本发明属于化肥技术领域，尤其涉及一种稳定可靠，成本低，总养分高，所用材料可生物降解，不改变土壤环境的降解型控释化肥的制备方法。
背景技术：
化肥在农业生产中占有举足轻重的地位。我国作为一个农业大国，农业生产中对化肥的需求量很高，据统计化肥已经成为农业生产中最大的物质投资，约占全部生产性支出的50%左右。我国的化肥产量与使用量均为世界第一，其中产量约占世界化肥产量的20%，使用量已占世界化肥用量的28%。
然而，由于化肥的性质以及对土壤环境的要求，继而导致土壤物理性质不断恶化，这样不仅影响农作物的提高，而且对环境也造成了巨大污染。
因此，提高化肥利用率，减少施肥过量，避免环境污染已经成为发展可持续农业迫切需要解决的问题。缓释肥料又称控释肥料（control release fertilizers）便应运而生。
缓释化肥有以下优势：1）减少养分流失，提高化肥利用率。2）使土壤中引起植物不能利用形式的化学与生物固定作用减少。3）减少了脱氮作用以及氮硝化作用而造成的氮元素损失。
然而，现有缓释化肥存在如下问题：1）包裹层成膜物多为合成高分子聚合物，不易生物降解。2）直接使用纯淀粉或各种植物秸秆粉末加化学粘合剂包裹，缓释周期短或缓释速率难以控制。3）所用包覆物质价格昂贵如硅烷、钛酸酯或铝酸酯等偶联剂，成本高不利于大规模推广应用。
技术实现要素：
本发明的目的在于，克服现有技术的不足，提供一种稳定可靠，成本低，总养分高，所用材料可生物降解，不改变土壤环境的降解型控释化肥的制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种降解型控释化肥的制备方法，包括制备干燥化肥颗粒，包括以下步骤：
1）按重量份计，将100-120份的淀粉、120-150份羟基化改性卵磷脂、50-60份海藻功能母粒与200份花生油在120-150℃、频率为85MHz超声震荡60-75min，得到混合液体，备用；
2）将步骤1）制备的混合液体采用气压喷雾方式均匀喷涂在干燥化肥颗粒表面，喷涂压力为0.55-0.65MPa，得到涂布后的化肥颗粒，将温度冷却至40-50℃；
3）将步骤2）得到的涂布后的化肥颗粒与蓖麻油混合搅拌，得到降解型控释化肥。
在本技术方案中，与现有使用淀粉胶与粉状木材剩余物制造缓释肥料壳体相比，本发明可弥补因粉状木材剩余物颗粒及空隙过大对化肥包裹不均匀，缓释时间短且不易控制的不足。本发明的步骤2）涂布在化肥颗粒表面为第一包覆层，步骤3）制备的包覆层为第二包覆层，第二包覆层似开关层，通过亲水性集团与外界土壤中的水分以氢键缔合而溶出，为化肥提供向外缓慢释放的通道，达到控制化肥释放的速率，从而得到可控制缓释速率的缓释化肥。该方法可适用于各种水溶性缓释化肥的制备，且第一包覆层和第二包覆层所用材料均为可完全生物降解材料，对土壤无污染， 不改变土壤环境。
作为优选，步骤2）中混合液体与干燥化肥颗粒的质量比为1.35-1.5:1。
作为优选，步骤3）中涂布后的化肥颗粒与蓖麻油的质量比为1:3-4.2。
作为优选，步骤3）中搅拌速度为2500-3000r/min，温度为90-95℃，搅拌时间为25-35min。
作为优选，干燥化肥颗粒的粒径为2-4.5mm。
作为优选，步骤1）中所述的羟基化改性卵磷脂的制备方法为：将卵磷脂与浓度为50-60wt%的乳酸溶液混合均匀后加热搅拌，其中所述卵磷脂与乳酸溶液的质量比为100:(4-6)，加热温度为70-80℃，加热时间40-60min；在加热搅拌过程中向反应液逐渐加入质量为所述卵磷脂20-25%的浓度为30wt%的双氧水溶液；在加热搅拌结束后向反应液滴加氢氧化钠溶液至中性，最后真空干燥后制得羟基化改性卵磷脂。
作为优选，在步骤2）结束后，将冷却后的化肥颗粒与其质量0.2-0.5%的白云石粉混合搅拌15min。
作为优选，步骤1）中所用淀粉为玉米淀粉、土豆淀粉、小麦淀粉、绿豆淀粉或藕淀粉。
