰富的脂肪和蛋白等高分子化合物，具有特有的溶胀性能，可制备能高效吸附化肥的控释肥载体。但是原蚕沙中的纤维很短，不利于骨架的支撑。本专利技术通过往蚕沙中加入竹纤维，来增强骨架的支撑作用。但是原蚕沙中各高分子化合物在氢键的作用下被高度交联使得溶胀性能受限。本专利技术先加水浸泡原始蚕沙后置于微波工作站中，利用微波所发射的高频电磁波破坏高分子化合物的交联，干燥后进一步利用高速球磨的高能机械能作用减弱蚕沙中各高分子化合物间的氢键作用并减小颗粒尺寸，使蚕沙颗粒暴露更多氢键从而提升蚕沙与水分子间的作用力，增加材料表面功能基团（-oh，-nh2，-cooh，-coor，-cho等）的暴露程度，从而实现其对尿素、氯化钾、磷酸铵等肥料溶胀吸附能力的提升，然后再基于作物生长特性对蚕沙基肥料控释载体进行包埋和工艺复配，制备蚕沙基控释肥。本专利技术利用蚕沙载体的作用实现大量养分的匀释，来满足作物在特定时期对养分的需求，通过调控包埋材料的厚度，实现贴合作物生长规律控释释放肥料。
2、（1）竹纤维的预处理
3、先将较长的竹纤维剪短，长度控制在30~50 mm，直径控制在0.2~0.6 mm，随后将其浸泡在naoh溶液中6 h，用清水冲洗至冲洗液呈中性，沥干，将竹纤维粉碎、过筛，于75-85℃下干燥50-60min后获得竹纤维高分子材料。
4、（2）对蚕沙进行改性
5、选用2龄蚕沙为制备原料，用去离子水去除蚕沙表面的颗粒物杂质，在60℃下烘干24 h。将洗净的蚕沙加入水中浸泡溶胀一段时间后，置于微波发生器中，在不同微波功率下进行改性，待容器冷却后取出蚕沙干燥，再称取适量干燥蚕沙颗粒置于球磨罐中球磨，得到蚕沙粉末，进行烘干后得到负载材料蚕沙粉末
6、（3）改性蚕沙溶胀吸附化肥
7、化肥加水配制成饱和溶液，将步骤（1）（2）得到的改性蚕沙和竹纤维加入到混合容器中，使用机械搅拌使三者充分混合，加入适量粘合剂，机械搅拌混匀，静置30 min使蚕沙充分溶胀吸附，得到半固体状粘稠的混合物，标记为a。
8、（4）长效环保控释甘蔗肥颗粒内芯的制造
9、将步骤（3）中得到的半固体混合物a，置于圆盘造粒机中，机械挤压进行造粒。通过调整温度和转速得到圆形的颗粒，再将圆形颗粒转移到70℃烘箱里烘干固化，得到长效环保控释甘蔗肥颗粒内芯。
10、（5）包膜材料的制备
11、将不同种类粘合剂混合，加热搅拌糊化，得到的清澈粘稠溶胶即为可生物降解的包膜材料。
12、（6）包膜控释肥颗粒的制备
13、将长效环保控释甘蔗肥颗粒内芯投入圆盘造粒机中，进行预热，将步骤(5)得到的清澈粘稠的溶胶加入造粒机中，对内芯进行多次、均匀包覆，经干燥、过筛后，即可获得长效环保控释甘蔗肥颗粒。
14、作为技术方案的优选，所述步骤（1）的naoh溶液浓度为5%，浸泡时间为6 h。沥干使水分含量控制在5-10%以便粉碎过筛，干燥温度为75-85℃，干燥时间范围50-60 min。作为技术方案的优选，所述步骤（2）以2龄蚕沙为原料，在60 ℃下烘干24 h后浸泡，蚕沙与水的质量比为1:0.3-4；微波改性控制压力为0.4 mpa，功率为300w，温度为75-80℃，微波时间2-5h；机械球磨改性中采用直径为2 cm、1 cm、0.5 cm的不锈钢材质球磨珠，按照数量比为1:4:5混合使用，球磨转数为600-1500r/min，时间为3本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种长效环保控释甘蔗肥的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：（1）竹纤维的预处理
2.根据权利要求1所述的一种长效环保控释甘蔗肥的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）的NaOH溶液浓度为5%，浸泡时间为6 h，沥干使水分含量控制在5-10%以便粉碎过筛，干燥温度为75-85℃，干燥时间范围50-60 min。
3.根据权利要求1所述的一种长效环保控释甘蔗肥的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）以2龄蚕沙为原料，在60 ℃下烘干24 h后浸泡，蚕沙与水的质量比为1:0.3-4；微波改性控制压力为0.4 MPa，功率为300 W，温度为75-80℃，微波时间2-5 h；机械球磨改性中采用直径为2 cm、1 cm、0.5 cm的不锈钢材质球磨珠，按照数量比为1:4:5混合使用，球磨转数为600-1500 r/min，时间为30-60 min。
4.根据权利要求1所述的一种长效环保控释甘蔗肥的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）化肥为尿素、氯化钾或磷酸铵；
5.根据权利要求1所述的一种长效环保控释甘蔗肥的制备方法，其特征在于：所述步骤（
6.根据权利要求1所述的一种长效环保控释甘蔗肥的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）所用的造型液压机压力为60-80 Pa，烘干固化温度为50-100℃。
7.根据权利要求1所述的一种长效环保控释甘蔗肥的制备方法，其特征在于：所述步骤（5）所用粘合剂为淀粉、聚乙烯醇，以4-9：4的比例溶解于水中，在80-90℃下机械搅拌30-40min进行糊化。
8.根据权利要求1所述的一种长效环保控释甘蔗肥的制备方法，其特征在于：将所述步骤（4）、(5)得到的控释肥颗粒内芯和可生物降解的包膜材料按2:6.4-8的质量比加入造粒机中，在50℃-70℃下均匀包覆，包覆时间30-60min。
9.根据权利要求1-8任一所述的一种长效环保控释甘蔗肥的制备方法，其特征在于：它在长生长周期作物的肥料控释方面的运用。
...【技术特征摘要】
1.一种长效环保控释甘蔗肥的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：（1）竹纤维的预处理
2.根据权利要求1所述的一种长效环保控释甘蔗肥的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）的naoh溶液浓度为5%，浸泡时间为6 h，沥干使水分含量控制在5-10%以便粉碎过筛，干燥温度为75-85℃，干燥时间范围50-60 min。
3.根据权利要求1所述的一种长效环保控释甘蔗肥的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）以2龄蚕沙为原料，在60 ℃下烘干24 h后浸泡，蚕沙与水的质量比为1:0.3-4；微波改性控制压力为0.4 mpa，功率为300 w，温度为75-80℃，微波时间2-5 h；机械球磨改性中采用直径为2 cm、1 cm、0.5 cm的不锈钢材质球磨珠，按照数量比为1:4:5混合使用，球磨转数为600-1500 r/min，时间为30-60 min。
4.根据权利要求1所述的一种长效环保控释甘蔗肥的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）化肥为尿素、氯化钾或磷酸铵；
5.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：林茵童，吴雨桐，李锦军，曾映瑜，赵钟兴，张应娟，毋高博，莫钧麟，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：
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