作为优选，步骤1）中海藻功能母粒的制备方法如下：取竹粉并添加至其8-12倍质量的浓度为8-12wt%的氢氧化钠溶液中，分散均匀后，减压加热至110-130℃，保温疏解6-8h；疏解后过滤得到竹粉，再将竹粉添加至其8-12倍质量的浓度为70-80wt%的乙醇溶液中，加热至80-90℃后保温3-5h，再次进行过滤，对不溶物加水进行打浆，打浆至浆料叩解度为14-16°SR，然后进行磨浆，磨浆至浆料叩解度为18-22°SR，打浆后用水洗净并减压蒸馏后得到纤维素；将纤维素添加至其18-22倍质量的离子液体中，得到纤维素溶液；向纤维素溶液中添加其体积0.4-0.6倍的海藻提取液，搅拌均匀得到混合溶液，然后向混合溶液中添加等体积的浓度为2-4wt%的氯化钙溶液，在40-50℃下交联1-2h后，转移-18℃至-22℃的低温下冰冻1-2天，然后取出冰冻物，用流水解冻，制得纤维素-海藻酸钙水凝胶，再用无水乙醇进行溶剂置换，最后经过真空干燥和研磨后，制得海藻功能母粒。
本发明的有益效果是：与现有使用淀粉胶与粉状木材剩余物制造缓释肥料壳体相比，本发明可弥补因粉状木材剩余物颗粒及空隙过大对化肥包裹不均匀，缓释时间短且不易控制的不足。本发明的步骤2）涂布在化肥颗粒表面为第一包覆层，步骤3）制备的包覆层为第二包覆层，第二包覆层似开关层，通过亲水性集团与外界土壤中的水分以氢键缔合而溶出，为化肥提供向外缓慢释放的通道，达到控制化肥释放的速率，从而得到可控制缓释速率的缓释化肥。该方法可适用于各种水溶性缓释化肥的制备，且第一包覆层和第二包覆层所用材料均为可完全生物降解材料，对土壤无污染， 不改变土壤环境。 所用包覆物均可生物降解，与现有使用各种合成高分子胶黏剂做包裹胶膜相比，可弥补合成高分子不可生物降解，对土壤和环境污染的不足。本发明的工艺简单，操作方便，工艺过程周期短，能耗低,且不产生废弃物，符合原子经济绿色环保的理念,利于工业化推广应用。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种降解型控释化肥的制备方法，包括制备干燥化肥颗粒，干燥化肥颗粒的粒径为2-4.5mm，包括以下步骤：
1）按重量份计，将100份的小麦淀粉、120份羟基化改性卵磷脂、50份海藻功能母粒与200份玉米油在120℃、频率为85MHz超声震荡60min，得到混合液体，备用；羟基化改性卵磷脂的制备方法为：将卵磷脂与浓度为60wt%的乳酸溶液混合均匀后加热搅拌，其中所述卵磷脂与乳酸溶液的质量比为100: 6，加热温度为80℃，加热时间60min；在加热搅拌过程中向反应液逐渐加入质量为所述卵磷脂25%的浓度为30wt%的双氧水溶液；在加热搅拌结束后向反应液滴加氢氧化钠溶液至中性，最后真空干燥后制得羟基化改性卵磷脂；
海藻功能母粒的制备方法如下：取竹粉并添加至其8倍质量的浓度为8wt%的氢氧化钠溶液中，分散均匀后，减压加热至110℃，保温疏解6h；疏解后过滤得到竹粉，再将竹粉添加至其8倍质量的浓度为70wt%的乙醇溶液中，加热至80℃后保温3h，再次进行过滤，对不溶物加水进行打浆，打浆至浆料叩解度为14°SR，然后进行磨浆，磨浆至浆料叩解度为18°SR，打浆后用水洗净并减压蒸馏后得到纤维素；将纤维素添加至其18倍质量的离子液体中，得到纤维素溶液；向纤维素溶液中添加其体积0.4倍的海藻提取液，搅拌均匀得到混合溶液，然后向混合溶液中添加等体积的浓度为2wt%的氯化钙溶液，在40℃下交联1h后，转移-18℃的低温下冰冻1天，然后取出冰冻物，用流水解冻，制得纤维素-海藻酸钙水凝胶，再用无水乙醇进行溶剂置换，最后经过真空干燥和研磨后，制得海藻功能母粒。
2）将步骤1）制备的混合液体采用气压喷雾方式均匀喷涂在干燥化肥颗粒表面，喷涂压力为0.55MPa，得到涂布后的化肥颗粒，将温度冷却至40℃，将冷却后的化肥颗粒与其质量0.2%的白云石粉混合搅拌15min；混合液体与干燥化肥颗粒的质量比为1.35:1
3）将步骤2）得到的涂布后的化肥颗粒与蓖麻油混合搅拌，搅拌速度为2500r/min，温度为90℃，搅拌时间为25min，得到降解型控释化肥；涂布后的化肥颗粒与蓖麻油的质量比为1:3。
实施例2
一种降解型控释化肥的制备方法，包括制备干燥化肥颗粒，干燥化肥颗粒的粒径为2-4.5mm，包括以下步骤：
1）按重量份计，将110份的绿豆淀粉、135份羟基化改性卵磷脂、55份海藻功能母粒与200份玉米油在130℃、频率为85MHz超声震荡65min，得到混合液体，备用；羟基化改性卵磷脂的制备方法为：将卵磷脂与浓度为55wt%的乳酸溶液混合均匀后加热搅拌，其中所述卵磷脂与乳酸溶液的质量比为100:5，加热温度为75℃，加热时间50min；在加热搅拌过程中向反应液逐渐加入质量为所述卵磷脂22%的浓度为30wt%的双氧水溶液；在加热搅拌结束后向反应液滴加氢氧化钠溶液至中性，最后真空干燥后制得羟基化改性卵磷脂；
海藻功能母粒的制备方法如下：取竹粉并添加至其10倍质量的浓度为10wt%的氢氧化钠溶液中，分散均匀后，减压加热至120℃，保温疏解7h；疏解后过滤得到竹粉，再将竹粉添加至其11倍质量的浓度为75wt%的乙醇溶液中，加热至85℃后保温4h，再次进行过滤，对不溶物加水进行打浆，打浆至浆料叩解度为15°SR，然后进行磨浆，磨浆至浆料叩解度为20°SR，打浆后用水洗净并减压蒸馏后得到纤维素；将纤维素添加至其19倍质量的离子液体中，得到纤维素溶液；向纤维素溶液中添加其体积0.5倍的海藻提取液，搅拌均匀得到混合溶液，然后向混合溶液中添加等体积的浓度为2-4wt%的氯化钙溶液，在45℃下交联1.5h后，转移-20℃的低温下冰冻2天，然后取出冰冻物，用流水解冻，制得纤维素-海藻酸钙水凝胶，再用无水乙醇进行溶剂置换，最后经过真空干燥和研磨后，制得海藻功能母粒；
2）将步骤1）制备的混合液体采用气压喷雾方式均匀喷涂在干燥化肥颗粒表面，喷涂压力为0.58MPa，得到涂布后的化肥颗粒，将温度冷却至45℃，将冷却后的化肥颗粒与其质量0.3%的白云石粉混合搅拌15min；混合液体与干燥化肥颗粒的质量比为1.45:1
3）将步骤2）得到的涂布后的化肥颗粒与蓖麻油混合搅拌，搅拌速度为2800r/min，温度为93℃，搅拌时间为28min，得到降解型控释化肥；涂布后的化肥颗粒与蓖麻油的质量比为1:3.6。
实施例3
一种降解型控释化肥的制备方法，包括制备干燥化肥颗粒，干燥化肥颗粒的粒径为2-4.5mm，包括以下步骤：
1）按重量份计，将100份的藕淀粉、150份羟基化改性卵磷脂、60份海藻功能母粒与200份玉米油在150℃、频率为85MHz超声震荡75min，得到混合液体，备用；羟基化改性卵磷脂的制备方法为：将卵磷脂与浓度为50wt%的乳酸溶液混合均匀后加热搅拌，其中所述卵磷脂与乳酸溶液的质量比为100:4，加热温度为70℃，加热时间40min；在加热搅拌过程中向反应液逐渐加入质量为所述卵磷脂20%的浓度为30wt%的双氧水溶液；在加热搅拌结束后向反应液滴加氢氧化钠溶液至中性，最后真空干燥后制得羟基化改性卵磷脂；
海藻功能母粒的制备方法如下：取竹粉并添加至其12倍质量的浓度为12wt%的氢氧化钠溶液中，分散均匀后，减压加热至130℃，保温疏解8h；疏解后过滤得到竹粉，再将竹粉添加至其12倍质量的浓度为80wt%的乙醇溶液中，加热至90℃后保温5h，再次进行过滤，对不溶物加水进行打浆，打浆至浆料叩解度为16°SR，然后进行磨浆，磨浆至浆料叩解度为22°SR，打浆后用水洗净并减压蒸馏后得到纤维素；将纤维素添加至其22倍质量的离子液体中，得到纤维素溶液；向纤维素溶液中添加其体积0.6倍的海藻提取液，搅拌均匀得到混合溶液，然后向混合溶液中添加等体积的浓度为4wt%的氯化钙溶液，在50℃下交联2h后，转移-22℃的低温下冰冻2天，然后取出冰冻物，用流水解冻，制得纤维素-海藻酸钙水凝胶，再用无水乙醇进行溶剂置换，最后经过真空干燥和研磨后，制得海藻功能母粒；
2）将步骤1）制备的混合液体采用气压喷雾方式均匀喷涂在干燥化肥颗粒表面，喷涂压力为0.65MPa，得到涂布后的化肥颗粒，将温度冷却至50℃，将冷却后的化肥颗粒与其质量0.5%的白云石粉混合搅拌15min；混合液体与干燥化肥颗粒的质量比为1.5:1
3）将步骤2）得到的涂布后的化肥颗粒与蓖麻油混合搅拌，搅拌速度为3000r/min，温度为95℃，搅拌时间为35min，得到降解型控释化肥；涂布后的化肥颗粒与蓖麻油的质量比为1: 4.2。
应当理解的是，对于本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。